CN101555861A - 拦截海洋动能的发电平台 - Google Patents

Abstract

本发明所述的拦截海洋动能的发电平台，包括平台主体、平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置、海洋综合动能收集装置、波浪能收集装置、风浪能收集装置、发电装置。所有能量收集装置都通过传动索传至发电装置的主轴上的超越离合器，主轴与发电装置相连，发电装置设于平台主体上。所述的平台主体是用大梁构成的框架立体结构和无下底有上底的长方体箱固定于若干承重的空心浮体上，并通过铁链用锚把平台锁定。平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置设于平台主体的水面以下，海洋综合动能收集装置、波浪能收集装置、风浪能收集装置设于平台主体两边的海面上。

Description

拦截海洋动能的发电平台

技术领域

本发明涉及一种集海洋综合动能于一体的大规模海上发电装置，特别是把新颖而适用的的海洋上下流体的多种运动产生的能量的收集方式有机的结合、高性价比地集为一体的拦截海洋动能的发电平台。

技术背景

现有的海上发电技术，除仿水库式的潮汐电站外，波浪能发电、海流发电、海风发电等都只还是小规模的，只限于灯塔供电和岸基波力电站以及传统的风力发电装置，其发电量无足轻重，面对当今的能源危机，只是“滴水车薪”而已，海洋中各种环保的、足以供人类永远使用而且是可开发的无限能源的利用很不理想而微不足道。要知道太阳辐射到地球表面的能量有80万亿千瓦之多，海洋就吸收了60万亿千瓦，其中转化为可开发的环保再生能源就以万亿级千瓦计。中国有470多万平方公里的海域，就波浪能而言，若按每平方公里一般产生20万千瓦的功率计算，理论上则总量有超过9000亿千瓦的功率，就算只有1/3的海域可能开发，也达3000亿千瓦，若我们能开发它1/100，就有30亿千瓦，在陆地上我国无论如何也找不到能支撑这些功率的安全能源。但目前所设计的各种海洋能收集装置对于多种多样的海洋环保“能种“而言，都局限于只能少量的收集“单一能种”，而无法综合收集用于发电，使得投资昂贵、造价甚高，发电成本毫无竞争力。从太平洋传来的万顷波浪带着无穷无尽的巨大能量一直消失于我们司空见惯的视野和观念中，我们常用于形容海洋状况的一些话中可感知海洋中自然能量的巨大：飓风横扫海面，波浪翻滚；海浪触底，引起巨浪滔天；惊涛拍岸，卷起千万吨浪。这股自然的能量如何使之为人类造福，挑战人类的大脑于至今，但仍未有喜讯。需要有新的认识和创新的设计，极待进一步地创新发明。

发明内容

为了创新海洋中各种环保能源的利用方式，本发明提出在海洋中建造拦截海洋动能的发电平台。此发电平台，包括平台主体、平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置、海洋综合动能收集装置、风浪能收集装置、发电装置。所有能量收集装置都通过传动索传至发电装置的主轴上的超越离合器，主轴与发电装置相连，发电装置设于平台主体上。平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置设于平台主体的水面以下，海洋综合动能收集装置、波浪能收集装置、风浪能收集装置、设于平台主体两边的海面上。其特征是：

(1)所述的平台主体是由先设计制作好的、大梁构成的框架立体结构和无下底有上底的长方体箱固定于若干承重的空心浮体上，空心浮体可设于长方体箱内或箱外，长方体箱的开口朝下进入水中一定深度形成一层封闭的空腔，整个平台主体浮于海面，通过铁链用锚把平台主体锁定，铁链的长度与潮差相适应。平台主体上设有发电装置和与发电装置相连的主轴，主轴上分别设有若干超越离合器。

(2)所述的平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置，是在长方体箱的下面设置一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障的结构是在长方体箱长边的两端固定两根铁链平行下垂至一定深度，铁链的端头分别接有传动索，传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。海底定滑轮的位置设置使铁链成斜状。在一定深度处用横杆连接两根平行的铁链并固定，横杆的中部设有传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。宽度等于两根铁链之间距离的屏障面由柔性材料制成并固定于长方体箱边与横杆之间，组成一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障面进入水中的长度大于横杆与长方体箱边之间的距离，横杆不拉紧柔性材料屏障面，以形成人造海底。屏障面上设有若干个松紧孔以释放过剩海浪触底和拍岸的能量，松紧孔的周边设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带与屏障面相连固定、面积大于松紧孔面积的柔性材料面遮挡松紧孔，以收集设计允许范围内的海浪冲击能量。长方体箱的上底开有若干对称的空气流动圆孔供海面上升或下降时挤出或吸入的空气通过，圆孔用管道导至气轮机。长方体箱的四角分别设有传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。

(3)所述的海洋综合动能收集装置，是设置在平台主体两边的近域海面上同时收集波浪能、风能、海面表层水流能的整体装置，以多个带轴的圆柱形空心浮体安装在一个钢结构架上，形成一个浮于水面的整体结构并通过铁链锁定于海底重物上，铁链的长度与潮差相适应：①以收集波浪能为主的大圆柱形空心浮体的轴两端安装在钢结构架的中间可以转动，轴与钢结构架相连处设有外套钢圈的轴承，钢圈固定在钢结构架上，钢圈上所接的传动索经固定在海底重物上的定滑轮与设在平台主体上的发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有配重体拉紧传动索。大圆柱形空心浮体上设有盛水的水斗、弧形阻浪板、钢支架，钢支架上设有传动索与钢圈上所接的传动轴索相连；大圆柱形空心浮体的水下部分设置一个进入水中的人造海岸和海底屏障，屏障的结构是在大圆柱形空心浮体的两端固定两根铁链平行下垂至水下一定深度，铁链的端头分别接有传动索，传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。以两根平行的横杆与两根铁链固定相连，上横杆与水面有一定距离。宽度等于两根铁链之间距离的屏障面由柔性材料制成并固定于上下两根横杆上，组成一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障面的长度大于两横杆之间的距离，横杆不拉紧柔性材料屏障面以形成人造海底，屏障面上设有若干个松紧孔以释放过剩海浪触底和拍岸的能量，松紧孔的周边设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带与屏障面相连固定、面积大于松紧孔面积的柔性材料面遮挡松紧孔，以收集设计允许范围内的海浪冲击能量；②钢结构架中部的两边设有向上延伸的钢支架，钢支架上安装一根水平轴，轴与钢支架接触处设有轴承，水平轴上固定有向下延伸的、受风力作用带动水平轴转动的风摆动板收集风能，有定滑轮安装在水平轴两端向下延伸的钢架上；③表层水流能收集装置是设置在位于大圆柱形空心浮体两边钢结构架上的、带轴的、能浮起自重的空心管状浮体，轴与钢结构架相连处设有轴承，管状浮体上设有收集正反两个方向表层水流能的若干叶片，叶片框的两边开有长方形孔，在靠管状空心浮体的叶框边上固定有与叶框宽相符的、由柔性材料制成的叶面，叶面的另一边设有横杆配重体在叶面处于竖直位置时拉紧或收拢叶面，横杆串入叶片框两边的长方形孔。轴上装有自动接触器，接触器上系有传动索的轮可绕轴相对转动，轮上设有传动索绕过时受传动索的压力作用可沿轮半径方向下沉或没有传动索压力时能弹起的可动接触销，接触销的下面装有弹簧，接触销的两面设有缓和接触冲击力的碰珠；接触器的另一部分是固定在轴上与轴同转动的轮，轮的圆面上设有一垂直轮平面往外延伸的固定接触销，固定接触销与可动接触销能重叠接触。接触器上的传动索经风摆动板上的水平轴两端钢架上的定滑轮绕圈后接在大圆柱形空心浮体钢圈上所接的传动索上。

(4)所述的波浪能收集装置设置在平台主体两边的近域海面上，无下底有上底的长方体箱固定于若干空心浮体上浮于水面，长方体箱的开口朝下进入水中一定深度，长方体箱的四个角上设有向下延伸进入水中的角钢，角钢的端点以横杆相连，形成一个大的长方体框架。角钢的端点设有传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。角钢的端点设有铁链与海底的重物相连，铁链的长度与潮差相适应。长方体框架的四个竖直面各设有自长方体箱边下垂的屏，屏的下端设有横杆，横杆的两端位于角钢的内面。

(5)所述的风浪能收集装置，是设在海洋综合动能收集、波浪能收集装置装置外围的收集风能和波浪能的装置，由带轴的浮于水面的圆柱形空心浮体通过铁链锁定在海底的锚上，铁链的长度与潮差相适应，轴上设有钢圆环可绕轴转动，钢圆环上接有传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。圆柱形空心浮体上面的两端设有向上延伸的钢结构架，宽度等于两钢结构架之间距离的屏由柔性材料制成并固定于钢结构架顶端横杆上，屏的长度略小于钢结构架的高度，屏的下端设有拉紧屏面的横杆，横杆上设有传动索与钢圆环上所接的传动索相连，组成一个阻挡风的大屏面，屏面上设有若干个松紧孔以释放过剩风力，孔的周边由松紧性质的材料制成，用一块以若干有松紧性能的绳带与屏面相连固定、面积等于松紧孔面积的柔性材料面遮挡松紧孔，以收集设计允许范围内的风力能量；。圆柱形空心浮体下面的两端设有向下延伸的钢支架，以横杆连接两钢支架，钢支架上设置一个进入水中阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障的结构是在钢支架上接有铁链延伸至水下一定深度，铁链的端头分别接有传动索，传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体，在铁链的下端设有横杆与两根铁链固定相连，宽度等于两根铁链之间距离的屏障面由柔性材料制成并固定于上下两根横杆上组成一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障面的长度大于两横杆之间的距离，横杆不拉紧柔性材料屏障面以形成人造海底，屏障面上设有若干个松紧孔以释放过剩海浪触底和拍岸的能量，松紧孔的周边设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带与屏障面相连固定、面积等于松紧孔面积的柔性材料面遮挡松紧孔，以收集设计允许范围内的海浪冲击能量。

2、所述的平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置上设置的阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障的结构可以是在长方体箱两短边的中间设置一根中心带轴以增加强度的小管状浮体，轴两端设有传动索经固定在长方体箱两短边中间的定滑轮绕圈后与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体，小管状浮体的中部设有传动索经固定在长方体箱上底面内的定滑轮绕圈后、再经固定在长方体箱长边外面中部的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。小管状浮体上固定一块柔性材料制成的、进入水中一定深度的屏面，屏面的两边和中间设有绳索作为加强筋，屏面的下端设有横杆，横杆上设有铁链与抛入海底的重物相连，组成一个阻挡流体的人造海岸屏障面，屏障面上设有若干个松紧孔，松紧孔的周边设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带与屏障面相连固定、面积大于松紧孔面积的柔性材料面遮挡松紧孔。

3、所述的平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置上设置的阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障的结构可以是在长方体箱两短边的下面设置一个斜架，斜架的下边作为一条斜轨道，两端设有滑轮的横杆以滑轮接触斜轨道，横杆上设有若干传动索经固定在长方体箱长边的若干定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体，使横杆处于斜架的高位置处。横杆上固定一块柔性材料制成的、进入水中一定深度的屏面，屏面的两边和中间设有绳索作为加强筋，屏面的下端设有横杆，横杆上设有铁链与抛入海底的重物相连，组成一个阻挡流体的人造海岸屏障面，屏障面上设有若干个松紧孔，松紧孔的周边设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带与屏障面相连固定、面积大于松紧孔面积的柔性材料面遮挡松紧孔。

本发明的有益效果是只要海洋中风有动、水有动，就能集其动能大规模发电，可建造单座装机容量在数百万千瓦的海上发电平台，彻底解决人类的能源危机。

附图说明

图1为平台主体原理结构示意图

图2(A)为平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置原理结构示意图

图3为海洋综合动能收集装置原理结构示意图

图4为波浪能收集装置原理结构示意图

图5为风浪能收集装置原理结构示意图

图6(B)为平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置原理结构示意图

图7(C)为平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置原理结构示意图

图8为接触器原理结构示意图

图9为超越离合器、传动索绕圈相连、配重体拉紧传动索原理示意图

具体实施方式

本发明所述的拦截海洋动能的发电平台，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示。

一、如图1所示：

图1中，1圆柱形空心浮体，2无下底有上底的长方体箱，3大梁构成的框架立体结构，4传动索，5超越离合器，6与发电装置相连的主轴，7发电装置，8铁链，9锚，10、配重体。

所述的平台主体是由先设计制作好的、大梁构成的框架立体结构3和无下底有上底的长方体箱2固定于若干承重的空心浮体1上。承重的空心浮体1可设置在长方体箱2的里面、也可设置在长方体箱2的外面；承重的空心浮体1可以是圆柱形、也可以是其它立体形状。长方体箱2的开口朝下进入水中一定深度，在箱的上部分会形成一层封闭的空腔，整个平台主体浮于海面，通过长度与潮差相适应的铁链8用锚9把平台主体锁定。平台主体上设有发电装置7和与发电装置相连的主轴6，主轴6上分别设有与5相同的若干超越离合器，超越离合器上绕有来自其它海洋动能收集装置的、与4类似的传动索，传动索的端头设有与10类似的配重体。

二、如图2(A)所示：

图2(A)中，1沉入海底的重物，2固定在重物上的定滑轮，3柔性材料制成的屏障面，4固定在重物上的定滑轮，5铁链，6传动索，7、8配重体，9传动索，10、11超越离合器，12空气流动圆孔，13横杆，14柔性材料面，15松紧孔边，16有松紧性能的绳带，17松紧孔，18圆柱形空心浮体，19定滑轮，20传动索，21无下底有上底的长方体箱，22超越离合器，23配重体。

所述的平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置，是在长方体箱21的下面设置一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障面3，屏障的结构是在长方体箱长边的两端固定两根铁链5平行下垂至一定深度，铁链的端头分别接有传动索6，传动索6经固定在海底重物上的定滑轮4与发电装置主轴上的超越离合器10绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体7。海底定滑轮4的位置设置使铁链5成斜状。在一定深度处用横杆13连接两根平行的铁链5并固定，横杆13的中部设有传动索20经固定在海底重物1上的定滑轮19与发电装置主轴上的超越离合器22绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体23，宽度等于两根铁链5之间距离的屏障面3由柔性材料制成并固定于长方体箱边与横杆13之间，组成一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障面3进入水中的长度大于横杆与长方体箱边之间的距离，横杆13不拉紧柔性材料屏障面3，以形成人造海底。屏障面3上设有若干个松紧孔17以释放过剩海浪触底和拍岸的能量，松紧孔17的周边15设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带16与屏障面3相连固定、面积大于松紧孔面积的柔性材料面14遮挡松紧孔17，以收集设计允许范围内的海浪冲击能量。长方体箱的上底开有若干对称的空气流动圆孔12供海面上升或下降时挤出或吸入的空气通过，圆孔可用管道导至气轮机。长方体箱的四角分别设有传动索9经固定在海底重物1上的定滑轮2与发电装置主轴上的超越离合器11绕圈相连，传动索9的端头设有拉紧传动索的配重体8。

工作原理：在近岸海域，当水深为海浪波长的一半时，海浪倒卷腾起，海浪拍岸也将反弹巨浪，这股能量是巨大的。但在较深的海域波浪既触不到底也拍不到岸，只能向前传播生成波峰和波谷之间的高度差而具有势能，这种势能的收集较容易但量少，波浪在传播过程中的摩擦会消耗和损失大量的能量。平台主体的长方体箱下面设置的阻挡流体的屏障面，是在较深的海域人为地创设人造海岸和人造海底，屏障面深入水中的长度大于横杆与长方体箱边之间的距离，使屏障面的下部分容易弯曲形成“海底”，屏障面的上部分则是“海岸”，铁链深入水中的长度和横杆13在水下的位置视海域波况而定。当波浪遇到屏障面时，其触底和拍岸的力量将通过传动索6传至发电装置的主轴做功。波浪触底后的腾起和拍岸后的反弹将使长方体箱内的水位上升，空心浮体18即带着整个平台上升，长方体箱四个角上所接的传动索9经定滑轮2后带动发电装置的主轴做功。长方体箱内的水位上升将挤压箱内上层的空气，空气经圆孔12喷出可驱动气轮机做功，当箱内水位下降时，空气经圆孔12流入箱内同样可驱动气轮机做功。这里波浪产生的多种多样的能量几乎都被利用。屏障面上设置的松紧孔17和柔性材料面14以及有松紧性能的绳带16相结合在遇巨浪时可释放过剩的冲击力，柔性材料面14和有松紧性能的绳带16相结合在设计材料可承受的限度内阻挡流体通过孔17以收集波浪能。

三、如图3所示：

图3中，1重物，2定滑轮，3传动索，4定滑轮，5传动索，6传动索，7支架，8轴，9钢圈，10钢结构架，11定滑轮，12钢支架，13自动接触器，14轴，15传动索，16水平轴，17钢结构架，18风摆动扳，19水斗，20弧形阻浪扳，21表层海流通过孔，22横杆，23铁链，24自动接触器，25轴，26柔性材料叶面，27横杆配重体，28卷曲状的柔性材料叶面，29管状空心浮体，30长方形孔，31叶片框，32横杆，33柔性材料制成的屏障面，34松紧孔边，35柔性材料面，36大圆柱形空心浮体，37有松紧性能的绳带，38松紧孔，39铁链。

所述的海洋综合动能收集装置，是设置在平台主体两边的近域海面上同时收集波浪能、风能、海面表层水流能的整体装置，以多个带轴的圆柱形空心浮体36、29安装在一个钢结构架10上，形成一个浮于水面的整体结构并通过长度与潮差相适应的铁链39锁定于海底的重物1上：①以收集波浪能为主的大圆柱形空心浮体36的轴8两端安装在钢结构架10的中间可以转动，轴与钢结构架相连处设有外套钢圈9的轴承，钢圈9固定在钢结构架10上，钢圈9上所接的传动索5经固定在海底重物1上的定滑轮4与设在平台主体上的发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有配重体拉紧传动索。大圆柱形空心浮体36上设有盛水的水斗19、弧形阻浪板20、钢支架7，钢支架7上设有传动索6与钢圈上所接的传动轴索5相连；大圆柱形空心浮体36的水下部分设置一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障面33，屏障的结构是在大圆柱形空心浮体36的两端固定两根铁链23平行下垂至水下一定深度，铁链23的端头接有传动索3，传动索3经固定在海底重物1上的定滑轮2与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。以两根平行的横杆22、32与两根铁链23固定相连，上横杆22与水面有一定距离以形成表层海流通过的孔21。宽度等于两根铁链之间距离的屏障面33由柔性材料制成并固定于上下两根横杆22和32上，组成一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障33，屏障面33的长度大于两横杆之间的距离，横杆32不拉紧柔性材料屏障面33以形成人造海底，屏障面33上设有若干个松紧孔38以释放过剩海浪触底和拍岸的能量，松紧孔38的周边34设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带37与屏障面相连固定、面积大于松紧孔38面积的柔性材料面35遮挡松紧孔38，以收集设计允许范围内的海浪冲击能量；②钢结构架中部的两边设有向上延伸的钢结构架17，钢结构架17上安装一根水平轴16，轴16与钢结构架17接触处设有轴承，水平轴上固定有向下延伸的、受风力作用带动水平轴16转动的风摆动板18收集风能，有定滑轮11安装在水平轴两端向下延伸的钢架12上；③表层水流能收集装置是设置在位于大圆柱形空心浮体36两边钢结构架10上的、带轴14、25的、能浮起自重的空心管状浮体29，轴14、25与钢结构架10相连处设有轴承，管状浮体29上设有收集正反两个方向表层水流能的若干叶片，两边的叶片框31上开有长方形孔30，在靠管状空心浮体29的叶框边上固定有与叶框宽相符的、由柔性材料制成的叶面26，叶面26的另一边设有横杆配重体27在叶面处于竖直位置时拉紧或收拢叶面28，收拢的叶面成卷曲状28不受风力的作用，横杆27串入叶片框两边的长方形孔30。轴上装有自动接触器13、24(见图8所示)，接触器上系有传动索15的轮可绕轴相对转动，轮上设有传动索绕过时受传动索的压力作用可沿轮半径方向下沉或没有传动索压力时能弹起的可动接触销，接触销的下面装有弹簧，接触销的两面设有缓和接触冲击力的碰珠；接触器的另一部分是固定在轴上与轴同转动的轮，轮的圆面上设有一垂直轮平面往外延伸的固定接触销，固定接触销与可动接触销能重叠接触。接触器上的传动索15经风摆动板上的水平轴两端钢架上的定滑轮11绕圈后接在钢圈上所接的传动索5上。

工作原理：大圆柱形空心浮体下面设置的阻挡流体的屏障面，是在较深的海域人为地创设人造海岸和人造海底，屏障面深入水中的长度大于两横杆22和32之间的距离，使屏障面的下部分容易弯曲形成“海底”，屏障面的上部分则是“海岸”，铁链23深入水中的长度和横杆33在水下的位置视海域波况而定。当波浪遇到屏障面时，其触底和拍岸的力量将通过传动索3传至发电装置的主轴做功。波浪触底后的腾起和拍岸后的反弹将使大圆柱形空心浮体下面水位上升从而使大圆柱形空心浮体上升又拉动传动索5传至发电装置的主轴做功，腾起的波浪还会推动大圆柱形空心浮体上的弧形阻浪扳20使其转动做功，浪大时还有波浪越过弧形阻浪扳盛水于水斗19使大圆柱形空心浮体转动做功。正反两个方向的表层海流作用于管状空心浮体29上的叶片通过接触器13、24上的传动索15拉动传动索5传至发电装置的主轴做功。因为风不是衡定持续的，风摆动扳18的摆动通过轴16和支架12使定滑轮11摆动，拉动传动索15从而拉动传动索5传至发电装置的主轴做功，台风时风摆动扳吹至与海平面平行释放所有过剩风力而保护设备不受台风破坏。

四、如图4所示：

图4中，1重物，2铁链，3定滑轮，4传动索，5角钢，6无下底有上底的长方体箱，7圆柱形空心浮体，8横杆，9屏，10横杆，11横杆。

所述的波浪能收集装置，设置在平台主体两边的近域海面上，无下底有上底的长方体箱6固定于圆柱形空心浮体7上浮于水面，长方体箱6的开口朝下进入水中一定深度，长方体箱的四个角上设有向下延伸进入水中的角钢5，角钢5的端点以横杆8、11相连，形成一个大的长方体框架。角钢的端点设有传动索4经固定在海底重物1上的定滑轮3与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。角钢的端点设有铁链2与海底的重物1相连，铁链2的长度与潮差相适应。长方体框架的四个竖直面各设有自长方体箱边下垂的屏9，屏的下端设有横杆10拉紧屏面，横杆10的两端位于角钢5的内面。

工作原理：波浪碰到屏9时推开屏9传入长方体框架内，其它三个面的屏由于屏下端的横杆被角钢的边挡住起到阻挡波浪传出的作用，这三个屏面下端弯曲犹如海底，于是产生波浪拍岸和波浪触底的现象，波浪的反弹又使屏9关闭，使波浪的能量作用于浮体7和长方体箱的上底从而拉动传动索4传至发电装置的主轴做功。四个方向的波浪都可以传入长方体框架内。

五、如图5所示：

图5中，1重物，2定滑轮，3传动索，4定滑轮，5传动索，6柔性材料制成的屏障面，7传动索，8铁链，9横杆，10有松紧性能的绳带，11松紧孔、柔性材料面，12松紧孔边，13横杆，14支架，15轴，16钢圆环，17圆柱形空心浮体，18横杆，19钢结构架，20柔性材料面，21横杆，22松紧孔边，23松紧孔、柔性材料面，24有松紧性能的绳带，25锚，26铁链。

所述的风浪能收集装置，是设在海洋综合动能收集装置外围的收集风能和波浪能的装置，由带轴15并浮于水面的圆柱形空心浮体17通过长度与潮差相适应的铁链8锁定在海底的锚25上，轴15上设有钢圆环16可绕轴转动，钢圆环16上接有传动索5经固定在海底重物1上的定滑轮4与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。圆柱形空心浮体17上面的两端设有向上延伸的钢结构架19，宽度等于两钢结构架之间距离的屏20由柔性材料制成并固定于顶端横杆21上，屏的长度略小于钢结构架19的高度，屏的下端设有拉紧屏面的横杆18，横杆18上设有传动索7与钢圆环16上所接的传动索5相连，组成一个阻挡风的大屏面20，屏面20上设有若干个松紧孔23以释放过剩风力，孔23的周边22设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带24与屏面20相连固定、面积等于松紧孔23面积的柔性材料面23遮挡松紧孔，以收集设计允许范围内的风力能量；。圆柱形空心浮体17下面的两端设有向下延伸的钢支架14，以横杆13连接两钢支架，钢支架14上设置一个进入水中阻挡流体的人造海岸和海底屏障面6，屏障的结构是在钢支架14上接有铁链26延伸至水下一定深度，铁链26的端头分别接有传动索3，传动索3经固定在海底重物1上的定滑轮2与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体，在铁链26的下端设有横杆9与两根铁链26固定相连，宽度等于两根铁链之间距离的屏障面6由柔性材料制成并固定于上下两根横杆13和9上组成一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障6，屏障面的长度大于两横杆13、9之间的距离，横杆9不拉紧柔性材料屏障面6以形成人造海底，屏障面6上设有若干个松紧孔11以释放过剩海浪触底和拍岸的能量，孔11的周边12设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带10与屏障面6相连固定、面积等于松紧孔11面积的柔性材料面11遮挡松紧孔，以收集设计允许范围内的海浪冲击能量。

工作原理：当风吹在屏面20上时，屏受风力的作用而变成斜面迫使风聚灌于海面或趋于海面的低空，海水因此加速而动产生附加能量。屏面20变成斜面的同时，拉动接在横杆18上的传动索7从而拉动传动索5传至发电装置的主轴做功，风大时屏面20会带动钢结构架19倾斜使圆柱形空心浮体17转动从而通过接在支架14上的铁链26拉动传动索3传至发电装置的主轴做功，风力过大时松紧孔23会释放过剩风量，台风再大也最多只能把钢结构架19吹至“睡”在海面上而释放所有风力以致不使设备受到破坏。屏面20受风的作用会带动钢结构架19倾斜，加上传动索7和铁链26的做功负荷会使圆柱形空心浮体17被压至下沉，但风小时又会浮起拉动传动索性5做功。圆柱形空心浮体下面设置的阻挡流体的屏障面6，是在较深的海域人为地创设人造海岸和人造海底，屏障面6深入水中的长度大于两横杆13和9之间的距离，使屏障面的下部分容易弯曲形成“海底”，屏障面的上部分则是“海岸”，铁链深入水中的长度和横杆9在水下的位置视海域波况而定。当波浪遇到屏障面时，其触底和拍岸的力量将通过传动索3传至发电装置的主轴做功，同时铁链26也拉圆柱形空心浮体17转动，其转动的力量通过支架14上所接的铁链26拉动传动索3传至发电装置的主轴做功。波浪触底后的腾起和拍岸后的反弹将使圆柱形空心浮体17下面水位上升从而使圆柱形空心浮体17上升又拉动传动索5传至发电装置的主轴做功。

六、如图6(B)所示：

图6(B)中，1重物，2铁链，3横杆，4屏面，5绳索加强筋，6中心带轴以增加强度的小管状浮体，7轴，8固定在长方体箱短边中间的定滑轮，9配重体，10传动索，11超越离合器，12传动索，13固定在长方体箱长边外面中部的定滑轮，14超越离合器，15配重体。

所述的平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置上设置的阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障的结构可以是在长方体箱两短边的中间设置一根中心带轴以增加强度的小管状浮体6，轴两端设有传动索10经固定在长方体箱两短边中间的定滑轮8绕圈后与发电装置主轴上的超越离合器11绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体9。小管状浮体6的中部设有传动索经固定在长方体箱上底面内的定滑轮绕圈后、再经固定在长方体箱长边外面中部的定滑轮13与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体15。小管状浮体6上固定一块柔性材料制成的、进入水中一定深度的屏面4，屏面的两边和中间设有绳索5作为加强筋，屏面的下端设有横杆3，横杆3上设有铁链2与抛入海底的重物1相连，组成一个阻挡流体的人造海岸屏障面。屏障面上设有若干个松紧孔以释放过剩海浪触底和拍岸的能量。

工作原理：当流体作用于屏面时，轴7上的传动索被带动从而使发电装置主轴上的超越离合器11转动主轴做功。波浪间隔时，配重体9的拉力和小管状浮体受浮力的作用又使小管状浮体回到原位。正反两个方向的波浪分别传入都能作用于屏面而收集波浪能。

七、如图7(C)所示：

图7(C)中，1重物，2铁链，3横杆，4屏面，5绳索加强筋，6两端设有滑轮的横杆，7滑轮，8固定在长方体箱两长边上的定滑轮，9传动索，10斜轨道，11斜架，12配重体，13超越离合器。

所述的平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置上设置的阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障的结构可以是在长方体箱两短边的下面设置一个斜架11，斜架11的下边10作为一条斜轨道10，两端设有滑轮7的横杆6以滑轮7接触斜轨道10，横杆6上设有若干传动索9经固定在长方体箱长边的若干定滑轮8与发电装置主轴上的超越离合器13绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体12，使横杆6处于斜架的高位置7处。横杆上固定一块柔性材料制成的、进入水中一定深度的屏面4，屏面4的两边和中间设有绳索作为加强筋5，屏面的下端设有横杆3，横杆3上设有铁链2与抛入海底的重物1相连，组成一个阻挡流体的人造海岸屏障面，屏障面上设有若干个松紧孔以释放过剩海浪触底和拍岸的能量。

工作原理：当流体作用于屏面时，滑轮7沿斜轨道10滑下，使轴6上的传动索9被带动从而使发电装置主轴上的超越离合器13转动主轴做功。波浪间隔时，配重体9的拉力作用又使轴6回到原位。

八、如图8所示：

图8中，1传动索，2可动接触销，3固定接触销，4与轴同转动的轮，5轴，6碰珠，7可绕轴转动的轮，8卷在轮上的传动索，9配重体，10发电装置上的主轴，11超越离合器。

接触器的设计和工作原理(注：接触器设在图3所示的轴14和25上)：本图8中所示的接触器由设置在轴5上的可绕轴转动的轮7和固定在轴5上的并与轴5同转动的轮4组成，轮7上系有传动索8(1)，轮7上装有可动接触销2，接触销下面装有弹簧，当传动索8卷到接触销2上时由于传动索的压力作用(因传动索的另一端是与发电装置上的主轴的超越离合器相连而有做功负荷)，接触销2会沿轮的半径方向内移，接触销2的两面设有缓和接触冲击力的碰珠6；轮4上装有固定接触销3，轴5转动时由于接触销2、3重叠接触而使轮7跟着转动，从而使传动索8沿轮卷上，当转到传动索压住接触销2时，接触销2被压而往轮的半径方向内移，从而脱离与固定接触销3的接触，由于传动索在发电装置的主轴10上经超越离合器11后系有配重体9拉紧传动索，当接触销脱离接触时轮7受配重体的拉力作用自然与原转动方向相反转动而使传动索退出对接触销2的施压，此时接触销2因下面的弹簧作用则自动弹起而恢复原来的位置，当接触销2反转到与3接触时又重复原来的动作，如此往复进行，使传动索1不断被拉动产生位移而做功。

九、如图9所示：

图9中，1传动索与超越离合器绕圈相连的状态，2轴，3超越离合器，4传动索，5配重体，6超越离合器原理示意，

传动索与超越离合器绕圈相连的工作原理：安装在轴2上的超越离合器3是通过类似于6的原理示意来实现单向做功的。就好像自行车上的链轮原理一样，顺时钟方向踩踏脚板时，链条通过链轮转动自行车后轮而做功前进，反时钟方向踩踏脚板时几乎不用力气也不带动后轮转动；自行车因贯性前进，后轮的转动却不带动链轮转动。来自海洋能收集装置的传动索4在超越离合器3上绕几圈成1的状态后并由配重体5拉紧传动索，传动索与超越离合器之间的巨大摩擦力，致使只要传动索被拉动产生位移，超越离合器3就一定能转动从而带动轴2转动做功，配重体5的重力作用拉动超越离合器3转动而拉紧传动索4时产生的位移不带动轴2转动做功。

这种原理设计的柔性传动索用于海上发电平台作能量的传输，既柔性稳定而适宜，又经济耐用而高效，可谓性价比极高。

Claims (3)

1、本发明所述的拦截海洋动能的发电平台，包括平台主体、平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置、海洋综合动能收集装置、波浪能收集装置、风浪能收集装置、发电装置。所有能量收集装置都通过传动索传至发电装置的主轴上的超越离合器，主轴与发电装置相连，发电装置设于平台主体上。平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置设于平台主体的水面以下，海洋综合动能收集装置、波浪能收集装置、风浪能收集装置设于平台主体两边的海面上。其特征是：

(1)所述的平台主体是由先设计制作好的、大梁构成的框架立体结构和无下底有上底的长方体箱固定于若干承重的空心浮体上，长方体箱的开口朝下进入水中一定深度，整个平台主体浮于海面，通过铁链用锚把平台主体锁定，铁链的长度与潮差相适应。平台主体上设有发电装置和与发电装置相连的主轴，主轴上分别设有若干超越离合器。

(2)所述的平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置，是在长方体箱下面的水中设置一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障的结构是在长方体箱长边的两端固定两根铁链平行下垂至一定深度，铁链的端头分别接有传动索，传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。海底定滑轮的位置设置使铁链成斜状。在一定深度处用横杆连接两根平行的铁链并固定，横杆的中部设有传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。宽度等于两根铁链之间距离的屏障面由柔性材料制成并固定于长方体箱边与横杆之间，组成一个使海浪拍岸和触底的人造海岸和海底屏障，屏障面进入水中的长度大于横杆与长方体箱边之间的距离，横杆不拉紧柔性材料屏障面，屏障面上设有若干个松紧孔，松紧孔的周边设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带与屏障面相连固定、面积大于松紧孔面积的柔性材料面遮挡松紧孔。长方体箱的上底开有若干对称的空气流动圆孔，圆孔用管道导至气轮机。长方体箱的四角分别设有传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。

(3)所述的海洋综合动能收集装置，是设置在平台主体两边的近域海面上同时收集波浪能、风能、海面表层水流能的整体装置，以多个带轴的圆柱形空心浮体安装在一个钢结构架上，形成一个浮于水面的整体结构并通过铁链锁定于海底的重物上，铁链的长度与潮差相适应：①以收集波浪能为主的大圆柱形空心浮体的轴两端安装在钢结构架的中间可以转动，轴与钢结构架相连处设有外套钢圈的轴承，钢圈固定在钢结构架上，钢圈上所接的传动索经固定在海底重物上的定滑轮与设在平台主体上的发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有配重体拉紧传动索。大圆柱形空心浮体上设有盛水的水斗、弧形阻浪板、钢支架，钢支架上设有传动索与钢圈上所接的传动轴索相连；大圆柱形空心浮体的水下部分设置一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障的结构是在大圆柱形空心浮体的两端固定两根铁链平行下垂至水下一定深度，铁链的端头分别接有传动索，传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。以两根平行的横杆与两根铁链固定相连，上横杆与水面有一定距离。宽度等于两根铁链之间距离的屏障面由柔性材料制成并固定于上下两根横杆上，组成一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障面，屏障面的长度大于两横杆之间的距离，屏障面上设有若干个松紧孔，松紧孔的周边设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带与屏障面相连固定、面积大于松紧孔面积的柔性材料面遮挡松紧孔；②钢结构架中部的两边设有向上延伸的钢支架，钢支架上安装一根水平轴，轴与钢支架接触处设有轴承，水平轴上固定有向下延伸的、受风力作用带动水平轴转动的风摆动板收集风能，有定滑轮安装在水平轴两端向下延伸的钢架上；③表层水流能收集装置是设置在位于大圆柱形空心浮体两边钢结构架上的、带轴的、能浮起自重的空心管状浮体，轴与钢结构架相连处设有轴承，管状浮体上设有收集表层水流能的若干叶片，叶片框的两边开有长方形孔，在靠管状空心浮体的叶框边上固定有与叶框宽相符的、由柔性材料制成的叶面，叶面的另一边设有横杆配重体在叶面处于竖直位置时拉紧或收拢叶面，横杆串入叶片框两边的长方形孔。轴上装有自动接触器，接触器上系有传动索的轮可绕轴相对转动，轮上设有传动索绕过时受传动索的压力作用可沿轮半径方向下沉或没有传动索压力时能弹起的可动接触销，接触销的下面装有弹簧，接触销的两面设有缓和接触冲击力的碰珠；接触器的另一部分是固定在轴上与轴同转动的轮，轮的圆面上设有一垂直轮平面往外延伸的固定接触销，固定接触销与可动接触销能重叠接触。接触器上的传动索经风摆动板上的水平轴两端钢架上的定滑轮绕圈后接在大圆柱形空心浮体钢圈上所接的传动索上。

(4)所述的波浪能收集装置设置在平台主体两边的近域海面上，无下底有上底的长方体箱固定于若干空心浮体上浮于水面，长方体箱的开口朝下进入水中一定深度，长方体箱的四个角上设有向下延伸进入水中的角钢，角钢的端点以横杆相连，形成一个大的长方体框架。角钢的端点设有传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。角钢的端点设有铁链与海底的重物相连，铁链的长度与潮差相适应。长方体框架的四个竖直面各设有自长方体箱边下垂的屏，屏的下端设有横杆，横杆的两端位于角钢的内面。

(5)所述的风浪能收集装置，是设在海洋综合动能收集装置、波浪能收集装置外围的收集风能和波浪能的装置，由带轴的浮于水面的圆柱形空心浮体通过铁链锁定在海底的锚上，铁链的长度与潮差相适应，轴上设有钢圆环可绕轴转动，钢圆环上接有传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。圆柱形空心浮体上面的两端设有向上延伸的钢结构架，宽度等于两钢结构架之间距离的屏由柔性材料制成并固定于钢结构架顶端横杆上，屏的长度略小于钢结构架的高度，屏的下端设有拉紧屏面的横杆，横杆上设有传动索与钢圆环上所接的传动索相连，组成一个阻挡风的大屏面，屏面上设有若干个松紧孔，孔的周边由松紧性质的材料制成，用一块以若干有松紧性能的绳带与屏面相连固定、面积等于松紧孔面积的柔性材料面遮挡松紧孔。圆柱形空心浮体下面的两端设有向下延伸的钢支架，以横杆连接两钢支架，钢支架上设置一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障的结构是在钢支架上接有铁链延伸至水下一定深度，铁链的端头分别接有传动索，传动索经固定在海底重物上的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体，在铁链的下端设有横杆与两根铁链固定相连，宽度等于两根铁链之间距离的屏障面由柔性材料制成并固定于上下两根横杆上组成一个阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障面进入水中的长度大于两横杆之间的距离，屏障面上设有若干个松紧孔，松紧孔的周边设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带与屏障面相连固定、面积等于松紧孔面积的柔性材料面遮挡松紧孔。

2、根据权力要求1所述的拦截海洋动能的发电平台，其特征是：所述的平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置上设置的阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障的结构可以是在长方体箱两短边的中间设置一根中心带轴以增加强度的小管状浮体，轴两端设有传动索经固定在长方体箱两短边中间的定滑轮绕圈后与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体，小管状浮体的中部设有传动索经固定在长方体箱上底面内的定滑轮绕圈后、再经固定在长方体箱长边外面中部的定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体。小管状浮体上固定一块柔性材料制成的、进入水中一定深度的屏面，屏面的两边和中间设有绳索作为加强筋，屏面的下端设有横杆，横杆上设有铁链与抛入海底的重物相连，组成一个阻挡流体的人造海岸屏障面，屏障面上设有若干个松紧孔，松紧孔的周边设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带与屏障面相连固定、面积大于松紧孔面积的柔性材料面遮挡松紧孔。

3、根据权力要求1所述的拦截海洋动能的发电平台，其特征是：所述的平台主体的水下部分海浪触底和拍岸能量收集装置上设置的阻挡流体的人造海岸和海底屏障，屏障的结构可以是在长方体箱两短边的下面设置一个斜架，斜架的下边作为一条斜轨道，两端设有滑轮的横杆以滑轮接触斜轨道，横杆上设有若干传动索经固定在长方体箱长边的若干定滑轮与发电装置主轴上的超越离合器绕圈相连，传动索的端头设有拉紧传动索的配重体，使横杆处于斜架的高位置处。横杆上固定一块柔性材料制成的、进入水中一定深度的屏面，屏面的两边和中间设有绳索作为加强筋，屏面的下端设有横杆，横杆上设有铁链与抛入海底的重物相连，组成一个阻挡流体的人造海岸屏障面，屏障面上设有若干个松紧孔，松紧孔的周边设有松紧性能的材料，用一块以若干有松紧性能的绳带与屏障面相连固定、面积等于松紧孔面积的柔性材料面遮挡松紧孔。

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