CN101849345A - 用于波轮机中往复运动的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了Benkatina涡轮机的重要部分的装置与制造方法。

Description

用于波轮机中往复运动的系统
本专利申请要求以下专利申请的权益：2007年12月3日提出的名称为“风力、波浪与水可再生能源详述”的美国临时申请第60/991,789号；2007年12月31日提出的名称为“便携式风力、波浪、磁体水轮机”的美国申请第61/017,816号；2008年2月14日提出的名称为“单向轴承、大风与小风，水轮机的叶片设计”的美国临时申请第61/028,545号；2008年4月8日提出的名称为“耦合器-FDD-齿轮”的美国临时申请第61/043,138号；2008年6月3日提出的名称为“可再生能源设备的改善”的美国临时申请第61/058,235号。
本发明的技术领域与背景技术
本发明涉及在一些能量系统中前后运动的利用，尤其是对于波浪的前后运动。还有其他情形，例如，往复的水流和潮汐，本系统都能作用于这些情形。由同一发明人提出的一份较早的PCT申请，涉及一种小波浪结构，显示了(见该申请的图3)采用架子与波浪运动的概念，但没有显示任何细节。该说明书写道“图3显示了用于从波浪的垂直运动中获得电能的另一种装置。附着到垂直柱(16)的是带有发电机的架(17)和齿轮(18)系统，所述架附着到一个堆或类似堆的机构(19)”。之后的相关权利要求是：
4、根据权利要求1所述的系统，其中，所述发电机装置包括齿条和齿轮。
16、一种垂直能量发生系统，包括：
a、垂直柱；
b、架，附着到所述垂直柱；
c、齿轮，附着到所述架和涡轮机。
17、根据权利要求16所述的系统，还包括：
d、至少一个垂直障碍，用于所述涡轮机和它的附属物。
本发明申请处理这样一个系统的特殊问题。
附图简要说明
本发明在这里将仅通过实施例以及参照附图的方式进行描述，在附图中：
图1是用于往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的示意图。
图2是用于往复运动的一种圆锥齿轮概念的示意图。
图3是用于向下往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的示意图。
图4是用于向下往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的更多细节的示意图。
图5是在用于往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的扭矩传输的示意图。
图6是用于向上往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的示意图。
图7是用于向上往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的细节的示意图。
图8是用于向上往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的回复到开始位置的示意图。
图9是在齿轮箱内用于往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的示意图。
图10是在齿轮箱内用于往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的细节的示意图。
优选实施方式详述
本发明涉及往复运动系统，特别是用于波浪的系统，但不限于其他系统，例如，通过潮汐涡轮机或泵在相反方向上移动水。因此，输入运动可以是前后运动，另一个变化可以是上下运动。
定义：
往复运动(Reciprocating motion)：前后运动，该运动是反复重复的。
离合器(Clutch)：一种连接或不连接一个驾驶机构的驱动和驱动部分的耦合器，或者，一种用于传输旋转的机构，它能被接合和解除接合。
传输(Transmission)：齿轮和链条的系统，能量通过该系统传输。
自由轮(Freewheel)：允许齿轮自由转动的装置。
根据本发明所述的能往复运动的齿轮系统的原理和操作可参考附图与相应的说明而得以更好的理解。
现在参见附图，图1显示了一种往复运动的齿轮，它的输出是单向性的，但它的输入是双向性的，正如在波浪的双向运动上。本申请所示的是一种架垂直机构。但它不限于该垂直或者仅用在架上；这仅仅是一个实施例。齿轮(1)沿着架(4)滑动，使未附着到该架的第二自由轮齿轮(2)转动。齿轮(2)包含一个离合器，该离合器连接到发电机轴(5)并连接到齿轮(3)。对于这些部分的数量与对于下面图中的正常齿轮相同。
图2是用于往复运动的一种圆锥齿轮概念的示意图。该图显示了在底部(7)上的从两个旋转方向的任意一个方向的运动输入。接着，它导至圆锥齿轮(8)，该齿轮连接到另两个圆锥齿轮(9、10)和至少两个棘齿(12)，这些棘齿在轴(11)上的一个方向上产生连续运动，该轴(11)连接到发电机。该旋转可从任意类型的发电机的使用中产生能量，理想地是采用永磁发电机。
本概念的另一个新用途是带有泵或水电涡轮机，在Benkatina管内涡轮机的一个实施例中。这使得它能被固定在一个位置，并在相反方向从潮汐运动中发电，或者用作一个泵，通过反向旋转而响应能量输入。
这里介绍往复运动的用途，带有圆形或圆锥齿轮系统，以及任意其他往复运动系统，带有旋转的波浪运动、水下电流和风力机器，带有或者不带有架。
图3至图8详细显示了单一方向的离合器-传输的用途，用于几种可再生能源的应用。单向的离合器-传输能在一个方向上传递扭矩，使得在其他方向上自由运动。采用架是实现这样运动的一种方法，但本发明并不限于架的系统。该架可以是直的，正如这些图所示，也可以是弯曲的。精华部分是：一个自由轮附着到棘齿和其他两个齿轮，两个其他齿轮中只有一个连接到所述架(或者运动源)。
图3是用于向下往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的示意图。齿轮(1)向下转动，带有棘齿的自由轮(2)自由转动。齿轮(3)在下行途中也驱动发电机轴(5)。注意，齿轮(2)不接触该架。这个事实协助改变方向，而不会干扰最大的齿轮工作。
图4是用于向下往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的更多细节的示意图。
图5是在用于往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的扭矩传输的示意图。齿轮/棘齿(6)传递扭矩到发电机轴，仅到所指示的方向。
图6是用于向上往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的示意图。
图7是用于向上往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的细节的示意图。
在更高处启动齿轮(1)和(2)，在指示的架上转动。该齿轮通过自由轮(2)传递旋转到发电机轴。这样的方式中，发电机轴保持在旋转的一个方向上转动。
图8是用于向上往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的回复到开始位置的示意图。在更高处，自由轮(3)不会传递任何扭矩，并自由转动，因为自由轮不能传递扭矩。齿轮(1)和(2)以这样的方式工作。注意，齿轮(2)不接触架，并从齿轮(3)在相反方向上旋转，因为它接合齿轮(1)。
图9是在齿轮箱内用于往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的外面的示意图。更多细节在图10中。
图10是在齿轮箱内用于往复运动的一种离合器-传输-齿轮概念的细节的示意图。(20)是输入扭矩轴。当顺时针移动时，该输入扭矩轴(20)驱动在齿轮的毂(22)内的自由轮(21)，该自由轮传递扭矩到在输出扭矩轴(15)上的小齿轮(14)。当逆时针移动时，该输入扭矩轴(20)驱动在齿轮的毂(24)内的自由轮(21)，该自由轮驱动在轴(18)上的空闲齿轮(14)，使在输出轴(15)上的齿轮(13)转动。轴承(23)支撑这些轴(15、18、23)。外壳部分(16)、(17)和(19)在适当位置支持所有元件。
另一创新点(未图示)是制造波浪表面前后桨的旋转运动，而不是连续运动。在该例中，可加入一个往复运动系统，以便制造在一个方向上连续的运动，呈现给发电机。用于同一目的的系统，也可被用于任意波浪系统或者任意能量系统的前后运动。另一个可选择的方法和装置，可以是利用输出的相反极性。
用塑料制造齿轮能非常有效地减轻重量。
本发明所述的往复运动系统可被用于波轮机在相同时间内同时进行垂直运动和旋转运动。
虽然本发明已经根据有限的实施例进行了描述，但应当明确的是，本发明也可作出许多变化、改变和其他应用。
发明内容
本发明通过提供一种往复运动齿轮解决方案来产生用于发电机的单向运动，成功地克服了目前已知结构的缺点。
本发明首次揭示了一种流体能量系统，包括：
a、离合器-齿轮-传输系统，用于从双向运动中输出单向运动。
根据另一个实施方式，所述的流体能量系统在波浪中是旋转的。
根据另一个实施方式，所述的流体能量系统在波浪中是线性的。
根据另一个实施方式，所述的流体能量系统是气体。
根据另一个实施方式，所述的气体是风，所述的双向运动是从风力收集器的翼动中产生的。
根据另一个实施方式，所述的传输系统是在一个线性的架上操作的。
根据另一个实施方式，所述的传输系统是在一个弯曲的架上操作的。
根据另一个实施方式，所述的传输系统包括至少一个圆锥齿轮。
根据另一个实施方式，所述的输入运动是垂直的。
根据另一个实施方式，所述的输入运动是平行的。
本发明首次揭示了一种用于从双向运动中输出单向运动的离合器-齿轮-传输系统，包括：
a、三个齿轮，至少一个齿轮是自由轮。
本发明首次揭示了一种用于从波浪的前后旋转运动中获得单向运动的方法，包括离合器-齿轮-传输系统。
本发明首次揭示了一种用于从波浪的前后垂直运动中获得单向运动的方法，包括离合器-齿轮-传输系统。
本发明首次揭示了一种用于从波浪的同时的前后旋转运动与前后垂直运动中获得单向运动的方法，包括离合器-齿轮-传输系统。
本发明首次揭示了一种用于从双向运动中输出单向运动的离合器-齿轮-传输系统，其特征在于：至少一个齿轮是塑料的。
本发明首次揭示了一种往复运动系统，包括：
a、架；
b、第一齿轮，接合所述架；
c、第二齿轮，不附着到所述架，是一个自由轮；
d、离合器，连接到第二齿轮，并连接到发电机轴；
e、第三齿轮，连接到所述离合器。
本发明首次揭示了一种往复运动系统，包括：
a、第一圆锥齿轮；
b、第二圆锥齿轮与第三圆锥齿轮，每个圆锥齿轮接合所述第一圆锥齿轮；
c、第一棘齿，连接到第二圆锥齿轮；
c、第二棘齿，连接到第三圆锥齿轮；
e、轴，连接到发电机，并连接到第二圆锥齿轮与第三圆锥齿轮。
本发明首次揭示了一种往复运动系统，包括：
a、输入扭矩轴，带有第一齿轮、第二自由轮齿轮，以及带有离合器的毂。
b、第三齿轮，接合第二齿轮，并定位在分离轴；
c、输出扭矩轴，包括：接合第一齿轮的第四齿轮，还包括：接合第三齿轮的第五齿轮。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种流体能量系统，包括：
a、包括自由轮的离合器-齿轮-传输系统，用于从双向运动中输出单向运动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的流体能量系统在波浪中是旋转的。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的流体能量系统在波浪中是线性的。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的流体能量系统是气体。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述的气体是风，所述的双向运动是从风力收集器的翼动中产生的。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的传输系统是在一个线性的架上操作的。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的传输系统是在一个弯曲的架上操作的。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的输入运动是垂直的。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的输入运动是平行的。
10.一种流体能量系统，包括：
a、离合器-齿轮-传输系统，其中，所述输入传输系统包括圆锥齿轮。
11.一种用于从双向运动中输出单向运动的离合器-齿轮-传输系统，包括：
a、三个齿轮，至少一个齿轮是自由轮。
12.一种用于从波浪的前后旋转运动中获得单向运动的方法，包括离合器-齿轮-传输系统，该系统包括自由轮。
13.一种用于从波浪的前后垂直运动中获得单向运动的方法，包括离合器-齿轮-传输系统，该系统包括自由轮。
14.一种用于从波浪的同时的前后旋转运动与前后垂直运动中获得单向运动的方法，包括离合器-齿轮-传输系统，该系统带有至少一个自由轮。
15.一种用于从双向运动中输出单向运动的离合器-齿轮-传输系统，其特征在于：至少一个齿轮是塑料的。
16.一种往复运动系统，包括：
a、架；
b、第一齿轮，接合所述架；
c、第二齿轮，不附着到所述架，是一个自由轮；
d、离合器，连接到第二齿轮，并连接到发电机轴；
e、第三齿轮，连接到所述离合器。
17.一种往复运动系统，包括：
a、第一圆锥齿轮；
b、第二圆锥齿轮与第三圆锥齿轮，每个圆锥齿轮接合所述第一圆锥齿轮；
c、第一棘齿，连接到第二圆锥齿轮；
d、第二棘齿，连接到第三圆锥齿轮；
e、轴，连接到发电机，并连接到第二圆锥齿轮与第三圆锥齿轮。
18.一种往复运动系统，包括：
a、输入扭矩轴，带有第一齿轮、第二自由轮齿轮，以及带有离合器的毂。
b、第三齿轮，接合第二齿轮，并定位在分离轴；
c、输出扭矩轴，包括接合第一齿轮的第四齿轮，还包括接合第三齿轮的第五齿轮。
19.一种用于从波浪的前后旋转运动中获得单向运动的方法，包括离合器-齿轮-传输系统，该系统带有单独输入圆锥齿轮。
20.一种用于从波浪的前后垂直运动中获得单向运动的方法，包括离合器-齿轮-传输系统，该系统带有单独输入圆锥齿轮。
21.一种用于从波浪的同时的前后旋转运动与前后垂直运动中获得单向运动的方法，包括离合器-齿轮-传输系统，该系统带有至少一个单独输入圆锥齿轮。

Claims (18)

1.一种流体能量系统，包括：
a、离合器-齿轮-传输系统，用于从双向运动中输出单向运动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的流体能量系统在波浪中是旋转的。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的流体能量系统在波浪中是线性的。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的流体能量系统是气体。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述的气体是风，所述的双向运动是从风力收集器的翼动中产生的。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的传输系统是在一个线性的架上操作的。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的传输系统是在一个弯曲的架上操作的。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的传输系统包括至少一个圆锥齿轮。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的输入运动是垂直的。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的输入运动是平行的。
11.一种用于从双向运动中输出单向运动的离合器-齿轮-传输系统，包括：
a、三个齿轮，至少一个齿轮是自由轮。
12.一种用于从波浪的前后旋转运动中获得单向运动的方法，包括离合器-齿轮-传输系统。
13.一种用于从波浪的前后垂直运动中获得单向运动的方法，包括离合器-齿轮-传输系统。
14.一种用于从波浪的同时的前后旋转运动与前后垂直运动中获得单向运动的方法，包括离合器-齿轮-传输系统。
15.一种用于从双向运动中输出单向运动的离合器-齿轮-传输系统，其特征在于：至少一个齿轮是塑料的。
16.一种往复运动系统，包括：
a、架；
b、第一齿轮，接合所述架；
c、第二齿轮，不附着到所述架，是一个自由轮；
d、离合器，连接到第二齿轮，并连接到发电机轴；
e、第三齿轮，连接到所述离合器。
17.一种往复运动系统，包括：
a、第一圆锥齿轮；
b、第二圆锥齿轮与第三圆锥齿轮，每个圆锥齿轮接合所述第一圆锥齿轮；
c、第一棘齿，连接到第二圆锥齿轮；
d、第二棘齿，连接到第三圆锥齿轮；
e、轴，连接到发电机，并连接到第二圆锥齿轮与第三圆锥齿轮。
18.一种往复运动系统，包括：
a、输入扭矩轴，带有第一齿轮、第二自由轮齿轮，以及带有离合器的毂。
b、第三齿轮，接合第二齿轮，并定位在分离轴；
c、输出扭矩轴，包括接合第一齿轮的第四齿轮，还包括接合第三齿轮的第五齿轮。
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