CN102192093A - 海上发电平台原动机械部分 - Google Patents

Abstract

本发明所述的海上发电平台原动机械部分，包括平台主体、伞形风能收集装置、海风海浪海流能同轴收集装置、波浪动能和势能收集装置、摆式波浪能收集装置、导流装置、聚风增浪装置。所有能量收集装置收集的的海风海浪海流能量都通过传动装置同步地传至能量汇聚主轴，由能量汇聚主轴上的机械能再转变为电能。本发明的有益效果是克服了只能单一利用海风或海浪或海流的“单一能种”海上发电装置的低性价比缺点，可制造出装机容量数万千瓦的、高性价比的海上发电平台单元机组。因为海洋动能是会“动”的，运动着的流体(空气、水)必定携带着巨大的能量从一个区域传到另一个区域，若干单元机组排列于海洋中可拦截收集广阔海域面积上的海洋动能。

Description

海上发电平台原动机械部分

技术领域

本发明涉及一种集海洋综合能于一体的大规模海上发电装置，适用于空气、水两种流体运动产生的各种能量的综合收集，特别是流体(空气、水)任意运动的能量收集方式同步结合的原动机械部分。

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，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，在陆地上无论如何也找不到能支撑这些功率的能源。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，各种设计对台风的预防也没有很好的措施，这些都有待于进一步创新发明。

发明内容

为了创新海洋中各种“能种”的利用方式，本发明在设计流体(空气、水)运动产生的各种“能种”的收集方式的基础上，提出在海洋中建造一个平台单元，此平台单元由大梁构成的长方体多层框架立体结构组成。在长方体多层框架立体结构的中段层设有若干个浮箱使整个框架浮于海面，浮箱与浮箱之间相隔有一定距离以防止涌浪的破坏，在浮箱与浮箱之间相隔的距离部分设置网状结构平面，浮箱的上底面和网状结构平面共同组成平台的平面。在长方体多层框架立体结构上和其附近海域安装收集各种海洋能的装置并以此相对固定长方体多层框架立体结构。

1.本发明所述的海上发电平台原动机械部分，包括平台主体、伞形风能收集装置、海风海浪海流能同轴收集装置、波浪动能和势能收集装置、波浪能辅助收集装置、摆式波浪能收集装置、导流装置、聚风增浪装置。所有能量收集装置收集的流体任意运动的能量都通过传动装置“同步”地传至能量汇聚主轴。其特征是：

(1)所述的平台主体是由大梁构成的长方体多层框架立体结构。在长方体多层框架立体结构的中段层设有若干个浮箱使整个框架浮于海面并使其成为水上和水下部分，浮箱与浮箱之间相隔有一定距离以防止涌浪的破坏，在浮箱与浮箱之间相隔的距离部分设置网状结构平面，浮箱的上底面和网状结构平面共同组成平台的平面。平台主体的侧面设有电动机驱动的螺旋桨以便在运输过程利用海洋能发电从而驱动发电平台航行。

(2)所述的伞形风能收集装置是由氢气球把伞形物升至一定高度处，拉住伞形物的主绳索经过一根上端是喇叭口的铁管后与设置在长方体多层框架顶层传动横轴上的超越离合器相连，主绳索的端头设有拉紧绳索的配重体，位于喇叭口铁管上方的主绳索上设有一个尺寸大于铁管直径的小物体以阻止无风时伞一直下降。伞形物是个只有周围布墙的圆台形，圆台的上底口周边设有类似于松紧带性质的、能释放过剩风力的松紧设置，自气球体下垂的绳索拉住伞形物上底口的周边和下底口的周边，使伞形物保持易受风力作用的伞形状态。伞形物内设有一个与伞形上部相吻合的、柔性材料制成的锅头样帽作为开关帽封住伞形物上底口，帽的周边用绳索与伞形物的下底口周边相连，帽顶中心设有一根细绳，细绳下垂经过喇叭口管子，细绳的端头设有一个尺寸大于管子直径的小物体。喇叭口管子固定在长方体多层框架立体结构顶层平面向上延伸的钢结构架上。

(3)所述的海风海浪海流能同轴收集装置是在长方体多层框架立体结构竖向的两对称边的中心线处各设置一根从天上到海里的长竖轴，长竖轴与平台主体结合处设有止推轴承，以防止长竖轴上下运动，长竖轴处于水面以下的部分设有管状空心体产生浮力支撑长竖轴的重量以减轻长竖轴对长方体多层框架各层的压力；在框架顶层的两长竖轴之间设有一根横轴，用伞形齿轮连接长竖轴与横轴，横轴上的伞形齿轮配有超越离合器使横轴只能带动长竖轴转动而长竖轴不能带动横轴转动，横轴上设有若干超越离合器，伞形风能收集装置的主绳索与设在横轴上的超越离合器相连，当伞形物受风力作用时拉动横轴转动做功；在平台平面上方的两长竖轴之间设有一根横轴作为能量汇聚主轴，能量汇聚主轴上设有带超越离合器的传动轮，用伞形齿轮连接长竖轴与横轴，横轴上的伞形齿轮配有超越离合器使长竖轴只能带动横轴转动而横轴不能带动长竖轴转动，能量汇聚主轴驱动发电机发电；在框架底层的四周设有四根横轴，各横轴之间用伞形齿轮连接，两根长竖轴的两端与对称的两根横轴用伞形齿轮连接，长竖轴上的伞形齿轮配有超越离合器使横轴只能带动长竖轴转动而长竖轴不能带动横轴转动，，不与长竖轴相连的两根横轴上的伞形齿轮配有超越离合器，四根横轴上各设有若干超越离合器，连接有配重体的传动索经超越离合器后再经固定在海底重物上的定滑轮与海面上的浮体相连，也以此相对固定平台主体。

长竖轴上设有若干层收集流体(空气、水)运动能量的、由叶片组成的叶轮，叶轮通过超越离合器安装在长竖轴上，长竖轴上设有止推轴承支撑叶轮的重量，叶轮由若干叶片组成。叶片的构成是：在长竖轴的半径方向设有长方形平面结构性架，在垂直于长方形平面方向上设置长方体框架，框架上设有若干可转动的小网状屏，网状屏的下边设有拉簧与框架的边相连以便使流体能量过剩时推开拉簧而释放，网状屏的下边的重量视防台风的级别需要而定，网状屏的转动边设有扭簧以便使流体能量过剩时推动扭簧而释放，网状屏的前面设有轻质材料制作的小转动屏以阻挡流体运动而获得机械能或释放流体的运动便于叶轮单边受力而转动。由长方体框架设置在长方形平面结构性架的不同面来控制叶轮转动的方向。

(4)所述的波浪动能和势能收集装置是在平台平面四周的上方外侧设有用调心轴承固定的四根横轴，各横轴之间用伞形齿轮连接。与能量汇聚主轴垂直方向上的两根横轴上的伞形齿轮配有超越离合器以使与能量汇聚主轴垂直方向上的两根横轴只能带动与能量汇聚主轴平行方向上的横轴转动，反之则不然。与能量汇聚主轴平行方向上的一根横轴上设有传动轮，传动轮上有传动装置与能量汇聚主轴上的带超越离合器的传动轮相连以实现只能带动能量汇聚主轴转动，反之则不然。超越离合的这种使用方式可以减少很多机械传动中的能量损耗，可实现收集的所有流体非恒定运动的能量都同步地集中传到能量汇聚主轴而使其获得趋于相对恒定的能量，还可控制能量汇聚主轴上的惯性能量不返传。四根横轴上都设有若干超越离合器，若干连接有配重体的传动索经超越离合器后再经固定在海底重物上的滑轮与海面上的波浪能收集浮体相连。波浪能收集浮体的结构是：在一个长方体结构架上设置一个尺寸小于结构架的空心浮体浮于海面，空心浮体上设有向下延伸的、连接传动索的锥形支架以获得浮体摇摆的能量；长方体结构架的相邻两平面设有尺寸大于长方体结构架的两个竖直平面，长方体结构架上设有若干斜杆支撑加固两个竖直平面。两个竖直平面与空心浮体相隔有距以使其受波峰或波谷的作用不同步，从而收集波浪的动能和势能。

所述的传动索可以是铁链。所述的传动索经过的超越离合器是指被固定圈固定的超越离合器整体，固定圈的外圆周表面设有与铁链相吻合的凹槽以使铁链的运动能带动超越离合器转动从而使轴转动。超越离合器只单向做功。

所述的长竖轴、横轴可以是实心体段与空心体段通过法兰盘相连成一小段，小段与小段之间可用轴连接器连接成很长的轴，实心体部分用于安装轴承、超越离合器、齿轮。

轴承、超越离合器的密封结构可以是：与轴承相吻合的圆柱形固定圈包住轴承并随轴承安装在轴上，轴承两边的轴上分别依次装入若干圆柱形圆环、平面形圆环以形成若干空间，在每个空间形成前先以黄油充满该空间，圆柱形圆环的内径和平面形圆环的内径与轴外径吻合并可以转动，平面形圆环的外径与固定圈的内径相吻合并可在固定圈内转动，最外面的平面形圆环用轴卡环止推。这种密封设置是利用黄油的半固体性占据被密封物外围的空间而防止水的进入。

(5)所述的波浪能辅助收集装置是若干个浮在海面的空心浮体彼此相隔若干距离地串在传动索上经设置于平台平面四周上方外侧的四根横轴上的超越离合器后与配重体相连，传动索的另一端与海底重物相连。

(6)所述的摆式波浪能收集装置设置于平台平面四周上方外侧的四根横轴上，若干浸入水中一定深度的摆动板连接在四根横轴的超越离合器上。

(7)所述的导流装置是设置在波浪动能和势能收集装置外围的、把流体(风、水)集中到平台主体的漏斗形聚流体。漏斗形聚流体的支撑架设在一带轴的、浮于海面的圆柱形空心浮体上伸向高空和海底。空心浮体两端的轴上设有钢圆环，圆环上所接的传动索和水下部分支撑架上所接的传动索都分别经固定在海底重物上的定滑轮与平台主体底层的横轴上的超越离合器相连，传动索的端头都设有拉紧传动索的配重体并以此相对固定导流装置而使其成为“不倒翁”抵御台风。水上部分的支撑架上设有柔性材料制成的漏斗形屏，漏斗形屏的小口周边有类似于松紧带性质的松紧设置以释放台风的能量。水下部分的支撑架上设有柔性材料制成的漏斗形屏，漏斗形屏的小口上边设有管状浮体以利于漏斗形屏成漏斗形。

(8)所述的聚风增浪装置，是设置在波浪动能和势能收集装置、导流装置外围的把高空风聚灌于低空和海面的若干聚风屏。聚风屏的框架设在一带轴的、浮于海面的圆柱形空心浮体上伸向高空。圆柱形空心浮体上设有使整个聚风增浪装置保持竖直趋势的平衡体，圆柱形空心浮体上设有向半径方向往外延伸的钢支架，空心浮体两端的轴上设有外套钢圆环的轴承，圆环上所接的传动索和钢支架上所接的传动索都分别经固定在海底重物上的定滑轮与平台主体底层的横轴上的超越离合器相连以收集风和浪的能量，并相对固定聚风增浪装置而使其成为“不倒翁”抵御台风，传动索的端头都设有拉紧传动索的配重体。聚风屏框架上设有柔性材料制成的屏自然下垂，屏上设有横竖方向增加强度的筋，屏的下边设有盛水的柔性管作为配重体以使聚风屏在风力的作用下便于控制其形成一定角度的斜面而利于聚风和增浪，这样可降低平台主体水上部分的建造高度而节省造价又能利用到高空的风能。聚风屏受风力作用时使聚风屏框架变斜而带动圆柱形空心浮体绕轴转动自然抗台风。

2.本发明所述的海上发电平台原动机械部分，其特征是：海风海浪海流能同轴收集装置的长竖轴上的叶轮的结构可以是在以长竖轴为圆心的同心圆环上设置若干与半径方向成统一角度的竖向平面叶片，叶轮通过超越离合器安装在长竖轴上。

3.本发明所述的海上发电平台原动机械部分，其特征是：海风海浪海流能同轴收集装置的长竖轴上的叶轮结构可以是在以长竖轴为圆心的同心圆环上设置若干与半径方向成统一角度的竖向平面框，在平面框上设置若干可转动的小网状屏和轻质材料制作的小转动屏，小转动屏安装在小网状屏的前面，叶轮通过超越离合器安装在长竖轴上。

4.本发明所述的海上发电平台原动机械部分，其特征是：海风海浪海流能同轴收集装置的长竖轴上的叶轮的结构可以是在长竖轴的半径方向设置若干竖向曲面叶片，叶轮通过超越离合器安装在长竖轴上。

5.本发明所述的海上发电平台原动机械部分，其特征是：海风海浪海流能同轴收集装置的长竖轴上的叶轮的结构可以是在长竖轴的半径方向设置若干竖向曲面叶片框。在曲面叶片框上设置若干可转动的小网状屏和轻质材料制作的小转动屏，小转动屏安装在小网状屏的弯内面的前面，叶轮通过超越离合器安装在长竖轴上。

6.本发明所述的海上发电平台原动机械部分，其特征是：所述的波浪动能和势能收集装置可以是在平台平面四周上方外侧用调心轴承固定的四根横轴的下方设置浮于水面的、带轴的长方体空心浮体，轴上设有钢圆环可绕轴转动，钢圆环上接有传动索经四根横轴上的超越离合器后与配重体相连，长方体空心浮体的下底面的钢架上接有传动索经固定在海底重物上的定滑轮后再经过四根横轴上的超越离合器与配重体相连，长方体空心浮体的竖向侧面作为迎波面并连接有向水中延伸的斜平面，长方体空心浮体的竖向侧面和向水中延伸的斜平面共同组成人造海岸和海底。

7.本发明所述的海上发电平台原动机械部分，其特征是：所述的波浪动能和势能收集装置可以是在一个不密封的棱台的上底面设置空心浮体，空心浮体连着棱台能浮于水中，棱台的侧面进入水中，空心浮体的面和棱台的侧面共同组成人造海岸和海底，空心浮体的底部设有钢架，钢架上接有传动索经固定在海底重物上的定滑轮后再经过平台平面四周上方外侧用调心轴承固定的四根横轴上的超越离合器与配重体相连。

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，克服了只能单一利用海风或海浪或海流的“单一能种”海上发电装置的低性价比缺点，可制造出装机容量数万千瓦的、高性价比的海上发电平台单元机组。因为海洋动能是会“动”的，运动着的流体(空气、水)必定携带着巨大的能量从一个区域传到另一个区域，若干单元机组排列于海洋中可拦截收集广阔海域面积上的海洋动能。多区域的海上发电平台东西向排列设置，还可减少赤道能量(赤道吸收太阳辐射的能量多于两极)通过大气环流、大洋环流往两极的输运量从而阻止两极冰山的溶化。本发明制造简单，人类现成的技术绰绰有余。

附图说明

图1为海上发电平台原动机械部分的平台主体的原理结构示意图

图2为伞形风能收集装置的原理结构示意图

图3为海风海浪海流能同轴收集装置的原理结构示意图

图4为叶轮原理结构的示意图

图5为叶轮的叶片原理结构示意图

图6为叶轮的A种原理结构示意图

图7为叶轮的B种原理结构示意图

图8为叶轮的C种原理结构示意图

图9为叶轮的D种原理结构示意图

图10为波浪动能和势能收集装置的原理结构示意图

图11为波浪动能和势能收集浮体的原理结构示意图

图12为传动索带动超越离合器的原理结构示意图

图13为长轴的连接原理结构示意图

图14为轴承、超越离合器的密封原理结构示意图

图15为波浪能辅助收集装置的原理结构示意图

图16为导流装置的原理结构示意图

图17为聚风增浪装置的原理结构示意图

图18为波浪动能和势能收集浮体的A种原理结构示意图

图19为波浪动能和势能收集浮体的B种原理结构示意图

具体实施方式

本发明所述的海上发电平台原动机械部分，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18、图19。所示：

一、如图1所示：

图1中，1钢结构大梁，2网状结构，3螺旋桨，4浮箱，5长方体多层框架立体结构。

由钢结构大梁1构成的长方体多层框架立体结构5作为平台主体，在长方体多层框架立体结构5的中段层设有若干个浮箱4使整个框架浮于海面并使其成为水上和水下部分，浮箱与浮箱之间相隔有一定距离以防止涌浪的破坏，在浮箱与浮箱之间相隔的距离部分设置网状结构平面2，浮箱的上底面和网状结构平面共同组成平台的平面。平台主体的侧面设有电动机驱动的螺旋桨3以便在运输过程利用海洋能发电从而驱动发电平台航行。

二、如图2所示：

图2中，1配重体，2长方体多层框架顶层传动横轴，3超越离合器，4小物体，5长方体多层框架立体结构顶层平面向上延伸的钢结构架，6喇叭口铁管，7喇叭口，8细绳，9小物体，10主绳索，11绳索，12绳索，13伞形物下底口的周边，14开关帽周边，15绳索，16绳索，17氢气球，18伞形物上底口的周边，19开关帽，20伞形物。

伞形风能收集装置是由氢气球17把伞形物20升至一定高度处，拉住伞形物的主绳索10经过一根上端是喇叭口7的铁管6后与设置在长方体多层框架顶层传动横轴上的超越离合器3相连，主绳索10的端头设有拉紧绳索的配重体1，位于喇叭口铁管上方的主绳索上设有一个尺寸大于铁管直径的小物体9以阻止无风时伞一直下降。伞形物20是个只有周围布墙的圆台形，圆台的上底口周边18设有类似于松紧带性质的、能释放过剩风力的松紧设置，自气球体17下垂的绳索(16、15)拉住伞形物上底口的周边18和下底口的周边13，使伞形物保持易受风力作用的伞形状态。伞形物内设有一个与伞形上部相吻合的、柔性材料制成的锅头样帽作为开关帽19封住伞形物上底口，帽的周边用绳索12与伞形物的下底口周边13相连，帽顶中心设有一根细绳8，细绳8下垂经过喇叭口管子6，细绳的端头设有一个尺寸大于管子直径的小物体4。喇叭口管子固定在长方体多层框架立体结构顶层平面向上延伸的钢结构架5上。

工作原理：当伞形物受风力作用上升或斜拉时，拉伞的主绳索10拉动超越离合器3转动从而使轴2转动；随着拉伞绳10的向上移动，小物体4会碰到铁管口不能上移而通过细绳8将开关帽19往下拉，于是伞上底口的通风量增大使伞受风的作用力减小，配重体1拉超越离合器3反向转动(超越离合器3反向转动阻力小不带动轴2转动)使伞下降，伞下降过程中小物体4会离开铁管口一段距离，而开关帽会受到风的阻力上升恢复堵住伞上底口，伞即反降而升，如此往复，不断使拉伞绳10上下运动而带动轴2转动做功。主绳索上设置的小物体9可阻止无风时伞一直下降，当小物体9碰到铁管口时，配重体1对伞的拉力被解除，气球此时只需拉住伞的力(而不需拉住配重体的力)，使伞永远保持易受风力作用的状态，只要一旦有风来，伞即可受力上升或斜拉，伞永远是保持在平台主体上空飘荡而不会落下平台上影响其它设备。

三、如图3、图4、图5、图6、图7、图8，图9所示：

图3中，1超越离合器，2、6、7、8、10、14、19、22、27、30伞形齿轮，3、25、28叶片，4、29长竖轴，5止推轴承，9、13、20、24横轴，11配重体，12超越离合器，15配重体，16海底重物，17传动索，18定滑轮，21超越离合器，23空心浮体，26管状空心体，31横轴，32带超越离合器的传动轮，33能量汇聚主轴。

海风海浪海流能同轴收集装置是在长方体多层框架立体结构竖向的两对称边的中心线处各设置一根从天上到海里的长竖轴(4、29)，长竖轴与平台主体结合处设有止推轴承5，以防止长竖轴上下运动，长竖轴处于水面以下的部分设有管状空心体26产生浮力支撑长竖轴的重量以减轻长竖轴对长方体多层框架各层的压力；在框架顶层的两长竖轴之间设有一根横轴31，用伞形齿轮(2、30)连接长竖轴与横轴，横轴31上的伞形齿轮配有超越离合器使横轴只能带动长竖轴转动而长竖轴不能带动横轴转动，横轴上设有若干超越离合器1，伞形风能收集装置(图2所示)的主绳索与设在横轴上的超越离合器1相连，当伞形物受风力作用时拉动横轴转动做功；在平台平面上方的两长竖轴之间设有一根横轴作为能量汇聚主轴33，能量汇聚主轴上设有带超越离合器的传动轮32，用伞形齿轮(6、27)连接长竖轴与横轴，横轴33上的伞形齿轮配有超越离合器使长竖轴只能带动横轴33转动而横轴不能带动长竖轴转动，能量汇聚主轴33驱动发电机发电；在框架底层的四周设有四根横轴(9、13、20、24)，各横轴之间用伞形齿轮(7、10、14、22)连接，两根长竖轴(4、29)的两端与对称的两根横轴(9、20)用伞形齿轮(8、19)连接，长竖轴上的伞形齿轮配有超越离合器使横轴只能带动长竖轴转动而长竖轴不能带动横轴转动，不与长竖轴相连的两根横轴(13、24)上的伞形齿轮配有超越离合器，四根横轴上各设有若干超越离合器(12、21)等，连接有类似配重体15的传动索17经超越离合器21后再经固定在海底重物16上的定滑轮18与海面上的浮体23相连，也以此相对固定平台主体。配重体11和超越离合器12可连接聚风增浪装置上的传动索。

图4中，1长竖轴，2、5超越离合器，3小叶片，4止推轴承，6大叶片，7半径。

长竖轴1上设有若干层收集流体(空气、水)运动能量的、由若干大、小叶片(类似于6、3，也是图3中的3、25、28所示)组成的叶轮(图4)，叶轮通过超越离合器2、5安装在长竖轴1上，长竖轴上设有止推轴承4支撑叶轮的重量。

图5中，1、3超越离合器，2长竖轴，4止推轴承，5、7拉簧，6长方体框架，8网状屏的下边，9可转动的小网状屏，10扭簧，11网状屏的转动边，12小转动屏，13小转动屏的转动轴，14长方形平面结构性架。

叶片的构成是：在长竖轴2的半径方向设有长方形平面结构性架14并通过超越离合器(1、3)安装在长竖轴2上，在垂直于长方形平面方向上设置长方体框架6，框架6上设有若干可转动的小网状屏9，网状屏的下边8设有拉簧7与框架的边相连以便使流体能量过剩时推开拉簧而释放，网状屏的下边8的重量视防台风的级别需要而定，网状屏的转动边11设有扭簧10以便使流体能量过剩时推动扭簧而释放，网状屏的前面设有轻质材料制作的小转动屏12可绕轴13转动以阻挡流体运动而获得机械能或释放流体的运动便于叶轮单边受力而转动。由长方体框架6统一设置在长方形平面结构性架14的不同面来控制叶轮转动的方向。

工作原理：当流体作用于叶片上时，两边与轴对称的小转动屏其一是张开的而另一边是封闭的，使叶轮单边受力而定向转动。

图6中，1、5超越离合器，2长竖轴，3同心圆环，4竖向平面叶片。

长竖轴上的叶轮的结构也可以是在以长竖轴2为圆心的同心圆环3上设置若干与半径方向成统一角度的竖向平面叶片4，叶轮通过超越离合器(1、5)安装在长竖轴上。由竖向平面叶片4与半径方向所成的角度大小来决定叶轮的转动方向。

图7中，1、7超越离合器，2长竖轴，3同心圆环，4竖向平面框，5小转动屏，6小网状屏。

长竖轴上的叶轮结构也可以是在以长竖轴2为圆心的同心圆环3上设置若干与半径方向成统一角度的竖向平面框4，在平面框4上设置若干可转动的小网状屏6和轻质材料制作的小转动屏5，小转动屏5安装在小网状屏6的前面，叶轮通过超越离合器1、7安装在长竖轴上。

图8中，1曲面大叶片，2、3超越离合器，4曲面小叶片，5长竖轴。

长竖轴上的叶轮的结构也可以是在长竖轴5的半径方向设置若干竖向的曲面大叶片1和曲面小叶片4，叶轮通过超越离合器2、3安装在长竖轴上。

图9中，1竖向曲面叶片框，2小转动屏，3小网状屏，4、5超越离合器，6长竖轴。

长竖轴上的叶轮的结构也可以是在长竖轴6的半径方向设置若干竖向曲面叶片框1，在曲面叶片框1上设置若干可转动的小网状屏3和轻质材料制作的小转动屏2，小转动屏2安装在小网状屏3的弯内面的前面(图中未画出)，叶轮通过超越离合器4、5安装在长竖轴6上。

工作原理：长竖轴上安装的叶轮由于叶轮叶片的设置总是使得长竖轴的径向受流体水平方向运动的作用力不平衡，从而使长竖轴定向转动，无论流体的运动方向在水平面上或与水平面所成的夹角小于90度的方向上怎样运动，长竖轴两边对称的叶片总是一边受力大而另一边受力小；波浪的运动是局部水团作圆周运动，即波峰到来时水团是向前的而波谷到来时水团是后退的，正好推动叶轮转动。由于叶片的设置和超越离合器的作用，各叶轮对长竖轴的转动作用总是同向、同步。

四、如图10、图11所示：

图10中，1、3、6、12横轴，2、5、11、20伞形齿轮，4、7、10、、 21调心轴承，8传动轮，9传动装置，13海底重物，14定滑轮，15配重体，16传动索，17超越离合器，18锥形支架，19波浪能收集浮体，22能量汇聚主轴，23带超越离合器的传动轮。

图11中，24长方体结构架，25、29两个竖直平面，26传动索，27锥形支架，28空心浮体，30、31斜杆。

波浪动能和势能收集装置是在平台平面四周的上方外侧设有用调心轴承(如4、7、10、21)固定的四根横轴(1、3、6、12)，各横轴之间用伞形齿轮(2、5、11、20)连接。与能量汇聚主轴22垂直方向上的两根横轴(3、12)上的伞形齿轮配有超越离合器以使横轴(3、12)只能带动横轴(1、6)转动，反之则不然。与能量汇聚主轴22平行方向上的一根横轴6上设有传动轮8，传动轮8上有传动装置9与能量汇聚主轴22上的带超越离合器的传动轮23相连以实现只能带动能量汇聚主轴转动，反之则不然。超越离合的这种使用方式可以减少很多机械传动中的能量损耗，可实现收集的所有流体非恒定运动的能量都同步地集中传到能量汇聚主轴而使其获得趋于相对恒定的能量，还可控制能量汇聚主轴上的惯性能量不返传。四根横轴(1、3、6、12)上都设有若干如17所示的超越离合器，若干连接有类似配重体15的传动索16经超越离合器17后再经固定在海底重物13上的定滑轮14与海面上的波浪能收集浮体19上的锥形支架18相连。波浪能收集浮体19的结构是：在一个长方体结构架24上设置一个尺寸小于结构架24的空心浮体28浮于海面，空心浮体28上设有向下延伸的、连接传动索26的锥形支架27以获得浮体摇摆的能量；长方体结构架24的相邻两平面上设有尺寸大于长方体结构架24的两个竖直平面(25、29)，长方体结构架上设有若干类似于30、31所示的斜杆支撑加固两个竖直平面。两个竖直平面与空心浮体相隔有距以使其受波峰或波谷的作用不同步，从而收集波浪的动能和势能。

工作原理：空心浮体28随任意波浪的起伏而上下运动必定通过传动索带动超越离合器从而使横轴(1、3、6、12)同步转动而获得了波浪的势能，两竖直平面(25、29)都伸入水中有一定深度而且与空心浮体28相隔一定距离必定会阻碍波浪水团的前后运动而获得波浪的动能，同样通过传动索带动超越离合器从而使横轴(1、3、6、12)同步转动。

五、如图12、图13、图14所示：

图12中，1能与铁链相吻合的凹槽，2固定圈，3轴，4超越离合器。

所述的传动索可以是铁链。所述的传动索经过的超越离合器是指被固定圈2固定的超越离合器4构成的整体，固定圈2的外圆周表面设有能与铁链相吻合的凹槽1以使铁链的运动能带动超越离合器转动从而使轴3转动。超越离合器只单向做功。

图13中，1实心体段，2代表轴承或超越离合器或齿轮，3、4法兰盘，5空心体段。

所述的长竖轴、横轴可以是实心体段1与空心体段5通过法兰盘3、4相连成一小段，小段与小段之间可用轴连接器连接成很长的轴，实心体部分用于安装轴承、超越离合器、齿轮2。

图14中，1轴，2、4、6、13平面形圆环，3、7、9圆柱形圆环，5、12空间，8轴承，10圆柱形固定圈，11轴卡环。

轴承、超越离合器的密封结构可以是：与轴承8外径相吻合的圆柱形固定圈10包住轴承并随轴承安装在轴1上，轴承两边的轴上分别依次装入若干圆柱形圆环(3、7、9)、平面形圆环(2、4、6、13)以形成若干空间(5、12)，在每个空间形成前先以黄油充满该空间，圆柱形圆环的内径和平面形圆环的内径与轴外径吻合并可以转动，平面形圆环的外径与固定圈10的内径相吻合并可在固定圈内转动，最外面的平面形圆环13用轴卡环11止推。这种密封设置是利用黄油的半固体性占据被密封物外围的空间而防止水的进入。

六、如图15所示：

图15中，1海底重物，2、4、5空心浮体，3传动索，6超越离合器，7配重体，8超越离合器，9摆动板。

波浪能辅助收集装置是若干个浮在海面的空心浮体(2、4、5)彼此相隔若干距离地串在传动索3上经设置于平台平面四周上方外侧的四根横轴上的超越离合器6后与配重体7相连，传动索的另一端与海底重物1相连。

摆式波浪能收集装置设置于平台平面四周上方外侧的四根横轴上，若干浸入水中一定深度的摆动板(如9)连接在四根横轴的超越离合器上(如8)。

七、如图16所示：

图16中，1、3水上部分支撑架，2水上部分的漏斗形屏，4钢圆环，5轴，6、14水下部分支撑架，7水下部分的漏斗形屏，8、10、15传动索，9、13、17定滑轮，11、12、16海底重物，18圆柱形空心浮体，19管状浮体，20松紧设置。

导流装置是设置在波浪动能和势能收集装置外围的、把流体(风、水)集中到平台主体的漏斗形聚流体。漏斗形聚流体的支撑架(1、3、6、14)设在一带轴5的、浮于海面的圆柱形空心浮体18上伸向高空和海底。空心浮体两端的轴上设有钢圆环4，圆环(如4上)所接的传动索(8、15)和水下支撑架14上所接的传动索都分别经固定在海底重物(11、12、16)上的定滑轮(9、13、17)与平台主体底层的横轴上的超越离合器(如图3中的12)相连，传动索的端头都设有拉紧传动索的配重体(如图3中的11)，并相对固定导流装置而使其成为“不倒翁”抵御台风。水上部分的支撑架(1、3)上设有柔性材料制成的漏斗形屏2，漏斗形屏的小口周边有类似于松紧带性质的松紧设置20以释放台风的能量。水下部分的支撑架(6、14)上设有柔性材料制的漏斗形屏7，漏斗形屏的小口上边设有管状浮体19以利于漏斗形屏7成漏斗形。

八、如图17所示：

图17中，1海底重物，2定滑轮，3传动索，4钢圆环，5轴，6柔性管，7柔性材料屏，8增加强度的筋，9框架，10圆柱形空心浮体，11平衡体，12钢支架。

聚风增浪装置是设置在波浪动能和势能收集装置外围的、把高空风聚灌于低空和海面的若干聚风屏。聚风屏的框架9设在一带轴5的、浮于海面的圆柱形空心浮体10上伸向高空。圆柱形空心浮体10上设有使整个聚风增浪装置保持竖直趋势的平衡体11，圆柱形空心浮体10上设有向半径方向往外延伸的钢支架12，空心浮体两端的轴上设有外套钢圆环4的轴承，圆环上所接的传动索和钢支架上所接的传动索3都分别经固定在海底重物1上的定滑轮2与平台主体底层的横轴上的超越离合器(如图3中的12)相连以收集风和浪的能量，并相对固定聚风增浪装置而使其成为“不倒翁”抵御台风，传动索的端头都设有拉紧传动索的配重体(如图3中的11)。聚风屏框架9上设有柔性材料制成的屏7自然下垂，屏上设有横竖方向增加强度的筋8，屏的下边设有盛水的柔性管6作为配重体以使聚风屏在风力的作用下便于控制其形成一定角度的斜面而利于聚风和增浪，这样可降低平台主体水上部分的建造高度而节省造价又能利用到高空的风能。聚风屏受风力作用时使聚风屏框架变斜而带动圆柱形空心浮体绕轴5转动自然抗台风。

九、如图18所示：

图18中，1海底重物，2定滑轮，3、9、11、13传动索，4、钢架，5轴，6、14钢圆环，7长方体空心浮体，8、10、12配重体，15、16、17超越离合器，18代表平台平面四周上方外侧用调心轴承固定的四根横轴，19在长方体空心浮体的竖向侧面设置的向水中延伸的斜平面。

波浪动能和势能收集装置可以是在平台平面四周上方外侧用调心轴承固定的四根横轴(由18代表的)的下方设置浮于水面的、带轴5的长方体空心浮体7，轴5上设有钢圆环(6、14)可绕轴5转动，钢圆环上接有传动索(9、13)经四根横轴(由18代表的)上的超越离合器(17、15)后与配重体(8、12)相连，长方体空心浮体7的下底面的钢架4上接有传动索(3、11)经固定在海底重物1上的定滑轮2后再经过四根横轴上的超越离合器(如16)与配重体10相连，长方体空心浮体7的竖向侧面作为迎波面并连接有向水中延伸的斜平面19，长方体空心浮体的竖向侧面和向水中延伸的斜平面共同组成人造海岸和海底。

工作原理：由于斜平面19伸入水中而且有传动索与海底重物相对固定，浮体的竖向侧面和斜平面共同组成了人造海岸和海底，因为斜平面和浮体7相隔有距，斜平面19和浮体7受波浪的作用是不同步的，当水深(水面与斜平面某处的距离)是波浪波长的一半时，波浪将触底并使斜平面获得能量，斜平面也将引浪成流并冲击浮体的竖向侧面；再者，因为平台主体是个上万吨浮于海面的巨型物，位于水面部分的平台主体浮箱的侧面相当于人造海岸，波浪接近人造海岸时水位快速上升的幅度很大而人造海岸本身的相对位移很小，这就使得浮体7随波浪上升的距离也很大从而获得很大的波浪势能。这些波浪的动能和势能都会通过传动索传至横轴18。

十、如图19所示：

图19中，1海底重物，2定滑轮，3、传动索，4钢架，5棱台，6空心浮体。

波浪动能和势能收集装置可以是在一个不密封的棱台5的上底面设置空心浮体6，空心浮体连着棱台能浮于水中，棱台的侧面进入水中，空心浮体的面和棱台的侧面共同组成人造海岸和海底，空心浮体的底部设有钢架4，钢架上接有传动索3经固定在海底重物1上的定滑轮2后再经过平台平面四周上方外侧用调心轴承固定的四根横轴上的超越离合器与配重体相连。

工作原理：人造海岸海底可以收集波浪触底和引浪成流的能量。

Claims (7)

1.本发明所述的海上发电平台原动机械部分，包括平台主体、伞形风能收集装置、海风海浪海流能同轴收集装置、波浪动能和势能收集装置、波浪能辅助收集装置、摆式波浪能收集装置、导流装置、聚风增浪装置。所有能量收集装置收集的流体任意运动的能量都通过传动装置传至能量汇聚主轴。其特征是：

(1)所述的平台主体是由大梁构成的长方体多层框架立体结构。在长方体多层框架立体结构的中段层设有若干个浮箱使整个框架浮于海面，浮箱与浮箱之间相隔有一定距离，在浮箱与浮箱之间相隔的距离部分设置网状结构平面，浮箱的上底面和网状结构平面共同组成平台的平面。平台主体的侧面设有电动机驱动的螺旋桨。

(2)所述的伞形风能收集装置是由氢气球把伞形物升至一定高度处，拉住伞形物的主绳索经过一根上端是喇叭口的铁管后与设置在长方体多层框架顶层传动横轴上的超越离合器相连，主绳索的端头设有拉紧绳索的配重体，位于喇叭口铁管上方的主绳索上设有一个尺寸大于铁管直径的小物体以阻止无风时伞一直下降。伞形物是个只有周围布墙的圆台形，圆台的上底口周边设有类似于松紧带性质的松紧设置，自气球体下垂的绳索拉住伞形物上底口的周边和下底口的周边，使伞形物保持易受风力作用的伞形状态。伞形物内设有一个与伞形上部相吻合的、柔性材料制成的锅头样帽作为开关帽封住伞形物上底口，帽的周边用绳索与伞形物的下底口周边相连，帽顶中心设有一根细绳，细绳下垂经过喇叭口管子，细绳的端头设有一个尺寸大于管子直径的小物体。管子固定在长方体多层框架顶层平面向上延伸的钢结构架上。

(3)所述的海风海浪海流能同轴收集装置是在长方体多层框架立体结构竖向的两对称边的中心线处各设置一根从空中到海中的长竖轴，长竖轴与平台主体结合处设有止推轴承，长竖轴处于水面以下的部分设有管状空心体产生浮力支撑长竖轴的重量。在框架顶层的两长竖轴之间设有一根横轴，用伞形齿轮连接长竖轴与横轴，横轴上的伞形齿轮配有超越离合器，横轴上设有若干超越离合器，伞形风能收集装置的主绳索与设在横轴上的超越离合器相连；在平台平面上方的两长竖轴之间设有一根横轴作为能量汇聚主轴，能量汇聚主轴上设有带超越离合器的传动轮，用伞形齿轮连接长竖轴与横轴，横轴上的伞形齿轮配有超越离合器；在框架底层的四周设有四根横轴，各横轴之间用伞形齿轮连接，两根长竖轴的两端与对称的两根横轴用伞形齿轮连接，长竖轴上的伞形齿轮配有超越离合器，不与长竖轴相连的两根横轴上的伞形齿轮配有超越离合器，四根横轴上各设有若干超越离合器，连接有配重体的传动索经超越离合器后再经固定在海底重物上的定滑轮与海面上的浮体相连。

长竖轴上设有若干层收集流体运动能量的、由叶片组成的叶轮，叶轮通过超越离合器安装在长竖轴上，长竖轴上设有止推轴承支撑叶轮的重量，叶轮由若干叶片组成。叶片的构成是：在长竖轴的半径方向设有长方形平面结构性架，在垂直于长方形平面方向上设置长方体框架，框架上设有若干可转动的小网状屏，网状屏的下边设有拉簧与框架的边相连，网状屏的下边的重量视防台风的级别需要而定，网状屏的转动边设有扭簧，网状屏的前面设有轻质材料制作的小转动屏。由长方体框架设置在长方形平面结构性架的不同面来控制叶轮转动的方向。

(4)所述的波浪动能和势能收集装置是在平台平面四周的上方外侧设有用调心轴承固定的四根横轴，各横轴之间用伞形齿轮连接。与能量汇聚主轴垂直方向上的两根横轴上的伞形齿轮配有超越离合器。与能量汇聚主轴平行方向上的一根横轴上设有传动轮，传动轮上有传动装置与能量汇聚主轴上的带超越离合器的传动轮相连。四根横轴上都设有若干超越离合器，若干连接有配重体的传动索经超越离合器后再经固定在海底重物上的滑轮与海面上的波浪能收集浮体相连。波浪能收集浮体的结构是：在一个长方体结构架上设置一个尺寸小于结构架的空心浮体浮于海面，空心浮体上设有向下延伸的、连接传动索的锥形支架；长方体结构架的相邻两平面设有尺寸大于长方体结构架的两个竖直平面，长方体结构架上设有若干斜杆支撑加固两个竖直平面。

所述的传动索可以是铁链。所述的传动索经过的超越离合器是指被固定圈固定的超越离合器构成的整体，固定圈的外圆周表面设有能与铁链相吻合的凹槽。

所述的长竖轴、横轴可以是实心体段与空心体段通过法兰盘相连成一小段，小段与小段之间可用轴连接器连接，实心体部分用于安装轴承、超越离合器、齿轮。

轴承、超越离合器的密封结构可以是：与轴承相吻合的圆柱形固定圈包住轴承并随轴承安装在轴上，轴承两边的轴上分别依次装入若干圆柱形圆环、平面形圆环以形成若干空间，在每个空间形成前先以黄油充满该空间，圆柱形圆环的内径和平面形圆环的内径与轴外径吻合并可以转动，平面形圆环的外径与固定圈的内径相吻合并可在固定圈内转动，最外面的平面形圆环用轴卡环止推。

(5)所述的波浪能辅助收集装置是若干个浮在海面的空心浮体彼此相隔若干距离地串在传动索上经设置于平台平面四周上方外侧的四根横轴上的超越离合器后与配重体相连，传动索的另一端与海底重物相连。

(6)所述的摆式波浪能收集装置设置于平台平面四周上方外侧的四根横轴上，若干浸入水中一定深度的摆动板连接在四根横轴的超越离合器上。

(7)所述的导流装置是设置在波浪动能和势能收集装置外围的、把流体集中到平台主体的漏斗形聚流体。漏斗形聚流体的支撑架设在一带轴的、浮于海面的圆柱形空心浮体上伸向高空和海底。空心浮体两端的轴上设有钢圆环，圆环上所接的传动索和水下部分支撑架上所接的传动索都分别经固定在海底重物上的定滑轮与平台主体底层的横轴上的超越离合器相连，传动索的端头都设有拉紧传动索的配重体。水上部分的支撑架上设有柔性材料制成的漏斗形屏，漏斗形屏的小口周边有类似于松紧带性质的松紧设置。水下部分的支撑架上设有柔性材料制成的漏斗形屏，漏斗形屏的小口上边设有管状浮体。

(8)所述的聚风增浪装置，是设置在波浪动能和势能收集装置、导流装置外围的、把高空风聚灌于低空和海面的若干聚风屏。聚风屏的框架设在一带轴的、浮于海面的圆柱形空心浮体上伸向高空。圆柱形空心浮体上设有使整个聚风增浪装置保持竖直趋势的平衡体，圆柱形空心浮体上设有向半径方向往外延伸的钢支架，空心浮体两端的轴上设有外套钢圆环的轴承，圆环上所接的传动索和钢支架上所接的传动索都分别经固定在海底重物上的定滑轮与平台主体底层的横轴上的超越离合器相连，传动索的端头都设有拉紧传动索的配重体。聚风屏框架上设有柔性材料制成的屏自然下垂，屏上设有横竖方向增加强度的筋，屏的下边设有盛水的柔性管作为配重体。

2.根据权力要求1所述的海上发电平台原动机械部分，其特征是：海风海浪海流能同轴收集装置的长竖轴上的叶轮的结构可以是在以长竖轴为圆心的同心圆环上设置若干与半径方向成统一角度的竖向平面叶片，叶轮通过超越离合器安装在长竖轴上。

3.根据权力要求1所述的海上发电平台原动机械部分，其特征是：海风海浪海流能同轴收集装置的长竖轴上的叶轮结构可以是在以长竖轴为圆心的同心圆环上设置若干与半径方向成统一角度的竖向平面框，在平面框上设置若干可转动的小网状屏和轻质材料制作的小转动屏，小转动屏安装在小网状屏的前面，叶轮通过超越离合器安装在长竖轴上。

4.根据权力要求1所述的海上发电平台原动机械部分，其特征是：海风海浪海流能同轴收集装置长竖轴上的叶轮的结构可以是在长竖轴的半径方向设置若干竖向曲面叶片，叶轮通过超越离合器安装在长竖轴上。

5.根据权力要求1所述的海上发电平台原动机械部分，其特征是：海风海浪海流能同轴收集装置的长竖轴上的叶轮的结构可以是在长竖轴的半径方向设置若干竖向曲面叶片框。在曲面叶片框上设置若干可转动的小网状屏和轻质材料制作的小转动屏，小转动屏安装在小网状屏的弯内面的前面，叶轮通过超越离合器安装在长竖轴上。

6.根据权力要求1所述的海上发电平台原动机械部分，其特征是：所述的波浪动能和势能收集装置可以是在平台平面四周上方外侧用调心轴承固定的四根横轴的下方设置浮于水面的、带轴的长方体空心浮体，轴上设有钢圆环可绕轴转动，钢圆环上接有传动索经四根横轴上的超越离合器后与配重体相连，长方体空心浮体的下底面的钢架上接有传动索经固定在海底重物上的定滑轮后再经过四根横轴上的超越离合器与配重体相连，长方体空心浮体的竖向侧面作为迎波面并连接有向水中延伸的斜平面。

7.根据权力要求1所述的海上发电平台原动机械部分，其特征是：所述的波浪动能和势能收集装置可以是在一个不密封的棱台的上底面设置空心浮体，空心浮体连着棱台能浮于水中，棱台的侧面进入水中，空心浮体的底部设有钢架，钢架上接有传动索经固定在海底重物上的定滑轮后再经过平台平面四周上方外侧用调心轴承固定的四根横轴上的超越离合器与配重体相连。

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