[发明专利]简易获能法

说明书

这是一项开发江河的“自然落差能”和更充分地利用风能的基本方法。

据知，目前世界上利用江河水力的唯一方法，是以提高水的落差来获得强大能量，对于江河流水的“自然落差能”尚在忽视之中。

然而，滔滔江河的自然落差具有亿万吨能量，也是个能源宝库。它虽然像难驯的野马，能量的大小还受季节雨量的支配，但却是随处可得，不受地理和河面宽、深等条件的制约。一条数千里长河从高原到出海，每吨水都可以为人们“效劳”若干万次。一年之中，至少有一半时间（恰在工农业特别繁忙季节）有供人们用不完的能量;其持续性要比利用风力强得多。况且，在江河的中下游并无间歇期，只有能量大小之别。因此，为了截获这些为数众多的“自然落差能”，本发明拟以点多面广的方略，提供如下比较简单易行的方法：

1、在滔滔江河中，采用大面积的“挡板式水轮机翼”横截水流，造成轮机的每片轮翼成为“瞬间闸门”，使竖出水面的中心轴产生强大的力;

2、在江河中，横江或顺流，竖立或悬浮上述形式的水轮机群，然后以水平轴通过传动装置使各竖直轴“并联”，把各竖直轴的力集中于水平轴上，传至河岸，或传至锚定的船上。

上述具有“挡板式轮翼”的水轮机简称DS型轮机。在一公里的适当河段上林立此机，可设置数十根水平轴。每一水平轴可产生数十吨乃至数百吨的力。人们可以将之变速，确定所能负载的吨数，便可用于发电或直接用来扬水、加工等。而实现如此目的的条件，除需灌浇一些混凝土固定轴、架设作为固定和承托传动装置的天桥、以及采用悬浮方式时所需的“连环船”或大浮箱外，主要关键在于“挡板式轮翼”的构造和工作方法。

挡板式轮翼正名为：“自动启闭型竖直轴风、水轮机翼，”简称“启闭型轮翼”。其特点是，在约6-18平方米（甚至更大）以扁形材料制成的翼架上排列众多的活页板群。这些活页板群处于不同方位时，能自动打开成为“空翼”，或自动关闭成为“满翼”。当成为满翼时，便以其宽阔的立面迎受力的驱动，使中心轴产生强大的力。同时，因为中心轴是竖直的，在水下可尽水的有效深度（在空间可尽能及的高度），加装多层轮翼，则中心轴的力又以倍数增大。具体方法见例图一。

例图一是水中立轴的轮机剖面。轮翼的面积假定为9平方米，空翼和满翼对称着。传动方式为离合式。其中：

1、活页板;2、翼架;3、翼间牵拉点;4、轮体;5、混凝土固定轴;6、橡胶隔离滚子;7、传动柱;8、一字离合轮;9、设有倒滑装置的平齿轮;10、锥齿轮;11、最低有能水位;12、丰水位;13、最高水位;14、腰梁;15、斜拉线。

-图中的活页板仿照单开的门窗样式安装在以扁形材料制成的翼架上，这是实现本发明的基本条件。活页板的材质采用不锈钢片、胶木板、玻璃纤维板或厚度为2.5厘米以内的防腐杉木板等。本图中板的形式是采用厚度为1～1.5mm不锈钢片制，总重约110公斤。翼架的材质为4×40mm经抗锈蚀处理过的扁钢焊制而成，重约110公斤。轮翼的挑力不足时才加斜拉。

-河水在不规则的河床上不规则地奔流，水中各轮机的转速，在单位时间内不一定能够同步。为了使它们只能协同工作，不互相牵制，故在平齿轮9处设倒滑装置。

-DS型轮机使用到一定期限内须要起吊检修，腰梁的高度除设在丰水期常规水位之上外，还考虑不妨碍轮机的起吊。

-轮体与翼架之间采用螺栓连结，不用电焊。轮体的形状根据混凝土固定轴的直径分为管筒形和鸟笼形。如果固定轴直径在300mm以内者，轮体可以是管筒形，筒顶密封，使设在固定轴顶端的轴承区为无水区;混凝土固定轴大于300mm者，轮体改为鸟笼形，称笼状轮体。翼架即连结在笼条上。其承重轴承采用滑轮环轨式，即在固定轴平顶上设同心环形轨道，在笼状轮体上设与环轨配套的带滚珠轴承的滚动滑轮，如例图二中所示。

例图二各部：1、固定轴;2、预埋螺栓;3、胶垫;4、环轨底板;5、同心环形轨;6、金属滑轮;7、笼条;8、帮条;9、笼轮箍;10、元铁同心离合轴套;11、传动柱;12、一字离合轮;13、橡胶滚子。

如果混凝土固定轴的直径大至1公尺左右，传动方式可改为内齿轮式，即将笼轮平顶中部扩宽配以内齿轮组。在内齿轮中部约300×300mm空间从混凝土上竖出天桥立架，使从动轮的竖直轴附装在角钢立架体上，可以省去腰梁，也省去天桥桥基。只是处于转动中的轮机起吊时不如离合式简便。

DS型轮机在流水中的工作情况见例图三。

例图三是一轮六翼平面图。其中箭头方向表示驱动力的方向。