專(zhuān)利名稱(chēng)：一種水力發(fā)電裝置的制作方法
一種水力發(fā)電裝置 一種水力發(fā)電裝置，特別是利用只有微量的水壓壓頭一一即相
對(duì)壓差較低的流動(dòng)水體(以下簡(jiǎn)稱(chēng)其為微壓頭水體)來(lái)進(jìn)行發(fā)電 的發(fā)電裝置，它可以利用海水的潮流或江、河里的流水來(lái)進(jìn)行發(fā)電。
目前的發(fā)電裝置，如火力發(fā)電和核電站，都需要消耗大量的難 以再生的天然資源，且又造成了大量的多方面的污染；而目前的水 力發(fā)電機(jī)組，由于其自身結(jié)構(gòu)的局限，不可能大面積地接收能量， 故而必須蓄水造勢(shì)，以期用較高的勢(shì)能來(lái)轉(zhuǎn)換成較大的動(dòng)能以帶動(dòng) 水輪機(jī)組發(fā)電，故都需要建壩造庫(kù)，因此，其投資規(guī)模一般都比較 巨大，同時(shí)，也一定程度地帶來(lái)了生態(tài)變數(shù)，甚或是被迫移民；而 目前的潮汐發(fā)電，在實(shí)際上與現(xiàn)有的水力發(fā)電類(lèi)同，也是在圍堰造 庫(kù)，蓄水發(fā)電，故其投資規(guī)模也并不太少，且也破壞生態(tài)景觀(guān)；在 現(xiàn)有的風(fēng)力與太陽(yáng)能發(fā)電中，由于其能量密度較低，故要集中起較 大的裝機(jī)容量也非易事，又由于它們的不可預(yù)控性(如天氣的晴陰、 風(fēng)力的大小等)，故其所生產(chǎn)的電能也比較難以預(yù)測(cè)和控制。
本發(fā)明的目的在于提供一種投資規(guī)模較少，可以利用微壓頭 水體來(lái)進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置，以克服上述的不足，并為人類(lèi)提供大 量的、取之不盡的、廉價(jià)的、"綠色"電力能源。
本發(fā)明的目的是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的在一個(gè)具有一定深度(該深度 應(yīng)當(dāng)是在其最低潮位的情況下仍能保證該裝置之正常有效地飄浮 運(yùn)轉(zhuǎn))，并且具有一定流動(dòng)能力(該流動(dòng)能力應(yīng)當(dāng)能夠滿(mǎn)足裝機(jī)容量 的要求)的海域里以矩形方陣的形式固定地立出四根具有一定剛度、 強(qiáng)度和高度并又皆垂直于水平面的圓柱形立柱。所謂的矩形方陣形 式，即該四個(gè)圓柱形立柱的中心線(xiàn)與水平面的交點(diǎn)之連線(xiàn)將構(gòu)成一
4個(gè)矩形四邊形。該四邊形的前后方向應(yīng)當(dāng)順著水體的流動(dòng)方向。在 四根園柱形立柱上又各自套有一個(gè)帶長(zhǎng)柄的并可以順著園柱形立柱 上下滑動(dòng)的園簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)。在左邊的前、后二個(gè)園柱形立柱的中間和 右邊的前、后二個(gè)園柱形立柱的中間各有 一個(gè)封閉的圓柱形浮桶， 即左、右浮桶。在左、右浮桶的正上方，順著其母線(xiàn)的方向分別固 焊著一根開(kāi)口朝下的而其長(zhǎng)度又長(zhǎng)于浮桶的槽形鋼梁，即左、右縱 梁。在該左、右縱梁的前、后二端處分別與套在相近的圓柱形立柱 上的圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)的長(zhǎng)柄用螺栓緊固連接。在左、右縱梁的中間部位 各用螺栓緊固著一個(gè)軸承座，即左、右軸承座。在該左、右軸承座 內(nèi)，通過(guò)左、右軸承支承著一個(gè)水輪部件總成。該水輪部件總成是 這樣構(gòu)成的在一根中間軸的中間部位，順著其母線(xiàn)方向以等夾角 的形式固焊著若干張其長(zhǎng)、寬、厚度均相同的鋼板作葉片，當(dāng)每個(gè) 葉片都固焊好后，便會(huì)形成一個(gè)基本的水輪。在葉片的兩端及其中 間的若干部位之每相鄰的兩片葉片之間，于垂直于中間軸軸線(xiàn)的平 面內(nèi)又加焊以其外徑與基本水輪等徑，而其內(nèi)徑又與中間軸的外徑 等徑的扇形加強(qiáng)筋板。當(dāng)每一塊扇形加強(qiáng)筋板都密焊固定之后，就 會(huì)在水輪葉片的二端及其中間的若干部位形成出數(shù)道園環(huán)形的加強(qiáng) 筋板。在葉片左、右二端之外的中間軸上，均制有一段花鍵，即左、 右花鍵軸。在該左、右花鍵軸上，各自先套上一個(gè)彈簧，即左、右 彈簧。之后，再套上一個(gè)牙齒朝外的牙嵌式離合器的滑動(dòng)套，可稱(chēng) 之為左、右牙嵌式離合器動(dòng)套。在左、右花鍵軸的外部又均制有一 段光軸，即左、右光軸。在左、右光軸上又均以第二種動(dòng)配合的形 式套有一個(gè)牙齒朝內(nèi)的牙嵌式離合器的軸向定位套，可稱(chēng)之為左、
右牙嵌式離合器的定套。在左彈簧的壓力下，左牙嵌式離合器的動(dòng)
套可以與左牙嵌式離合器的定套嚙合；在右彈簧的壓力下，右牙嵌
式離合器的動(dòng)套可以與右牙嵌式離合器的定套嚙合。左、右牙嵌式 離合器的定套可以是一段具有一定長(zhǎng)度的軸套，在該軸套靠?jī)?nèi)的一半制有光軸，即左、右定套光軸，正是該段左、右定套光軸分別裝 配在左、右軸承的下軸瓦內(nèi)。在左、右軸承的外側(cè)之定套光軸上， 又各自通過(guò)軸承裝配著一個(gè)主動(dòng)齒輪，即左、右主動(dòng)齒輪。在左、 右主動(dòng)齒輪的外側(cè)分別制有花鍵軸，即左、右定套花鍵軸，在該左、 右定套花鍵軸上，各自裝有一個(gè)超越離合器(該超越離合器可以是 滾臺(tái)一一滾柱式，也可以是棘輪一一棘爪式)，即左、右超越離合器。 該左、右超越離合器的結(jié)構(gòu)與尺寸完全相同，只是它們的安裝方向 正好相反，即左超越離合器的內(nèi)套是從左定套花鍵軸的左端套入左 定套花鍵軸，而右超越離合器的內(nèi)套是從右定套花鍵軸的右端套入 右定套花鍵軸的，從而使左、右超越離合器所能傳遞的扭矩之方向 正好相反，而左、右超越離合器的外套又各自以平鍵或者螺栓緊固 的形式分別與左、右主動(dòng)齒輪聯(lián)接。在左、右超越離合器的外側(cè)的 定套花鍵軸上又各自配裝著一個(gè)園形檔板，即左、右園形檔板。該 左、右園形檔板的外徑應(yīng)當(dāng)分別大于左、右超越離合器外套的外徑， 而左、右園形檔板的外側(cè)面又應(yīng)當(dāng)略高于定套花鍵軸的外端面。在 左、右園形檔板的外側(cè)又分別地裝有一個(gè)園形平墊，之后各有一個(gè) 開(kāi)糟螺母通過(guò)中間軸二端處的螺紋在調(diào)整好園形檔板與主動(dòng)齒輪之 間的間隙之后旋緊，并且用開(kāi)口銷(xiāo)鎖定。而左園形檔板與左主動(dòng)齒 輪之間的間隙或者右圓形檔板與右主動(dòng)齒輪之間的間隙應(yīng)當(dāng)是各 主動(dòng)齒輪基本上沒(méi)有軸向竄動(dòng)，但是卻可以在與超越離合器呈分離 狀態(tài)的時(shí)候，能夠靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)。如此，便完成了水輪部件的總成。 水輪部件總成安裝到左、右軸承的下軸瓦上之后，再在左、右軸承 座上分別加裝上左、右上軸瓦并緊固好左、右上軸承蓋，之后，水 輪的葉片便可以在左、右浮桶中間自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。在左、右縱梁的正 上方各又有一個(gè)與左、右縱梁平行的上縱梁，即左、右上縱梁。其 中，左上縱梁是由緊固在左縱梁上的前后兩個(gè)支架一一即左前支架 和左后支架支撐并焊接在一起；而右上縱梁是由緊固在右縱梁上的前后兩個(gè)支架一一即右前支架和右后支架支撐并焊接在一起的。該 左、右上縱梁的下邊沿應(yīng)略高于水輪葉片的上邊沿。在左、右上縱 梁的前、后兩端之相對(duì)應(yīng)的內(nèi)表面處，又有前、后二根與左、右上 縱梁的橫斷面等高的橫梁一一即前、后橫梁與它們固焊連接。從而 在左、右上縱梁和前、后橫梁的上表面形成一個(gè)安裝平面，在該安 裝平面上鋪敷具有一定剛度的鋼板并與左、右上縱梁和前、后橫梁 固焊，便會(huì)在鋼板的上面形成一個(gè)安裝平臺(tái)。至此，左、右縱梁以 上的各零部件(圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)除外)便固焊成了一體，可稱(chēng)之為上支 架總成。該上支架總成通過(guò)螺栓分別緊固在左、右縱梁上。在安裝 平臺(tái)之左、右兩端的適當(dāng)部位，各自緊固著一臺(tái)發(fā)電機(jī)組，即左、 右發(fā)電機(jī)組，且左發(fā)電機(jī)組通過(guò)緊固在左前和左后支架上的左變速 箱與左主動(dòng)齒輪聯(lián)接；右發(fā)電機(jī)組通過(guò)緊固在右前和右后支架上的 右變速箱與右主動(dòng)齒輪聯(lián)接。左、右變速箱的變速比，應(yīng)當(dāng)根據(jù)水 體的流速、水輪可能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子所需要的轉(zhuǎn)速配備 好。發(fā)電機(jī)組的輸出電纜，可以先通過(guò)絕緣子固定在靠近陸地一側(cè) 的圓柱形立柱上端，之后再輸送到陸地。但是，圓柱形立柱的上端 至發(fā)電機(jī)組輸出電極之間的電纜的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)能夠滿(mǎn)足當(dāng)?shù)爻鄙匙兓?的要求。另外，為了提高左、右浮桶抗擊來(lái)自左右方向波浪沖擊的 能力，可以在左、右浮桶之間相對(duì)應(yīng)的適當(dāng)部位焊接上前、后二根 拉桿，即前、后拉桿。在左前支架的左前內(nèi)支桿和右前支架的右前 內(nèi)支桿上，分別以鉸接的形式各自裝有一個(gè)左、右牙嵌式離合器的 撥叉，即左、右撥叉，且左撥叉的叉口叉在左牙嵌式離合器動(dòng)套的
滑道里；右撥叉的叉口是叉在右牙嵌式離合器動(dòng)套的滑道里。分別
壓動(dòng)左、右撥叉的把手并分別用連結(jié)在左前外支桿一一即左前支架 的外支桿和右前外支桿一一即右前支架的外支桿上的掛鉤固定，便
可以使左、右牙嵌式離合器分離；放松左、右撥叉，在左、右彈簧 的分別作用下，左、右牙嵌式離合器便又可以結(jié)合。左、右浮桶的
7浮力應(yīng)當(dāng)大于整個(gè)裝置(四個(gè)圓柱形立柱除外)的重量，且能夠使 水輪中間軸高出水平面一定的高度，以保證在日常的風(fēng)浪情況下水 體不會(huì)沖擊到水輪中間軸的上方，從而避免水體流動(dòng)能力的自行抵 消。四根園柱形立柱的剛度、強(qiáng)度和高度應(yīng)能保證整體裝置在本水 域的最低潮位和最高潮位(含風(fēng)暴潮)時(shí)，均能通過(guò)圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)在 其上面可靠而自由地上下滑動(dòng)。水輪葉輪的長(zhǎng)度與直徑應(yīng)當(dāng)與水體 的寬度、深度、水體的流動(dòng)能力以及裝置的裝機(jī)容量綜合協(xié)調(diào)。四 根圓柱形立柱之左右方向的寬度，將由水輪的長(zhǎng)度及左、右浮桶的 直徑而定，而它們之前后方向上的距離則應(yīng)由左、右浮桶的長(zhǎng)度而 定。牙嵌式離合器的分離是為了便于對(duì)整個(gè)裝置的安裝和維修。
若如此，則不管水位升降高低，水輪之中間軸相對(duì)于水平面將 會(huì)始終保持著一個(gè)相對(duì)固定的高度，在海浪(即海水漲潮時(shí))的沖 擊下，水輪就會(huì)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，左(或右)超越離合器就會(huì)結(jié)合，而 右(或左)超越離合器便會(huì)分離，左(或右)主動(dòng)齒輪便會(huì)被帶動(dòng) 旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)左(或右)變速箱帶動(dòng)左(或右)發(fā)電機(jī)組快速運(yùn)轉(zhuǎn) 并發(fā)電，電流通過(guò)傳輸電纜被送到陸地；如若海水回涌(即落潮時(shí))， 則水輪就會(huì)按與上述旋向相反的方向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，右(或左)超越 離合器結(jié)合，而左(或右)超越離合器分離，水輪便會(huì)帶動(dòng)右(或 左)主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)右(或左)變速箱帶動(dòng)右(或左)發(fā)電 機(jī)組發(fā)電，電流亦是通過(guò)傳輸電纜被送到陸地。此可稱(chēng)為第一種水 力發(fā)電裝置，它適用于水體的流向隨時(shí)都可能發(fā)生逆轉(zhuǎn)的水域。
本發(fā)明的目的還可以這樣地來(lái)實(shí)現(xiàn)將第一種水力發(fā)電裝置中 的左、右超越離合器去掉，代之以左、右主動(dòng)齒輪分別與左、右定 套花鍵軸的花鍵直接配接，并將左、右發(fā)電機(jī)組改為在水輪中間軸 下方的葉片向后旋轉(zhuǎn)時(shí)都能發(fā)電的發(fā)電機(jī)組(當(dāng)然，它們的輸出電 極也應(yīng)當(dāng)同性相并)，而其它部分的結(jié)構(gòu)與第一種水力發(fā)電裝置完全
相同。將該裝置置于一個(gè)定向流動(dòng)的水體之中，譬如江水或河水之中(當(dāng)然，此時(shí)該裝置的實(shí)際尺寸、重量、浮力、裝機(jī)容量等具 體情況皆應(yīng)與此水體的寬度、深度、流速等具體情況相協(xié)調(diào)，以保 證在枯水和洪水期時(shí)，該裝置均能有效地飄浮在水面之上并正常地 工作)，并使該裝置的前方面向水流的上游。
如此，則在水體的沖擊下，水輪就會(huì)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)左、右 主動(dòng)齒輪帶動(dòng)左、右變速箱帶動(dòng)左、右發(fā)電機(jī)組，左、右發(fā)電機(jī)組 就會(huì)同時(shí)不停地發(fā)電，電流可通過(guò)傳輸電纜被送到岸。當(dāng)然，如有 水位發(fā)生變化，左、右浮桶通過(guò)四根圓柱形立柱、圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)等裝 置將會(huì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。此可以稱(chēng)為第二種水力發(fā)電裝置，它適用于 長(zhǎng)期定向流動(dòng)的水域。
本發(fā)明的目的還可以這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)將第二種水力發(fā)電裝置置于一
個(gè)水體可以較長(zhǎng)時(shí)間定向流動(dòng)的水域之中，比如海流之中(所謂
的海流是指由于潮汐和海底地貌一一比如海溝等的共同作用，而使 得一定寬度范圍內(nèi)的海水在較長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi)都處于一種定向流動(dòng) 狀態(tài)的自然現(xiàn)象，其變向周期基本上等于一個(gè)漲潮期或一個(gè)落潮期
一一約6小時(shí))，并將它的前后方向順著水體的流動(dòng)方向，而在前拉
桿(或者后拉桿)的中間部位，增裝上一個(gè)電極自動(dòng)切換裝置。該
電極自動(dòng)切換裝置的具體結(jié)構(gòu)如下在前拉桿的中間部位，于前拉 桿的前側(cè)面上固焊著一段垂直于水平面的立管，在該立管的左、右 兩側(cè)之適當(dāng)?shù)膶?duì)稱(chēng)位置上，以前拉桿為基礎(chǔ)各自固定著一個(gè)垂直的 絕緣桿，即左、右絕緣立桿。在左、右絕緣立桿的上端各自固定著 一個(gè)電極，即左、右電極，并且在左電極上通過(guò)電纜并聯(lián)著左、右 發(fā)電機(jī)組的輸出正極；在右電極上通過(guò)電纜并聯(lián)著左、右發(fā)電機(jī)組 的輸出負(fù)極。在左、右電極的內(nèi)側(cè)各有一個(gè)扁形叉口，即左、右扁 形叉口。在立管中支承著一根轉(zhuǎn)軸，可簡(jiǎn)稱(chēng)其為立軸。在立軸的上 端固定著一個(gè)絕緣橫桿。在絕緣橫桿的左、右兩端分別緊固著一個(gè) 舌形插片，即左、右舌形插片，且在立軸旋轉(zhuǎn)的帶動(dòng)下左、右舌形插片可以分別很便利的插入左(或右)、右(或左)扁形叉口之中； 或者從它們之中脫出。在立軸的下端有一個(gè)垂直于絕緣橫桿的開(kāi)口 槽，在該開(kāi)口槽內(nèi)夾持著一個(gè)"丫"字形轉(zhuǎn)向板(即該轉(zhuǎn)向板在水 平面上的投影呈一個(gè)如同羊角形的"丫"字形)的末端。立軸的長(zhǎng)
度應(yīng)當(dāng)是使"丫"字形轉(zhuǎn)向板能夠始終沉浸在水體之中。在左、
右絕緣立桿的下端處分別結(jié)系著一條柔性電纜線(xiàn)，即左、右傳輸電
纜，且左傳輸電纜的上端與左舌形插片聯(lián)接；右傳輸電纜的上端與 右舌形插片聯(lián)接(各結(jié)系點(diǎn)至各相應(yīng)舌形插片之間的柔性電纜的長(zhǎng) 度應(yīng)當(dāng)能夠滿(mǎn)足其相應(yīng)的舌形插片隨著立軸旋轉(zhuǎn)180度的要求)。而 左、右傳輸電纜的下端則是沿海底被延伸到陸地。
若如此，則當(dāng)水體從整個(gè)裝置的前面流來(lái)時(shí)(譬如漲潮時(shí))，"丫" 字形轉(zhuǎn)向板便會(huì)轉(zhuǎn)到立軸的后面，此時(shí)設(shè)定左舌形插片與左扁形叉 口插接，而右舌形插片與右扁形叉口插接，水輪的前葉片向下旋轉(zhuǎn)， 并設(shè)定此時(shí)左、右發(fā)電機(jī)組的輸出正極是并聯(lián)在左扁形叉口上，則 此時(shí)便會(huì)有電流從左扁形叉口經(jīng)過(guò)左舌形插片和左傳輸電纜流向陸 地；如若水體改為反向流動(dòng)(譬如落潮)時(shí)，即水體變?yōu)樽哉麄€(gè)裝 的后面向前流動(dòng)，則"丫"字形轉(zhuǎn)向板就會(huì)轉(zhuǎn)到立軸的前面，在它 與立軸的帶動(dòng)下絕緣橫桿也會(huì)旋轉(zhuǎn)180度，左、右舌形插片便會(huì)分 別自左、右扁形叉口中脫出而又分別插入到右和左扁形叉口當(dāng)中。 此時(shí)，左、右發(fā)電機(jī)組因水輪的轉(zhuǎn)向已相反，故其原輸出負(fù)極一一 即并聯(lián)于右扁形叉口上的輸出極就變成了輸出正極。而此時(shí)的左舌 形插片正插在其中，故此時(shí)的發(fā)電機(jī)組輸出的電流仍然是經(jīng)左舌形 插片和左傳輸電纜流向陸地。又，為了避免因立軸的旋轉(zhuǎn)而引起電 纜線(xiàn)的纏繞，可以以前拉桿為基礎(chǔ)在前拉桿的前、后之適當(dāng)位置各 自設(shè)置一個(gè)"丫"字形轉(zhuǎn)向板的定位桿，即前、后定位桿，從而使 得"丫"字形轉(zhuǎn)向板只能夠在整個(gè)裝置的縱向中截面的一側(cè)反復(fù)翻 轉(zhuǎn)。又為了避免水流在換向時(shí)正對(duì)著"丫，，字形轉(zhuǎn)向板的叉口處流動(dòng)而使轉(zhuǎn)向板自鎖不動(dòng)，或者由于制造誤差而使得"丫"字形轉(zhuǎn)向 板的翻轉(zhuǎn)超過(guò)了水體流向而被水流把"丫"字形轉(zhuǎn)向板逼上了死角 不動(dòng)，而引起輸電事故，故在設(shè)置前、后定位桿時(shí)，應(yīng)當(dāng)把"丫"
字形轉(zhuǎn)向板的翻轉(zhuǎn)角度控制在180度以?xún)?nèi)，比如160度或者更小。 而由此而引起的舌形插片與扁形叉口之間的接合問(wèn)題，可以通過(guò)增 加它們的水平寬度來(lái)進(jìn)行解決。"丫"字形轉(zhuǎn)向板的羊角形結(jié)構(gòu)是為 了在水流換向時(shí)增大水體與轉(zhuǎn)向板正面接觸的面積，從而有利于提 高各舌形插片與扁形叉口分離和結(jié)合的能力。
此可以稱(chēng)為第三種水力發(fā)電裝置，它適用于相對(duì)來(lái)講水體是較 長(zhǎng)時(shí)間定向流動(dòng)的水域。
另外，由于水體在沖動(dòng)水輪葉片時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的分力，從 而會(huì)使整個(gè)裝置(含上述的三種水力發(fā)電裝置)向上浮動(dòng)而使得水 體對(duì)水輪的沖擊剛性相對(duì)變軟，因此也就影響了對(duì)水體動(dòng)能的利用 效率。為了解決這一問(wèn)題，可以在四根圓柱形立柱的圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)的 上邊(并緊靠著套簡(jiǎn)的上沿)各加裝一個(gè)蠕動(dòng)式抱閘。該蠕動(dòng)式抱 閘的結(jié)構(gòu)可以是這樣的 一對(duì)鉸接的半園環(huán)殼體里面鑲有用來(lái)提高 磨擦力的橡膠襯板，在二個(gè)半園環(huán)殼體閉合時(shí)，其內(nèi)部的橡膠襯板 的內(nèi)表面正好貼緊在圓柱形立柱的柱體上。在二半圓環(huán)殼體鉸軸的 另一端均有一塊與圓柱形立柱的軸線(xiàn)平行的直板。該二平行直板都 在圓柱形立柱之左右方向的內(nèi)側(cè)，且二平行直板之間有一定的間距。 在二平行直板的中間有一塊方形鐵塊，該方形鐵塊的厚度應(yīng)小于二 平行直板之間的間距。在方形鐵塊之上下方向的中間部位制有一個(gè) 與其前、后側(cè)面平行的水平園孔，即凸輪軸孔。在該凸輪軸孔內(nèi)裝 有一個(gè)其凸輪朝向圓柱形立柱的凸輪軸。在方形鐵塊的側(cè)面，于凸 輪軸孔的上下兩邊之中間部位連同二平行直板一起各鉆有一個(gè)與其 前、后側(cè)面垂直的園孔，即上、下吊裝孔。在該上、下吊裝孔內(nèi)各 自穿過(guò)一根螺栓，之后在上、下兩根螺栓上各自套上一個(gè)壓簧，再各自加上一個(gè)平墊圈，之后又各自用螺母旋緊。至此，方形鐵塊便 被吊定在二平行直板中間，且二半園環(huán)殼體內(nèi)的橡膠襯板也會(huì)緊緊 地抱閘在圓柱形立柱上。凸輪軸上的凸輪部分分別抵頂在內(nèi)、外半 園環(huán)殼體的二平行直板的內(nèi)側(cè)，而凸輪軸外端的方頸則與搖桿總成 之中間方鐵上的方形內(nèi)孔配裝。搖桿總成的內(nèi)端結(jié)系著 一根鐵鏈的 上端，而該鐵鏈的下端則是固定在其相對(duì)應(yīng)的拉桿之上。該鐵鏈的 長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)是在壓簧的壓力下通過(guò)橡膠襯板將圓柱形立柱剛好抱緊 時(shí)，該鐵鏈也剛好被張緊。搖桿總成的外端固定著一個(gè)開(kāi)閘浮桶。
該開(kāi)閘浮桶的吃水深度和浮動(dòng)能力應(yīng)當(dāng)是在水面接近于水輪中間
軸的時(shí)候便能將其所控制的抱閘打開(kāi)。另外，為了防止抱閘圍繞著 圓柱形立柱旋轉(zhuǎn)，可以用前小拉桿將前面的左、右二開(kāi)閘浮桶橫向
固定聯(lián)接；用后小拉桿將后面的左、右二開(kāi)閘浮桶橫向固定聯(lián)接。
每一個(gè)抱閘的抱緊程度以及四個(gè)圓柱形立柱上抱閘的動(dòng)作同步性可 以通過(guò)調(diào)整每一個(gè)壓簧外面的螺母來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
如此，則在開(kāi)閘浮桶的重力作用下，凸輪便會(huì)外轉(zhuǎn)并放松對(duì)二 平行直板的抵頂，在壓簧的作用下抱閘便會(huì)緊抱在圓柱形立柱上。 此時(shí)，開(kāi)閘浮桶的最低位置也被搖桿總成內(nèi)端的被張緊的鐵鏈所確 定。由于此時(shí)圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)的上沿緊靠著抱閘殼體的下沿，故不論是 海浪的沖擊或者是海水的回涌，水體均能與水輪處于剛性作用狀態(tài)。 另外，由于此時(shí)搖桿總成內(nèi)端的鐵鏈已被張緊，故此時(shí)如若是落潮， 則由于整體裝置的下沉就會(huì)通過(guò)鐵鏈拉動(dòng)搖桿總成，凸輪便會(huì)內(nèi)轉(zhuǎn) 并頂開(kāi)抱閘而下滑，抱閘殼體的下沿繼續(xù)與圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)的上沿靠緊。 此時(shí)鐵鏈松馳，在開(kāi)閘浮桶與壓簧的共同作用下，抱閘又會(huì)抱緊在 圓柱形立柱上。從而繼續(xù)保持水體與水輪的剛性作用關(guān)系。如此，
周而復(fù)始，直至落潮結(jié)東；如若是漲潮，由于水輪的中間軸相對(duì)于
水面具有一定的高度，故開(kāi)閘浮桶的浮力將不能開(kāi)啟抱閘。因此， 水體與水輪之間將一直處于剛性作用關(guān)系。但是，隨著水位的繼續(xù)上升，開(kāi)閘浮桶的浮力會(huì)繼續(xù)增大，待水平面接近于水輪中間軸的 時(shí)候，開(kāi)閘浮桶的浮力便足以將抱閘打開(kāi)。而此時(shí)左、右浮桶也都 積蓄了一定的浮力，故而會(huì)使整個(gè)裝置推動(dòng)著抱閘迅速地向上蠕動(dòng) 一定的高度(該高度基本上等于水輪的中間軸相對(duì)于水平面在平常 情況下所保持的高度)。之后，由于開(kāi)閘浮桶的浮力變小，凸輪軸回 轉(zhuǎn)，抱閘便又會(huì)迅速地抱緊圓柱形立柱，并又迅速地重建水體與水 輪之間的剛性作用關(guān)系。如此周而復(fù)始，直至漲潮結(jié)束。該蠕動(dòng)式 抱鬧適用于前面所述的三種水力發(fā)電裝置。
另外，由于水輪中間軸距離水平面具有一定的高度，即整個(gè)發(fā) 電裝置尚具有一定的吃水深度，故，對(duì)于整個(gè)發(fā)電裝置(含前面所 描述的三種水力發(fā)電裝置)，也可以不必隨時(shí)都進(jìn)行其水平高度的調(diào) 整，而只需在水位高于水輪中間軸之前適時(shí)調(diào)整即可。故，為了更 進(jìn)一步地節(jié)省投資(即取消四根圓柱形立柱、圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)和蠕動(dòng)式 抱閘)，對(duì)于上述三種水力發(fā)電裝置尤其是設(shè)置在江、河水體中和近 海水域中的水力發(fā)電裝置的定位和調(diào)整還可以釆取如下的辦法將 四根圓柱形立柱、圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)和蠕動(dòng)式抱閘去掉以后，將四根纜繩 分別結(jié)系于前、后拉桿的左、右二端，之后，首先將前面的左、右
二根錨纜以60度的夾角向前(即水體流來(lái)的方向)對(duì)稱(chēng)拋定(或者
是用樁墩固定)，并調(diào)整該左、右纜繩的長(zhǎng)度，使水輪中間軸的軸線(xiàn)
基本上垂直于水體的流動(dòng)方向；再將后邊的左、右兩根纜繩也呈60 度的夾角對(duì)稱(chēng)地向后展開(kāi)，并在其沿線(xiàn)的適當(dāng)部位各設(shè)置一個(gè)樁墩, 即左、右樁墩。在左、右樁墩上又各自結(jié)系著一個(gè)定滑輪，即左、 右定滑輪，并且使后邊的左纜繩穿過(guò)左定滑輪之后折返到陸地上的 操縱室內(nèi)并結(jié)系于左絞車(chē)上；使后邊的右纜繩穿過(guò)右定滑輪之后折 返到操縱室內(nèi)并結(jié)系于右絞車(chē)上。調(diào)整左、右絞車(chē)并使四根纜繩都 具有一定的張力，便可以使整個(gè)發(fā)電裝置處于水平狀態(tài)。而在左、 右浮桶的浮力與四根纜繩張力的共同作用下，又可以使整個(gè)發(fā)電裝置處在一個(gè)確定的位置上，水體和水輪之間就能夠保持一種剛性作 用關(guān)系，整個(gè)裝置便能正常地運(yùn)轉(zhuǎn)并發(fā)電。置于江、河水體中的發(fā) 電裝置，如果遇有暴雨或者預(yù)報(bào)上游有洪水下泄或者到了枯水期(水 面下降太多，纜繩已顯松弛)，均可以通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整左、右絞車(chē)來(lái) 改變整個(gè)裝置的水平高度以適應(yīng)水位的變化；置于近海水域中的發(fā) 電裝置，管理人員可以根據(jù)潮沙現(xiàn)象中的具體水位走勢(shì)情況來(lái)定期
調(diào)整左、右絞車(chē)以調(diào)整整個(gè)裝置的水平高度。即在漲潮時(shí)只需在
水位接近于水輪中間軸的時(shí)候才來(lái)通過(guò)左、右絞車(chē)放松左、右后纜 繩即可(當(dāng)然，左、右后纜繩的放松不可以亳無(wú)張力，以便于保持 水體與水輪之間的剛性作用關(guān)系)。之后，"再接近"、"再放松"，直
至漲潮結(jié)束；而在落潮時(shí)只需在纜繩有顯松弛的時(shí)候才來(lái)通過(guò)左、 右絞車(chē)來(lái)張緊左、右后纜繩即可(當(dāng)然，此時(shí)左、右后纜繩的張緊 應(yīng)當(dāng)使水輪的中間軸接近于水平面)。之后，"再松弛"、"再?gòu)埦o"， 直至落潮結(jié)東。當(dāng)然，如有風(fēng)暴潮，則應(yīng)當(dāng)時(shí)時(shí)監(jiān)控，適時(shí)調(diào)整！ 另外，每根纜繩的強(qiáng)度和長(zhǎng)度均應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足當(dāng)?shù)刈罡吆榉寤蜃罡叱蔽?尤其是風(fēng)暴潮時(shí)的需要。此種定位形式和調(diào)控方法在分別與前面的 三種水力發(fā)電裝置(取掉圓柱形立柱、圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)、蠕動(dòng)式抱鬧之 后的部分)結(jié)合之后，亦可以分別稱(chēng)之為第四、第五、第六種水 力發(fā)電裝置。
設(shè)置在海域中的水力發(fā)電裝置的弱點(diǎn)是由于海水在流向變換時(shí) 會(huì)導(dǎo)致水輪的轉(zhuǎn)速變動(dòng)和瞬時(shí)停轉(zhuǎn)，故也就影響了該發(fā)電裝置輸出 電流的穩(wěn)定性。針對(duì)這一問(wèn)題，可以采取如下的措施
1. 盡量地把發(fā)電裝置設(shè)置在具有海流的水域中，以便于盡量地 減少水體流動(dòng)的換向次數(shù)
2. 在同一水域內(nèi)建造數(shù)套發(fā)電裝置，并將它們并聯(lián)于同一電網(wǎng)， 以便于利用其水輪旋轉(zhuǎn)換向及瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的差異性來(lái)平衡電流。
3.利用海水的便利條件，與發(fā)電裝置配套共建一個(gè)電介水制氫制氧裝置。將制取的氫氣和氧氣經(jīng)過(guò)儲(chǔ)存和調(diào)壓之后供應(yīng)到社會(huì)， 從而把不太均衡的電力能源轉(zhuǎn)換成比較均衡穩(wěn)定的燃?xì)饽茉?。?dāng)然 也可以燃燒氫氣進(jìn)行發(fā)電，又重新轉(zhuǎn)換成為穩(wěn)定的電力能源。
4.與該發(fā)電裝置配套共建一個(gè)海水淡化裝置，經(jīng)過(guò)蓄水池可以 將不太穩(wěn)定的電力資源轉(zhuǎn)換成為較為穩(wěn)定的淡水資源。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1. 一次性投入相對(duì)較少。2.運(yùn)行期間除去 曰常的維護(hù)保養(yǎng)或更換個(gè)別易損件之外，不再有任何資源消耗。3. 沒(méi)有任何污染，不存在生態(tài)性破壞。4.相對(duì)于風(fēng)能和太陽(yáng)能來(lái)講，
水體的動(dòng)能密度較大，再結(jié)合以適當(dāng)?shù)呐涮自O(shè)備，有望實(shí)現(xiàn)較大的 裝機(jī)容量。且較之于風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電來(lái)講，本發(fā)明又有較好的預(yù)
控性。5.由于水輪的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，尤其是葉片二端處圓環(huán)形加強(qiáng)筋板 的存在，使得水體不會(huì)從水輪的二側(cè)流走，故而有利于提高對(duì)水體 動(dòng)能的利用效率。又由于水輪中間部位的若干道圓環(huán)形加強(qiáng)筋板的 存在，使得整個(gè)水輪出現(xiàn)了一個(gè)近乎于實(shí)體的機(jī)械效應(yīng)，從而極大 地提高了水輪的剛性和抗彎能力，故為充分地利用水體的寬度和深 度資源、提高裝機(jī)容量提供了可能條件。6.由于本發(fā)明不需要較高 的水壓壓頭，故而，可以充分地利用和開(kāi)發(fā)廣泛而大量存在于江、 河與海洋中的微壓頭的水力資源，能夠?yàn)槿祟?lèi)提供大量的、取之不 盡的、廉價(jià)的、"綠色"電力能源。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1是第一種水力發(fā)電裝置左半部分的縱剖面(即圖2中的A-A 剖面)示意圖(其右半部分與左半部分基本上屬于面對(duì)稱(chēng)，而僅僅 是超越離合器部分屬于軸對(duì)稱(chēng))。
圖2是圖1中的B-B剖視示意圖。
圖3是圖2中的C-C剖視示意圖。
圖4是圖3中的D-D剖面圖。
圖5是滾柱與滾臺(tái)式超越離合器的斷面圖。圖6是棘輪與棘爪式超越離合器的斷面圖。
圖7是圖3中在配有電極自動(dòng)切換裝置時(shí)該電極自動(dòng)切換裝置
的E-E剖面示意圖。
圖8是圖7中的J-J剖面圖。 圖9是圖7中的F向的投影示意圖。 圖IO是圖9中的G-G剖面圖。
如圖l、圖2、圖3、圖4所示有四根圓柱形立柱21以矩形方 陣的形式自水中立出。在它們上面各自套有一個(gè)帶有長(zhǎng)柄的圓簡(jiǎn)形 套簡(jiǎn)45。在左、右兩邊之前后兩個(gè)圓柱形立柱21的中間，各自有一 個(gè)封閉的圓柱形浮簡(jiǎn)20,即左(右)浮桶20 (以下對(duì)凡是與左件對(duì) 稱(chēng)的右件、或者是與前件對(duì)稱(chēng)的后件，都將分別與左件或后件一起 來(lái)用一個(gè)標(biāo)號(hào)，而只是將附圖中未出現(xiàn)的零件放在括號(hào)內(nèi)，如(右) 浮桶)。在左(右)浮桶20的上面，沿著其母線(xiàn)的方向固焊著一個(gè) 開(kāi)口朝下而又長(zhǎng)于浮桶20的槽形鋼梁19，即左(右)縱梁19。在 左(右)縱梁19的槽底上各敷焊有一個(gè)備用來(lái)攻制螺母用的墊板22, 即左(右)墊板22。在左(右)縱梁19的兩端分別用螺栓36與套 在相近的圓柱形立柱21上面的圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)45的長(zhǎng)柄緊固在一起。 在左(右)縱梁19的中間部位，通過(guò)螺栓各自緊固著一個(gè)軸承座18， 即左(右)軸承座18。在左(右)軸承座18內(nèi)，通過(guò)左(右)下軸 瓦17支承著一水輪部件總成。該水輪部件總成是這樣構(gòu)成的在一 根中間軸14的中間部位，順著其母線(xiàn)方向以等夾角的形式固焊著若 干張其長(zhǎng)、寬、厚度均相同的鋼板作葉片28，當(dāng)每個(gè)葉片28都固焊 好后，便會(huì)形成一個(gè)基本的水輪。在葉片28的兩端及其中間的若干 部位之每相鄰的兩片葉片28之間，于垂直于中間軸14軸線(xiàn)的平面 內(nèi)，又加焊以其外徑與基本水輪等徑而其內(nèi)徑又與中間軸14的外徑 等徑的扇形加強(qiáng)筋板27。當(dāng)每一塊扇形加強(qiáng)板27都密焊固定之后， 就會(huì)在水輪葉片28的兩端及其中間的若干部位形成出數(shù)道圓環(huán)形加
16強(qiáng)筋板27。在葉片28左右兩端之外的中間軸14上均制有一段花鍵, 即左(右)花鍵軸29,在左(右)花鍵軸29上各自先套裝上一個(gè)彈 簧26，即左(右)彈簧26;之后再各自套裝上一個(gè)牙齒朝外的牙嵌 式離合器的滑動(dòng)套24,可稱(chēng)之為左(右)牙嵌式離合器動(dòng)套24。在 左(右)花鍵軸29的外部又均制有一段光軸14,即左(右)光軸 14。在左(右)光軸14上又均以第二種動(dòng)配合的形式套裝一個(gè)牙齒 朝內(nèi)的牙嵌式離合器的軸向定位套11,可稱(chēng)之為左(右)牙嵌式離 合器定套ll。在左彈簧26的作用下，左牙嵌式離合器動(dòng)套24可以 與左牙嵌式離合器定套ll嚙合；在(右)彈簧26的作用下，(右) 牙嵌式離合器動(dòng)套24可以與(右)牙嵌式離合器定套11嚙合。左 (右)牙嵌式離合器定套ll可以是一個(gè)具有一定長(zhǎng)度的軸套。在該 軸套靠?jī)?nèi)的一段制有光軸，即左(右)定套光軸。正是該左(右) 定套光軸分別裝配在左(右)軸承的下軸瓦17內(nèi)。在左(右)下軸 瓦17的外側(cè)之左(右)定套光軸上，先各自套裝上一個(gè)平墊圈16, 即左(右)墊圈16;之后，再分別通過(guò)左(右)齒輪軸承10套裝著 一個(gè)主動(dòng)齒輪6,即左(右)主動(dòng)齒輪6。在左(右)齒輪軸承10 的外側(cè)，分別是左(右)定套ll上的花鍵軸，可稱(chēng)之為左(右)定 套花鍵軸。在左(右)定套花鍵軸上分別裝著一個(gè)超越離合器的內(nèi) 套15 (本實(shí)施例用的是滾臺(tái)一一滾柱式超越離合器)，即左(右)超 越離合器內(nèi)套15。左(右)超越離合器的外套8又各自通過(guò)平鍵7 分別與左(右)主動(dòng)齒輪6聯(lián)連。在左(右)超越離合器的外側(cè)之 定套花鍵軸上，又各自裝配著一個(gè)圓形檔板9，即左(右)圓形檔板 9。該左(右)圓形檔板9的外徑應(yīng)分別大于左(右)超越離合器的 外徑，而其外側(cè)面應(yīng)當(dāng)略高于定套花鍵軸的外端面。在左(右)圓 形檔板的外側(cè)又分別裝有一圓形平墊13，即左(右)平墊13。之后， 由左(右)開(kāi)槽螺母12通過(guò)中間軸14兩端的螺紋在調(diào)整好各圓形 檔板9與相應(yīng)主動(dòng)齒輪6之間的間隙后旋緊，并且用開(kāi)口銷(xiāo)鎖定。如此，便完成了水輪部件總成。該水輪部件總成安裝到左(右)下 軸瓦l7上之后，再在左(右)軸承座18上分別加裝上左(右)上
軸瓦32，并緊固好左(右)上軸瓦蓋31。之后，水輪的葉片28便 可以在左(右)浮桶20的中間自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。在左縱梁19的前半部 分，有一個(gè)由腳板46、左前內(nèi)支桿47、左前外支桿48組成的左前 支架；在左縱梁19的后半部分又有一個(gè)與左前支架對(duì)稱(chēng)的(左后) 支架，而在(右)縱梁19上又有一個(gè)與左縱梁19上的左前支架和
(左后)支架相對(duì)稱(chēng)的(右前)支架和(右后)支架。在左前支架 和(左后)支架的上方，固焊著一個(gè)左上縱梁3;在(右前)支架和
(右后)支架的上方固焊著一個(gè)(右)上縱梁3。在左(右)上縱梁 3的前后兩端之相對(duì)應(yīng)的內(nèi)表面處，又有前(后)二根橫梁34與它 們固焊連接。從而在左(右)上縱梁3和前(后)橫梁34的上表面 形成了一個(gè)安裝平面。在該安裝平面上鋪敷具有一定剛度的鋼板33 并與左(右)上縱梁3和前(后)橫梁34固焊，便會(huì)在鋼板33的 上面形成一個(gè)安裝平臺(tái)。至此，左(右)縱梁以上的各零部件(圓 簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)45除外)便固焊成了一體，可稱(chēng)之為上支架總成。該上支 架總成是通過(guò)螺栓37緊固在左(右)縱梁19上的。在安裝平臺(tái)之 左(右)兩端的適當(dāng)部位，各自通過(guò)螺栓緊固著一臺(tái)發(fā)電機(jī)組1,即 左(右)發(fā)電機(jī)組l。其中，左發(fā)電機(jī)組1與左變速箱2可通過(guò)聯(lián)軸 器聯(lián)接，而左變速箱2是通過(guò)螺栓4緊固在左支架的左前內(nèi)和(左 后內(nèi))支桿47上的，左變速箱2的接入齒輪5與左主動(dòng)齒輪6嚙合。 而(右)發(fā)電機(jī)組l與(右)變速箱2等處的聯(lián)接情況與左邊對(duì)稱(chēng)，
(右)變速箱2的接入齒輪5與(右)主動(dòng)齒輪6嚙合。發(fā)電機(jī)組 的輸出電纜35先通過(guò)絕緣子固定在靠近陸地一側(cè)的圓柱形立柱21 上，之后再輸送到陸地。另外，為了提高左(右)浮桶20抗擊來(lái)自 左右方向波浪沖擊的能力，可以在左(右)浮桶20之間的相對(duì)應(yīng)的 適當(dāng)部位焊接上前(后)拉桿23。在左前支架的左前內(nèi)支桿47和(右)前支架的(右前內(nèi))支桿47上，分別通過(guò)耳板53和銷(xiāo)軸54各自裝 有一個(gè)左(右)牙嵌式離合器的撥叉25，即左(右)撥叉25，且左 撥差25的叉口叉在左牙嵌式離合器動(dòng)套24的滑道里；(右)撥叉25 的叉口叉在(右)牙嵌式離合器動(dòng)套24的滑道里。分別壓動(dòng)左(右) 撥叉25的把手，并分別用連結(jié)在左前外支桿48上的左掛勾50和連 結(jié)在(右前外)支桿48上的(右)掛勾50插入相應(yīng)的孔55中固定， 便可以使左(右)牙嵌式離合器分離；放松左(右)撥叉25，在左 (右)彈簧26的作用下，左(右)牙嵌式離合器又可以結(jié)合。牙嵌 式離合器的分離是為了便于對(duì)整個(gè)裝置的安裝和維修。
如此，則不管水位升降高低，水輪之中間軸14相對(duì)于水平面將 會(huì)始終保持著一個(gè)相對(duì)固定的高度，在海浪(即海水漲潮時(shí))的沖 擊下水輪就會(huì)旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，左或(右)超越離合器就會(huì)結(jié)合，而(右) 或左超越離合器便會(huì)分離。左或(右)主動(dòng)齒輪6便會(huì)被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)， 通過(guò)左或(右)變速箱2的接入齒輪5及左或(右)變速箱2傳動(dòng)， 左或(右)發(fā)電機(jī)組就會(huì)發(fā)電。電流通過(guò)傳輸電纜35被送到陸地； 如若海水回涌(即落潮時(shí))，則水輪就會(huì)按與上述旋向相反的方向旋 轉(zhuǎn)。此時(shí)(右)或左超越離合器結(jié)合而左或(右)超越離合器分離， 水輪便會(huì)帶動(dòng)(右)或左主動(dòng)齒輪6旋轉(zhuǎn)，通過(guò)(右)或左變速箱2 的接入齒輪5及(右)或左變速箱2傳動(dòng)，(右)或左發(fā)電機(jī)組l就 會(huì)發(fā)電，電流通過(guò)傳輸電纜35被送到陸地。
在第二種水力發(fā)電裝置中，是將左(右)超越離合器都去掉， 其實(shí)質(zhì)就相當(dāng)于左(右)主動(dòng)齒輪6各自將其內(nèi)部的超越離合器 的全部零件都融成自身的實(shí)體，并通過(guò)花鍵內(nèi)孔與定套花鍵軸11直 接配接，而其他部分的結(jié)構(gòu)與第一種水力發(fā)電裝置完全相同。將該 裝置置于一個(gè)定向流動(dòng)的水體之中，并使其前方面對(duì)水流的上游， 則在水體的沖擊下，水輪就會(huì)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)左(右)主動(dòng)齒輪6、 左、(右)變速箱2的接入齒輪5及左、(右)變速箱2的傳動(dòng)，左和(右)發(fā)電機(jī)組就會(huì)同時(shí)發(fā)電，電流通過(guò)傳輸電纜35被輸送到岸。
當(dāng)然，如有水位發(fā)生變化，左(右)浮桶20通過(guò)四根圓柱形立柱21、 圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)45等裝置將會(huì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。
下面結(jié)合圖2、圖3、圖4再描述一下蠕動(dòng)式抱閘的結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn) 情況半圓環(huán)形的內(nèi)殼38和半圓環(huán)形的外殼41,通過(guò)芯軸52鉸接 在一起，且該二殼體的下沿緊靠著圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)45的上沿。在半圓環(huán) 形內(nèi)殼38內(nèi)鑲有內(nèi)橡膠襯板39;在半圓環(huán)形外殼41內(nèi)鑲有外橡膠 襯板40。當(dāng)半圓環(huán)形內(nèi)殼38和半圓環(huán)形外殼39閉合時(shí)，內(nèi)橡膠襯 板39和外橡膠襯板40的內(nèi)表面正好貼緊在圓柱形立柱21的柱體上。 在半圓環(huán)形內(nèi)殼38和半圓環(huán)形外殼41的另一端，均有一塊與圓柱 形立柱21的軸線(xiàn)平行的直板，該二平行直板都在圓柱形立柱之左右 方向的內(nèi)側(cè)，且二平行直板之間有一定的間距。在二平行直板的中 間有一塊方形鐵塊61,該方形鐵塊61的厚度應(yīng)小于二平行直板之間 的間距。在方形鐵塊61之上下方向的中間部位，制有一個(gè)與其前后 側(cè)面平行的水平圓孔，即凸輪軸孔。在該凸輪軸孔內(nèi)，裝有一個(gè)其 凸輪朝向圓柱形立柱21的凸輪軸62。在方形鐵塊61的前后側(cè)面， 于凸輪軸孔的上下兩邊之中間部位，連同二平行直板一起各鉆有一 個(gè)與其前后側(cè)面垂直的圓孔，可稱(chēng)之為上、下吊裝孔。在上、下吊 裝孔內(nèi)各自穿過(guò)一根螺栓43,之后，在上、下兩根螺栓43上各自套 上一個(gè)壓簧42,再各自加上一個(gè)平墊圈60,之后，又各自用螺母59 旋緊。至此，方形鐵塊61便被吊定在二平行直板中間，且內(nèi)橡膠襯 板39和外橡膠襯板40也會(huì)緊緊地抱閘在圓柱形立柱21上。凸輪軸 62上的凸輪部分分別抵頂在二平行直板的內(nèi)側(cè)，而凸輪軸62外端的 方頸63則與搖桿總成58之中間方鐵上的內(nèi)方孔配裝，并由螺母57 緊固。搖桿總成58的內(nèi)端結(jié)系著一根鐵鏈51的上端，而鐵鏈51的 下端則是固定在相應(yīng)的拉桿23上。該鐵鏈51的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)是在壓 簧42的壓力下，抱閘通過(guò)內(nèi)橡膠襯膠39和外橡膠襯板40將圓柱形立柱21剛好抱緊時(shí)，鐵鏈51也剛好被張緊。搖桿總成58的外端固
定著一個(gè)開(kāi)閘浮桶64。該開(kāi)閘浮桶64的吃水深度和浮動(dòng)能力應(yīng)當(dāng) 是在水面接近于水輪中間軸14的時(shí)候，便能將其所控制的抱閘打 開(kāi)。另外，為了防止抱閘圍繞著圓柱形立柱21旋轉(zhuǎn)，可以用前(后) 小拉桿56分別將前面的左、(右)二開(kāi)閘浮桶64和(后)面的(左)、
(右)二開(kāi)閘浮桶64橫向固定聯(lián)接。每一個(gè)抱閘的抱緊程度以及它 們之間動(dòng)作的同步性，可以通過(guò)調(diào)整每一個(gè)螺母59來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
如此，則在開(kāi)閘浮桶64的重力作用下，凸輪軸62便會(huì)外轉(zhuǎn)， 其凸輪便會(huì)放松對(duì)二平行直板的抵頂，在壓簧42的作用下，抱閘便 會(huì)緊抱在圓柱形立柱21之上。此時(shí)，開(kāi)閘浮桶64的最低位置也被 搖桿總成58內(nèi)端之被張緊的鐵鏈51所確定。由于此時(shí)圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn) 45的上沿緊靠著抱閘內(nèi)殼體38和外殼體41的下沿，故，不論是海 浪的沖擊還是海水的回涌，水體均能與水輪處于剛性作用狀態(tài)。另 外，由于此時(shí)鐵鏈51已被張緊，故，此時(shí)如若是落潮，則由于整個(gè) 裝置的下沉，就會(huì)通過(guò)鐵鏈51拉動(dòng)搖桿總成58，凸輪軸62便會(huì)內(nèi) 轉(zhuǎn)，其凸輪便會(huì)頂開(kāi)抱閘并下滑，抱閘內(nèi)殼38與外殼41的下沿會(huì) 繼續(xù)與圓簡(jiǎn)形套簡(jiǎn)45的上沿靠緊，此時(shí)鐵鏈51松弛，在開(kāi)閘浮桶 64的重力作用下，凸輪軸62又會(huì)外轉(zhuǎn)，在壓簧42的作用下抱閘又 會(huì)抱緊在圓柱形立柱之上，從而繼續(xù)保持水體與水輪之間的剛性作 用關(guān)系。如此，周而復(fù)始，直至落潮結(jié)東；如若是漲潮，由于水輪 中間軸14相對(duì)于水平面具有一定的高度，故開(kāi)閘浮桶64將不能開(kāi) 啟抱閘，因此，水體與水輪之間將一直處于剛性作用狀態(tài)。但是， 隨著水位的繼續(xù)上升，開(kāi)閘浮桶64的浮力會(huì)繼續(xù)增大，待水平面接 近于水輪中間軸14的時(shí)候，開(kāi)閘浮桶64的浮力將足以推動(dòng)凸輪軸 62內(nèi)轉(zhuǎn)并打開(kāi)抱閘，而此時(shí)由于左(右)浮桶20也都積蓄了一定的 浮力，故而，會(huì)將整個(gè)裝置推動(dòng)著抱閘迅速地向上蠕動(dòng)一定的高度
(該高度基本上等于水輪的中間軸14相對(duì)于水平面在平常情況下所
21保持的高度)，之后，由于開(kāi)閘浮桶64的浮力變小，凸輪軸62外轉(zhuǎn)，
抱閘便又會(huì)迅速地抱緊圓柱形立柱21,并又重建水體與水輪之間的
剛性作用關(guān)系。如此，周而復(fù)始，直至漲潮結(jié)東。
下面結(jié)合圖7、圖8、圖9、圖IO再描述一下電極自動(dòng)切換裝置 的結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)情況在前拉桿23的中間部位固焊著一段垂直于水平 面的立管75，在立管75的左、右兩側(cè)之適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，?duì)稱(chēng)地分別 固焊著一塊垂直于水平面的立板78和73,在立板73和立板78上分 別緊固著一根絕緣立桿72和79,在絕緣立桿72和79的上端分別緊 固著一個(gè)電極71和81，在電極71上通過(guò)電纜70并聯(lián)著左(右)發(fā) 電機(jī)組1的輸出正極，在電極81上通過(guò)電纜80并聯(lián)著左(右)發(fā) 電機(jī)組1的輸出負(fù)極。電極71和電極81的內(nèi)側(cè)各有一個(gè)扁形叉口。 在立管75中支承著一根立軸83。在立軸83的上端固焊著一塊水平 鐵板84，在該水平鐵板84的上面緊固著一個(gè)絕緣橫桿85。在絕緣 橫桿85的兩端分別緊固著一個(gè)舌形插片86和82，且在立軸83旋轉(zhuǎn) 的帶動(dòng)下，舌形插片86和82可以分別很便利地插入電極71或者電 極81的扁形叉口之中；或者是從它們之中脫出。在立軸83的下端 有一個(gè)垂直于絕緣橫桿85的開(kāi)口槽，在該開(kāi)口槽內(nèi)夾持著一個(gè)"丫 " 字形轉(zhuǎn)向板88的末端。立軸83的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)是使"丫"字形轉(zhuǎn)向 板88能夠始終沉浸在水體之中。在絕緣立桿72和79的下端處，分 別通過(guò)壓板89和90緊固著一條柔性電纜77和74。柔性電纜77的 上端與舌形插片82連接；柔性電纜74的上端與舌形插片86連接， 且各緊固點(diǎn)至各相應(yīng)舌形插片之間的柔性電纜的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)能夠滿(mǎn)足 其相應(yīng)的舌形插片隨著立軸83旋轉(zhuǎn)180度的要求。而柔性電纜77 和74的下端沿著海底被延伸到陸地。若如此，則當(dāng)水體從整個(gè)裝置 的前面流來(lái)時(shí)，"丫"字形轉(zhuǎn)板88就會(huì)轉(zhuǎn)到立軸83的后面。此時(shí)設(shè) 定舌形插片86與電極71的扁形叉口插接；舌形插片82與電極81 的扁形插口插接，水輪的前葉片向下旋轉(zhuǎn)，并設(shè)定此時(shí)左(右)發(fā)電機(jī)組1的輸出正極是并聯(lián)在電極71上，則此時(shí)便會(huì)有電流從電纜
74上流向陸地；如若水體改為反向流動(dòng)，則"丫"字形轉(zhuǎn)向板88 便會(huì)轉(zhuǎn)到立軸83的前面，在它與立軸83的帶動(dòng)下，絕緣橫桿85也 會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)1S0度，舌形插片86便會(huì)從電極71的扁形叉口中脫出而插 到電極81的扁形叉口上，而同時(shí)舌形插片82會(huì)從電極81的扁形插 口中脫出而插到電極71的扁形叉口之上。此時(shí)，由于水輪的轉(zhuǎn)向已 相反，故，左(右)發(fā)電機(jī)組1的原輸出負(fù)極一即并聯(lián)于電極81上 的輸出極就變成了輸出正極，而此時(shí)的舌形插片86正插在其中，故 此時(shí)左(右)發(fā)電機(jī)組1的輸出電流仍然是從傳輸電纜74中流向陸 地。為了避免因立軸83的旋轉(zhuǎn)而引起柔性電纜74和77的纏繞，可 以在前拉桿23的前、后之適當(dāng)位置各自固焊出一個(gè)垂直于水平面的 定位桿76和87，從而使得"丫"字形轉(zhuǎn)向板88只能夠在定位桿76 和87的左側(cè)反復(fù)翻轉(zhuǎn)。又為了避免水流在換向時(shí)正對(duì)著"丫"字形 轉(zhuǎn)向板88的叉口處流動(dòng)而使得"丫"字形轉(zhuǎn)向板88自鎖不動(dòng)(或 者由于制造誤差而使得"丫"字形轉(zhuǎn)向板88的翻轉(zhuǎn)超過(guò)了水體的流 向而被水流把"丫"字形轉(zhuǎn)向板88逼上了死角不動(dòng))，而引起輸電 事故，故，定位桿76和87之軸線(xiàn)所在的平面應(yīng)當(dāng)離開(kāi)立軸83的軸 線(xiàn)一定距離H，從而使得"丫"字形轉(zhuǎn)向板88的翻轉(zhuǎn)角度〈180度。 由此而引起的舌形插片與電極之扁形叉口之間的接合問(wèn)題，可以通 過(guò)增加它們的水平寬度來(lái)進(jìn)行解決。
權(quán)利要求
1.一種由四根圓柱形立柱、圓筒形套筒、左、右浮桶、前、后拉桿、左、右縱梁、左、右軸承座、水輪、左、右牙嵌式離合器、左、右超越離合器、左、右主動(dòng)齒輪、上支架總成、左、右變速箱、左、右發(fā)電機(jī)組等零部件組成的利用微壓頭水體來(lái)進(jìn)行發(fā)電的水力發(fā)電裝置，其特征在于整個(gè)裝置的水平方位是由四根立柱來(lái)確定的，而通過(guò)左、右浮桶的飄浮和套筒在四根立柱上的上下滑動(dòng)，使得水輪中間軸相對(duì)于水平面始終保持著一個(gè)相對(duì)固定的高度。
2. 如權(quán)利要求l所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于左、右發(fā) 電機(jī)組分別是由左超越離合器和右超越離合器來(lái)帶動(dòng)的，而左、右 超越離合器所能傳遞的扭矩的方向正好相反。
3. 如權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于左超越離 合器和右超越離合器分別與左、右主動(dòng)齒輪融成一個(gè)實(shí)體，即左、 右主動(dòng)齒輪分別通過(guò)其花鍵內(nèi)孔直接配接在左、右定套花鍵軸上， 在水輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，左、右發(fā)電機(jī)組可以同時(shí)發(fā)電。
4. 一種由立管、立軸、"丫"字形轉(zhuǎn)向板、左、右絕緣立桿、左、 右電極及其扁形叉口、絕緣橫桿、左、右舌形插片、左、右傳輸電 纜以及前后定位桿等零部件組成的，特別是用來(lái)與利用相對(duì)來(lái)講是 較長(zhǎng)時(shí)間定向流動(dòng)的水體來(lái)進(jìn)行發(fā)電的水力發(fā)電裝置配套的電極自 動(dòng)切換裝置，其特征在于絕緣橫桿通過(guò)立軸與"丫"字形轉(zhuǎn)向板 垂直聯(lián)接，隨著水體流向的正反轉(zhuǎn)換，在"丫"字形轉(zhuǎn)向板的帶動(dòng) 下，固定在絕緣橫桿兩端上的，且又分別與左、右傳輸電纜相連接 的左、右舌形插片，可以自動(dòng)地與左、右電極上的扁形叉口做出相 應(yīng)的切換，從而使左、右發(fā)電機(jī)組正反旋向時(shí)所產(chǎn)生的電流均能夠 被左、右傳輸電纜接收并傳輸出去，"丫"字形轉(zhuǎn)向板的水平投影呈"丫"字形形狀，其翻轉(zhuǎn)角度小于180度。
5. 如權(quán)利要求3所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于在它的上面尚配有一個(gè)電極自動(dòng)切換裝置。
6. 如權(quán)利要求1、 2、 3、 5所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于 在水輪的中間軸上裝有一個(gè)能夠使水輪與其他部分的傳動(dòng)關(guān)系得以 離合的離合器。
7. 如權(quán)利要求1、 2、 3、 5所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于 在四根圓柱形立柱上，各有一個(gè)蠕動(dòng)式抱閘。
8. —種由左、右浮桶、前、后拉桿、左、右縱梁、左、右軸承 座、水輪、左、右牙嵌式離合器、左、右主動(dòng)齒輪、左、右超越離 合器(或者是無(wú)此左、右超越離合器，而是左、右主動(dòng)齒輪分別直 接配接在左、右定套花鍵軸上；或者是再配裝上一個(gè)電極自動(dòng)切換 裝置)、上支架總成、左、右變速箱、左、右發(fā)電機(jī)組、四根纜繩、 左、右樁墩、左、右定滑輪、操縱室、左、右絞車(chē)等零部件組成的， 利用微壓頭水體來(lái)進(jìn)行發(fā)電的水力發(fā)電裝置，其特征在于整個(gè)裝 置是通過(guò)左、右浮桶的浮力與四根纜繩的張力來(lái)定位的，通過(guò)左、 右絞車(chē)對(duì)后邊之左、右二根纜繩長(zhǎng)度的調(diào)整，可以使整個(gè)裝置適應(yīng) 其所在水域水位的變化。
9. 一種由中間軸、葉片、加強(qiáng)筋板等零件組成的一種專(zhuān)門(mén)用于 收集微壓頭水體的動(dòng)能來(lái)進(jìn)行發(fā)電的葉片式水輪，其特征在于葉 片的左、右兩端各密焊著一塊圓環(huán)形加強(qiáng)筋板，而在該二端之圓環(huán) 形加強(qiáng)筋板的中間又可以有數(shù)道圓環(huán)形加強(qiáng)筋板。
10. 如權(quán)利要求1、 2、 3、 5、 8所述的水力發(fā)電裝置，其特征 在于它與一個(gè)以電解海水來(lái)制取氫氣和氧氣的裝置，或者再加上 一個(gè)氫能發(fā)電裝置配套共建；或者是與 一個(gè)海水淡化裝置配套共建。
全文摘要
一種利用微壓頭水體來(lái)發(fā)電的水力發(fā)電裝置，由四根立柱和套筒來(lái)確定水平方位，由左右浮桶來(lái)適應(yīng)水位變化。在定向流動(dòng)的水體里左右發(fā)電機(jī)組可同時(shí)發(fā)電；或通過(guò)電極自動(dòng)切換裝置使左右發(fā)電機(jī)組在流向變換頻率相對(duì)較低的水體里亦可同時(shí)發(fā)電；或由傳遞扭矩方向正好相反的左右超越離合器來(lái)適應(yīng)水體流向的隨時(shí)變換。蠕動(dòng)式抱閘可使其保證對(duì)水能的有效利用，而其具體位置亦可以通過(guò)左右浮桶的浮力與四根纜繩來(lái)進(jìn)行確定和調(diào)整。
文檔編號(hào)F03B13/00GK101526059SQ20081008241
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日
發(fā)明者沙同家 申請(qǐng)人:沙同家