專利名稱：卸納翼環(huán)、卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)及其發(fā)電機(jī)、活水機(jī)暨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
卸納翼環(huán)，屬于一種風(fēng)輪或水輪，翼片圍繞圓心。卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，屬于一種風(fēng)輪機(jī)構(gòu)或水輪機(jī)構(gòu)，翼片可圍繞圓心旋轉(zhuǎn)。風(fēng)輪或水輪機(jī)構(gòu)或者只有一個(gè)旋翼，或者有兩個(gè)或多個(gè)旋翼。風(fēng)輪或水輪機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)結(jié)合可成為風(fēng)輪發(fā)電機(jī)或水輪發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
人類渴望以風(fēng)電完全取代火電、核電，因此發(fā)明了各種各樣的風(fēng)電機(jī)構(gòu)，其中應(yīng)用最為廣泛的是風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)目前主要是座落于地面或海面的塔式機(jī)型。塔式機(jī)型必須依靠塔身高度使風(fēng)輪取得更高處的風(fēng)力，因?yàn)樗呙吭黾右幻祝?會(huì)使風(fēng)輪機(jī)的動(dòng)力得到增加，然而目前建造100米以上的塔座已經(jīng)十分艱難、費(fèi)用已經(jīng)十分高昂；至于200米以上的塔架，目前技術(shù)難度很大，而300米以上的塔架目前幾乎不可企及，即使建造起來(lái)也是得不償失。目前所有的水平軸風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪都采用軸式結(jié)構(gòu)，軸式結(jié)構(gòu)與生俱來(lái)的弱點(diǎn)使其風(fēng)輪翼片的有效翼段總面積極小，也不可能建造數(shù)百米乃至數(shù)千米直徑的風(fēng)輪，現(xiàn)有垂直軸風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，無(wú)論其風(fēng)輪是豎翼式或螺旋翼式，皆采用軸式結(jié)構(gòu)，因此皆存在如下致命弱點(diǎn)因此，現(xiàn)有塔式風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，無(wú)論是水平軸的，還是垂直軸的，它們的最大單機(jī)容量而言，都達(dá)不到汽輪發(fā)電機(jī)的1%。以數(shù)千萬(wàn)元之巨建造高塔，僅為支撐數(shù)兆瓦小型發(fā)電機(jī)，顯然得不償失?，F(xiàn)有塔式風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，即使是垂直軸風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，也不能脫離軸式結(jié)構(gòu)。而軸式結(jié)構(gòu)由于每個(gè)翼片皆只能得到處于遠(yuǎn)端的軸心提供的單側(cè)且力臂過(guò)長(zhǎng)的支撐，得到的支撐力十分有限，因此翼片不能隨風(fēng)輪直徑的擴(kuò)大而擴(kuò)大，并且翼片數(shù)量也不能隨風(fēng)輪直徑擴(kuò)大而大幅度增加，并且風(fēng)輪直徑本身就不可能大幅擴(kuò)展。如果勉為其難地大幅度增加翼片數(shù)量、加大翼片面積或擴(kuò)展風(fēng)輪直徑，那么軸心將不堪重負(fù)，因?yàn)橐砥蕉鄤t連桿越多，翼片越大則連桿越粗，直徑越大則連桿越長(zhǎng)，三種情況都會(huì)使風(fēng)輪自重和有害風(fēng)負(fù)荷加大。因此現(xiàn)有垂直軸風(fēng)輪和現(xiàn)有水平軸風(fēng)輪一樣，不可能推動(dòng)大型發(fā)電機(jī)。本人于去年公開(kāi)的翼環(huán)風(fēng)輪技術(shù)解決了軸式旋翼(風(fēng)輪)存在的各種技術(shù)問(wèn)題，并且用作高空風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，其單機(jī)容量可超越汽輪發(fā)電機(jī)。但是其用作高空風(fēng)輪發(fā)電機(jī)時(shí)，對(duì)空氣動(dòng)力技術(shù)要求較高，普通廠家難以生產(chǎn)；用作塔式風(fēng)輪發(fā)電機(jī)時(shí)，又不能很好地解決機(jī)構(gòu)如何隨風(fēng)轉(zhuǎn)向的問(wèn)題；即使是用于高空懸停發(fā)電，也必須隨風(fēng)向改變走向從而發(fā)生大范圍飄移，占用空域較多，如以多條纜繩從多個(gè)不同走向加以固定，卻又必然同時(shí)限制了隨風(fēng)轉(zhuǎn)向的功能。

發(fā)明內(nèi)容
一、創(chuàng)新目的
創(chuàng)造一種足以取代火電、核電的塔式風(fēng)輪發(fā)電機(jī)構(gòu)，這種塔式風(fēng)輪發(fā)電機(jī)構(gòu)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)以下四個(gè)技術(shù)指標(biāo)一、單機(jī)容量超越或趕上汽輪發(fā)電機(jī)；二、完全適應(yīng)各種風(fēng)向變化，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，完全不依靠任何轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)；三、塔身高度達(dá)到300米至1000米，同時(shí)大大降低高塔的建造難度和單位建造費(fèi)用；四、無(wú)論風(fēng)速如何變化，均能無(wú)波動(dòng)地、不間斷地發(fā)電。
五、可由漂浮物體帶飛于空中，在空中懸停發(fā)電，即使是沒(méi)有空氣動(dòng)力技術(shù)背景的廠家也可以生產(chǎn)；六、不但可在空中懸停發(fā)電，并且可由多條走向不同的纜繩加以固定而無(wú)須考慮其隨風(fēng)轉(zhuǎn)向問(wèn)題。風(fēng)輪發(fā)電機(jī)如果能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)中的前四個(gè)，它就必然引起風(fēng)電業(yè)的震動(dòng)；如果再能夠?qū)崿F(xiàn)后兩個(gè)目標(biāo)，那么它的應(yīng)用前景就更為樂(lè)觀！二、技術(shù)方案卸納翼環(huán)的技術(shù)方案卸納翼環(huán)，涉及一種風(fēng)輪或水輪，翼片圍繞圓心排列，其特征是各翼片與環(huán)狀支架相連；翼片具備迎風(fēng)納流、背風(fēng)卸流的特征；每個(gè)翼片在風(fēng)中或水流中每次圓周運(yùn)動(dòng)都會(huì)歷經(jīng)納流過(guò)程和卸流過(guò)程。例如常見(jiàn)的豎翼垂直軸風(fēng)輪和英國(guó)風(fēng)能(Wind Power)工程公司最新研發(fā)的垂直軸V型螺旋風(fēng)輪，它們的翼片就具備此種迎風(fēng)納流背風(fēng)卸流的特征。而本方案中的翼片，其種類包括但不限于以下幾種風(fēng)勺、風(fēng)斗、迎風(fēng)張開(kāi)而背風(fēng)閉合的風(fēng)傘、迎風(fēng)納流而背風(fēng)卸流的箏或帆、迎風(fēng)納流而背風(fēng)卸流的螺旋翼，如風(fēng)速測(cè)量?jī)x的勺形風(fēng)葉就是一種風(fēng)杯，現(xiàn)有垂直風(fēng)輪的斗形風(fēng)葉就是一種風(fēng)斗，普通雨傘只要加以改變，使其開(kāi)、閉過(guò)程所受阻力減少，就會(huì)成為迎風(fēng)張開(kāi)、背風(fēng)閉合的風(fēng)傘，英國(guó)風(fēng)能(Wind Power)工程公司的V型螺旋風(fēng)輪中的兩翼都是典型的迎風(fēng)納流、背風(fēng)卸流的螺旋翼，而帶有卸流口且卸流口有配蓋的箏或帆就是一種迎風(fēng)納流而背風(fēng)卸流的箏或帆，此種箏詳見(jiàn)于本人的CN201210101117X或CN201220145598X。這里所謂“納流”指兜納、接受風(fēng)或水流的沖擊力，所謂“卸流”指消卸風(fēng)或水流的沖擊力。通常情況下(指翼片間隔相等且設(shè)置特別的卸納機(jī)構(gòu)或擋風(fēng)板)，卸納翼環(huán)的全部翼片中，處于納流狀態(tài)的翼片和處于卸流狀態(tài)的翼片各占50%。通常情況下，各翼片只與環(huán)狀支架相連而與軸心不相連，如果翼片通過(guò)連桿與軸心相連，那也并非為了帶動(dòng)軸心旋轉(zhuǎn)，而是利用連桿增加翼環(huán)結(jié)構(gòu)的向心拉力、防止翼環(huán)轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)被自身的離心力支解。翼片與環(huán)狀支架可以直接連接或通過(guò)連桿、支架連接；翼片可以安置在以下五種位置中的一種或一種以上(也就是說(shuō)一個(gè)卸納翼環(huán)可以有一排、兩排、三排或更多排翼片)環(huán)狀支架的圓外側(cè)、圓內(nèi)側(cè)、圓環(huán)上側(cè)、圓環(huán)下側(cè)或支架的內(nèi)腔內(nèi)(如圖26 )；卸納翼環(huán)有多種形式，其優(yōu)選之一，其特征是同一翼環(huán)上可以有多種形式不同的翼片，既可以有不同的卸納式翼片，也可以有卸納式翼片之外的其他各種翼片(包括切割翼片，這里所謂“切割翼片”指形似普通風(fēng)輪、普通螺旋槳的翼片或切割空氣產(chǎn)生升力的翼片)，還可以有由卸納翼片和其他各種翼片結(jié)合而成的特殊翼片(比如說(shuō)，為了增加飄浮式卸納翼環(huán)風(fēng)輪機(jī)的懸浮能力，可以將豎向的卸納翼片與橫向的升力翼片合二為一形成一種兩功能翼片；再比如，將卸納翼片與普通風(fēng)輪翼片相結(jié)合，就會(huì)得到另一種適用于本溪式卸納翼環(huán)風(fēng)輪機(jī)的特殊翼片)。卸納翼環(huán)優(yōu)選之二，其特征是翼片在環(huán)狀支架上等距離設(shè)置，或不等距設(shè)置。某些特殊情況并不需要完全等距離設(shè)置，甚至某些情況下還需要特意將翼片間的距離設(shè)置為不等距(比如為了使風(fēng)輪機(jī)輸出的動(dòng)力呈現(xiàn)規(guī)律性波動(dòng)的特殊效果，就需要不完全等距離設(shè)置翼片)。
卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的技術(shù)方案卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，涉及一種風(fēng)輪機(jī)構(gòu)或水輪機(jī)構(gòu)，翼片可圍繞圓心旋轉(zhuǎn)，其特征是由一個(gè)卸納翼環(huán)與最少一條環(huán)狀軌道和最少三組軌道車組成(軌道車也可由實(shí)際上起到軌道車作用的其它物體代替)；各組軌道車的輪與環(huán)狀軌道偶合連接(如果采用常見(jiàn)的火車軌道，則軌道車應(yīng)采用與之相偶合的火車輪；如果采用齒條式軌道，則軌道車應(yīng)采用與之相嚙合的齒輪)，而卸納翼環(huán)的環(huán)狀支架或者與軌道車的車架連接，或者與環(huán)狀軌道連接；卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的軌道車車架或環(huán)狀軌道與地臺(tái)、塔臺(tái)等固定載體連接就成為地面卸納式風(fēng)輪機(jī)構(gòu)或水輪機(jī)構(gòu)與飛艇、輕質(zhì)氣球或旋翼飛行器等載體連接就成為懸?；蜓埠降男都{式風(fēng)輪機(jī)構(gòu)。從上面的介紹可以明確看到，卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)和本人去年已經(jīng)公開(kāi)的切割式翼環(huán)機(jī)構(gòu)(詳見(jiàn)CN2011102796483或CN2011203528410) —樣有三種基本組件和兩種基本結(jié)構(gòu)形式。三種基本組件翼片、環(huán)狀軌道、軌道車。三種基本組件在其功能不缺失的前提下，可以用其他物體代替。比如，用發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入輪或電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出輪代替軌道車的輪，而用發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)身、機(jī)架代替軌道車的車架，又比如用磨擦系數(shù)小的非輪狀物體代替軌道車的輪，而將車架(即輪架)完全省略，雙比如用磁懸浮機(jī)構(gòu)代替軌道車。卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式一、“環(huán)接軌式”，即環(huán)狀支架與軌道連接(直接相連或通過(guò)連桿、支架相連)，然后軌道與軌道車連接(如圖C);二、“環(huán)接架式”，即環(huán)狀支架與軌道車車架連接，然后軌道車才與軌道連接(如圖3)。在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)接軌式單翼環(huán)機(jī)構(gòu)以軌道車的車架連接它的固定載體或移動(dòng)載體，環(huán)接架式單翼環(huán)機(jī)構(gòu)則以軌道車的軌道連接它的固定載體或移動(dòng)載體。這里所謂“固定載體”指塔臺(tái)、塔桿、基座等，“移動(dòng)載體”指飛行器、車輛、船舶等。另外，載體也可以是另一個(gè)單翼環(huán)機(jī)構(gòu)?！碍h(huán)接架式”，有一種特殊情況，即軌道車的車架由翼環(huán)環(huán)狀支架代替。軌道車與其軌道偶合必須遵循的原則一、每個(gè)軌道車可以只有一個(gè)輪，也可以有一組輪，無(wú)論輪的數(shù)量、排列方式和各輪的軸向如何，都必須保證全部軌道車能向且只向軌道伸展的圓周方向運(yùn)動(dòng)。只有符合這個(gè)原則，才可以采用；只要符合這個(gè)原則，就可以采用。二、軌道上的軌道車不能少于三個(gè)，而且翼環(huán)直徑越大，軌道上的軌道車就應(yīng)該越多。三、軌道車的輪的類型與軌道的類型必須相配。比如，軌道是形如鐵路的光滑軌道，那么軌道車的輪就應(yīng)采用與之相偶合的輪沿光滑的輪；又比如，軌道是齒狀軌道(即軌道與輪的接觸面為齒狀)，那么軌道車的輪就應(yīng)采用與之相嚙合的齒輪。需要特別指出的是在圖6中，整個(gè)大塔架實(shí)際上成為卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的一部份，可以將其視為環(huán)狀支架的一部份，也可以將其視為擴(kuò)大、放長(zhǎng)的軌道車的車架(即是連接環(huán)狀支架與軌道車的架子)，圖6中的整體機(jī)構(gòu)實(shí)際上就是一個(gè)巨大的“環(huán)接軌式”的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，其與軌連接，軌道與發(fā)電機(jī)或空氣壓縮機(jī)的動(dòng)力輸入輪(或軌道車的輪)偶合，發(fā)電機(jī)或空氣壓縮機(jī)或軌道車的車架安裝在地臺(tái)上；該機(jī)構(gòu)也可以設(shè)置為一個(gè)巨大的“環(huán)接架式”的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，也就是發(fā)電機(jī)安裝在大塔架的底端，它們的動(dòng)力輸入輪與軌道偶合，而軌道直接鋪設(shè)于地臺(tái)上。
卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)可以有多種形式，從其中優(yōu)選之一，其特征是兩個(gè)或兩個(gè)以上的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)直接相連或通過(guò)連接同一載體而連接。此種卸納翼環(huán)組合機(jī)構(gòu)，是一種有多個(gè)風(fēng)輪或水輪的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)或水輪機(jī)構(gòu)。這里所謂“載體”，指塔、臺(tái)、車輛、飛行器、船舶、懸浮物體等等。卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)實(shí)施例十三的雙翼環(huán)懸浮機(jī)構(gòu)(圖27)就是被殼體4. 4. 2連接在一起的，而實(shí)施例十四的內(nèi)、外兩個(gè)翼環(huán)機(jī)構(gòu)都與底座I. 5連接。卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)優(yōu)選之二，其特征是各個(gè)卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的軸心線重疊為同一條直線(如圖12至圖21所示的上、下雙翼環(huán)機(jī)構(gòu));各卸納翼環(huán)的環(huán)狀支架或者不處于同一平面但所處的平面互為平行面,或者處于同一平面并有同一圓心但半徑不同(如圖29、圖30所示的內(nèi)、外雙翼環(huán)機(jī)構(gòu))。卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)優(yōu)選之三，其特征是順時(shí)針?lè)较虻目偱ぞ睾头磿r(shí)針?lè)较虻目偱ぞ叵嗟窒Ｒ话銇?lái)說(shuō)，同一卸納翼環(huán)組合機(jī)構(gòu)中既有順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的翼環(huán)，也有反時(shí)針旋轉(zhuǎn)的翼環(huán)，并且兩個(gè)方向的扭矩相互抵消，但也可以有特殊情況，比如雖然順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的扭矩與反時(shí)針的扭矩并不相等(甚至只有一個(gè)方向的扭矩)，但由于存在著其他旋轉(zhuǎn)體，加入其他旋轉(zhuǎn)體的扭矩之后兩個(gè)方向的扭矩平衡即可。卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)優(yōu)選之四，其特征是卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的軌道車的車架或環(huán)狀軌道與固定的塔臺(tái)連接，塔臺(tái)的種類包括但不限于地臺(tái)、塔架、樓房的頂部。此種塔臺(tái)式卸納翼環(huán)風(fēng)輪機(jī)，十分適用于地面或海上風(fēng)發(fā)電，也適用于流向不恒定的平流水(如潮汐)發(fā)電(如同地面風(fēng)輪發(fā)電機(jī)一樣將塔臺(tái)固定在潮汐往復(fù)流過(guò)的海灘)。卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)優(yōu)選之五，其特征是卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的軌道車的車架或環(huán)狀軌道與提供浮力的載體連接；所述載體包括而不限于飛艇、輕質(zhì)氣囊、旋翼飛行器(包括軸式旋翼飛行器和翼環(huán)式旋翼飛行器)、浮筒、船舶。此種載體最好設(shè)置于如下幾個(gè)位置翼環(huán)的上方、翼環(huán)所包圍的空間、環(huán)狀支架內(nèi)部的環(huán)狀空間，這些位置不會(huì)妨礙卸納式翼片受風(fēng)。卸納翼環(huán)的軸心線保持垂直狀態(tài)，才能發(fā)揮其隨時(shí)適應(yīng)風(fēng)向或水流方向變化的優(yōu)勢(shì)。此種漂浮式卸納翼環(huán)風(fēng)輪機(jī)，適用于高、低空風(fēng)力發(fā)電和平流水(如潮汐、海流)發(fā)電，尤其適用于家庭、小區(qū)、農(nóng)場(chǎng)、工廠等自行低空發(fā)電，只要是空管政策之外的高度，就可以自由放飛、讓它長(zhǎng)期懸停于低空并發(fā)電，這樣既不用建造昂貴的高塔，又取得了近千米的高度，還不必耽心空管局的干預(yù)。飛艇、輕質(zhì)氣囊、旋翼飛行器等連接風(fēng)輪機(jī)構(gòu)并使之漂浮在空中或水中，風(fēng)輪機(jī)構(gòu)或水輪機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)作動(dòng)力連接，漂浮機(jī)構(gòu)與地面或水底之間有纜繩或鏈條連接，這就構(gòu)成了一個(gè)完整的風(fēng)能或水流能發(fā)電機(jī)。漂浮式卸納翼環(huán)風(fēng)輪機(jī)并非不可采用單個(gè)的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，但采用卸納翼環(huán)組合機(jī)構(gòu)可以更簡(jiǎn)單、更有效地防止機(jī)構(gòu)整體向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，從而杜絕擰纜事故。采用卸納翼環(huán)組合機(jī)構(gòu)應(yīng)注意使其順時(shí)針?lè)较虻目偱ぞ睾头磿r(shí)針?lè)较虻目偱ぞ叵嗟窒?。漂浮式卸納翼環(huán)風(fēng)輪機(jī)要采用單個(gè)(或多個(gè)同向旋轉(zhuǎn))的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，則應(yīng)充分考慮如何防止其整體旋轉(zhuǎn)的問(wèn)題，而圖23、圖26、圖29所示的結(jié)構(gòu)形式可以完全解決此方面問(wèn)題。卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)優(yōu)選之六，其特征是所述軌道車的輪或者直接由發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入輪代替，或者通過(guò)傳動(dòng)、變速機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入輪作動(dòng)力連接。也就是使卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)成為風(fēng)電機(jī)構(gòu)，發(fā)電機(jī)可以安裝在車架上作為車架的一部份或直接取代車架，而發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入輪與軌道偶合連接。卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)優(yōu)選之七，其特征是所述軌道車的輪或者直接由空氣壓縮機(jī)的動(dòng)力輸入輪代替，或者通過(guò)傳動(dòng)、變速機(jī)構(gòu)與空氣壓縮機(jī)的動(dòng)力輸入輪作動(dòng)力連接，而空氣壓縮機(jī)與高壓儲(chǔ)氣罐作氣路連接，高壓儲(chǔ)氣罐與空氣馬達(dá)作氣路連接，空氣馬達(dá)與發(fā)電機(jī)作 氣路連接。此種結(jié)構(gòu)主要用于解決低空風(fēng)力發(fā)電過(guò)程中風(fēng)力時(shí)有時(shí)無(wú)、忽大忽小的問(wèn)題，通過(guò)儲(chǔ)氣罐將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為空氣能存儲(chǔ)起來(lái)、平緩釋放，使包括停風(fēng)期和風(fēng)力不穩(wěn)期在內(nèi)的整個(gè)發(fā)電過(guò)程能夠保持無(wú)波動(dòng)地、不間斷地發(fā)電。這里所謂“氣路連接”指通過(guò)各種送氣管道連接，達(dá)到以高壓氣體傳遞動(dòng)能的目的，而前面所謂“動(dòng)力連接”，指可能傳遞機(jī)械動(dòng)力的各種連接方式，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接或通過(guò)氣路連接在內(nèi)的各種連接方式，但不包括電路連接方式。卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)優(yōu)選之八，其特征是以各翼環(huán)的環(huán)狀支架為支架設(shè)置鐵芯和繞組，使整個(gè)環(huán)狀支架成為發(fā)電轉(zhuǎn)子，而相鄰翼環(huán)互為轉(zhuǎn)子、互為定子。這種以整個(gè)翼環(huán)環(huán)狀支架為轉(zhuǎn)子，且相鄰翼環(huán)互為轉(zhuǎn)子的發(fā)電機(jī)稱為翼環(huán)整體發(fā)電機(jī)。旋轉(zhuǎn)中的發(fā)電機(jī)怎么與外接電路相連呢？其實(shí)很簡(jiǎn)單，無(wú)論發(fā)電機(jī)設(shè)置有多少個(gè)電極，先把能并聯(lián)的并聯(lián)到同一個(gè)接頭，然后將每個(gè)接頭與對(duì)應(yīng)的電刷軌道連接，電刷軌道附著于翼環(huán)槽型軌道3-1的外沿(電刷軌道與翼環(huán)軌道之間要設(shè)置絕緣隔離層)，電刷軌道與各自的電刷觸碰連通，外接電路與電刷相連，而電刷則固定在軌道車車架的外接連桿上，這樣旋轉(zhuǎn)的電刷軌道與電刷就形成了不間斷的電路連接。軌道車的輪也可以作為一種電刷，而其所偶合的軌道則可以作為相應(yīng)的電刷軌道，只要有兩條軌道，就可以形成完整的回路；即使只有一條軌道，也只需增加一條電刷軌道和一組電刷。由于本發(fā)明中相鄰的翼環(huán)繞組可以互為轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)，使互為轉(zhuǎn)子的各個(gè)翼環(huán)繞組的相對(duì)速度提高了一倍，從而在不擴(kuò)大發(fā)電機(jī)體形、不提高轉(zhuǎn)子速度、不增加電磁負(fù)荷的前提下使發(fā)電容量提高一倍，因此可突破目前發(fā)電機(jī)的體形極限和容量極限，開(kāi)發(fā)出以目前技術(shù)不敢想象的巨型發(fā)電機(jī)。目前的發(fā)電機(jī)只能由中軸帶動(dòng)內(nèi)層鐵芯和繞組(內(nèi)轉(zhuǎn)子)旋轉(zhuǎn)，或只能由外軸帶動(dòng)外層鐵芯和繞組(外轉(zhuǎn)子)旋轉(zhuǎn)，而不能讓內(nèi)、外鐵芯繞組互為轉(zhuǎn)子同時(shí)相向逆轉(zhuǎn)。現(xiàn)有高轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)為了減少因離心力而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力以及降低風(fēng)摩耗，轉(zhuǎn)子直徑一般做得比較小，長(zhǎng)度比較大，即采用細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子，特別是在3000轉(zhuǎn)/分以上的大容量高速機(jī)組，由于材料強(qiáng)度的關(guān)系，轉(zhuǎn)子直徑受到嚴(yán)格的限制，一般不能超過(guò)I. 2米。而轉(zhuǎn)子本體的長(zhǎng)度又受到臨界速度的限制。當(dāng)本體長(zhǎng)度達(dá)到直徑的6倍以上時(shí)，運(yùn)行中可能發(fā)生較大的振動(dòng)，直至發(fā)生斷軸事故。所以大型高速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的尺寸受到嚴(yán)格的限制。正是由于這個(gè)原因，在增大發(fā)電機(jī)體形方面存在著技術(shù)極限，要開(kāi)發(fā)更大容量的機(jī)型困難極大，目前的技術(shù)措施主要是增加電磁負(fù)荷、加強(qiáng)散熱降溫等，很難取得飛躍性進(jìn)展。由于本發(fā)明具有相鄰的翼環(huán)相向逆轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，因此可以直接將翼環(huán)的環(huán)狀支架當(dāng)作轉(zhuǎn)子的支架設(shè)置鐵芯和繞組從而使整個(gè)翼環(huán)成為一個(gè)大轉(zhuǎn)子，并讓兩到三個(gè)這樣的翼環(huán)配對(duì)成為一個(gè)巨大的發(fā)電機(jī)，其中每?jī)蓚€(gè)相鄰的翼環(huán)互為轉(zhuǎn)子逆向旋轉(zhuǎn)而發(fā)電。直徑為1000米的大型翼環(huán)角速度達(dá)到O. I轉(zhuǎn)/秒，或直徑100米的小型翼環(huán)速度達(dá)到I轉(zhuǎn)/秒，其外沿的線速度就已高達(dá)1130. 98公里/小時(shí)。由于角速度很小，因此翼環(huán)式轉(zhuǎn)子的每一段都會(huì)比一輛拐大彎的高速列車更平穩(wěn)，不會(huì)發(fā)生普通轉(zhuǎn)子直徑過(guò)大時(shí)的危險(xiǎn)，也就是說(shuō)，翼環(huán)式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子直徑可以超過(guò)千米，轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度(也就是翼環(huán)組的軸向尺寸)可以達(dá)到數(shù)十米以上。不僅如此，由于相鄰的翼環(huán)互為轉(zhuǎn)子逆向旋轉(zhuǎn)，因此每個(gè)翼環(huán)式轉(zhuǎn)子的速度雖然不 變，但它們彼此的相對(duì)速度都提高了一倍，因此，一臺(tái)現(xiàn)有軸式轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)即使其轉(zhuǎn)子能夠具有大型翼環(huán)式轉(zhuǎn)子的尺寸和轉(zhuǎn)速，其發(fā)電容量還是會(huì)比翼環(huán)式轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)的發(fā)電量低一倍。CN2011100729802、CN2011102796483 和 CN2011200778503、CN2011203528410 中關(guān)于單翼環(huán)機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)的連接方法或關(guān)于相鄰而且逆轉(zhuǎn)的翼環(huán)機(jī)構(gòu)之間的配合以及它們與發(fā)電機(jī)的連接方法皆適用于本發(fā)明。一種逆向流發(fā)電方法的技術(shù)方案用卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)作為發(fā)電機(jī)的動(dòng)力源，而卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)與提供浮力的載體連接，此種載體包括而不限于飛艇、輕質(zhì)氣囊和浮筒；卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)漂浮于空中或水中，用牽引纜將卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)與下方固定點(diǎn)連接，并控制卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的軸心線呈水平狀態(tài)地垂直于風(fēng)或水流的方向，并使卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的上段置于上層風(fēng)或上層水流中，下段置于下層風(fēng)或上層水流中，而翼環(huán)中段置于上下層風(fēng)或水流的過(guò)渡區(qū)域，從而利用兩個(gè)方向相反的風(fēng)或水共同驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)電。地球上有相鄰且逆向的風(fēng)。地球大氣環(huán)流圖表明60° N —90。N，60。S —90° S極地東風(fēng)帶；30° N —60° N，30° S — 60° S中緯西風(fēng)帶；0° —30° N東北信風(fēng)帶；0° — 30° S東南信風(fēng)帶，這六個(gè)風(fēng)帶的上層皆為與之風(fēng)向相反的風(fēng)帶。而南、北中緯度環(huán)流圈的西風(fēng)帶又可以各自與其同一半球高緯度環(huán)流圈的極地東風(fēng)帶和低緯度環(huán)流圈的信風(fēng)帶組成一組逆向平流風(fēng)(共四組)。還有，位置更高的平流層底層盛行西風(fēng)，而平流層西風(fēng)之上盛行平流層?xùn)|風(fēng)。這十一組逆向平流風(fēng)屬于同一個(gè)風(fēng)帶里上下相逆的兩個(gè)風(fēng)層的組合。以上幾種逆向風(fēng)組都具有終年不息、風(fēng)力穩(wěn)定的特點(diǎn)，是老天爺送給人類的巨大能源寶庫(kù)，它們分布廣泛并且取之不盡用之不竭，而且就大規(guī)模開(kāi)發(fā)而言，其難度和成本都會(huì)低于其他能源(包括核電、水電、太陽(yáng)能發(fā)電和石油、煤碳能源)，因?yàn)楦呖诊L(fēng)電既沒(méi)有鉆探、挖掘和運(yùn)輸?shù)某杀?，也沒(méi)有崩塌、冒水、毒害和燃爆的危險(xiǎn)，更沒(méi)有核電泄漏、水庫(kù)崩壩的滅頂之災(zāi)，是一勞永逸的清潔能源！地球上也有相鄰且逆向的水流。最廣為人知的，是處于黑海和地中海之間的土耳其海峽(由博斯普魯斯海峽、馬爾馬拉海和達(dá)達(dá)尼爾海峽三部份串連組成)，世界其他海域也存在這種上下層逆向平流的水層，比如我國(guó)南海，“南沙群島海域環(huán)流主要有三大特點(diǎn)，即南沙上層環(huán)流具有閉合結(jié)構(gòu)，自成體系；下層環(huán)流與南海中部下層環(huán)流形成閉合環(huán)流；上層環(huán)流和下層環(huán)流總是方向相反?！?摘自中國(guó)科學(xué)院南海海洋所《代表性研究成果之二“南海環(huán)流系統(tǒng)主要?jiǎng)恿^(guò)程的特征和演變機(jī)理”》)，又比如我國(guó)著名的錢塘潮奇觀，其實(shí)也是由上下兩個(gè)逆流的水層造成的，上層是要流向大海的江水，下層是上漲的海潮。一種利用懸浮風(fēng)輪發(fā)電機(jī)作為建筑物或露天場(chǎng)地篷頂?shù)姆椒ǖ募夹g(shù)方案將軸心線呈垂直走向的卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)懸浮于露天場(chǎng)地的上空或直接座落于建筑物的頂部。三、有益效果 卸納翼環(huán)的有益效果一、攔截和轉(zhuǎn)換風(fēng)能或水流能的能力巨大,能夠推動(dòng)大型發(fā)電機(jī),并且一個(gè)大型卸納翼環(huán)可以同時(shí)推動(dòng)數(shù)臺(tái)大型發(fā)電機(jī)。適于建造數(shù)百米仍至數(shù)千米直徑的風(fēng)輪或水輪，并且與相同直徑的軸式風(fēng)輪或水輪(包括水平軸風(fēng)輪和垂直軸風(fēng)輪)相比，攔截和轉(zhuǎn)化風(fēng)能或水流能的效率高出數(shù)倍甚至數(shù)百倍，直徑越大，相差越大。即使是現(xiàn)有垂直軸風(fēng)輪或水輪的翼片，也同樣只能得到處于遠(yuǎn)端的軸心提供的單側(cè)支撐，而作為力臂的軸心與翼片之間的連桿不但過(guò)于“纖細(xì)”，而且過(guò)長(zhǎng)，力臂過(guò)長(zhǎng)的、單側(cè)的支撐顯然會(huì)極不穩(wěn)固。而卸納翼環(huán)的翼片得到環(huán)狀支架的強(qiáng)力穩(wěn)固支撐，環(huán)狀支架直接支撐翼片，不但對(duì)翼片兩側(cè)皆提供支撐，還使力臂大大縮短，同時(shí)使力臂的“粗壯”程度擴(kuò)大數(shù)十倍仍至數(shù)百倍。因此，就單個(gè)翼片的面積而言，后者肯定可以數(shù)十倍、數(shù)百倍于前者；就整體的翼片數(shù)量而言，后者肯定可以數(shù)倍、數(shù)十倍于前者；就攔截風(fēng)能或水流能的能力而言，后者肯定可以數(shù)十倍、數(shù)百倍于前者。二、適應(yīng)除垂直流向之外的任何流向的風(fēng)或水流，不需要附加任何轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。由于采用了卸納式翼片，同一翼環(huán)上各卸納式翼片的納流(納能)面統(tǒng)一朝向同一圓周運(yùn)動(dòng)方向，因此無(wú)論風(fēng)(或水)的流向如何改變，總會(huì)有一部份翼片處于納流狀態(tài)、一部份翼片處于卸流狀態(tài)，并且任何方向的風(fēng)(或水)流推動(dòng)任何一個(gè)翼片都會(huì)在環(huán)狀支架的引導(dǎo)下向同一圓周運(yùn)動(dòng)方向作圓周運(yùn)動(dòng)。卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的有益效果一、承襲了卸納翼環(huán)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，并且機(jī)構(gòu)整體將普通風(fēng)輪或水輪里只能由一根軸承擔(dān)的扭矩分?jǐn)偨o數(shù)組甚至數(shù)百組軌道車，因此可以輕松承接卸納翼環(huán)收納的巨大能量并將其傳輸給發(fā)電機(jī)。 二、用于建造發(fā)電機(jī)組，其單機(jī)容量不但可以趕上并且可以超越汽輪發(fā)電機(jī)組。由于卸納式翼片面積可以極其大，并且是下面迎風(fēng)，因此大型卸納翼環(huán)甚至可推動(dòng)數(shù)臺(tái)大型發(fā)電機(jī)，加上采用卸納組合翼環(huán)機(jī)構(gòu)時(shí)，相鄰翼環(huán)的相對(duì)轉(zhuǎn)速可以提高一倍，每一發(fā)電部的發(fā)電容量亦可能提高一倍。因此單機(jī)容量可以超載汽輪發(fā)電機(jī)。三、由于翼片直接連接在環(huán)狀支架上，受到極為穩(wěn)固的支撐，不易為強(qiáng)風(fēng)或逆流損壞，而且機(jī)構(gòu)整體將普通風(fēng)輪里只能由一根軸承擔(dān)的扭矩分?jǐn)偨o數(shù)組甚至數(shù)百組軌道車，整體機(jī)構(gòu)完全可以承受突然大幅增加的風(fēng)(水流)能，因此可以在十分惡劣的氣象條件下正常運(yùn)行，基本不需要停機(jī)避險(xiǎn)，從而大大增加正常發(fā)電期。四、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和施工中對(duì)空氣動(dòng)力技術(shù)的要求不高，運(yùn)行費(fèi)用低。
由于卸納式翼片具有自動(dòng)卸風(fēng)功能，由于原本只能由一根軸承擔(dān)的扭矩?cái)?shù)組至數(shù)百組軌道車分擔(dān)，也由于儲(chǔ)氣罐解決了翼環(huán)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不一致的問(wèn)題，并且解決了發(fā)電機(jī)如何才能持續(xù)、無(wú)波動(dòng)地發(fā)電的問(wèn)題，因此復(fù)雜的緩沖和自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)基本可以免除，整體結(jié)構(gòu)最大程度地得到簡(jiǎn)化。五、可在空中懸停發(fā)電，并且即使是垂直軸的懸浮發(fā)電機(jī)也可由多條走向不同的纜繩加以固定而無(wú)須考慮其隨風(fēng)轉(zhuǎn)向問(wèn)題，因此卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的可以不必建造塔架而取得數(shù)百米甚至數(shù)千米的高度?，F(xiàn)有許多大型體育場(chǎng)館或高層商業(yè)樓、寫(xiě)字樓的年電費(fèi)超過(guò)千萬(wàn)元，而數(shù)年的電費(fèi)已經(jīng)足夠?yàn)閳?chǎng)館或大樓建造一個(gè)圖30所示的篷頂式風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，這樣一個(gè)巨型風(fēng)輪發(fā)電機(jī)不但完全場(chǎng)館、大樓用電，還可以向外供電，使原來(lái)只能燒錢的場(chǎng)館、大樓變?yōu)橛♀n機(jī)。六、也可以建造高塔，并且在現(xiàn)有技術(shù)條件下塔身高度可以達(dá)到300米至1000米，同時(shí)大大降低高塔的建造難度和單位建造費(fèi)用
(—)現(xiàn)有風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的設(shè)備運(yùn)輸難、建設(shè)施工更難的主要原因I.其處于塔頂?shù)摹皺C(jī)頭”內(nèi)不得不附加用于變速、冷卻、自動(dòng)控制等功能的機(jī)構(gòu)，即使是現(xiàn)有兆瓦級(jí)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的“機(jī)頭”(發(fā)電機(jī)組)，其整體重量也超過(guò)直升機(jī)的起飛重量；而塔架、輪轂、翼片等部件也都超出了直升機(jī)的起飛重量，無(wú)法用直升機(jī)起吊、移運(yùn)、安裝，只能依靠專業(yè)設(shè)備來(lái)運(yùn)輸、起吊、安裝，因此運(yùn)輸、起吊、安裝都十分艱難緩慢且費(fèi)用巨大。2.由于不能利用直升機(jī)，而目前又沒(méi)有起吊高度能夠達(dá)到300米的起重設(shè)備，因此其塔架不可能達(dá)到300米及以上高度。3.其翼片對(duì)材料和工藝要求極高，只能在工廠整片生產(chǎn)、整片運(yùn)輸、整片安裝，而不能在工廠分段生產(chǎn)，不能分集裝箱運(yùn)輸，還能到現(xiàn)場(chǎng)后再拼裝。4.每個(gè)塔架都只能獨(dú)自矗立，即使是相鄰的塔架之間也不可能相互支撐、相互加固，因此每個(gè)塔架都不得不極其厚重，否則不足以支撐“機(jī)頭”的重量，更不足以抵御強(qiáng)風(fēng)的襲擊。(二)以下七個(gè)技術(shù)條件決定卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的塔架能夠高達(dá)千米I. 一個(gè)卸納翼環(huán)或卸納翼環(huán)組合機(jī)構(gòu)可以由數(shù)個(gè)、數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)較纖細(xì)的塔架共同支撐(如圖8)，這些纖細(xì)的塔架相互支撐、相互加固從而形成一個(gè)足以支撐巨大重量、足以抵御強(qiáng)風(fēng)襲擊的大型組合塔架。2.翼片環(huán)狀支架的直徑完全可以達(dá)到數(shù)百米、甚至超過(guò)1000米，而當(dāng)環(huán)狀支架直徑達(dá)到500米時(shí)，其高度即使達(dá)到千米也已經(jīng)穩(wěn)如泰山。3.由于其翼片可采用箏式、帆式或傘式卸納翼片，而箏、帆、傘不但可以造得極大，而且即使極大，重量也很輕，并且可以拆分，到現(xiàn)場(chǎng)后再作組裝。4.由于其翼片并非整體呈薄片狀而邊沿必須呈刃狀的切割型翼片，而是卸納型翼片，因此即使給翼片充裝輕質(zhì)氣體，使之成為厚片狀的浮囊式翼片也不會(huì)影響其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而這種浮囊式翼片可進(jìn)一步減輕塔架的負(fù)擔(dān)。5.由于其可采用“塔架與翼環(huán)一體化風(fēng)輪發(fā)電機(jī)”(如圖6)，使得塔架上可以只有翼片而沒(méi)有任何其他設(shè)施，發(fā)電機(jī)組及全部配套設(shè)備都可以放在地面；或者，雖不采用“塔架與翼環(huán)一體化風(fēng)輪發(fā)電機(jī)”，但翼環(huán)上僅安置空氣壓縮機(jī)，從而極大地減輕了塔架需要承載的重量。這兩種情況(尤其是前者)，使得塔架所需承載的重量極小，塔架各部件的尺寸可以大為縮小、重量大大減輕，因而每個(gè)部件都可以控制在現(xiàn)有直升機(jī)承載重量范圍內(nèi)。6.即使不采用“塔架與翼環(huán)一體化風(fēng)輪發(fā)電機(jī)”，而是采用發(fā)電機(jī)或空壓機(jī)置于塔頂，也可以設(shè)置兩個(gè)(兩個(gè)以上)旋轉(zhuǎn)方向相反的卸納翼環(huán)，使塔架所受到的扭矩平穩(wěn)，從而確保多少不點(diǎn)“頭重腳輕”的超高塔架在強(qiáng)風(fēng)或地震中屹立不倒。7.高度超過(guò)千米的高塔雖然會(huì)經(jīng)常接觸到高空大氣中的靜電場(chǎng)，但由于高塔通體為鋼結(jié)構(gòu)，翼環(huán)機(jī)構(gòu)的軌道車和軌道又都是鋼鐵或其他金屬制作，導(dǎo)電性很好，只要裝上避雷針、埋下地線，就完全可以避免雷擊。(三)卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)便于運(yùn)輸所有部件都可以拆解、裝箱，因此十分便于運(yùn)輸、安裝，也能減少運(yùn)輸和安裝的費(fèi)用的原因。
七、無(wú)論風(fēng)速如何變化，均能無(wú)波動(dòng)地、不間斷地發(fā)電，理由是I.由于可以建造千米高塔，并且可以不依靠高塔而取得超過(guò)數(shù)千米的高度，而數(shù)千米高度的風(fēng)已經(jīng)具備長(zhǎng)年風(fēng)向、風(fēng)力基本恒定的特點(diǎn)，而某些地區(qū)即使僅僅在千米左右也已經(jīng)具備長(zhǎng)時(shí)期風(fēng)向、風(fēng)力基本恒定的風(fēng)；2.即使在風(fēng)向、風(fēng)力經(jīng)常不穩(wěn)定的地區(qū)，也可以采用以翼環(huán)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)給儲(chǔ)氣罐充氣儲(chǔ)能、通過(guò)儲(chǔ)氣罐給發(fā)電機(jī)提供恒定的動(dòng)力。八、由于具備上述優(yōu)勢(shì)，卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)將十分易于為市場(chǎng)接受，并可能在較短時(shí)間內(nèi)基本取代現(xiàn)有的風(fēng)輪發(fā)電機(jī)。一種逆向流發(fā)電方法的有益效果利用地環(huán)三圈環(huán)流和平流層的七組逆向風(fēng)和自然界的逆向水流組，取得雙倍的風(fēng)力功率或水流功率，并可只用電纜或輔以較細(xì)小的牽引纜而取代一般高空懸浮發(fā)電機(jī)構(gòu)必須的粗、重纜繩，從而擴(kuò)大了發(fā)電機(jī)的重量比例。一種利用懸浮風(fēng)輪發(fā)電機(jī)作為建筑物或露天場(chǎng)地篷頂?shù)姆椒ǖ挠幸嫘Ч鳛榻ㄔ旖ㄖ镯斉竦姆椒ǎ瓤山档头康禺a(chǎn)開(kāi)發(fā)成本，又可大大提升房地產(chǎn)價(jià)值，還使小區(qū)或樓房從此電能自給。作為建造露天場(chǎng)地篷頂?shù)姆椒ǎ捎媒ㄔ煲粋€(gè)高空頂篷的費(fèi)用取得一個(gè)電能自給并對(duì)外供電的，而且安居效益、軍事效益、公安效益、廣播通訊效益都極其巨大的風(fēng)輪發(fā)電機(jī)。


一、附圖標(biāo)記I:卸納翼環(huán)I. I:翼環(huán)的環(huán)狀支架(與翼片連接的環(huán)狀支架)I. 2 :普通環(huán)狀支架(并非翼環(huán)的環(huán)狀支架)I. 3:軌道滑輪I. 4:軌道I. 5 :底座(地上臺(tái)基或水上浮臺(tái))I. 6:軌道車車架2:卸納翼片
2. I :處于環(huán)圈外側(cè)的翼片2.2 :處于環(huán)圈內(nèi)側(cè)的翼片2.3 :處于環(huán)圈上方的翼片2. 4:處于環(huán)圈 下方的翼片2. 5 :處于環(huán)狀支架的腔體內(nèi)的翼片2. 6:卸流口的配蓋3:切割翼片4:連桿或支撐桿4. I:限制繩或限制桿4. I. I :緩沖限制塊4. 2:支柱或小塔架4. 4:大塔架4. 4. I:浮筒式支架4. 4. 2:浮筒式殼體4. 4. 3 :卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)4. 5:懸臂4. 6:導(dǎo)流板4. 6. I:上導(dǎo)流板4. 6. 2:下導(dǎo)流板4. 6. 3:側(cè)導(dǎo)流板4. 7:彈簧4. 8:托盤(pán)5 :軸承5. I -M5. 2:錨鏈或纜繩5. 3:固定點(diǎn)5. 4:波浪線6 :發(fā)電機(jī)或空氣壓縮機(jī)6. I :抽水機(jī)6. 2:水管6. 3:進(jìn)水口或進(jìn)風(fēng)口6. 4:噴水口或出風(fēng)口6. 5 :發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)或抽水機(jī)的動(dòng)力輪7:照明燈或裝飾燈二、圖面說(shuō)明圖I :是翼片相對(duì)于翼環(huán)所處位置示意2 : —種翼片帶卸流口的卸納翼環(huán)側(cè)視3 :兩種活頁(yè)式翼片卸納翼環(huán)的側(cè)視4 :卸納翼片的五種主要類型示意圖
圖5 :卸納翼片沿翼環(huán)排列的朝向示意6 :大塔架單翼環(huán)卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)正視7 :大塔架單翼環(huán)卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)俯視圖、仰視8 :大塔架式環(huán)狀支架結(jié)構(gòu)示意9 :風(fēng)力充氧活水機(jī)俯視圖、正視剖面10 :水上卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)俯視圖、正視剖面11 :水上卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)正視剖面圖
圖12 :大塔架雙翼環(huán)卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)正視13 :大塔架雙翼環(huán)卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)俯視圖、仰視14 :一種懸浮式垂直軸卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)正視15 一種懸浮式垂直軸卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)俯視16 :圖14中的空中機(jī)構(gòu)組合示意17 :圖14中的空中機(jī)構(gòu)分解示意18 : —種懸浮式垂直軸卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)正視剖面19 :一種懸浮式垂直軸卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)正視剖面20 : —種懸浮加支柱式垂直軸卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)正視剖面21 : —種懸浮式雙翼環(huán)水平軸卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)正視剖面22 :—種懸浮式雙翼環(huán)水平軸卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)側(cè)視23 :—種懸浮式單翼環(huán)水平軸卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的正視圖、側(cè)視24 :渦道增壓?jiǎn)我憝h(huán)卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的殼體正視、側(cè)視剖面25 :渦道增壓?jiǎn)我憝h(huán)卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)殼體正視圖、殼體仰視26 :渦道增壓?jiǎn)我憝h(huán)卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)整體側(cè)視圖和側(cè)視剖面27 :渦道增壓雙翼環(huán)(上下排列)卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)整體側(cè)視剖面28 :渦道增壓雙翼環(huán)(前后排列)卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)殼體側(cè)視剖面29 :內(nèi)外結(jié)構(gòu)的雙翼環(huán)卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)側(cè)視剖面30 :內(nèi)外結(jié)構(gòu)的雙翼環(huán)卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)俯視31 :卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)逆向流發(fā)電方法示意32 :利用懸浮卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)作為露天場(chǎng)地篷頂?shù)氖疽?3 :利用卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)作為建筑物篷頂?shù)氖疽鈭D
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖及具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。卸納翼環(huán)實(shí)施例例一(如圖I):翼片或者處于環(huán)圈內(nèi)側(cè)，或者處于環(huán)圈外側(cè)，或者處于環(huán)圈上方，或者處于環(huán)面下方，或處于環(huán)狀支架的腔體內(nèi)部。既可以僅僅是環(huán)圈內(nèi)、外、上、下或腔體內(nèi)部等五個(gè)圓周中的一個(gè)圓周線上等距離設(shè)置翼片，也可以在此五個(gè)圓周中的兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或五個(gè)同時(shí)設(shè)置翼片，并且這種分別設(shè)置于不同圓周上的翼片可以各自不連成片，也可以連接成一個(gè)大翼片，從而對(duì)環(huán)狀支架的架腔形成半包圍狀，或形成幾乎全包圍狀(只需留出一點(diǎn)缺口給軌道車的支架通過(guò)即可，如圖20、圖I中的翼片)。某些特殊用途的卸納翼環(huán)，甚至可以將五個(gè)位置的翼片完全連成一片(如圖9中的翼片2)。例二(如圖 2、圖 3):各翼片2與翼環(huán)環(huán)狀支架I通過(guò)軸4. I連接，形成活頁(yè)式翼片，就是象活頁(yè)門(mén)一樣以軸為支點(diǎn)開(kāi)合的翼片。如圖3之右圖所示翼片隨翼環(huán)旋轉(zhuǎn)到迎風(fēng)位置時(shí)，在風(fēng)力作用下張開(kāi)，由于有限制繩4. I的拉扯或緩沖限制塊4. I. I的抵抗，翼片張開(kāi)的角度受到了限制，不會(huì)過(guò)度張開(kāi)，形成納流(兜風(fēng))狀態(tài)；在翼片隨翼環(huán)旋轉(zhuǎn)到背風(fēng)位置時(shí)，又會(huì)自然被風(fēng)推動(dòng)閉合，形成卸流狀態(tài)。圖3之左圖是所有翼片皆張開(kāi)時(shí)的狀態(tài)。緩沖限制塊，是配置有彈簧等緩沖物的限制塊。圖3翼環(huán)的翼片是圖4中的型C翼片，但本實(shí)施例中的翼片還可以換用圖4中的 D型翼片，C型、D型兩種翼片皆為迎風(fēng)張開(kāi)、背風(fēng)閉合的翼片。此類翼片最好能設(shè)置兩個(gè)彈簧或其他緩沖物，不一定要設(shè)置在圖3表示的位置，但必須對(duì)翼片起到緩沖保護(hù)作用。D型翼片可完全用不可變形的硬質(zhì)材料制成，也可用柔軟輕薄材料制成而配以硬質(zhì)的不可變形的骨架，還可完全由柔軟布料制成(尤如降落傘或風(fēng)箏)，但轉(zhuǎn)軸5. I就需要變成一個(gè)固定點(diǎn)或一根固定桿，而且翼片也就不需要緩沖物了。例三(如圖2):選用圖4中的E型翼片，翼片根部與翼環(huán)環(huán)狀支架連接，翼片骨架的上端與連桿4一端連接，連桿4另一端與環(huán)狀支架I. I連接，連桿4與翼片骨架形成一個(gè)三角形。E型翼片有不變形的骨架，骨架之外既可以是硬質(zhì)材料，又可以是軟質(zhì)布料；E型翼片的卸流口配蓋2. 6在翼片上對(duì)應(yīng)的位置即是卸流口，卸流口尤如窗口，卸流口配蓋尤如窗戶的門(mén)。例四(如圖5):以上各實(shí)施例及一切卸納翼環(huán)，凡同一個(gè)環(huán)狀支架上的所有卸納翼片，其納流面(兜風(fēng)的一面)皆朝向同一圓周運(yùn)動(dòng)方向，其卸流面(不兜風(fēng)的一面)皆朝向另一方向。凡設(shè)置于同一圓周線上的翼片，一般須作等距離排列(需要取得波動(dòng)性旋轉(zhuǎn)力的除外)。例五(如圖4):以上各實(shí)施例中的所有卸納翼片，皆可采用柔軟輕薄的材料制成呈厚片狀的中空翼片，中空部份可以采用現(xiàn)有風(fēng)箏或降落傘的“隔間”結(jié)構(gòu)，不過(guò)“隔間”在翼片邊沿處必須完全封閉以防漏氣，并且“隔間”之間最好不要設(shè)置通氣孔；“隔間”之間可以有“肋條”，也可以不設(shè)置“肋條”而在翼片邊沿或其他需要加固之處設(shè)置骨架；在“隔間”內(nèi)充裝輕質(zhì)氣體。此種厚片狀的浮囊式翼片，可進(jìn)一步減輕塔架式風(fēng)輪發(fā)電機(jī)對(duì)塔架負(fù)重能力的要求，也可進(jìn)一步提高懸浮式風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的懸浮能力，從而增加發(fā)電部位的重量比。例六(如圖4):圖4中的五種翼片皆具有迎風(fēng)納流、背風(fēng)卸流的特征，都是典型的卸納翼片，取其中任何一種或一種以上安裝在環(huán)狀支架之上，即可組成卸納翼環(huán)。—個(gè)環(huán)狀支架上最好只安裝同一種卸納翼片，如圖2、圖3、圖5、圖6、圖7中每個(gè)翼環(huán)都只有一種翼片。不同的翼片如果安裝于同一環(huán)狀支架上，不同的翼片最好是安裝在不同的圓周線上，即同一圓周線上安裝同一種翼片，如圖9、圖10、圖11中的每個(gè)翼片都有三種翼片，大的卸納翼片安裝于最上面的圓周線上，小的卸納翼片于水下的圓周線上，切割翼片安裝在最下面的圓周線上。同一圓周線上如果有超過(guò)一種以上的翼片，最好是每種翼片間隔相同距離安裝。此種情況實(shí)用價(jià)值不大。圖4中的各種卸納翼片和其他任何卸納翼片，無(wú)論其形狀如何，皆可選用硬質(zhì)的不可變形的材料作為翼片全身的材料，也可以選用柔軟的布料制作翼片，但選用柔軟材料制作翼片，必須給翼片配以硬質(zhì)、不可變形的材料制作的骨架，只有圖4中的D型翼片可以通體皆由柔軟布料制成(尤如降落傘)。圖4中其有五種卸納翼片，每種翼片皆有其納流狀態(tài)圖和卸流狀態(tài)圖，兩種圖垂直對(duì)應(yīng)排列，并且納流狀態(tài)圖用大寫(xiě)英文字母標(biāo)注其類型，卸流狀態(tài)圖用小寫(xiě)英文字母標(biāo)注其類型。E型翼片的詳細(xì)特點(diǎn)詳見(jiàn)于實(shí)施例三，D型翼片的詳細(xì)特點(diǎn)詳見(jiàn)于實(shí)施例二。
卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)實(shí)施例例一(如圖6、圖 7):本實(shí)施例中的整個(gè)大塔架是一種變形后的翼環(huán)的環(huán)狀支架。本方案中所謂“大塔架”就是超高、超大的翼片環(huán)狀支架。這種超高、超大的的翼環(huán)，可以只安裝一圈巨型翼片(如圖6)，也可以將每個(gè)巨型翼片化為數(shù)段，從上到下分排列成數(shù)個(gè)翼片較小的翼環(huán)圈。如圖6、圖7，設(shè)置底座I. 5，底座I. 5的直徑等于或大于將建造在其上的大塔架的直徑。底座I. 5可以是地面上的臺(tái)基或水面上的浮臺(tái)，底座I. 5上沿大塔架4. 4最底層環(huán)狀支架I. I在底座I. 5上的投影線等距離設(shè)置軌道車，軌道車的車架I. 6與底座I. 5連接，軌道車的輪I. 3與軌道I. 4偶合連接，軌道I. 4貼附在大塔架最底層的環(huán)狀支架I. I的下邊沿。底座I. 5如果是水面上的浮臺(tái)，該浮臺(tái)最好是游泳圈形，即是中心部位為空心，這樣有利于減少波浪起伏對(duì)它的影響。本實(shí)施例中的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，可以很容易地運(yùn)用于風(fēng)力發(fā)電，只需將發(fā)電機(jī)的基座安裝在底座I. 5上，將發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輪偶合連接至底層環(huán)狀支架I. I上，利用環(huán)狀支架1.1的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。本實(shí)施例如采用下一個(gè)實(shí)施例的方法建造大塔架，可以建成高達(dá)數(shù)百米乃至千米的卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)。例二(如圖8):采用分層組裝、逐層加高的方法建造大塔架的方法、步驟如下如圖8之左圖，在最底層的環(huán)狀支架I. I上等距離豎起多個(gè)(比如30至50個(gè))高度適宜(比如100米)的支柱或小塔架4. 2，再沿各個(gè)支柱或小塔架4. 2的頂端架設(shè)上一層的環(huán)狀支架I. I (或環(huán)形正多邊形梁架)，從而將各個(gè)支柱或小塔架連接為一個(gè)整體，使它們能夠相互支撐、相互加固。如有必要進(jìn)一步加固，可按固定的規(guī)律用一字形梁架將不相鄰的支柱或小塔架4. 2連接起來(lái)(如圖8之右圖所示)。這就形成了第一層大塔架。如果采用的小塔架5. I還是無(wú)法由直升機(jī)吊起，那么可以將其先拆分為更小的單位裝箱運(yùn)輸、起吊安裝，要拆分為直升機(jī)能夠起吊的單位，這樣才能方便于起吊、安裝。在第一層大塔架的基礎(chǔ)上建造第二層大塔架，在第二層基礎(chǔ)上建造第三層，依此類推到層層加高(凡上一層的各個(gè)支柱或小塔架4. 2的底端必須與下一層對(duì)應(yīng)的支柱或小塔架4. 2的頂端連接)，如此即可構(gòu)成超高的大塔架(如圖8之左圖)。如果每層是100米，則建到第5層即可得到500米高度的大塔架(如圖8之左圖)，建到第10層，即可得到1000米高度的大塔架。圖8中的小塔架或連桿4. 2雖然在本圖中僅畫(huà)為一線段，但實(shí)際上亦可采用力學(xué)構(gòu)架的鋼架梁。例三(如圖9):、這是一種風(fēng)力充氧、活水機(jī),可以完全依靠風(fēng)力使水產(chǎn)養(yǎng)殖池形成水平流動(dòng)和上下水層交換。其具體結(jié)構(gòu)環(huán)狀支架I. I同時(shí)也是一個(gè)環(huán)狀的浮筒，擔(dān)負(fù)著將整體機(jī)構(gòu)浮起的任務(wù)；每個(gè)卸納翼片2都將環(huán)狀支架的架腔包圍并與環(huán)狀支架固定連接，每個(gè)卸納翼片2的水下部分可以較小，每個(gè)卸納翼片2的下段兩邊各與一個(gè)切割翼片3連接，切割翼片3的翼面基本呈水平狀態(tài)，但翼片的前邊沿(旋轉(zhuǎn)時(shí)首先切割水體的邊沿)向下傾斜，使翼面與水平面形成一定的角度，以便在旋轉(zhuǎn)中翼面將底層水向上趕(也可設(shè)置切割翼片將水向下趕，但那樣效果可能會(huì)較差)；連桿4經(jīng)過(guò)翼環(huán)的圓心，并且其兩端各與一個(gè)卸納翼片2的下端連接；連桿4的中心連接有軸承5，軸承5的內(nèi)壁連接軸5. 1，軸5. I連接錨鏈5. 2，錨鏈5. 2的下端連接固定點(diǎn)5. 3 (錨或拴樁)。在本方案中，凡需要懸浮水中或空中的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，其環(huán)狀支架皆可采用中空結(jié)構(gòu)并填充輕質(zhì)氣體。例四(如圖10、圖11):這是一種多功能的水上風(fēng)力機(jī)組，既可發(fā)電，同時(shí)又能充氧、活水，可大大降低水
產(chǎn)養(yǎng)殖的成本。其結(jié)構(gòu)在上一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，增加了抽水機(jī)、發(fā)電機(jī)和上下兩個(gè)環(huán)狀支架I. 2，環(huán)狀支架I. 2的三個(gè)面上設(shè)置有軌道；抽水機(jī)固定連接于翼環(huán)環(huán)狀支架I. 1，其動(dòng)力輪與環(huán)狀支架I. 2上的軌道偶合連接；發(fā)電機(jī)固定連接于上層的環(huán)狀支架I. 2，其動(dòng)力輪與環(huán)狀支架I. I上的軌道偶合連接；上下兩個(gè)環(huán)狀支架I. 2之間用多條連桿4連接固定；下層環(huán)狀支架I. 2與錨鏈5. 2連接，錨鏈5. 2的下端與固定點(diǎn)5. 3 (錨或拴樁)連接。并在上一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上取消連桿4、軸承5、軸5. 1，軸5. I、錨鏈5. 2和固定點(diǎn)5. 3。兩個(gè)環(huán)狀支架I. 2與發(fā)電機(jī)成為同一體系，該體系與錨鏈5. 2連接，因此是不能旋轉(zhuǎn)的，而抽水機(jī)、翼片和翼環(huán)的環(huán)狀支架1.1成為另一體系，在風(fēng)的驅(qū)動(dòng)下該體系會(huì)旋轉(zhuǎn)，因此兩個(gè)體系會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于抽水機(jī)和發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輪分別偶合在對(duì)方體系的軌道上，因此兩個(gè)體系的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)對(duì)方體系上抽水機(jī)或發(fā)電機(jī)工作。本實(shí)施例的發(fā)電機(jī)可用空氣壓縮機(jī)取代，空氣壓縮機(jī)與輸氣管道連接，輸氣管道與氣動(dòng)發(fā)電機(jī)(即是用高壓氣流驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī))連接。此種情況，發(fā)電機(jī)既可安置于環(huán)狀支架I. 2之上，也可以安置于另外設(shè)置的浮筏上。例五(如圖12和圖13):大塔架4. 4座落于底座I. 5之上，大塔架從上到下伸出三組懸臂4. 5，每組六根懸臂4. 5，三組懸臂的位置上下對(duì)應(yīng)；上、中、下三層懸臂4. 5的末端皆連接有軌道車的車架I. 6，車架I. 6連接車輪I. 3，車輪I. 3與翼環(huán)的環(huán)狀支架I. I偶合連接，其中下層懸臂和中層懸臂的末端朝向上的軌道車車輪I. 3分別與上、下兩個(gè)翼環(huán)環(huán)狀支架I. I的下側(cè)面偶合連接(實(shí)際上是以環(huán)狀支架的下側(cè)面為軌道)，而中、上兩層懸臂末端朝向下的軌道車車輪I. 3分別與上、下兩個(gè)翼環(huán)環(huán)狀支架I. I的上側(cè)面偶合連接(以環(huán)狀支架的上側(cè)面為軌道)。中、下兩層懸臂朝向上的軌道車起到挺舉翼環(huán)環(huán)狀支架的作用，而中、上兩層懸臂向下的軌道車的夾持作用使翼環(huán)旋轉(zhuǎn)更為穩(wěn)定。中層懸臂4. 5上各安置兩個(gè)發(fā)電機(jī)或空氣壓縮機(jī)，此兩機(jī)的動(dòng)力輪分別與上層或下層翼環(huán)的環(huán)狀支架的內(nèi)圈邊沿偶合連接(也是將環(huán)狀支架當(dāng)作軌道)。上、下兩個(gè)翼環(huán)環(huán)狀支架I. I分別與各自的翼片連接，兩翼環(huán)的翼片卸納朝向相反，因此它們的旋轉(zhuǎn)方向會(huì)相反。當(dāng)風(fēng)驅(qū)動(dòng)翼環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)的機(jī)身被塔架和懸臂固定著不能動(dòng)，因此其動(dòng)力輪會(huì)被翼環(huán)1.1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所驅(qū)動(dòng)。例六(如圖14、圖15、圖16、圖17)
以“卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)實(shí)施例”之例一的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)(如圖6)為基礎(chǔ)，將圖6中的底座I. 5和底座I. 5上設(shè)置的軌道車(包括車架I. 6和車輪I. 3)去除，使之從卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)變?yōu)橐粋€(gè)卸納翼環(huán)，然后將一個(gè)浮筒式支架4. 4. I (內(nèi)部充裝輕質(zhì)氣體)置于該翼環(huán)的環(huán)狀支架內(nèi)，目的是形成一個(gè)懸浮式卸納翼環(huán)。將兩個(gè)這種懸浮卸納翼環(huán)對(duì)接成可以懸空逆向旋轉(zhuǎn)的翼環(huán)機(jī)構(gòu)(如圖16)。設(shè)置方法和步驟一.分別在兩個(gè)此種懸浮卸納翼環(huán)內(nèi)的浮筒式支架4. 4. I上設(shè)置槽型軌道I. 4，在對(duì)應(yīng)于槽型軌道I. 4的垂直支柱4. 2或環(huán)狀支架I. I上設(shè)置軌道車(如圖17)。二.在上、下兩翼環(huán)內(nèi)的浮筒式支架4. 4. I上分別設(shè)置發(fā)電機(jī)6，將上、下兩浮筒式支架4. 4. I上的發(fā)電機(jī)6的動(dòng)力輪6. 5分別與對(duì)方翼環(huán)上的環(huán)狀支架I. I偶合連接，將對(duì)方的環(huán)狀支架當(dāng)作已方發(fā)電機(jī)動(dòng)力輪的軌道(如圖17)。三.然后在兩個(gè)浮筒式支架4. 4. I的末端各連接六根水平走向的連桿4，此六根連桿4呈放射狀伸出與環(huán)狀支架I. 2連接，而這兩個(gè)分別處于最頂端和最底端的環(huán)狀支架I. 2通過(guò)六根垂直走向的連桿4連接為一體(如圖15、圖16)。四.將上、下兩翼環(huán)翼片的卸納朝向設(shè)置相反。五·將這兩個(gè)已經(jīng)連為一體的翼環(huán)機(jī)構(gòu)、放飛懸浮于空中，通過(guò)6條纜繩5. 2將整體機(jī)構(gòu)與地面的6個(gè)固定點(diǎn)連接起來(lái)(如圖14)。至此兩個(gè)懸浮卸納翼環(huán)對(duì)接成為懸空并逆向旋轉(zhuǎn)的卸納風(fēng)輪發(fā)電機(jī)。須要注意上下兩個(gè)卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的翼片的卸納朝向必須相反，這樣才能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，并且使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速在翼環(huán)單翼環(huán)轉(zhuǎn)速不變的前提下提高一倍。在本實(shí)施例及以下的實(shí)施例中(實(shí)施例十三除外)，各種導(dǎo)流板皆為中空浮箱，內(nèi)部充裝輕質(zhì)氣體，而且導(dǎo)流板和浮筒式支架最好用不透氣的輕薄材料分隔成許多不空間，目的是當(dāng)某個(gè)小空間因故漏氣時(shí)不影響其他空間的浮力。例七(如圖18):以實(shí)施例四(圖12、13)為基礎(chǔ)，將底座I. 5省略，將其塔架4. 4變成一個(gè)輕質(zhì)氣體容器即浮筒式支架4. 4. 1，并在浮筒式支架4. 4. I的上下兩端各連接一塊導(dǎo)流板，即上導(dǎo)流板4. 6. I和下導(dǎo)流板4. 6. 2。導(dǎo)流板中空、填裝輕質(zhì)氣體。上下兩個(gè)導(dǎo)流板實(shí)際上形成了一個(gè)進(jìn)風(fēng)口、泄風(fēng)口較寬而翼片納風(fēng)處風(fēng)口較狹窄的結(jié)構(gòu)，從而增加風(fēng)的壓力和速度。由于上、下導(dǎo)流板和浮筒式支架皆為輕質(zhì)氣體容器，只要設(shè)計(jì)體積合理，就可以將風(fēng)輪發(fā)電機(jī)懸浮于空中。用數(shù)條纜繩5. 2從四面八方延伸到地面并與各個(gè)固定點(diǎn)5. 3連接，整體機(jī)構(gòu)就可以成為一個(gè)可以懸停在空中不隨風(fēng)大幅度飄移的垂直軸風(fēng)輪發(fā)電機(jī)。
例八(如圖19):翼環(huán)I. I、翼片2、浮筒式支架4. 4. I、上導(dǎo)流板4. 6. I、下導(dǎo)流板4. 6. 2、纜繩5. 2、固定點(diǎn)5. 3的設(shè)置與上一實(shí)施例相同。不同之處是發(fā)電機(jī)改為置于環(huán)狀支架I. I之內(nèi)，隨翼環(huán)作圓周運(yùn)動(dòng)，并且兩翼環(huán)上的發(fā)電機(jī)6的動(dòng)力輪6. 5的軌道I. 4皆在對(duì)方的環(huán)狀支架I. I上。因此和上一實(shí)施例一樣，兩翼環(huán)逆向旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)際上是兩個(gè)翼環(huán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速(比單翼環(huán)轉(zhuǎn)速高一倍)。此種發(fā)電機(jī)隨兩個(gè)相對(duì)逆轉(zhuǎn)的翼環(huán)作圓周運(yùn)動(dòng)的風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，不但可以如圖17或圖19所示方法直接安裝現(xiàn)有軸式發(fā)電機(jī)，還可以在各個(gè)翼環(huán)機(jī)構(gòu)的環(huán)狀支架上設(shè)置鐵芯、繞組，使各翼環(huán)成為一個(gè)巨大的發(fā)電線圈，相鄰的兩個(gè)翼環(huán)繞組實(shí)際上互為轉(zhuǎn)子、互為定子(相互逆向旋轉(zhuǎn)發(fā)電)，成為一個(gè)體形巨大的、不依靠軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子的發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)
實(shí)際上沒(méi)有定子，因?yàn)槊總€(gè)以翼環(huán)為骨架的鐵芯繞組都在旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)同軸且相鄰的翼環(huán)繞組，當(dāng)它們逆向旋轉(zhuǎn)時(shí)就可以互相切割磁力線發(fā)電(如果采用三個(gè)翼環(huán)繞組，當(dāng)居中者旋轉(zhuǎn)方向與居一于兩旁者的旋轉(zhuǎn)方向相反，也同樣可以互相切割磁力線而發(fā)電。旋轉(zhuǎn)中的翼環(huán)發(fā)電機(jī)構(gòu)與外接電路連接的方法舉例例一將各發(fā)電機(jī)的電路與電刷連接，電刷與發(fā)電機(jī)動(dòng)力輪連接，將外接電路與軌道連接，通過(guò)輪與軌道的偶合接觸達(dá)成電路連接。例二無(wú)論發(fā)電機(jī)設(shè)置有多少個(gè)電極，先把能并聯(lián)或串連的并聯(lián)或串連到同一個(gè)接頭，然后將每個(gè)接頭與對(duì)應(yīng)的電刷軌道連接，電刷軌道附著于翼環(huán)軌道的外沿(電刷軌道與翼環(huán)軌道之間要設(shè)置絕緣隔離層)，電刷軌道與各自的電刷觸碰連通，外接電路與電刷相連，而電刷則固定在滑輪車車架的外接連桿上，這樣旋轉(zhuǎn)的電刷軌道與電刷就形成了不間斷的電路連接。與上一實(shí)施例不同之處是僅有一個(gè)卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，而且發(fā)電機(jī)安裝在大塔架(輕質(zhì)氣體容器)4. 4上，翼環(huán)環(huán)狀支架I. I實(shí)際上成為軌道而與發(fā)電機(jī)動(dòng)力輪6. 5偶合連接。其余部份與上一實(shí)施例完全相同。例九(如圖20):在上一實(shí)施例基礎(chǔ)上，取消下導(dǎo)流板4. 6. 2 (亦可保留)，增加一根支柱4. 2，支柱4. 2的上端有一個(gè)緩沖彈簧4. 7，緩沖彈簧4. 7與原有機(jī)構(gòu)之間有一個(gè)托盤(pán)4. 8。支柱4. 2的作用是減少整體機(jī)構(gòu)對(duì)輕質(zhì)氣室的需求，并且在遇到風(fēng)力極大的情況，整體機(jī)構(gòu)也不會(huì)降低高度(風(fēng)力和纜繩的合力會(huì)使整體機(jī)構(gòu)下沉)。緩沖彈簧4. 7和托盤(pán)4. 8的作用是減少支柱4. 2的反作用力對(duì)浮筒式支架4. 4. I造成的損傷。例十(如圖21、圖22):在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將其支柱4. 2、彈簧4. 7、托盤(pán)4. 8、纜繩5. 2、固定點(diǎn)5. 3和導(dǎo)流板4. 6取消，僅保留浮筒式支架4. 4. I和卸納翼環(huán)發(fā)電機(jī)組。將機(jī)構(gòu)整體從垂直軸向調(diào)整為水平軸向，并以U形連桿4的兩端連接大塔架4. 4的兩側(cè)，U形連桿4的中點(diǎn)連接纜繩5. 2的上端，纜繩5. 2的下端連接地面固定點(diǎn)5. 3。兩翼環(huán)上的卸納翼片的卸納朝向相反，使扭矩相互抵消，整體機(jī)構(gòu)不會(huì)向某個(gè)方向滾轉(zhuǎn)，因此大塔架4. 4兩側(cè)皆可只用一個(gè)固定點(diǎn)5. 3與纜繩5. 2連接。例^^一(如圖23):在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將翼環(huán)機(jī)構(gòu)從兩個(gè)減少為一個(gè)，相應(yīng)地，將浮筒式支架4.4. I兩側(cè)的固定點(diǎn)5. 3從一個(gè)增加到最少兩個(gè)(否則空中機(jī)構(gòu)會(huì)整體滾轉(zhuǎn)而擰纜)。例十二(如圖24、圖 25、26):如圖26所示浮筒式殼體4. 4. 2內(nèi)置卸納風(fēng)輪發(fā)電機(jī)4. 4. 3，卸納風(fēng)輪發(fā)電機(jī)
4.4. 3套在浮筒式支架4. 4. I外圍；殼體通過(guò)纜繩5. 2與地面固定點(diǎn)5. 3連接。如圖24所示浮筒式殼體4. 4.2由上導(dǎo)流板4. 6. I、下導(dǎo)流板4. 6. 2、側(cè)導(dǎo)流板4. 6. 3和浮筒式支架4. 4. I構(gòu)成；上導(dǎo)流板4. 6. I、下導(dǎo)流板4. 6. 2之間是浮筒式支架
4.4. I，三者由側(cè)導(dǎo)流板4. 6. 3連接為一體。如圖24之右圖所示，此種殼體的構(gòu)造的好處 一.進(jìn)風(fēng)口的外口很寬，內(nèi)口很狹窄，使得風(fēng)輪受到的風(fēng)壓和風(fēng)速大大增強(qiáng)；二.出風(fēng)口變得很寬，在殼體出風(fēng)口及后部形成一個(gè)低壓區(qū)，進(jìn)一步增強(qiáng)了對(duì)風(fēng)的吸力，使風(fēng)壓、風(fēng)速進(jìn)一步加強(qiáng)；三.進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口之間只有翼環(huán)的上沿能讓風(fēng)通過(guò)，形成唯一風(fēng)道，而且這條弧形風(fēng)道延長(zhǎng)了風(fēng)力推動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的時(shí)間，進(jìn)一步增加了發(fā)電效率。這里所說(shuō)的卸納風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，可根據(jù)需要選用各種類型的卸納風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，包括只有一個(gè)翼環(huán)機(jī)構(gòu)的卸納風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，也包括有兩個(gè)或多個(gè)翼環(huán)機(jī)構(gòu)(相鄰翼環(huán)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)方向相反)的卸納風(fēng)輪發(fā)電機(jī)；包括發(fā)電機(jī)安裝于翼環(huán)環(huán)狀支架的卸納風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，也包括發(fā)電機(jī)安裝于翼環(huán)內(nèi)置浮筒上的卸納風(fēng)輪發(fā)電機(jī)。例十三(如圖27、圖28):在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將卸納風(fēng)輪發(fā)電機(jī)從一個(gè)增加為兩個(gè)，呈上下排列、前后排列或左右排列均可(圖27為上下排列，圖28為前后排列，而圖27的殼體只需旋轉(zhuǎn)90°，就可呈左右排列)，而三種排列方式中，最好的方式應(yīng)該是前后排列方式，因?yàn)轱L(fēng)道最長(zhǎng)且最為狹窄，使翼片得到最大風(fēng)壓和最長(zhǎng)時(shí)間的推動(dòng)。圖27所表現(xiàn)的翼片，是圖4中的C類翼片，不過(guò)，由于風(fēng)道狹窄，必須預(yù)先避免限制繩的糾纏或限制桿的阻擋，因此其翼片的限制物只能選用緩沖限制塊(詳見(jiàn)于卸納翼環(huán)實(shí)施例二及圖3)。例十四(如圖29、圖30):兩個(gè)卸納翼環(huán)處于同一平面并有同一圓心但半徑不同，它們的翼片的卸納朝向相反，因此它們的旋轉(zhuǎn)方向相反。如要將此種翼環(huán)機(jī)構(gòu)用于發(fā)電，可以在兩個(gè)翼環(huán)環(huán)狀支架上安置發(fā)電機(jī)，而將內(nèi)翼環(huán)上的發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輪與外翼環(huán)偶合()，同時(shí)將外翼環(huán)上的發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輪與內(nèi)翼環(huán)偶合(將外內(nèi)翼環(huán)當(dāng)作其軌道)逆向流發(fā)電方法實(shí)施例例一(如圖31):建造直徑超過(guò)500米的大型卸納風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，按圖26所示放飛空中，使其翼環(huán)上段的翼片置于上層風(fēng)(或水流)中，而下段的翼片置于下層風(fēng)(或水流)中，翼環(huán)中段置于上下層風(fēng)(或水流)的過(guò)渡區(qū)域。關(guān)于本方案各實(shí)施例的幾點(diǎn)說(shuō)明一.本方案將水流視同氣流(風(fēng))，因此各種形式的卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)皆可用于平流水發(fā)電機(jī)。二.本方案的所有實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)6皆應(yīng)按現(xiàn)有技術(shù)接通電路向用電區(qū)域供電，懸浮空中的機(jī)型，其電線可以與牽引纜合二為一。三.而且本方案的所有實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)6皆可用空氣壓縮機(jī)6替換，換為空氣壓縮機(jī)時(shí)，電線則相應(yīng)換為高壓輸氣管道，并且還要相應(yīng)設(shè)置高壓儲(chǔ)氣罐和空氣馬達(dá)，空氣壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)氣罐、空氣馬達(dá)和發(fā)電機(jī)之間用高壓輸氣管道連接。懸浮空中的機(jī)型，其高壓輸氣管道也可以與牽引纜合二為一。四.雙翼環(huán)的翼片機(jī)構(gòu)中兩個(gè)翼環(huán)的翼片的卸納方向設(shè)置相反，并且使順時(shí)針?lè)较虻目偱ぞ睾头磿r(shí)針?lè)较虻目偱ぞ叵嗟窒脩腋★L(fēng)輪發(fā)電機(jī)作為建筑物或露天場(chǎng)地篷頂?shù)膶?shí)施例例一(如圖32):放飛懸浮式垂直軸卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)(比如卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)實(shí)施例六、七、八、九 中的機(jī)型)，并用多條不同走向的纜繩固定在露天的社區(qū)、街道、公園、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、體育館或其他類似的露天場(chǎng)所的上空，就可以給這些場(chǎng)所供電、照明、遮陽(yáng)、擋雨，還可以在其巨大的身軀上安置公共安全監(jiān)控?cái)z像機(jī)、各種通訊微波收發(fā)系統(tǒng)、民用和軍用雷達(dá)系統(tǒng)、電視屏幕、廣告畫(huà)面等等。如此可用建造一個(gè)高空頂篷的費(fèi)用取得一個(gè)電能自給并對(duì)外供電的，而且安居效益、軍事效益、公安效益、廣播通訊效益都極其巨大的風(fēng)輪發(fā)電機(jī)。例一(如圖33):在一座樓房或多座樓房頂部設(shè)置垂直軸卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，用樓房代替塔架，用卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)代替樓房的頂篷。此設(shè)計(jì)既可降低房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)成本，又可大大提升房地產(chǎn)價(jià)值，還使小區(qū)或樓房從此電能自給。
權(quán)利要求
1.卸納翼環(huán)，涉及一種風(fēng)輪或水輪，翼片圍繞圓心排列，其特征是各翼片與環(huán)狀支架相連；翼片具備迎風(fēng)納流、背風(fēng)卸流的特征；每個(gè)翼片在風(fēng)中或水流中每次圓周運(yùn)動(dòng)都會(huì)歷經(jīng)納流過(guò)程和卸流過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卸納翼環(huán)，其特征是同一翼環(huán)上可以有多種形式不同的翼片，既可以有不同的卸納式翼片，也可以有卸納式翼片之外的其他各種翼片，還可以有由卸納翼片和其他各種翼片結(jié)合而成的特殊翼片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的卸納翼環(huán)，其特征是翼片在環(huán)狀支架上等距離設(shè)置，或不等距設(shè)置。
4.卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，涉及一種風(fēng)輪機(jī)構(gòu)或水輪機(jī)構(gòu)，翼片圍繞圓心旋轉(zhuǎn)，其特征是由一個(gè)卸納翼環(huán)與最少一條環(huán)狀軌道和最少三組軌道車組成；各組軌道車的輪與環(huán)狀軌道偶合連接，而卸納翼環(huán)的環(huán)狀支架或者與軌道車的車架連接，或者與環(huán)狀軌道連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，其特征是兩個(gè)或兩個(gè)以上的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)直接相連或通過(guò)連接同一載體而連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，其特征是各個(gè)卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的軸心線重疊為同一條直線；各卸納翼環(huán)的環(huán)狀支架或者不處于同一平面但所處的平面互為平行面，或者處于同一平面并有同一圓心但半徑不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，其特征是順時(shí)針?lè)较虻目偱ぞ睾头磿r(shí)針?lè)较虻目偱ぞ叵嗟窒?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，其特征是卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的軌道車的車架或環(huán)狀軌道與固定的塔臺(tái)連接，塔臺(tái)的種類包括但不限于地臺(tái)、塔架、樓房的頂部。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，其特征是卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的軌道車的車架或環(huán)狀軌道與提供浮力的載體連接；所述載體包括而不限于飛艇、輕質(zhì)氣囊、旋翼飛行器。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，其特征是所述軌道車的輪或者直接由發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入輪代替，或者通過(guò)傳動(dòng)、變速機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入輪作動(dòng)力連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，其特征是所述軌道車的輪或者直接由空氣壓縮機(jī)的動(dòng)力輸入輪代替，或者通過(guò)傳動(dòng)、變速機(jī)構(gòu)與空氣壓縮機(jī)的動(dòng)力輸入輪作動(dòng)力連接，而空氣壓縮機(jī)與高壓儲(chǔ)氣罐作氣路連接，高壓儲(chǔ)氣罐與空氣馬達(dá)作氣路連接，空氣馬達(dá)與發(fā)電機(jī)作氣路連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，其特征是以各翼環(huán)的環(huán)狀支架為支架設(shè)置鐵芯和繞組，使整個(gè)環(huán)狀支架成為發(fā)電轉(zhuǎn)子，而相鄰翼環(huán)互為轉(zhuǎn)子、互為定子。
13.一種逆向流發(fā)電方法，根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，其特征是用卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)作為發(fā)電機(jī)的動(dòng)力源，而卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)與提供浮力的載體連接，此種載體包括而不限于飛艇、輕質(zhì)氣囊和浮筒；卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)漂浮于空中或水中，用牽引纜將卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)與下方固定點(diǎn)連接，并控制卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的軸心線呈水平狀態(tài)地垂直于風(fēng)或水流的方向，并使卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)的上段置于上層風(fēng)或上層水流中，下段置于下層風(fēng)或上層水流中，而翼環(huán)中段置于上下層風(fēng)或水流的過(guò)渡區(qū)域，從而利用兩個(gè)方向相反的風(fēng)或水共同驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)電。
14.一種利用懸浮風(fēng)輪發(fā)電機(jī)作為建筑物或露天場(chǎng)地篷頂?shù)姆椒ǎ鶕?jù)權(quán)利要求4或5或6所述的卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)，其特征是將軸心線呈垂直走向的卸納翼環(huán)風(fēng)輪發(fā)電機(jī)懸浮于露天場(chǎng)地的上空或直接座落于建筑物的頂部。
全文摘要
卸納翼環(huán)、卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)及其發(fā)電機(jī)、活水機(jī)暨方法。以卸納式翼片與環(huán)狀支架配合而成卸納翼環(huán)及卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)翼片重量極輕，然而尺寸和納風(fēng)能力皆十分巨大，故其大型單機(jī)發(fā)電容量可趕超汽輪發(fā)電機(jī)。該機(jī)構(gòu)還能夠輕易建造超過(guò)500米百的高塔，也可以無(wú)需建造高塔而懸浮于高空而成為懸浮式大型風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，也可直接浮于水面而成為水上風(fēng)輪發(fā)電機(jī)或水產(chǎn)養(yǎng)殖用風(fēng)力充氧活水機(jī)。垂直式卸納翼環(huán)機(jī)構(gòu)能夠接納任何方向的來(lái)風(fēng)，無(wú)需轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，此種機(jī)型可接座落于建筑物的頂部，也可與浮筒式支架結(jié)合而懸浮于空中，通過(guò)多條走向不同的牽引纜與地面連接而固定懸停于露天場(chǎng)地的上空，成為集發(fā)電、通訊、遮陽(yáng)、擋雨、裝飾等功能于一體的空中風(fēng)電場(chǎng)。
文檔編號(hào)F03D3/06GK102720633SQ20121020825
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月22日
發(fā)明者羅琮貴 申請(qǐng)人:羅琮貴