一種垂直軸風(fēng)力/水力發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)能及洋流能發(fā)電領(lǐng)域，尤其是一種垂直軸風(fēng)力/水力發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有可再生的無污染的發(fā)電主要是依靠風(fēng)力發(fā)電，由于風(fēng)力發(fā)電限制較多，已經(jīng)很難滿足人們的需求。海流能能量密度高、清潔、可預(yù)測性強(qiáng)，海流能發(fā)電不占用寶貴的土地資源。因此，海流能的開發(fā)利用具有深遠(yuǎn)的意義。目前也存在許多利用洋流能來發(fā)電的裝置，如中國專利，公開號為103206334A的一種低速直驅(qū)液壓型海流發(fā)電裝置及，包括葉輪、與葉輪主軸相連的定量液壓栗、與定量液壓栗并聯(lián)且與定量液壓栗出口相連的變量液壓栗和變量液壓馬達(dá)、發(fā)電機(jī)；定量液壓栗的入口、變量液壓栗的出口和變量液壓馬達(dá)的出口均連接油箱；變量液壓栗和變量液壓馬達(dá)的主軸剛性連接；變量液壓馬達(dá)主軸另一端與發(fā)電機(jī)主軸相連；控制方法，步驟包括:1、通過葉輪將海流能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；2、通過定量液壓栗將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，并且通過調(diào)整變量液壓栗排量大小調(diào)整液壓系統(tǒng)壓力，進(jìn)而調(diào)整葉輪捕獲功率大?。?、通過變量液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；4、將得到的機(jī)械能通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。又如中國專利公開號為102493922A的一種風(fēng)水力綜合發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)和安裝在海床上并伸出海面的塔架，其特征在于:所述塔架頂部安裝有風(fēng)力葉片和第一液壓栗，風(fēng)力葉片的心軸聯(lián)接第一液壓栗的動力輸入端；所述塔架浸于海水中的立柱上安裝有水輪葉片和第二液壓栗，水輪葉片的心軸聯(lián)接第二液壓栗的動力輸入端；所述第一液壓栗、第二液壓栗通過液壓管路和單向閥聯(lián)接到安裝在塔架上的同一個(gè)液壓馬達(dá)，所述液壓馬達(dá)的動力輸出端聯(lián)接發(fā)電機(jī)的輸入軸。目前利用洋流能發(fā)電的裝置一般是通過水平軸的風(fēng)輪進(jìn)行能量的第一次轉(zhuǎn)換，然后通過風(fēng)輪驅(qū)動液壓栗進(jìn)行第二次能量轉(zhuǎn)換，最后通過液壓栗帶動發(fā)電機(jī)來進(jìn)行第三次能量轉(zhuǎn)換；該種形式的洋流能發(fā)電裝置由于其使用的是水平軸風(fēng)輪，每個(gè)風(fēng)輪只能驅(qū)動一個(gè)液壓栗，而每個(gè)液壓栗只能驅(qū)動一個(gè)發(fā)電機(jī)，導(dǎo)致這類發(fā)電裝置的發(fā)電效率低，并沒有將洋流能的巨大能量最大限度的利用起來。從發(fā)電領(lǐng)域來說，該類洋流能發(fā)電裝置僅僅是人們理想的裝置，并不具備商業(yè)價(jià)值，因?yàn)槠浒l(fā)出來的電能價(jià)格已經(jīng)高于目前風(fēng)力發(fā)電的價(jià)格。所以尋找一種更具有商業(yè)價(jià)值的洋流能發(fā)電裝置是今后發(fā)展的一個(gè)方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種垂直軸風(fēng)力/水力發(fā)電裝置，洋流能與風(fēng)能同時(shí)發(fā)電，而且發(fā)電效率高，發(fā)電成本更低，適合商業(yè)使用。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種垂直軸風(fēng)力/水力發(fā)電裝置，包括塔柱、風(fēng)力能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，水力能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、液壓控制系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)，
還包括深入海床的粧基礎(chǔ)，所述塔柱設(shè)置在粧基礎(chǔ)上，所述塔柱包括第一平臺、第一支撐柱、第二平臺、第二支撐柱和第三平臺，第一平臺與粧基礎(chǔ)頂部固定連接，第一支撐柱設(shè)于第一平臺與第二平臺之間，第二支撐柱設(shè)于第二平臺與第三平臺之間，第二平臺和第三平臺均高出水面；
所述風(fēng)力能量轉(zhuǎn)換設(shè)備包括分別環(huán)抱所述第二支撐柱的第二葉輪和第二驅(qū)動盤，所述第二葉輪包括若干升力型葉片，第二葉輪的上端和下端均通過軸承連接使第二葉輪樞接在第二支撐柱外，第二葉輪的下端與第二驅(qū)動盤連接；所述第二驅(qū)動盤呈圓環(huán)形，其邊緣設(shè)有若干朝外凸起的第二頂塊；
所述水力能量轉(zhuǎn)換設(shè)備包括分別環(huán)抱所述第一支撐柱的第一葉輪和第一驅(qū)動盤，所述第一葉輪包括若干升力型葉片，第一葉輪的上端和下端均通過軸承連接使第一葉輪樞接在第一支撐柱外，第一葉輪的上端與第一驅(qū)動盤連接；所述第一驅(qū)動盤呈圓環(huán)形，其頂部邊緣設(shè)有若干向上凸起的第一頂塊；
所述液壓控制系統(tǒng)包括與第一驅(qū)動盤配合的第一液壓缸、與第二驅(qū)動盤配合的第二液壓缸、恒壓儲液桶和液壓馬達(dá)；所述第一液壓缸垂直設(shè)于第二平臺上，其活塞桿豎直向下并穿過第二平臺后與第一驅(qū)動盤的第一頂塊對應(yīng)，第一驅(qū)動盤的旋轉(zhuǎn)帶動第一液壓缸的活塞桿上下運(yùn)動；所述第二液壓缸水平設(shè)置在第二平臺上，第二液壓缸的活塞桿指向第二驅(qū)動盤的第二頂塊，第二驅(qū)動盤的旋轉(zhuǎn)帶動第二液壓缸的活塞桿往復(fù)運(yùn)動；所述第一液壓缸和第二液壓缸的輸出端與恒壓儲液桶連接，所述恒壓儲液桶的輸出端與液壓馬達(dá)連接，所述液壓馬達(dá)與發(fā)電機(jī)聯(lián)動；
所述軸承包括圓環(huán)形的軌道、圓環(huán)形的安裝座和設(shè)于所述安裝座上的若干滾輪，所述滾輪在軌道上行走，所述第一葉輪和第二葉輪均與安裝座連接。
[0005]本發(fā)明發(fā)電原理:本發(fā)明水力發(fā)電裝置部分相對傳統(tǒng)的水輪機(jī)發(fā)電是一個(gè)重大的突破，首次將垂直軸發(fā)電的概念應(yīng)用在水里，由于升力型葉片能夠在無方向性的風(fēng)流下單向轉(zhuǎn)動，那么對于同樣無方向性的水流來說也一樣的，因此該種垂直軸的升力型葉片也能在水里單向的轉(zhuǎn)動，以此為基礎(chǔ)，將垂直軸升力型葉片深入水下，依靠水流或洋流的沖刷即可使第一葉輪轉(zhuǎn)動；第一葉輪轉(zhuǎn)動后帶動第一驅(qū)動盤轉(zhuǎn)動，使第一驅(qū)動盤具有巨大的動能，由于第一驅(qū)動盤上設(shè)有第一頂塊，第一頂塊與第一液壓缸的活塞桿配合，當(dāng)?shù)谝豁攭K撞擊活塞桿時(shí)，活塞桿被頂塊頂起，從而推動第一液壓缸內(nèi)的活塞，使第一液壓缸內(nèi)的液壓油輸送至恒壓儲液桶內(nèi)，第一頂塊旋轉(zhuǎn)一定角度后，第一頂塊離開活塞桿，活塞桿位于相鄰兩頂塊之間的凹陷位內(nèi)，此時(shí)活塞桿復(fù)位，并等待與下一個(gè)第一頂塊的作用；第一驅(qū)動盤不停的旋轉(zhuǎn)，第一驅(qū)動盤上的第一頂塊依次連續(xù)作用在活塞桿上，從而使第一液壓缸內(nèi)的液壓油源源不斷的送入恒壓儲液桶內(nèi)，使恒壓儲液桶內(nèi)的壓力得到提升；由于水上的第二平臺具有足夠的空間面積，在第二平臺上可以設(shè)置多個(gè)第一液壓缸，第一驅(qū)動盤由于具有強(qiáng)大的動能，以至于能夠同時(shí)驅(qū)動多個(gè)第一液壓缸負(fù)載，多個(gè)第一液壓缸共同向恒壓儲液桶輸送液壓油，使恒壓儲液桶內(nèi)的壓力迅速上升；當(dāng)需要進(jìn)行發(fā)電時(shí)，恒壓儲液桶向液壓栗釋放液壓油以驅(qū)動液壓栗旋轉(zhuǎn)，由于液壓栗與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸聯(lián)動，使發(fā)電機(jī)與液壓栗同步旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電。對于風(fēng)力發(fā)電部分，本發(fā)明通過升力型葉片將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，然后再由葉片的機(jī)械能傳遞至第二驅(qū)動盤，進(jìn)而帶動第二液壓缸，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)換到液壓能；本發(fā)明通過液壓控制系統(tǒng)將洋流能發(fā)電與風(fēng)能發(fā)電很好的融合在一起，使二者能夠同時(shí)發(fā)電而不沖突，達(dá)到發(fā)電設(shè)備最大限度的能量利用；恒壓儲液桶可以儲存來自風(fēng)力能量轉(zhuǎn)換設(shè)備和洋流能能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的能量，最后對液壓栗做功。
[0006]作為改進(jìn)，所述塔柱為中空結(jié)構(gòu)，塔柱內(nèi)設(shè)有升降電梯。水上的人可以通過升降電梯進(jìn)入到第一支撐柱的內(nèi)部，通過第一支撐柱上的觀察口可以看到葉片的狀態(tài)，方便以后的檢修。另外，該發(fā)電機(jī)項(xiàng)目也可以發(fā)展成為旅游業(yè)，游客可以通過第一支撐柱上的觀察口觀看水里的海洋世界。
[0007]作為改進(jìn)，所述第一平臺、第一支撐柱第二平臺、第二支撐柱和第三平臺由鋼筋混凝土一體灌注成型。一體灌注的塔柱強(qiáng)大更大，使其能夠支撐巨大的葉輪在水里旋轉(zhuǎn)。
[0008]作為改進(jìn)，所述升力型葉片包括內(nèi)骨架和包裹在所述內(nèi)骨架外的外蒙皮，所述外蒙皮由若干固定板和活動板拼接而成，內(nèi)骨架上對應(yīng)所述活動板處設(shè)有窗口，內(nèi)骨架內(nèi)設(shè)有使活動板遮蔽或敞開所述窗口的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。葉片上的活動板相當(dāng)于剎車裝置，在剎車裝置不啟動時(shí)，葉片形態(tài)沒有發(fā)生改變，葉片表面符合水流/氣流動力學(xué)，水流/氣流阻力達(dá)到最佳狀態(tài)，使葉片能夠在水流/氣流的推動下快速轉(zhuǎn)動；當(dāng)需要限制或降低葉片的旋轉(zhuǎn)速度，啟動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使活動板繞著一側(cè)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，該活動板形態(tài)的改變了整個(gè)葉片的形態(tài)，破壞了葉片原本符合水流/氣流動力學(xué)的形態(tài)設(shè)計(jì)，此時(shí)的葉片表面水流/氣流阻力較大，在水流/氣流的阻力下，從而限制或降低葉片的旋轉(zhuǎn)速度；另外，當(dāng)窗口被打開后，葉片表面水流/氣流通過所述窗口進(jìn)入葉片內(nèi)而無法推動葉片，一部分外部能量喪失了對葉片的能量轉(zhuǎn)換，從而降低葉片的旋轉(zhuǎn)速度；本發(fā)明通過簡單的葉片設(shè)計(jì)即可實(shí)現(xiàn)葉片速度的改變。
[0009]作為改進(jìn)，所述升力型葉片內(nèi)填充有發(fā)泡材料。發(fā)泡材料能夠增加葉片整體強(qiáng)度；發(fā)泡材料具有防