[發明專利]水車聯動發電裝置

在審

• 申請號: 00102462.0
• 申請日: 2000-03-09
• 公開（公告）號: CN1313467A
• 公開（公告）日: 2001-09-19
• 發明（設計）人: 王曉川
• 申請（專利權）人: 王曉川
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03D3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種水車與水車，水車與風車組合的水力、風力聯動發電機，由水車、風車、聯合傳動器、變速傳動器、發電動力裝置所組成的水車聯動發電裝置。

建立能確保經濟增長，有利于環境保護的能源供應體系，已成全世界的緊迫課題。近年來，世界性的能源體系已經開始轉變，可再生能源成為首選能源。目前可再生的自然能是一種前景光明的新能源，水能、風能都是非常豐富又清潔的可再生自然能，有效地開發利用這些自然能，對于經濟增長和控制溫室效應具有特別重要的意義。但是要實現這一目的還存在眾多需要解決的問題。其中最主要的問題就是經濟性的問題，它是阻礙這種新能源普及與推廣的關鍵所在。

在水能的利用方面，我國的水力資源理論蘊藏量6.8億千瓦，實際可開發量3.7億千瓦，居世界第一，但現在實際利用的水力資源只占可開發量的5％左右。雖然水車是世界上最古老的水力利用工具，人類很早就使用水車，但是由于無壩堤攔截的自流水落差小，流速慢，能量密度低，所以至今仍無法有效地利用它來發電。目前利用水能必須先建造水壩電站，如長江三峽水利工程，但是它投資大，資金回收周期長，同時又受庫區庫容，地質地理，移民通航，生態環境，地震戰爭及國家財力等因素的制約和影響，而且真正可選用的壩址為數不多。然而那些無壩堤低落差的自流江河小溪，潮汐洋流，以及高壩水電站發電后排放出的強力尾水，蘊藏著巨大的水能，至今仍沒有利用上，白白地在人們眼前白嘩嘩流逝，多么可惜。

在風能利用方面，風車是最古老的風力利用工具，由于空氣的密度只有水的密度的八百分之一，所以要獲得同樣大小的功率，風輪的直徑要比水輪的直徑大幾百倍，但是風輪的直徑大小卻受到材料強度、自重和經濟成本的限制。風有多變性和不恒定性，所以風力發電機還要配備一套儲能系統，儲能系統不但使制造工藝復雜化，而且還增加了風力發電機的制造成本。最近申請的專利“多泵集能及射流增能調速的風能利用裝置”，申請日：1999年11月17日，申請號：99247727.1的風力發電機可收集利用任何風速的風能。但它仍無法解決短期無風或長期低風速導致的風能不足問題。無疑，以上這些都是阻礙經濟性地利用風能的關鍵所在，它嚴重阻礙著這種新能源的普及推廣。

本發明的目的是設計一種水車聯動發電裝置，它能有效地開發利用相對恒定的自流水能和不恒定的風能，將兩種不同形態的流體動能合二為一轉換成電能，提高能量的轉換利用率，增加均勻的輸出功率，降低經濟成本，有利于新能源的普及推廣。

為此目地，本發明采用如下技術方案：水車聯合傳動發電裝置，包括水車、風車、聯合傳動器、變速傳動器和發電動力裝置；水車包括水車的葉片和軸；風車包括風車的葉片和軸；聯合傳動器包括水車與風車的連接傳動、多臺水車的串并聯連接傳動、多組水車風車組合的串并聯連接傳動；變速傳動器包括一端與聯合傳動器相連接，另一端與發電動力裝置相連接的水力風力聯合發電利用。

水力與風力分別推動水車和風車的運轉，經過聯合傳動器和變速傳動器的功率傳遞及變速作用，帶動發電動力裝置將兩種不同形態的流體動能合二為一地轉化成電能。它可方便地通過聯合傳動器，將水車與水車、水車與風車、水車風車組合與水車風車組合的串并聯連接，構成一大型的動力傳動網，獲得較大的發電功率，有效地提高自流水能和自然風能轉換利用率。確保發電機的正常工作，從而實現水車發電的目的。它不但解決了以往無壩自流水能難以將其轉換為電能的問題，而且能解決以往常見的風力發電機在無風或長期低風速時能量不足的問題，省去因此而配備的儲能系統，大大降低了自然能的開發利用成本，解決了利用自然能最主要的障礙——經濟性問題，普及擴大了自然能的開發利用。

上述的水車聯動發電裝置，利用古老的水車聯動作用，方便地將無壩自流的水能轉換成電能，使風力發電機在無風或長期低風速的狀態下保持正常的輸出功率，并且不必配備即復雜成本又高的儲能系統，方便地將兩種不同形態的流體動能合二為一轉換成電能，提高自然能的轉換利用率，同時又不受庫容庫區、移民通航等因素的影響，其結構簡單、制造方便、投資少、見效快、經濟成本低、實用范圍廣，是一種便于普及擴大的環保能源。

下面結合附圖和實施方式對本發明作出進一步詳細說明。

圖一是本發明水車聯動發電裝置的結構原理圖。

如圖一所示，水車[5]與風車[2]在自流水力和自然風力的作用下，分別推動水車葉片[4]和風車葉片[1]轉動，聯合傳動器[7]分別將水車轉軸[6]和風車轉軸[3]的轉動力矩差速傳遞給與發電動力裝置[9]相連接的變速傳動器[8]，使水車聯動發電裝置可方便地將兩種不同形態的流體動能合二為一轉換成電能。