[发明专利]水车联动发电装置

说明书

本发明涉及一种水车与水车，水车与风车组合的水力、风力联动发电机，由水车、风车、联合传动器、变速传动器、发电动力装置所组成的水车联动发电装置。

建立能确保经济增长，有利于环境保护的能源供应体系，已成全世界的紧迫课题。近年来，世界性的能源体系已经开始转变，可再生能源成为首选能源。目前可再生的自然能是一种前景光明的新能源，水能、风能都是非常丰富又清洁的可再生自然能，有效地开发利用这些自然能，对于经济增长和控制温室效应具有特别重要的意义。但是要实现这一目的还存在众多需要解决的问题。其中最主要的问题就是经济性的问题，它是阻碍这种新能源普及与推广的关键所在。

在水能的利用方面，我国的水力资源理论蕴藏量6.8亿千瓦，实际可开发量3.7亿千瓦，居世界第一，但现在实际利用的水力资源只占可开发量的5％左右。虽然水车是世界上最古老的水力利用工具，人类很早就使用水车，但是由于无坝堤拦截的自流水落差小，流速慢，能量密度低，所以至今仍无法有效地利用它来发电。目前利用水能必须先建造水坝电站，如长江三峡水利工程，但是它投资大，资金回收周期长，同时又受库区库容，地质地理，移民通航，生态环境，地震战争及国家财力等因素的制约和影响，而且真正可选用的坝址为数不多。然而那些无坝堤低落差的自流江河小溪，潮汐洋流，以及高坝水电站发电后排放出的强力尾水，蕴藏着巨大的水能，至今仍没有利用上，白白地在人们眼前白哗哗流逝，多么可惜。

在风能利用方面，风车是最古老的风力利用工具，由于空气的密度只有水的密度的八百分之一，所以要获得同样大小的功率，风轮的直径要比水轮的直径大几百倍，但是风轮的直径大小却受到材料强度、自重和经济成本的限制。风有多变性和不恒定性，所以风力发电机还要配备一套储能系统，储能系统不但使制造工艺复杂化，而且还增加了风力发电机的制造成本。最近申请的专利“多泵集能及射流增能调速的风能利用装置”，申请日：1999年11月17日，申请号：99247727.1的风力发电机可收集利用任何风速的风能。但它仍无法解决短期无风或长期低风速导致的风能不足问题。无疑，以上这些都是阻碍经济性地利用风能的关键所在，它严重阻碍着这种新能源的普及推广。

本发明的目的是设计一种水车联动发电装置，它能有效地开发利用相对恒定的自流水能和不恒定的风能，将两种不同形态的流体动能合二为一转换成电能，提高能量的转换利用率，增加均匀的输出功率，降低经济成本，有利于新能源的普及推广。

为此目地，本发明采用如下技术方案：水车联合传动发电装置，包括水车、风车、联合传动器、变速传动器和发电动力装置；水车包括水车的叶片和轴；风车包括风车的叶片和轴；联合传动器包括水车与风车的连接传动、多台水车的串并联连接传动、多组水车风车组合的串并联连接传动；变速传动器包括一端与联合传动器相连接，另一端与发电动力装置相连接的水力风力联合发电利用。

水力与风力分别推动水车和风车的运转，经过联合传动器和变速传动器的功率传递及变速作用，带动发电动力装置将两种不同形态的流体动能合二为一地转化成电能。它可方便地通过联合传动器，将水车与水车、水车与风车、水车风车组合与水车风车组合的串并联连接，构成一大型的动力传动网，获得较大的发电功率，有效地提高自流水能和自然风能转换利用率。确保发电机的正常工作，从而实现水车发电的目的。它不但解决了以往无坝自流水能难以将其转换为电能的问题，而且能解决以往常见的风力发电机在无风或长期低风速时能量不足的问题，省去因此而配备的储能系统，大大降低了自然能的开发利用成本，解决了利用自然能最主要的障碍——经济性问题，普及扩大了自然能的开发利用。

上述的水车联动发电装置，利用古老的水车联动作用，方便地将无坝自流的水能转换成电能，使风力发电机在无风或长期低风速的状态下保持正常的输出功率，并且不必配备即复杂成本又高的储能系统，方便地将两种不同形态的流体动能合二为一转换成电能，提高自然能的转换利用率，同时又不受库容库区、移民通航等因素的影响，其结构简单、制造方便、投资少、见效快、经济成本低、实用范围广，是一种便于普及扩大的环保能源。

下面结合附图和实施方式对本发明作出进一步详细说明。

图一是本发明水车联动发电装置的结构原理图。

如图一所示，水车[5]与风车[2]在自流水力和自然风力的作用下，分别推动水车叶片[4]和风车叶片[1]转动，联合传动器[7]分别将水车转轴[6]和风车转轴[3]的转动力矩差速传递给与发电动力装置[9]相连接的变速传动器[8]，使水车联动发电装置可方便地将两种不同形态的流体动能合二为一转换成电能。