組合多聯體自然能轉化裝置及其轉化方法
2023-12-06 03:26:01 2
專利名稱：組合多聯體自然能轉化裝置及其轉化方法
技術領域：
本發明涉及一種能量轉換裝置，尤其涉及一種組合多聯體自然能轉化裝置及其轉化方法。
技術背景眾所周知，人類在進化和社會經濟發展的過程中，物資基礎成為首要條件。20世紀後， 以礦產資源石油、煤炭、天然氣和電力為主要能源，加快了人類的經濟社會發展。當進入21 世紀後，不可再生的礦產資源石油的存量和可開採量減少。2007年聯合國最關注的問題是氣 候變化，氣候變化威脅著整個人類大家庭。聯合國能源活動計劃把聯合國系統內的所有與能 源有關的項目，都協調起事，圍繞節能減排開展工作。許多國家針對能源問題、氣候變暖， 大力開展技術應對工作。 一方面是對現有耗能設施進行技術改造，提高能源作用效力，減少 排放。另一方面，是大力開發煤炭和石油的替代能源，主要是水能、核能、太陽能、風能、 潮汐能和生物能。但是，現有的能源技術並沒有重大突破，所謂的新能源也已出現幾十年， 且存在許多限制，還無法大面積推廣，如核能技術要求高，建造投資大，還有安全危險，許 多發展中國家根本無力發展；生物能源對農業生產有很大影響等等。因此，新能源只能在少 數國家使用。科學家估計，人類在100年內，近80%的能源消耗還必須依靠煤炭和石油。人們的觀念 是煤炭是極其豐富的能源。如今煤炭造成的危害和汙染大大超過核能。地球正面臨著重大環 境挑戰。如何減少煤炭、石油能源對環境的汙染，降低現有生產設備、運輸車輛和生活設施 的能耗，仍是最迫切和最現實的問題。科學家認為要從根本上解決氣候變化問題，關鍵是技 術。國際能源機構估計，僅僅要扭轉溫室效應，全球在2030年之前，就需要投入20萬億美 元，改造目前的能源設備。而發達國家每年至少需要向發展中國家提供860億美元的援助， 才能使這些國家有抵禦氣候災難的能力。中國經濟持續增長所需石油、天然氣和煤炭數量不斷增加很多，煤炭是汙染最嚴重的燃 料，燃煤發電佔中國發電量的70%,到2010年，中國一半以上的石油供應將依賴進口原油。 水流發電是一種傳統的能源供應方式，但其不能利用普遍形式存在的水能如海洋浪湧，使佔 地球面積70%的能源水能被輕視，對浪湧、海洋流沒有找到廣泛利用的方法。人類對海洋能 開發利用的認識是，海洋能分布不均、密度小、能量多變且不穩定，加之能量轉換率低，海 洋自然條件嚴酷，開發技術複雜，建造大功率海洋能電站存在設備過於龐大，施工難度大， 造價昂貴，投資風險大，管線和發電設備易受海水腐蝕以及生物附著等影響，管理和維修不 便等。發明內容本發明的目的就是為了解決目前對自然界中可反覆使用的流體能量或者運動的固體流能 量無法有效提取的問題，提供一種具有結構簡單，使用方便，可有效利用自然界的流體能， 如潮汐等，將其轉化為人類所需求能和力，滿足人類生存發展所需要的能源保障，以及減少 汙染和降低溫室氣體排放量等優點的組合多聯體自然能轉化裝置及其轉化方法。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種組合多聯體自然能轉化裝置，它包括一個能量採集槽，能量採集槽上設有至少一個 自然能釋放出口，在能量採集槽內設有至少一個接觸器，接觸器下部安裝接觸器運行輪，接 觸器上還安裝至少一個重力自動調控器；接觸器運行輪與能量採集槽壁體內對應的三角形運 行和復位軌道配合；重力自動調控器與能量釆集槽的對應運行軌道配合；接觸器通過吊杆與 半圓形能量轉換組件連接，半圓形能量轉換組件的輸出軸對外輸出動力或與發電機連接後輸出電力。
所述能量採集槽前端帶有喇叭口，至少一個側面設有自然能釋放出口；三角形運行和復 位軌道位於能量採集槽側壁內，為直角三角形，其斜邊軌道上安裝軌道開關，軌道開關設有 復位彈性元件，直角邊軌道為接觸器運行輪的運行軌道，能量採集槽底壁設有多個重力自動 調控器用的運行軌道。
所述吊杆兩端分別設有連接器，與接觸器連接的連接器為楔形，另一連接器與半圓形能 量轉換組件連接，同時吊杆的兩端還通過索鏈吊裝在吊杆支架頂端的滑輪及軸上。
所述半圓形能量轉換組件包括轉化器支架及軸承，其上安裝半圓形轉化器，轉化器通過 連接器與吊杆一端連接；在轉化器的轉化器軸上安裝圓形助轉器。
所述接觸器為弧形，其內設有至少一個導流孔，接觸器下部與至少一個重力自動調控器 連接，在接觸器兩側為接觸器運行輪，重力自動調控器上設有與接觸器的導流孔相對應的導流孔。
一種利用組合多聯體自然能轉化裝置的自然能轉換方法，
1) 流體能量或者運動的固體流能量即自然能由能量採集槽的喇叭口進入；
2) 自然能推動接觸器，接觸器通過接觸器運行輪沿三角形運行和復位軌道底邊軌道運動， 此時軌道開關打開，復位彈性元件拉長，接觸器通過吊杆推動半圓形轉化器轉動，轉化器帶 動其轉化器軸轉動向外輸出動力或帶動連接的發電機發電；
3) 在接觸器運動到設定行程後，軌道開關關閉，復位彈性元件收縮，阻擋接觸器運行輪 運動，此時由於轉化器的慣性，它將推動接觸器沿運行和復位軌道的斜邊向上運動；
4) 接觸器上升時，重力自動調控器脫離運行軌道，重力自動調控器把接觸器上的導流孔 打開，使自然能流過接觸器以減少其復位阻力，此時轉化器在慣性作用下繼續轉動向外輸出 動力或帶動連接的發電機發電；
5) 當接觸器到達運行和復位軌道頂端時其沿直角邊軌道下滑，完成一個周期的能量轉換;
6) 接觸器在自然能作用下周而復始的運動，帶動轉化器完成連續的動力或電力輸出。
本發明的自然能量接觸器，在自然能的作用下，按照槽內的軌道運行，接觸器推動吊杆， 吊杆推動半圓形轉化器轉動的組合多聯體，當接觸器吊杆、轉化器組合多聯體運行到某一狀 態時，槽內的自然能從槽壁上的釋放出口釋放出去，組合多聯體便依靠地球引力形成的慣性, 通過復位軌道重新復原到原來狀態，周而復始的運動轉化自然能。這種自然能轉化法可以轉 化地球上客觀存在的流體能量和運動的固體流能量，直接轉化為人類所需的力和電能等。
流體自然能是指空氣和水，水能包括河流水能和海洋、湖泊中的浪湧能及水流能。運動 的固體流能是指可以轉化利用的自然能和人造物能。
由於自然能存在的狀態不同，如水流與海洋邊緣的浪湧的狀態不同，海洋中的浪湧狀態 也不同，本發明中的組合多聯體裝置可以與客觀自然能的狀態相適應，組合多聯體數量大小
可以根據自然能大小和所處環境設置，能普遍適用，且不破壞自然環境，不改變自然能轉化 前後的物質形態、性質和顏色，能保持地形、地貌特徵。
本發明的有益效果構造簡單，製造方便，應用普遍，效益明顯，不耗費燃料，不淹陸 地面積，保護環境，技術壽命永久。採用的組合多聯體可以普遍適用於河流；也可以適用海 洋邊緣和海洋中，建造在漂浮物上或建造在固定物體上。建造在海邊緣，能減少浪湧對海岸 的衝擊，對海岸起到保護作用。解決人類的能源危機，改變化石能源的汙染和溫室排放現象， 對人類發展進步有極大的促進作用，並帶動相關技術的產生和應用，如雷射等。
圖1為組合多聯體的結構側視圖；圖2為圖1的俯視圖； 圖3為接觸器構造正視圖； 圖4為重力自動調控器的構造示意圖； 圖5為圖3、圖4的側視圖6為組合多聯體轉化自然能的工作流程示意圖。
其中，1.能量採集槽，2.接觸器，3.吊杆，4.轉化器，5.運行軌道，6.運行和復 位軌道，7.吊杆支架，8.索鏈，9.圓形助轉器，10.接觸器運行輪，11.重力自動調控器， 12.軌道開關，13.轉化器支架及軸承，14.轉化器軸，15.滑輪及軸，16.連接器，17.導 流孔，18.復位彈性元件，19.自然能釋放出口， 20.自然能運動方向。
具體實施例方式
下面結合附圖與實施例對本發明做進一步說明。
圖l、圖2中，能量採集槽1前端帶有喇叭口，兩側面各設有至少一個自然能釋放出口 19，在能量採集槽1內安裝至少一個接觸器2，接觸器2為弧形，其內設有至少一個導流孔 17，接觸器2下部與至少一個重力自動調控器11連接，在接觸器2下部兩側為接觸器運行輪 10，重力自動調控器11上設有與接觸器2的導流孔17相對應的導流孔。接觸器運行輪10與 能量採集槽1壁體內對應的三角形運行和復位軌道6配合；重力自動調控器11與能量採集槽 1底壁上對應的運行軌道5配合；接觸器2通過吊杆3與半圓形能量轉換組件連接，半圓形 能量轉換組件的輸出軸對外輸出動力或與發電機連接後輸出電力。
三角形運行和復位軌道6為直角三角形，其斜邊軌道上設有軌道開關12，軌道開關12 上設有復位彈性元件18。
吊杆3兩端分別設有連接器16，與接觸器2連接的連接器16為楔形，另一連接器16與 半圓形能量轉換組件的半圓形轉化器4連接，同時吊杆3的兩端還通過索鏈8吊裝在吊杆支 架7頂端的滑輪及軸15上。
半圓形能量轉換組件包括轉化器支架及軸承13，其上安裝半圓形轉化器4，轉化器4通 過連接器16與吊杆3 —端連接；在轉化器4的轉化器軸14上安裝圓形助轉器9。
圖3、圖4、圖5中，接觸器2為弧形，其內設有至少一個導流孔17,其下部與至少一個 重力自動調控器ll連接，在接觸器2兩側為接觸器運行輪10,重力自動調控器ll上設有與 接觸器2的導流孔17相對應的導流孔，重力自動調控器11的兩側也有一對輪子。
圖6中，本發明的自然能轉換方法為
1) 流體能量或者運動的固體流能量即自然能由能量採集槽的喇叭口按自然能運動方向
20進入；
2) 自然能推動接觸器，接觸器通過接觸器運行輪沿三角形運行和復位軌道底邊軌道運動， 此時軌道開關打開，復位彈性元件拉長，接觸器通過吊杆推動半圓形轉化器轉動，轉化器帶 動其轉化器軸轉動向外輸出動力或帶動連接的發電機發電；
3) 在接觸器運動到設定行程後，軌道開關關閉，復位彈性元件收縮，阻擋接觸器運行輪 運動，此時由於轉化器的慣性，它將推動接觸器沿運行和復位軌道的斜邊向上運動；
4) 接觸器上升時，重力自動調控器脫離運行軌道，重力自動調控器把接觸器上的導流孔 打開，使自然能流過接觸器以減少其復位阻力，此時轉化器在慣性作用下繼續轉動向外輸出 動力或帶動連接的發電機發電；
5) 當接觸器到達運行和復位軌道頂端時其沿直角邊軌道下滑，完成一個周期的能量轉換;
6) 接觸器在自然能作用下周而復始的運動，帶動轉化器完成連續的動力或電力輸出。
本發明在具體運行過程中-
1、自然能轉化過程。客觀存在的自然能如空氣、水流和固體流能，通過能量採集槽l的喇叭口集中匯集到接觸器2上並將其推動。此時的導流孔17被重力自動調控器11關閉。接 觸器運行輪10在能量採集槽1壁內的三角形運行和復位軌道6中運行。接觸器2按照軌道運 行推動了吊杆3的運動，此時吊杆支架7和索鏈8承擔起吊杆的重力，所以吊杆把自然能直 接傳動到轉化器4上。轉化器4在吊杆的推動下轉動，把自然能可以直接變為力或帶動發電 機轉化為電能。至此，自然能的第一次轉化結束，軌道開關12關閉，接觸器運行輪10己不 能回到原軌道中。2、 組合多聯體復位過程。當自然能把組合多聯體推動到一定狀態時即達到終止點時，自 然能運行即終止。此時，自然能通過自然能釋放出口 19轉移分散到能量採集槽1的左右兩側 外面，組合多聯體受到的推力大大減少。由於轉化器4為半圓形，吊杆3在索鏈8的作用下， 組合多聯體重心偏移，在其自身重量和慣性發揮作用下，向反方向運行。由於接觸器2的運 行和復位軌道6為直角三角形，接觸器運行輪10在組合多聯體重力慣性的推動下，沿斜軌道 向上運行。此時重力自動調控器ll懸空，脫離開其運行的軌道5，在重力的作用下打開導流 孔17,使能量採集槽1內自然能順導流孔17流過接觸器2,減少了自然能物質形式對接觸器 2的壓力，從而減了對組合多聯體的復位阻力，保證接觸器2能運行到運行和復位軌道6的 頂端，從而滑向下面的運行軌道，最終完成復位過程，第一次循環運行過程結束。3、 河流中水流能轉化和海洋浪湧能轉化的區別。河流水能從河流上遊流向下遊，有些河 流的比降大，動能、勢能同在，但能量小。本發明的組合多聯體可以順河方向連續設置，當 組合多聯體轉化結束後，其槽內的自然能除在槽壁上的釋放口釋放外，還可以在河床底部釋 放。而海洋岸邊和島嶼岸邊的浪湧能比河水能量大，因大陸架平緩度不同一般只有動能，自 然能最終只有通過槽壁上的釋放出口釋放出去。不論是海洋岸邊還是海洋中間，組合多聯體 可以一字橫排。
權利要求
1、一種組合多聯體自然能轉化裝置，其特徵是它包括一個能量採集槽(1)，能量採集槽(1)上設有至少一個自然能釋放出口(19)，在能量採集槽(1)內設有至少一個接觸器(2)，接觸器(2)下部安裝接觸器運行輪(10)，接觸器(2)上還安裝至少一個重力自動調控器(11)；接觸器運行輪(10)與能量採集槽(1)壁體內對應的三角形運行和復位軌道(6)配合；重力自動調控器(11)與能量採集槽(1)的對應運行軌道(5)配合；接觸器(2)通過吊杆(3)與半圓形能量轉換組件連接，半圓形能量轉換組件的輸出軸對外輸出動力或與發電機連接後輸出電力。
2、 根據權利要求l所述的組合多聯體自然能轉化裝置，其特徵是所述能量採集槽(1) 前端帶有喇叭口，至少一個側面設有自然能釋放出口 (19);三角形運行和復位軌道(6)位 於能量採集槽(l)側壁內，為直角三角形，其斜邊軌道上安裝軌道開關(12)，軌道開關(12) 設有復位彈性元件(18)，直角邊軌道為接觸器運行輪(10)的運行軌道，能量採集槽(1) 底壁設有多個重力自動調控器(11)用的運行軌道(5)。
3、 根據權利要求1所述的組合多聯體自然能轉化裝置，其特徵是所述吊杆(3)兩端分別設有連接器(16)，與接觸器(2)連接的連接器(16)為楔形，另一連接器(16)與半 圓形能量轉換組件連接，同時吊杆(3)的兩端還通過索鏈(8)吊裝在吊杆支架(7)頂端的 滑輪及軸(15)上。
4、 根據權利要求l所述的組合多聯體自然能轉化裝置，其特徵是所述半圓形能量轉換 組件包括轉化器支架及軸承(13)，其上安裝半圓形轉化器(4),轉化器(4)通過連接器(16) 與吊杆(3) —端連接；在轉化器(4)的轉化器軸(14)上安裝圓形助轉器(9)。
5、 根據權利要求l所述的組合多聯體自然能轉化裝置，其特徵是所述接觸器(2)為 弧形，其內設有至少一個導流孔(17),接觸器(2)下部與至少一個重力自動調控器(11) 連接，在接觸器(2)兩側為接觸器運行輪(10)，重力自動調控器(11)上設有與接觸器(2) 的導流孔(17)相對應的導流孔。
6、 一種利用權利要求l所述組合多聯體自然能轉化裝置的自然能轉換方法，其特徵是1) 流體能量或者運動的固體流能量即自然能由能量採集槽(1)的喇叭口進入；2) 自然能推動接觸器(2)，接觸器(2)通過接觸器運行輪(10)沿三角形運行和復位 軌道(6)底邊軌道運動，此時軌道開關(12)打開，復位彈性元件(18)拉長，接觸器(2) 通過吊杆推動半圓形轉化器(4)轉動，轉化器(4)帶動其轉化器軸(14)轉動向外輸出動 力或帶動連接的發電機發電；3) 在接觸器(2)運動到設定行程後，軌道開關(12)關閉，復位彈性元件(18)收縮， 阻擋接觸器運行輪(10)運動，此時由於轉化器(4)的慣性，它將推動接觸器(2)沿運行 和復位軌道(6)的斜邊向上運動；4) 接觸器(2)上升時，重力自動調控器(11)脫離運行軌道(5)，重力自動調控器(11) 把接觸器(2)上的導流孔(17)打開，使自然能流過接觸器(2)以減少其復位阻力，此時 轉化器(4)在慣性作用下繼續轉動向外輸出動力或帶動連接的發電機發電；5) 當接觸器(2)到達運行和復位軌道(6)頂端時其沿直角邊軌道下滑，完成一個周期 的能量轉換；6) 接"器(2)在自然能作用下周而復始的運動，帶動轉化器(4)完成連續的動力或電 力輸出。
全文摘要
本發明公開了一種組合多聯體自然能轉化裝置及其轉化方法。它解決了對自然界中可反覆使用的流體能量或運動的固體流能量無法有效提取的問題，具有結構簡單，使用方便，可有效利用自然界的流體能，減少汙染和降低溫室氣體排放量等優點。其結構為它包括一個能量採集槽，能量採集槽上設有至少一個自然能釋放出口，在能量採集槽內設有至少一個接觸器，接觸器下部安裝接觸器運行輪，接觸器上還安裝至少一個重力自動調控器；接觸器運行輪與能量採集槽壁體內對應的三角形運行和復位軌道配合；重力自動調控器與能量採集槽的對應運行軌道配合；接觸器通過吊杆與半圓形能量轉換組件連接，半圓形能量轉換組件的輸出軸對外輸出動力或與發電機連接後輸出電力。
文檔編號F03B13/00GK101230843SQ20081001398
公開日2008年7月30日 申請日期2008年1月29日 優先權日2008年1月29日
發明者馬升昊 申請人:馬升昊