申请/专利权人：深圳市鑫神科技开发有限公司

申请日：2021-06-21

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN113250887B

主分类号：F03B13/00

分类号：F03B13/00;F03B13/06;F03B3/12;F03B13/18;F03B15/14;F03B15/00;F03D9/25;F03D7/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2021.08.31#实质审查的生效;2021.08.13#公开

摘要：本发明公开了一种稳态流能发电装置构成法及装置，是在可再生能源的非稳态流体动能中捕捉能量，并将其转换成稳定的转动动能之装置，且将稳定的转动动能转换成稳定的电能之同时，将聚能器、内备发电机、外备溢能发电机、电动机控速稳速、磁动力和洛伦茨动力系统，及将稳态流能发电装置里多套功能与用途相同的结构和零部件中留一套共用，余者删去，从而减小叶轮机和发电机转子的转动惯量，提高其微动性、稳定性、发电效率和增加发电量以及简化结构、降低成本，同样实现稳态流能发电装置应有的所有功能。稳态流能发电装置中引用了机件旋转中变转动惯量技术，增强了稳态流能发电装置的负载能力。稳态流能发电装置的构成表达了稳态流能发电装置构成法。

主权项：1.一种稳态流能发电装置构成法，其特征是，先将运动方式相异相涉的动力源之运动方式转换成相同的，再将波动幅度小的动力器与波动幅度大的动力器之间实施运动状态同轴互补而构成运动状态稳定程度相对高的动力器，并在其中设置流量调节装置和类型相适应的储能装置以及设置具有发电功能的结构，构成具有将非稳定运动状态化为稳定的运动状态、内备发电功能和外备溢能发电机组合成具有专门针对接受低功率密度的微值流体动能，使得处于静止状态或低速转动状态的叶轮机可在微值扭矩下的加速旋转；当叶轮机接受高功率密度的高值流体动能所产生的高值扭矩而高速转动时呈现高值转动惯量且发挥稳速稳压稳频和自动释放多余的富能自保安全之功能、构成流能发电装置之法；具体讲，先将确定的类型合适的流量调节装置和储能装置设置在流能发电装置上，再采用同轴同转并列设置互补输出之方法，让多个多种不同运动形式和运动状态所对应的旋转动能动力器针对安装在同一根转轴上的相关运动器件同向转动的过程中运动状态得到互补，且在互补过程之中，被整合为同一种运动特征的及运动状态的转动动能，形成整合转动动能动力器，由整合转动动能动力器的输出轴向其外部的旋转动能输入装备输出旋转动能；具体方法是，在流能发电装置之基础上，以转轴为运动物体内联中心，设置包括捕捉大自然非稳定流体动能的聚能器、拾能器、传能器、储能器和换能器的运动方式转换器，且在运动方式转换器构成流能动力器之同时，按照同轴同转并列设置互补输出的方法，设置能够将多个多种运动方式和运动状态形成多个程度不同的运动连续性、波动系数和转速稳定度的动力器，通过同轴同转方式与过程实现各个动力器输出的运动特征与运动状态的互补，形成一个运动连续性好、波动系数小和转速稳定度高的转动动能的整合转动动能动力器，以及再在整合转动动能动力器之内部设置构成具有发电功能的部件，使得多个多种不同运动形式和运动状态的转动动能由非稳定运动状态互补为稳态流能发电装置；稳态流能发电装置中所整合转动动能动力器里的一些结构和零部件的功能与普通发电机的结构和零部件里的功能相同的，按共用法则实现同功能同等级结构件和零部件共用，从而获得简化及优化的结构，将多个多种聚集和捕捉自然能、转换、传送的转动动能动力器互补成的整合转动动能动力器，且与具有发电功能的零部件与结构合装成稳态流能发电装置之法；再在设置流体动力驱动系统时，针对运动方式转换器及其充当运行工质的流体运动特征在其工艺运行的前端设置流体流量调节稳态装置，并在其工艺运行的前端和后端各设置类型相适应的储能装置，同时，再同轴同转并列设置互补输出的多个多种类动力驱动系统，且与前者同轴并存，一起同向转动，实施运动状态互补，杜绝转动断续现象，得到波动系数小的转动动能；第一种求稳法是在采用同轴同转并列设置互补输出的功能总成的同时，在设计稳态流能发电装置时，针对运动方式转换器及其充当运行工质的流体运动特征在其运行工艺的前端设计流体流量调节装置，即在工艺前端采用储蓄流体和调节流量的稳流技术，以及在其运行工艺后端设置类型相适应的蓄电和逆变、稳压、稳频电子技术，其中包括五大部分，部分一，包括波力抽水机、若干杠杆和浮子、单向输送管的汇集系统，在一台稳态流能发电装置中将据实确定若干套汇集系统，而且若干套汇集系统根据稳态流能发电装置安装地域的实际情况来排列和选用，排列布局形态和选用数量均不限，由实际情况和需要来确定；部分二，包括运动方式转换器和在其中设置的发电功能的结构与零部件，以及流体进入运动方式转换器的三种注入方式：A.由单向输送管的流出口直接将流体注入到储式稳流箱，再分别流入各层运动方式转换器的导流器之可控流入口；B.流体由上一层运动方式转换器的流出口进入流速放大器的流入口，流体从流速放大器的出口流出而进入下一层运动方式转换器的导流器之可控流入口；C.单向输送管将流体送至运动方式转换器的喷射口的流入口，且与喷射口的流入口的无漏接通，其中B种流入方式由最高层的运动方式转换器至最低层运动方式转换器的可控流入口分别受到液位控制器的控制而开通封闭以实现对流入量的控制，实现最高层的运动方式转换器在高液位时开始流入，最低层的运动方式转换器在液位下降到最低允许液位之前还能流入，只要最低层的运动方式转换器还在流入，稳态流能发电装置中的转轴就会旋转；从最高层运动方式转换器到最低层运动方式转换器的可控流入口处均设置了开度控制电磁阀，流体通过开度控制电磁阀进入运动方式转换器受到程序控制器的控制，控制方法是，先高层后低层流入法和调节流量稳速法；储式稳流箱内的液位超高之后，水体将从储式稳流箱口边的溢水口自行溢出，确保各层运动方式转换器中的叶轮机所受到各自的流体作用力后在允许的波动范围内转动而在定长时间内的转速相对稳定；部分三，包括按照稳态定长时间的技术要求计算出来的容积之储式稳流箱，其内安装了相应层数的运动方式转换器以及在上一层运动方式转换器至下一层运动方式转换器之间安装了流速放大器，流体在重力作用下从上一层运动方式转换器流出口流出后，且流经流速放大器再流入下一层运动方式转换器的可控流入口，最后，流体从最底层的运动方式转换器的总流出口流出；部分四，当稳态流能发电装置安装点设在浅海区域内，须将承重机架安装于浅水区域的海底岩石上，当安装点设在深海区域内，须按照现场实际情况和技术要求计算出来的浮力大小设计承重机架和浮力可控承重浮体，制成水面漂浮式的设备支撑系统，据实确定采用支撑方式；部分五，包括按照技术要求计算出来的发电、蓄电系统和电动机调速稳速装置；第二种求稳法是在采用同轴同转并列设置互补输出的功能总成的同时，采用第一种求稳法部分五中表述的蓄电系统和电动机调速稳速装置，蓄电系统和电动机调速稳速装置中包括电动机、主动摩擦轮、按照被动摩擦轮的半径所对应的圆周分割成一段接一段的被动摩擦片段、阻尼器、充电器、蓄电池、逆变器、稳压器、稳频器和程序控制器及制动器组合成具有针对接受低功率密度的微值流体动能，使得处于静止状态或低速转动状态的叶轮机可在微值扭矩下加速旋转；当叶轮机接受高功率密度的高值流体动能所产生的高值扭矩而高速转动时呈现相对高值转动惯量发挥稳速稳压稳频和自动释放多余的富能自保安全之调节功能的驱动系统，并是运动状态高转速稳定度的且人为可控运行状态的驱动系统；第三种求稳法是在采用同轴同转并列设置互补输出的功能总成的同时，将可移动的磁性材料置于两种不同种类的或两个以上同种类的磁场源之磁场不同角度地交集于同一空间所形成的非均匀磁场中将受到两种异类的或两个同种的磁场合作用，以及在多个磁场交集区域中磁场合场强不为零的，即不为零的净磁力所驱动而形成的磁性材料的运动所构成的磁动力驱动系统；其方法是，采用同轴同转并列设置互补输出的方法，在每一个叶片上距离转轴轴线最远的垂直走向的垂直边框的边缘，且要避开叶片流入口流体通道，在其流入口流体通道附近、叶片的凸面上设置一个与垂线成非平行的发电机非均匀磁场力转子永磁体，同时在导流器向转轴方向的侧板上安装发电机非均匀磁场力定子永磁体，发电机非均匀磁场力转子永磁体与发电机非均匀磁场力定子永磁体之磁极相同而相向安装，发电机非均匀磁场力转子永磁体受发电机非均匀磁场力定子永磁体的同性排斥的磁力作用而运动，形成了因磁动力而获得旋转动能的磁动力驱动系统；在转轴上，与波动系数各异的、转速稳定度不同的旋转动能动力器实现运动状态互补，获得改善和减弱非稳定程度而形成的波动系数小、转速稳定度高的旋转动能之法；须要按照电磁学揭示的电磁原理，将磁性材料置于两种以上的磁场源中，按照电磁原理成一个确定角度地交集在同一空间里多个磁场共存所形成的非均匀磁场中，磁性物体之间即受到相互磁力作用而运动；只要将非均匀磁场中的磁性物体分别与不同的固定物固定就获得相对稳定的磁动能量转换成机械动能；第四种求稳法是在采用同轴同转并列设置互补输出的功能的同时，建立洛伦茨电动动力驱动系统，其方法是，在设置了汇流绕射发电装置流体动力驱动系统之同时，再同轴并列设置洛伦茨电动动力驱动系统，且与前者同轴并存，一起同向转动，实施运动状态互补输出，提高转动动能的状态稳定度；建立洛伦茨电动动力驱动系统中动力器的具体方法是，叶轮机上辐条端部连接叶片上垂直的直线形内边框，并在叶片的凸面上沿直线形外边框安装了若干个永磁柱，构成了洛伦茨转子永磁体，洛伦茨转子永磁体的S磁极工作面向的是安装在导流器腔体外面的洛伦茨定子线圈N磁极工作面；洛伦茨定子线圈的线圈平面与辐条的轴线延长线一致，呈垂直于地面的方框形洛伦茨定子线圈的一段垂直走向的直线部分靠近洛伦茨转子永磁体的S磁极工作面，而洛伦茨定子线圈的另一段垂直的直线段远离洛伦茨转子永磁体的S磁极工作面；靠近洛伦茨转子永磁体的S磁极工作面的洛伦茨定子线圈的一段垂直走向的直线形载流线圈靠在洛伦茨定子永磁体的N磁极工作面上，一同与洛伦茨转子永磁体S磁极工作面相对面，形成了载流导线在NS磁极构成的磁场中间的运动形态，必然形成洛伦茨力现象；方框形洛伦茨定子线圈固定在导流器腔体外面，不可移动，而洛伦茨转子永磁体是固定在叶轮机叶片上的，故洛伦茨转子永磁体在与洛伦茨定子线圈之间的洛伦茨力作用下运动；洛伦茨转子永磁体的运动带动了叶轮机转动；因洛伦茨定子线圈的垂直走向的另一段直线形载流线圈远离洛伦茨转子永磁体的磁极，故与洛伦茨转子永磁体之间所产生的洛伦茨力很小，可忽略不计；洛伦茨定子线圈的供电由本装置所配置的蓄电系统在控制器指令下可控供电，当叶轮机的转速低于所设定的转速限定值时，蓄电系统收到控制器向洛伦茨定子线圈供电的指令，通电后的洛伦茨定子线圈与洛伦茨转子永磁体之间产生洛伦茨力，叶轮机受到的扭矩增大，其转速加快；当叶轮机的转速高于所设定的转速限定值时，蓄电系统收到控制器指令而停止向洛伦茨定子线圈供电，断电后的洛伦茨定子线圈与洛伦茨转子永磁体之间的洛伦茨力消失，叶轮机失去洛伦茨扭矩，驱动叶轮机转动所需要的扭矩直接由整合转动动能动力器提供；第五种求稳法是在采用同轴同转并列设置互补输出的功能总成的同时，采用改变转动惯量来调控驱动力系统，驱动力系统包括辐条、悬挂钩、二维楔子状的中空重物及其内盛的高密度液体，其安装形态是，辐条与转轴固定连接的一端低，辐条与叶片内边缘固定连接的一端高，在每一根辐条上挂装一个可以在辐条上滑动的重物，重物是刚性中空的，为密封容器，内盛高密度液体，重物的几何形状为二维楔子状，由重物的悬挂钩将其悬挂在辐条上、悬挂钩设置在二维楔子状重物的最厚端，其楔子状的最尖端处于自然下垂的最低处；叶轮机处于静止状态或低速转动状态时，高密度液体处在重物内最低点，转动惯量小，对应启动扭矩需求小，微动性能好；叶轮机处于高速转动状态时，高密度液体处在重物内最高点，转动惯量大，对应启动扭矩大，运动状态更加平衡，对应启动扭矩大，对外负载能力大。

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