专利名称：利用液体、流体或其相似的材料的表面运动所产生的动能来驱动电机发电或输出动力的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用液体、流体或其相似的材料的表面运动所产生的动能来驱动电机发电或输出动力的装置。具体来说，这个装置可以从流体的上升、落下、前推和后拉四种不同的表面运动中采集能量，此能源为非常规、可再生能源，并且是现有发电设备中可利用最少的机械能来产生电能的最有效的装置。它用途多样，既可用于普通或液压泵，发电装置， 各种型号的海上船只，也可用于汽车或陆地机械，以及水力发电等。与现今已有的产能装置相比，本发明具有以下优点装置结构简易，安装方便，所以其生产或建造费用要低于现有的同类产品，且零件的制造也相对简单。维护费用低廉，易操作。适用于各种地区和位置，并可用于各种固定或移动的动力设备上。在任何能产生最小程度波浪运动的地点均可使用。其主要特征为使用无污染可再生能源，比起现有的其他设备，此装置既不需要燃料，也不会受季节的影响(如太阳能，风能等装置)。此装置是目前已知的，能够利用最小的机械能产出最高电能的装置。
发明内容
关于利用液体，流体或其相似的材料的表面运动所产生的动力来产能的技术，我们可以引用ES 2237269号专利，其中涉及一个用来收集波浪动能的漂浮柱(I)与一个可移动的叉钳⑵连接，⑵又与传动机械臂⑶通过横轴⑷组合；传动机械臂⑶与上部机械臂(5)相连；(5)又与齿轮传动系统(6)连接。上述部分通过动能储蓄飞轮(7)与装置主体相连。其结构能够适应海洋及岸边的自然波浪运动，以使装置安装更为稳固。适用于各种水库，池塘或任何能够提供自然或人工波浪运动的场所。在另一项发明专利W0100317DK中，描述了一个使用连接在机械臂末端的漂浮柱来收集波浪能源发电的系统，此机械臂安装在一个或多个与混凝土主轴连接的驱动器上， 并与船只或类似的装置相连，把整体的动力传送给传动箱和电机，以此来利用海洋，湖泊或其他能产生波浪的地点来产能。 其原理是通过传动轴将动能持续不断地传送给传动箱和电机并将其转化为电能。 此外，该波浪发电装置还配装有机械臂。可将该装置安装于水流湍急处，例如海峡，河流或类似的地点。此波浪发电装置配有一个电葫芦，此电葫芦通过一个控制箱发动，当风力过强、波浪过大、水温过低，装置过热或对装置进行维护及有其他突发状况时，将控制漂浮柱脱离水面，并紧急中止装置的运作。此波能转换装置可以安装在混凝土材料表面，海底的可调节装置上，以及漂浮物(如船只)或类似的位置上。如专利图纸所示，此波浪产能装置的外形像一个金属箱，其内部的传动系统由一个动能储蓄飞轮，以及一套传动齿轮和势能浮球开关组成的系统。此金属箱是一个中空的外壳，有两个金属侧壁，以支撑轮轴和齿轮传动系统。此外，还有密封的顶盖、底部，前壁和后壁，以保存机身内的润滑油。顶盖中有一个灌装润滑油的塞孔；同样的，底部设有一个排油塞孔，而后壁则有一个控制油位的塞孔。金属箱的内部系统由电机的主轴，副轴，逆转轴和转速轴组成。上述部件均并与金属箱的侧壁垂直，与顶部平行等距安装。该电机的主轴中央出有一凹槽，能够在允许齿轮自由转动的同时，与之前提到的各齿轮轴间保持距离。此主轴的两端通过轴封固定在金属箱两侧。此轴的作用是连接两个相互交错的棘轮，其外部与直径最大与最小的传动齿轮相咬合，以使每个齿轮间相互作用。 如此,将电机的主轴通过外部的机械臂与内部传动系统组合起来。副轴由两侧的外壁来支撑，副轴的一端与一个带孔的凸缘连接，并通过螺栓固定在动能储蓄飞轮上，另一端则通过轴封固定在金属箱侧壁上。在此轴的中央部分有一个独立的大尺寸齿轮与离合器相接，同时，此离合器是齿轮中最大的，并连接在副轴上。逆变器的旋转轴比上述的轴要小，并且固定在侧壁上，在轴承和旋转轴的上方有一个更小的齿轮，通过保护头固定在金属箱的侧壁上。转速轴通过轴封固定在外壁上。此轴的外端连接一个凸缘，可以与任何传动设备或工具联动。此转速轴由金属箱的两个侧壁支撑着。齿轮传动系统的连接方式如下电机主轴上的传动齿轮作用于系统中尺寸最小的齿轮的同时，也作用于逆转轴和其他传动齿轮。主轴的传动齿轮作用于副轴的同时，也作用于副轴中央的独立齿轮，该独立齿轮也是唯一一个通过凸缘固定的齿轮。漂浮柱与其上方的两个平行机械臂相连接，机械臂又与传动系统相连；上部机械臂与两个较长的下部机械臂通过横轴相连，在加固了强度的同时保证了灵活性。机械臂的两端为末端半圆的三角形，通过一个横轴平行地倒接在一起；下部机械臂又通过一个叉钳与漂浮柱两侧的固定孔连接固定；漂浮柱为纵向圆柱形，可允许其任意角度的运动，其内部分上中下三个腔体。金属箱的外形运用几何学原理设计，能够在稳定内部齿轮运作的同时，保持齿轮轴间的平行距离；轴封则保证了齿轮轴和箱体结构的稳定性。此设计能够将润滑油密封于箱体内，以减少部件之间的磨损和防止部件氧化，以保证在岸边，水中或任何类似地点的工作效率。可将其安装在任意固定或运动的位置，其内部零件均可正常运作。将漂浮柱上升和下沉时所产生的动能，通过两排交互安装的单向齿轮带动电机主轴上的动力齿轮，使主轴始终向同一方向转动，以将动能转化为电能。金属箱内部的所有齿轮轴均通过轴封被固定在金属箱侧壁上。该轴不会做全周运动，而是通过单向齿轮将波浪的起伏转化为单向的动能。当其齿轮轴运转时，通过尺寸最小的齿轮来带动副轴上的其他尺寸的齿轮工作。 以这种方式来增强动机械臂所产生的动能，并通过动能储蓄飞轮持续不断地产生电力；动能储蓄飞轮则通过凸缘与副轴相连接。当电机主轴齿轮运作时，将通过固定在金属箱侧壁上的轴封来转动，以此来产能， 并通过使用不同尺寸的齿轮联动来增加工作效率。逆转轴的作用是防止齿轮间发生卡壳， 并将动能传递给储蓄飞轮以用于发电。在副轴上可以找到与离合器相接的部分，其作用是在功率超出安全范围时停止系统运作，以保护部件不受损伤。与离合器相接的是齿轮中尺寸最大的，其主要功能为通过齿轮尺寸间的差异，来与其他齿轮以I比5的倍数运作以增加工作效率。最后一个齿轮位于付轴的中央部分，用于动能的传递，它通过轴封与金属箱侧壁固定，使其动作能够与其他齿轮轴同步进行。此齿轮轴外端配有一个凸缘；此凸缘可以用于连接发电机，水泵或任何需要电能来运作的机械。金属箱前方的机械臂为整个传动系统提供动能。其机械臂的结构设计使动能可以均匀地传递给齿轮系统。同样的，也可以通过下部较长的机械臂来增强或缓冲接收到的动能。此机械臂的杠杆结构可以根据漂浮柱与金属箱之间距离的变化来调整角度。当漂浮柱向金属箱靠近时，机械臂收缩来收集上升动能，当其远离金属箱时则产生下沉的动能。无论怎样运动，装置都可以收集到能量。其机械臂末端带有两个放射状弹簧，其作用是在抑制机械臂活动角度的同时，帮助机械臂回收，以使机械臂保持一个采能效率最高的姿势。下部机械臂通过一个叉钳与漂浮柱两端相连。此叉钳具有两个功能，首先是允许漂浮柱纵向轴旋转；其次是控制其运动角度，具体的结构可以根据其作用和安装地点而变化。如此既可以避免漂浮柱自由旋转，有能够利用重力来控制其平衡。漂浮柱由三个纵向腔体组成第一个纵向腔体位于漂浮柱底部，能够密封容纳液体或固体；第二个纵向腔体中充满空气，位于漂浮柱的中心位置；在第二个腔体的上部还有第三个纵向腔体，此腔体向内凹陷打开，这样做是为了能更好的收集从各个方向而来的波浪动能。上述三个腔体有着为装置收集波浪动能的作用，其结构使其能够从上浮、下沉， iu推和后拉四种波浪运动中收集动能。I-上浮运动当漂浮柱在波浪的推动中自波浪底部向波峰运动时，将自身的浮力装换为动力传递给系统的其他部分。2-下沉运动要收集这部分动能，需要利用两个部件的重力加速度。第一部分是漂浮柱和机械臂本身的重力；第二部分则是漂浮柱底部所密封的液体或固体加载物的重力。并在重力和浮力间取得平衡，不互相干扰。3-前推动能为了收集这部分动能，需要使用漂浮柱上部的开放腔体，将水流充满和抽空时所产生的动能传递给动力系统的其他部分。4-后拉动能要在能够产生这类运动的地点(如浅海)安装使用。当此动作发生时，将有两股力量同时作用一方面，水位的下降和水下的后退水流两力相加作用于漂浮柱中部腔体，给其一个作用力；另一方面，固定在岸边的金属箱承受了这部分作用力，并使其能够通过传动系统传递给动能转换系统。
权利要求
1.利用液体、流体或与其相似的材料的表面运动所产生的动能来驱动电机发电或输出动力的装置，该装置通过金属箱(6)来进行安装固定；其内部有一套齿轮传动系统(6a)，一个动能储存飞轮(7)，一套杠杆连接系统(7a)，以及一个漂浮柱(I)。其设计可以从上升、下沉，前推和后拉四种动作中采集动能，该装置采用非常规，可再生能源，并且是现有发电装置中能够使用最低的动能产出最高电能的装置，其用途多样，可用于普通或液压泵，发电， 各种型号的船只，车辆或陆地机械和水利能源，其特征在于金属箱(6)与底座^k)通过钻孔￠1)安装固定，在其上部有一个支撑体^m)，通过一个空心套管与两个侧壁^b)和 (6c)连接，以支撑内部齿轮传动系统(6a);外加一个顶盖(6d)和一个底层(6e);由此来支撑前壁^f)以及后壁^g);其外壳全部密封以使其内部能够保存润滑油，在顶盖^d)上有一个塞孔(6h)用于给装置加油；同样的，在底层(6e)也有一个塞孔(6j)用于出油；后壁 (6g)上的塞孔(6i)则用于控制油量。
2.根据权利要求I所述的利用液体、流体或与其相似的材料的表面运动所产生的动能来驱动电机发电或输出动力的装置，其特征在于齿轮系统(6A)与一个电机的主轴(10)、 一个副轴(11)、一个逆变器的旋转轴(16)和轴转速(21)相连；并安装固定在金属箱外壁 (6B)上，并与金属箱(6)的另外两个外壁(6g)和(6f)平行等距设置；电机的主轴(10)中央设有一个凹槽(IOA)，以允许齿轮(18)在自由转动的同时，能够与之前提到的各部分保持距离；另外，此传动轴(10)的另一端与轴承(9A)相接，其被固定在金属箱侧壁^B)的另一个轴承(9B)上，9B又被固定在金属箱(I)的内壁(6c)上；此轴和两个交替的棘轮(14) 联动，其外端与最大尺寸齿轮(8)和最小尺寸齿轮(13)相连；同样的，电机主轴(10)与机械臂(5)连接以作用于杠杆系统(7a);副轴(11)同样被(6b) (6c)两个内壁支撑着；(11) 末端靠近凸缘(20)，(20)上带有一个小孔(20a)，并通过螺栓固定在动能储蓄飞轮(7)上； 副轴(11)靠近内壁^b)上的轴承(9c)，并可在(11)的中央部分找到一个大尺寸的独立齿轮(18)，与同样位于副轴上的，一个尺寸更大的离合器(19)咬合；(12)和(17)两个尺寸相同的齿轮与副轴(11)相接，以支撑其与内壁(6c)上的轴封(9b)固定；逆转轴(16)的尺寸相比(10)和(11)要小，并靠近金属箱；金属箱上固定了一个小齿轮(15) ；(15)与轴承(9e)和逆转轴(16)联动；(16)固定在内壁(6b)上，并在末端配有一个保护头(16a);转速轴(21)通过轴封(9f)固定在内壁(6b) 上，其上方还有固定在内壁(6c)上的齿轮(22)和轴承(9g) ；(21)与凸缘(23)相连，固定于内壁(6b)和(6c)上，并可作用于任何传动装置或工具。
3.根据权利要求I或2所述的利用液体、流体或与其相似的材料的表面运动所产生的动能来驱动电机发电或输出动力的装置，其特征在于其中齿轮系统^a)以以下方式串联齿轮(13)位于电机主轴(10)上，与齿轮(15)联动，齿轮(15)位于轴(16)上，在帮助逆转轴运转的同时与位于轴(11)上的齿轮(17)联动。齿轮⑶位于电机主轴(10)上，与副轴(11)上的齿轮(12)联动；位于副轴中部的独立齿轮(18)与齿轮(22)联动；齿轮(22) 位于带有凸缘(23)的轴(21)上。
4.根据权利要求I所述的利用液体、流体或与其相似的材料的表面运动所产生的动能来驱动电机发电或输出动力的装置，其特征在于其中的杠杆系统(7a)与两个上部平行机械臂(5)相连；机械臂与电机主轴(10)相连，上部机械臂(5)又与两个相对较长的下部机械臂(3)通过连接部位(4) (28)相连；下部机械臂(3)和上部机械臂(5)两端为末端半圆的三角形，通过一个横轴(3b)平行地倒接在一起；下部机械臂(3)又通过控制轴(3a)与漂浮柱(I)连接；漂浮柱通过横轴 (2a)与其上部叉钳(2)相连；(2a)末端与纵轴(2b) (2c)垂直固定，并通过固定部件(27) 来稳定漂浮柱(I)。
5.根据权利要求I或4所述的利用液体、流体或与其相似的材料的表面运动所产生的动能来驱动电机发电或输出动力的装置，其特征在于漂浮柱(I)是一个纵向的圆柱体，拥有一个中心腔体(25)，一个上部腔体(26)，一个下部腔体(24)以及一个打开的腔体(Ia)， 以用于收集波浪的四种动能。
6.根据权利要求4所述的利用液体、流体或与其相似的材料的表面运动所产生的动能来驱动电机发电或输出动力的装置，其特征在于固定部件(27)由(27a)和(27b)两个部件组合而成，通过其底部固定孔将其固定在两侧内壁上，以允许漂浮柱(I)以任意角度运动。
全文摘要
利用液体、流体或与其相似的材料的表面运动所产生的动能来驱动电机发电或输出动力的装置，具体来说，这个装置可以从上浮、下沉，前推和后拉四种不同的流体表面运动中收集能量。该装置利用非常规，可再生能源，并且是现有发电装置中最有效的，能够利用最少的机械能来产生电能的装置。其用途广泛，既可用于普通或液压泵，发电装置，各种型号的海上船只，也可用于汽车或陆地机械，以及水力能源等。
文档编号F03B13/18GK102597496SQ201080043767
公开日2012年7月18日 申请日期2010年11月12日 优先权日2009年11月13日
发明者维克托雨果·罗萨莱斯乌雷塔 申请人:维克托雨果·罗萨莱斯乌雷塔, 胡安帕特里西奥·托里斯扎莫拉, 路易斯亚历杭德罗·鲁斯科廖