五、

具体实施方式

：

图1为本文的流体动力发电的驱动结构装置立面图。4个叶片框架交差90度连接为一体，构成可旋转的驱动体，中间设固定轴。图2为图1的俯视图，展示了叶片在运动流体的作用下，旋转至图中不同位置时，其叶片在偏航齿轮的作用下，通过齿轮传动发生的旋转角度的变化，以及受力分析。图中中心箭头所指方向为流体的运动方向，即本文的流体动力发电的驱动结构的偏航方向。当运动流体按图中箭头方向运动时，A点和B点位于流体运动方向成90度轴线上，A点叶片这时的角度及其所在的位置所受到的作用力最大，而B点叶片这时的角度及其所受到的作用力则最小，从B点到圆心约45度夹角的G点开始、叶片及驱体开始按顺时针方向受力做功，随着驱体及叶片角度的逐步增大，受力也逐步增大，到C点、E点、A点时受力最大；同理，到H点、D点、F点受力逐步变小。从F点到B点、G点基本等于逆向运转，正好这时的叶片角度基本上都是侧向运动流体方向的，逆向的作用力表现为最小。因此叶片在运动流体的作用下，当从A位置随着驱体旋转到B位置时，驱动体旋转了180度，而同时的叶片旋转角度变化为90度；也就是说，驱体旋转一圈360度，同时的叶片逆向旋转半圈180度，便可以实现驱体在运动流体的作用下旋转，并实现为图2所示的最佳工作状态。如果驱动体安装的叶片到达A、B两个位置其角度方向相反时，则驱动体按逆时针方向旋转，这时的叶片转动则按顺时针方向旋转。图3所示，①为叶片，②为传动轴，③为叶片的齿轮，④为传动齿轮，⑤为偏航齿轮(大小为一体的)，⑥为蜗轮蜗杆减速电机驱动齿轮，⑦为蜗轮蜗杆减速电机，⑧方向感应器和接触器，⑨为电源，⑩为固定轴。由设在⑩固定轴上端的⑨电源、⑧方向感应器和接触器、控制设在⑩固定轴上端的⑦蜗轮蜗杆减速电机倒顺旋转，驱动⑥蜗轮蜗杆减速电机齿轮、控制以⑩固定轴为转动轴的⑤偏航齿轮(大小为一体的大齿轮)，⑤偏航齿轮(大小为一体的小齿轮)控制连接②传动轴两端的一端④传动齿轮，另一端④传动齿轮控制器连接③叶片的齿轮来控制①叶片转动角度。按照图2所述的工作原理，在每个传动齿轮的齿数相同情况下、(小)偏航齿轮的齿数是连接叶片齿轮齿数的一半，形成了偏航齿轮旋转一圈的同时、叶片逆向旋转半圈。同样在偏航齿轮相对静止(不转)时，驱动体旋转一圈、叶片同时也逆向旋转半圈，完成最佳工作状态的同时也能始终保持最佳工作状态。且每个叶片旋转到同一位置时叶片的角度保持一致(图2所示)，也就是最佳工作状态，形成了叶片随着驱动体旋转至A点始终呈正面受力、B点始终呈侧面受力，并且3/4的旋转周期都是同一旋转方向受力，1/4的反向受力基本都是叶片的侧向，从而使每个叶片依次受力，使得发电驱动体在运动流体的动力作用下旋转。当流体运动方向发生改变时，也就是如图2所示、当中间的箭头所指的方向向左偏移时，图3结构中的方向感应器中的左侧感应开关闭合、通过电源、联动接触器、启动蜗轮蜗杆减速电机，使偏航齿轮按逆向旋转，反之则按顺向旋转。当中间的箭头所指的(流体的运动)方向不变时电机暂停，始终保持偏航齿轮与流体运动方向同步、始终保持最佳工作状态，也是本文的偏航控制结构。由于本结构的偏航省力容易，在小型流体动力发电的偏航控制结构使用中，蜗轮蜗杆减速电机的功率较小，因而是不需要使用接触器的，方向感应器中的(左右)感应开关可以直接代替接触器，具体还要按照实际情况来设计。

图4为阴阳式叶片立面图。图5为正面图。图6为图5AB方向的剖面图，图中①为金属薄板叶面体，②为叶片中心轴，③为金属薄板叶片龙骨。把叶片中心轴的两边(AB)制作成带龙骨和平面形成相对应的两个面，平面的背面与龙骨连接，龙骨的一端和平面的一边与中心轴连接，形成一体。在风力作用下，由于凹面受力大于平面受力，因而实现叶片受力自转。图13为阴阳式叶片垂直轴风力发电驱动立面图。

图7为复合式叶片立面图。图8为正面图。图9为图8AB方向的剖面图，图中①为叶片的上下出边，②为叶片中心轴，③为复合材料叶片。运用复合材料把叶片制作成两面的一边都带坡园及上下封板出边，形成对应的两个面，在风力作用下叶片转动轴的一侧带坡圆这边及上下出边相对少的这边作用力相对较小，因而实现叶片受力自转。图14为复合式叶片垂直轴风力发电驱动立面图。

图10为船帆式叶片立面图。图11为正面图。图12为图11AB方向的剖面图，图中①为帆布叶面体，②为上下和两边的金属边框，③为叶片中心轴。就是由金属圆管制作成长方形叶片外框、框的上下侧中心带转动轴，用帆布(伞布等)为叶面体、固定在框的上下和两侧边、即两侧边的对应外侧，形成对应的凹面，在风力作用下固定在合金圆管对应两侧边这边(面)作用力相对较小，由于凹面受力大于平面受力，因而实现叶片受力自转。图15为船帆式叶片垂直轴风力发电驱动立面图。

图13、图14、图15、是本文的流体动力发电的驱动结构装置应用于垂直轴风力发电驱动立面图；由以上图2所述的工作原理、图3图所述的结构方法、以及图4-12所述的自转叶片结构、形成的两个叶片上下连接为一体，构成可旋转的驱动体，中间设固定轴。其中连接的上横梁内设传动轴，横梁两端设传动齿轮控制着叶片齿轮，连接两个叶片横梁中间设传动齿轮、偏航齿轮(大小为一体的)、蜗轮蜗杆减速电机、蜗轮蜗杆减速电机齿轮、方向感应器和接触器(电源)。来风时由电源、感应器接收到的风向电信号、连动接触开关、起动蜗轮蜗杆减速电机(倒顺旋转)驱动着偏航齿轮，通过齿轮传动、控制每个叶片的旋转角度，保持最佳工作状态而运行，成为新型垂直轴风力发电驱动。最后旋转的驱动体通过加速齿轮驱动发电机发电。在实际应用过程中2至4个叶片较为合理。另外本文设计的“船帆式”叶片更适合制造大型风电驱动，其结构是金属边框和大面积帆布(伞布)制作，叶片虽大，重量却能设计得更轻，与现有的三个大叶片发电驱动一样，都是规格越大、旋转速度也越慢的特点。但是本文设计的垂直轴风力发电驱动、长方形的叶片具有更大的受力面积，因而能产生最大力矩，且叶片设计无论大小、在什么状态下都能做到受力均衡，更重要的是由于设计的叶片不段变化受力角度，形成大部分受力都来自风速对叶片正面方向的直接推力，因此发电效率提高也是非常明显的，且制造成本低，安装、运输容易，降低了对鸟类的危害等，由其是它的偏航运转很巧妙、容易，比较现有的水平轴三个大叶片发电驱动的偏航更有优势。

图16为本文的流体动力发电的驱动结构装置、应用于水力发电驱动装置的结构原理剖面图(凹型糟堤坝剖面图)。图中设计6个叶片，A为控制叶片两端为一体的圆形结构发电驱动体(内设传动轴及传动齿轮、偏航齿轮)，B为叶片，C为带加速齿轮的发电机，D为海床(河床)，E为混凝土凹型糟孤形糟底，F为混凝土带凹型糟堤坝。由于凹型糟堤坝两侧的水位高低落差，随着水的流动，推动叶片、使得驱动体不停地旋转，驱动着加速齿轮发电机而发电。其主要特点是转速慢，推力大。首先是选择有利地形进行围堰，建造凹糟出水加速口，把以上设计的流体动力发电的驱动结构装置按叶片转动轴轴线的水平形式设计置于出水加速口的底部，偏航(齿轮)方向固定为凹漕水流的倾斜方向，并设计在驱动体转动轴两端的内侧，(每端的偏航齿轮控制3个叶片)，也就是偏航齿轮固定在驱动体转动轴两端的内侧。其每个叶片旋转至如图16最上边的叶片角度、设定保持一至(偏航方向)，也就是叶片旋转至水流方向相垂直的驱动体旋转中心轴线上的下边始终呈正面受力、上边始终呈侧面受力，也就是保持最佳工作状态。发电驱动体旋转半经以高于流动的水位的整体设计。随着水的流动推动着叶片使得新的水力发电驱动运转工作。应用于大海潮汐发电驱动；先把海围成两个相邻、面积相差不大的两个区域，在相邻公用围海堤坝上建造凹漕海水加速口，用来安装新设计的发电驱动装置，再在两边的两个区域分别设计一个增水口和一个排水口，当海洋长潮时、海洋水位线到达或超过增水区水位时，增水口自动打开进行补水；当海洋落潮时、海洋水位线等于增水区水位线时，关闭增水口；当海洋水位线等于低于落水区水位线时，自动打开落水口进行排水；当海洋水位线等于落水区水位线时，落水口自动关闭，潮起潮落，循环往复，把以上设计的流体动力发电的驱动结构装置按叶片转动轴轴线的水平形式设计置于出水加速口的底部，偏航(齿轮)方向固定为凹漕水流的倾斜方向，并设计在驱动体转动轴两端的内侧，(每端的偏航齿轮控制3个叶片)，也就是偏航齿轮固定在驱动体转动轴两端的内侧。其每个叶片旋转至如图16最上边的叶片角度、设定保持一至(偏航方向)，也就是叶片旋转至水流方向相垂直的驱动体旋转中心轴线上的下边始终呈正面受力、上边始终呈侧面受力，也就是保持最佳工作状态。发电驱动体旋转半经以高于流动的水位的整体设计。随着海水流动推动着叶片，使得新的潮汐发电驱动运转工作。常规的水力发电都是先把水蓄起来，以增加水位高低落差取得一定量的势能，以此冲击水轮机进行驱动发电。本文是在自然水流的作用下即可发电。其主要特点是选择有利地形便可；内地遍布的大江大河，都可因地制宜地、十分便利地用来开发利用。潮汐发电可以不间断，且无公害、开发范围广阔等。只要具备一定条件下的海岸线，通过设计就可以得到取之不尽、用之不竭的新能源。从地图上看山东乳山，地理条件十分优越，大乳山滨海旅游度假区的两边，几乎就是两个天然的潮汐发电站。只需用很少的围海投入，基本不用破坏现有自然环境，就可建设两个大型潮汐发电站。

在水流作用下，本结构设计成4至8个叶片较为合理。其理由是：相同情况下，密度越大的流体，运动时所产生的动能也越大，作用力的连续性也强，具体还要根据运用时的实际情况来设计叶片数量和叶片结构形式。对于叶片的设计，本人建议以平面为主，理由如下：此结构在本文运转工作过程中，叶片基本呈侧向进出水中状态，且水的密度比空气大，运动时产生的推力也非常大，因此设计产生助力自转叶片没有多大意义。另外本文的水力发电驱动在应用过程中，每一个混凝土凹型糟中应设计安装两个相对应的水力发电机驱动，这样设计更能增加效益、减少成本。