组合多联体自然能转化装置及其转化方法.pdf

本发明公开了一种组合多联体自然能转化装置及其转化方法。它解决了对自然界中可反复使用的流体能量或运动的固体流能量无法有效提取的问题，具有结构简单，使用方便，可有效利用自然界的流体能，减少污染和降低温室气体排放量等优点。其结构为：它包括一个能量采集槽，能量采集槽上设有至少一个自然能释放出口，在能量采集槽内设有至少一个接触器，接触器下部安装接触器运行轮，接触器上还安装至少一个重力自动调控器；接触器运行轮与能量采集槽壁体内对应的三角形运行和复位轨道配合；重力自动调控器与能量采集槽的对应运行轨道配合；接触器通过吊杆与半圆形能量转换组件连接，半圆形能量转换组件的输出轴对外输出动力或与发电机连接后输出电力。

权利要求书
1.  一种组合多联体自然能转化装置，其特征是：它包括一个能量采集槽(1)，能量采集槽(1)上设有至少一个自然能释放出口(19)，在能量采集槽(1)内设有至少一个接触器(2)，接触器(2)下部安装接触器运行轮(10)，接触器(2)上还安装至少一个重力自动调控器(11)；接触器运行轮(10)与能量采集槽(1)壁体内对应的三角形运行和复位轨道(6)配合；重力自动调控器(11)与能量采集槽(1)的对应运行轨道(5)配合；接触器(2)通过吊杆(3)与半圆形能量转换组件连接，半圆形能量转换组件的输出轴对外输出动力或与发电机连接后输出电力。

2.  根据权利要求1所述的组合多联体自然能转化装置，其特征是：所述能量采集槽(1)前端带有喇叭口，至少一个侧面设有自然能释放出口(19)；三角形运行和复位轨道(6)位于能量采集槽(1)侧壁内，为直角三角形，其斜边轨道上安装轨道开关(12)，轨道开关(12)设有复位弹性元件(18)，直角边轨道为接触器运行轮(10)的运行轨道，能量采集槽(1)底壁设有多个重力自动调控器(11)用的运行轨道(5)。

3.  根据权利要求1所述的组合多联体自然能转化装置，其特征是：所述吊杆(3)两端分别设有连接器(16)，与接触器(2)连接的连接器(16)为楔形，另一连接器(16)与半圆形能量转换组件连接，同时吊杆(3)的两端还通过索链(8)吊装在吊杆支架(7)顶端的滑轮及轴(15)上。

4.  根据权利要求1所述的组合多联体自然能转化装置，其特征是：所述半圆形能量转换组件包括转化器支架及轴承(13)，其上安装半圆形转化器(4)，转化器(4)通过连接器(16)与吊杆(3)一端连接；在转化器(4)的转化器轴(14)上安装圆形助转器(9)。

5.  根据权利要求1所述的组合多联体自然能转化装置，其特征是：所述接触器(2)为弧形，其内设有至少一个导流孔(17)，接触器(2)下部与至少一个重力自动调控器(11)连接，在接触器(2)两侧为接触器运行轮(10)，重力自动调控器(11)上设有与接触器(2)的导流孔(17)相对应的导流孔。

6.  一种利用权利要求1所述组合多联体自然能转化装置的自然能转换方法，其特征是：
1)流体能量或者运动的固体流能量即自然能由能量采集槽(1)的喇叭口进入；
2)自然能推动接触器(2)，接触器(2)通过接触器运行轮(10)沿三角形运行和复位轨道(6)底边轨道运动，此时轨道开关(12)打开，复位弹性元件(18)拉长，接触器(2)通过吊杆推动半圆形转化器(4)转动，转化器(4)带动其转化器轴(14)转动向外输出动力或带动连接的发电机发电；
3)在接触器(2)运动到设定行程后，轨道开关(12)关闭，复位弹性元件(18)收缩，阻挡接触器运行轮(10)运动，此时由于转化器(4)的惯性，它将推动接触器(2)沿运行和复位轨道(6)的斜边向上运动；
4)接触器(2)上升时，重力自动调控器(11)脱离运行轨道(5)，重力自动调控器(11)把接触器(2)上的导流孔(17)打开，使自然能流过接触器(2)以减少其复位阻力，此时转化器(4)在惯性作用下继续转动向外输出动力或带动连接的发电机发电；
5)当接触器(2)到达运行和复位轨道(6)顶端时其沿直角边轨道下滑，完成一个周期的能量转换；
6)接触器(2)在自然能作用下周而复始的运动，带动转化器(4)完成连续的动力或电力输出。

说明书组合多联体自然能转化装置及其转化方法
技术领域
本实用新型涉及一种能量转换装置，尤其涉及一种组合多联体自然能转化装置及其转化方法。
背景技术
众所周知，人类在进化和社会经济发展的过程中，物资基础成为首要条件。20世纪后，以矿产资源石油、煤炭、天然气和电力为主要能源，加快了人类的经济社会发展。当进入21世纪后，不可再生的矿产资源石油的存量和可开采量减少。2007年联合国最关注的问题是气候变化，气候变化威胁着整个人类大家庭。联合国能源活动计划把联合国系统内的所有与能源有关的项目，都协调起事，围绕节能减排开展工作。许多国家针对能源问题、气候变暖，大力开展技术应对工作。一方面是对现有耗能设施进行技术改造，提高能源作用效力，减少排放。另一方面，是大力开发煤炭和石油的替代能源，主要是水能、核能、太阳能、风能、潮汐能和生物能。但是，现有的能源技术并没有重大突破，所谓的新能源也已出现几十年，且存在许多限制，还无法大面积推广，如核能技术要求高，建造投资大，还有安全危险，许多发展中国家根本无力发展；生物能源对农业生产有很大影响等等。因此，新能源只能在少数国家使用。
科学家估计，人类在100年内，近80％的能源消耗还必须依靠煤炭和石油。人们的观念是煤炭是极其丰富的能源。如今煤炭造成的危害和污染大大超过核能。地球正面临着重大环境挑战。如何减少煤炭、石油能源对环境的污染，降低现有生产设备、运输车辆和生活设施的能耗，仍是最迫切和最现实的问题。科学家认为要从根本上解决气候变化问题，关键是技术。国际能源机构估计，仅仅要扭转温室效应，全球在2030年之前，就需要投入20万亿美元，改造目前的能源设备。而发达国家每年至少需要向发展中国家提供860亿美元的援助，才能使这些国家有抵御气候灾难的能力。
中国经济持续增长所需石油、天然气和煤炭数量不断增加很多，煤炭是污染最严重的燃料，燃煤发电占中国发电量的70％，到2010年，中国一半以上的石油供应将依赖进口原油。水流发电是一种传统的能源供应方式，但其不能利用普遍形式存在的水能如海洋浪涌，使占地球面积70％的能源水能被轻视，对浪涌、海洋流没有找到广泛利用的方法。人类对海洋能开发利用的认识是，海洋能分布不均、密度小、能量多变且不稳定，加之能量转换率低，海洋自然条件严酷，开发技术复杂，建造大功率海洋能电站存在设备过于庞大，施工难度大，造价昂贵，投资风险大，管线和发电设备易受海水腐蚀以及生物附着等影响，管理和维修不便等。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决目前对自然界中可反复使用的流体能量或者运动的固体流能量无法有效提取的问题，提供一种具有结构简单，使用方便，可有效利用自然界的流体能，如潮汐等，将其转化为人类所需求能和力，满足人类生存发展所需要的能源保障，以及减少污染和降低温室气体排放量等优点的组合多联体自然能转化装置及其转化方法。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种组合多联体自然能转化装置，它包括一个能量采集槽，能量采集槽上设有至少一个自然能释放出口，在能量采集槽内设有至少一个接触器，接触器下部安装接触器运行轮，接触器上还安装至少一个重力自动调控器；接触器运行轮与能量采集槽壁体内对应的三角形运行和复位轨道配合；重力自动调控器与能量采集槽的对应运行轨道配合；接触器通过吊杆与半圆形能量转换组件连接，半圆形能量转换组件的输出轴对外输出动力或与发电机连接后输出电力。
所述能量采集槽前端带有喇叭口，至少一个侧面设有自然能释放出口；三角形运行和复位轨道位于能量采集槽侧壁内，为直角三角形，其斜边轨道上安装轨道开关，轨道开关设有复位弹性元件，直角边轨道为接触器运行轮的运行轨道，能量采集槽底壁设有多个重力自动调控器用的运行轨道。
所述吊杆两端分别设有连接器，与接触器连接的连接器为楔形，另一连接器与半圆形能量转换组件连接，同时吊杆的两端还通过索链吊装在吊杆支架顶端的滑轮及轴上。
所述半圆形能量转换组件包括转化器支架及轴承，其上安装半圆形转化器，转化器通过连接器与吊杆一端连接；在转化器的转化器轴上安装圆形助转器。
所述接触器为弧形，其内设有至少一个导流孔，接触器下部与至少一个重力自动调控器连接，在接触器两侧为接触器运行轮，重力自动调控器上设有与接触器的导流孔相对应的导流孔。
一种利用组合多联体自然能转化装置的自然能转换方法，
1)流体能量或者运动的固体流能量即自然能由能量采集槽的喇叭口进入；
2)自然能推动接触器，接触器通过接触器运行轮沿三角形运行和复位轨道底边轨道运动，此时轨道开关打开，复位弹性元件拉长，接触器通过吊杆推动半圆形转化器转动，转化器带动其转化器轴转动向外输出动力或带动连接的发电机发电；
3)在接触器运动到设定行程后，轨道开关关闭，复位弹性元件收缩，阻挡接触器运行轮运动，此时由于转化器的惯性，它将推动接触器沿运行和复位轨道的斜边向上运动；
4)接触器上升时，重力自动调控器脱离运行轨道，重力自动调控器把接触器上的导流孔打开，使自然能流过接触器以减少其复位阻力，此时转化器在惯性作用下继续转动向外输出动力或带动连接的发电机发电；
5)当接触器到达运行和复位轨道顶端时其沿直角边轨道下滑，完成一个周期的能量转换；
6)接触器在自然能作用下周而复始的运动，带动转化器完成连续的动力或电力输出。
本实用新型的自然能量接触器，在自然能的作用下，按照槽内的轨道运行，接触器推动吊杆，吊杆推动半圆形转化器转动的组合多联体，当接触器吊杆、转化器组合多联体运行到某一状态时，槽内的自然能从槽壁上的释放出口释放出去，组合多联体便依靠地球引力形成的惯性，通过复位轨道重新复原到原来状态，周而复始的运动转化自然能。这种自然能转化法可以转化地球上客观存在的流体能量和运动的固体流能量，直接转化为人类所需的力和电能等。
流体自然能是指空气和水，水能包括河流水能和海洋、湖泊中的浪涌能及水流能。运动的固体流能是指可以转化利用的自然能和人造物能。
由于自然能存在的状态不同，如水流与海洋边缘的浪涌的状态不同，海洋中的浪涌状态也不同，本实用新型中的组合多联体装置可以与客观自然能的状态相适应，组合多联体数量大小可以根据自然能大小和所处环境设置，能普遍适用，且不破坏自然环境，不改变自然能转化前后的物质形态、性质和颜色，能保持地形、地貌特征。
本发明的有益效果：构造简单，制造方便，应用普遍，效益明显，不耗费燃料，不淹陆地面积，保护环境，技术寿命永久。采用的组合多联体可以普遍适用于河流；也可以适用海洋边缘和海洋中，建造在漂浮物上或建造在固定物体上。建造在海边缘，能减少浪涌对海岸的冲击，对海岸起到保护作用。解决人类的能源危机，改变化石能源的污染和温室排放现象，对人类发展进步有极大的促进作用，并带动相关技术的产生和应用，如激光等。
附图说明
图1为组合多联体的结构侧视图；
图2为图1的俯视图；
图3为接触器构造正视图；
图4为重力自动调控器的构造示意图；
图5为图3、图4的侧视图；
图6为组合多联体转化自然能的工作流程示意图。
其中，1.能量采集槽，2.接触器，3.吊杆，4.转化器，5.运行轨道，6.运行和复位轨道，7.吊杆支架，8.索链，9.圆形助转器，10.接触器运行轮，11.重力自动调控器，12.轨道开关，13.转化器支架及轴承，14.转化器轴，15.滑轮及轴，16.连接器，17.导流孔，18.复位弹性元件，19.自然能释放出口，20.自然能运动方向。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。
图1、图2中，能量采集槽1前端带有喇叭口，两侧面各设有至少一个自然能释放出口19，在能量采集槽1内安装至少一个接触器2，接触器2为弧形，其内设有至少一个导流孔17，接触器2下部与至少一个重力自动调控器11连接，在接触器2下部两侧为接触器运行轮10，重力自动调控器11上设有与接触器2的导流孔17相对应的导流孔。接触器运行轮10与能量采集槽1壁体内对应的三角形运行和复位轨道6配合；重力自动调控器11与能量采集槽1底壁上对应的运行轨道5配合；接触器2通过吊杆3与半圆形能量转换组件连接，半圆形能量转换组件的输出轴对外输出动力或与发电机连接后输出电力。
三角形运行和复位轨道6为直角三角形，其斜边轨道上设有轨道开关12，轨道开关12上设有复位弹性元件18。
吊杆3两端分别设有连接器16，与接触器2连接的连接器16为楔形，另一连接器16与半圆形能量转换组件的半圆形转化器4连接，同时吊杆3的两端还通过索链8吊装在吊杆支架7顶端的滑轮及轴15上。
半圆形能量转换组件包括转化器支架及轴承13，其上安装半圆形转化器4，转化器4通过连接器16与吊杆3一端连接；在转化器4的转化器轴14上安装圆形助转器9。
图3、图4、图5中，接触器2为弧形，其内设有至少一个导流孔17，其下部与至少一个重力自动调控器11连接，在接触器2两侧为接触器运行轮10，重力自动调控器11上设有与接触器2的导流孔17相对应的导流孔，重力自动调控器11的两侧也有一对轮子。
图6中，本实用新型的自然能转换方法为：
1)流体能量或者运动的固体流能量即自然能由能量采集槽的喇叭口按自然能运动方向20进入；
2)自然能推动接触器，接触器通过接触器运行轮沿三角形运行和复位轨道底边轨道运动，此时轨道开关打开，复位弹性元件拉长，接触器通过吊杆推动半圆形转化器转动，转化器带动其转化器轴转动向外输出动力或带动连接的发电机发电；
3)在接触器运动到设定行程后，轨道开关关闭，复位弹性元件收缩，阻挡接触器运行轮运动，此时由于转化器的惯性，它将推动接触器沿运行和复位轨道的斜边向上运动；
4)接触器上升时，重力自动调控器脱离运行轨道，重力自动调控器把接触器上的导流孔打开，使自然能流过接触器以减少其复位阻力，此时转化器在惯性作用下继续转动向外输出动力或带动连接的发电机发电；
5)当接触器到达运行和复位轨道顶端时其沿直角边轨道下滑，完成一个周期的能量转换；
6)接触器在自然能作用下周而复始的运动，带动转化器完成连续的动力或电力输出。
本实用新型在具体运行过程中：
1、自然能转化过程。客观存在的自然能如空气、水流和固体流能，通过能量采集槽1的喇叭口集中汇集到接触器2上并将其推动。此时的导流孔17被重力自动调控器11关闭。接触器运行轮10在能量采集槽1壁内的三角形运行和复位轨道6中运行。接触器2按照轨道运行推动了吊杆3的运动，此时吊杆支架7和索链8承担起吊杆的重力，所以吊杆把自然能直接传动到转化器4上。转化器4在吊杆的推动下转动，把自然能可以直接变为力或带动发电机转化为电能。至此，自然能的第一次转化结束，轨道开关12关闭，接触器运行轮10已不能回到原轨道中。
2、组合多联体复位过程。当自然能把组合多联体推动到一定状态时即达到终止点时，自然能运行即终止。此时，自然能通过自然能释放出口19转移分散到能量采集槽1的左右两侧外面，组合多联体受到的推力大大减少。由于转化器4为半圆形，吊杆3在索链8的作用下，组合多联体重心偏移，在其自身重量和惯性发挥作用下，向反方向运行。由于接触器2的运行和复位轨道6为直角三角形，接触器运行轮10在组合多联体重力惯性的推动下，沿斜轨道向上运行。此时重力自动调控器11悬空，脱离开其运行的轨道5，在重力的作用下打开导流孔17，使能量采集槽1内自然能顺导流孔17流过接触器2，减少了自然能物质形式对接触器2的压力，从而减了对组合多联体的复位阻力，保证接触器2能运行到运行和复位轨道6的顶端，从而滑向下面的运行轨道，最终完成复位过程，第一次循环运行过程结束。
3、河流中水流能转化和海洋浪涌能转化的区别。河流水能从河流上游流向下游，有些河流的比降大，动能、势能同在，但能量小。本实用新型的组合多联体可以顺河方向连续设置，当组合多联体转化结束后，其槽内的自然能除在槽壁上的释放口释放外，还可以在河床底部释放。而海洋岸边和岛屿岸边的浪涌能比河水能量大，因大陆架平缓度不同一般只有动能，自然能最终只有通过槽壁上的释放出口释放出去。不论是海洋岸边还是海洋中间，组合多联体可以一字横排。