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龙宫竖管旋流通道切向喷射推发电厂

阅读:351发布:2021-12-06

专利汇可以提供龙宫竖管旋流通道切向喷射推发电厂专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种龙宫竖管旋流通道切向喷射推 水 动 力 轮 发电厂 系由沉底龙宫,封水底盘,稳定桩,引水虹吸管,竖管,移动筒体,传动机匣,机壳,旋流通道切向喷射推水动力轮(或称动力轮),封水底盘,启动机和发 电机 组成,本 发明 将利用标准化浮箱组装成方框形浮动平台,浮动平台将利用施工平台在承建平台上建造沉底龙宫,在沉底龙宫的底层 底板 上安装竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置,利用水柱的 势能 , 流体 通过竖管旋流通道切向喷射推水动力轮,使旋转流体的 离心力 推开同水位的静水而持续流动,利用静水具有的势能通过动力轮将沿管流动的流体转变为以切向喷射速度流动,用流体的切向喷射速度的反作用力,使动力轮驱动发电机而发电。,下面是龙宫竖管旋流通道切向喷射推发电厂专利的具体信息内容。

1.一种龙宫竖管旋流通道切向喷射推发电厂系由沉底龙宫,封水底盘,稳定桩,引水虹吸管,竖管,移动筒体,传动机匣,机壳,旋流通道切向喷射推水动力轮(或称动力轮),封水底盘,启动机和发电机组成,其特征是:本发明所要解决技术问题的技术方案是:将利用标准化浮箱组装成方框形或方格形浮动平台,浮动平台分为施工平台和承建平台,施工平台用于搭建脚手架,承建平台用于承载要建龙宫的基础底板层,承建平台所形成的水平面面积等于要建龙宫的宫底面面积,在近海组装浮动平台时,使施工平台的回字形水平面面积能满足建设龙宫施工所需的场地,使施工平台的内方框垂直面与承建平台的外方框垂直面贴近而不能贴合,选定建设沉底龙宫的水底基地并进平整,在基地对应于安装旋流通道切向喷射推水动力轮的部位挖一个能容纳动力轮的深坑,将标准化浮箱组装成的浮动平台拖到选定的水域,就于该水域用施工平台的场地,在承建平台上建设龙宫的基础底层,当沉底龙宫的基础底层建造到其排水量大于自重时,撤去承建平台,让龙宫的基础底层自动下沉,继续利用施工平台的场地,在沉底龙宫的基础底层上进行建造,使其一边建造一边下沉,直至龙宫沉于水底,用稳定桩固定,在高出水面的上层建设其自重大于排水量所需要的高层,龙宫是一种水泥梁柱框架结构的水下建筑物,是安装一个或多个竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的水下发电厂,一个或多个竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置按纵向、横向等面积排列布局,引水虹吸管跨过龙宫的水面上层底板,用一个弯头连接一段直管将进水口伸至设定深度水位,在该弯头前安装一个进水,其另一弯头端口与竖管连通,并在该弯头的上方安装一根带阀门的放气管,竖管在与移动筒体连通前于其管段上前安装一个止水阀门,移动筒体与竖管下段外径表面宻封配合,移动筒体可用于安装或拆卸传动机匣,下移与传动机匣宻封连接,传动机匣和机壳宻封连接,机壳内表面与旋流通道切向喷射推水动力轮的轮廓表面动配合,机壳用上反筒体和法兰支撑于封水底盘的桶口法兰盘上,旋流通道切向喷射推水动力轮用轮廓表面与机壳、封水底盘的对应表面动配合,用其动力轴穿过机壳内的套筒轴承,以吊挂方式支撑于传动机匣的中心宻封室内的止推轴承上,用其水平底盘下方的中心半球面孔与封水底盘对应的半球体相配合作为辅助支撑,与动力轮的水平底盘相配合的桶形封水底盘是一个可移动的钢筋水泥预制件,其上设有与动力轮切向射流相适配的流线叶片组成的叶栅,封水底盘用桶壁内径与机壳的上反筒体外径相配合,用其桶壁外径与龙宫底层底板对应孔径表面相配合,下移用其桶口法兰盘支撑在龙宫底层底板的对应表面上,龙宫底层底板、封水底盘、机壳和传动机匣,构成旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的承力骨架,引水虹吸管、竖管、移动筒体、传动机匣、机壳、旋流通道切向喷射推水动力轮、封水底盘和龙宫底层底板的板间排水通道,构成旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的流体循环流动路线图,安装在龙宫底层底板上的旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置,每一个竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置将驱动四至六台发电机,由于竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置是直立式的,故发电机呈辐射式布局安装,占用空间大,龙宫的底层底板上除安装竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置处留有可开关的封水底盘外,底层底板和四周墙面体全与水体隔断,不得渗漏,且与水面接触的表面不得有钢筋外露,在底层内绕封水底盘的周围设有底层底板的板间排水通道,排水通道按纵向横向布局,排水通道的截面面积与竖管的过流量相适配,安装在底层底板某空间中心部位的封水底盘、动力轮、机壳及其上的动力输出传动机匣等与电厂有关的设备设施是事先准备好的,按工程的进程安装就位,在竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的动力输出传动机匣的周围安装发电机和相关设备与设施,在龙宫底层四周及以上各层建设生活工作区,在封水底盘的孔口外的底板上设有用于固定龙宫发电厂的稳定桩,每一座龙宫发电厂根据规模的大小,设置一部或多部升降电梯,设置一条或多条安全通道,旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的竖管从龙宫发电厂高出水面处,用引水虹吸管将水面下的水体导入竖管,经进、止水阀门,过传动机匣的环形通道导入旋流通道切向喷射推水动力轮,进、止水阀门用于龙宫发电厂的启动与大修,止水阀门用于龙宫发电厂的维护与保養,动力输出传动机匣是用两对或三对空心流线型辐条支板连接外筒体与中心密室形成的承力构件,是用不锈钢压铸、精加工而成重要部件,其外筒体与中心密室构成含有辐条支板的环形通道,其外筒体的上端面通过一段设有密封构造的移动筒体与竖管连通,移动筒体的下端面与机壳上端面密封连接,移动筒体的上段内径表面用几圈篦齿和多圈嵌入式石墨宻封环与竖管对应管段的外径表面宻封配合,移动筒体用其喇叭口法兰盘与传动机匣密封连接,传动机匣的外筒体下端面与旋流通道切向喷射推水动力轮的机壳上端面密封连接,其中心密室中段内对应于空心流线型辐条支板部位,设有安装动力轮动力轴连接的主传动轴、传动轴和伞齿轮等构件的空间和构造,每一根空心流线型辐条支板内安装一根传动轴,传动轴的内端段穿过设于中心密室中段的套筒轴承孔,用其末段外花键与小径伞齿轮的内花键相配合,伸出传动机匣的外筒体的外段轴与设于安装在其对应部位的推力轴承相配合,分别用其外端处的连轴器与发电机的电磁离合器相连接,一组传动轴中有一根伸出传动机匣的外筒体外段轴长,在其连轴器与外筒体之间设有一只大径皮带轮,通过设有张紧器的皮带与启动机输出轴上的小径皮带轮连接,当安装小径皮带轮的转轴两端都配置有电磁离合器,一侧的电磁离合器与启动机连接,另一侧的电磁离合器与辅助发电机连接,每根传动轴内端的小径伞齿轮分别与安装在主传动轴上的主伞齿轮啮合,主传动轴用外花键与主伞齿轮的内花键相配合,主传动轴用外花键的轴向长度大于主伞齿轮内花键的轴向长度,用下伸段的外花键的键槽与安装在动力轴上的吊挂支承盘径向拧进的螺钉头相配合,使动力轴与吊挂支承盘不致产生周向位移,主传动轴用内花键与动力轴上端段的外花键相配合,中心密室下段为带中心孔的截锥体,中心孔上段设有止推轴承,止推轴承的下座圈外径与对应孔径表面过盈配合,下座圈下方的孔径表面与动力轴对应轴径表面上的嵌入式石墨密封环与篦齿的宻封构造相配合,止推轴承的上座圈上段与其孔径表面段动配合,在对应于止推轴承的滾珠部位从传动机匣的外筒体外的适宜部位加工一个回油径向孔,一根头部带宻封环的润滑油回油管穿过传动机匣的外筒体和环形空间与回油径向孔连通,并把回油管在外筒体的孔口处焊死宻封,回油管外段与回油箱连通,中心密室的上端段设有安装整流锥体的止口环面,止口环面上安装有石墨宻封垫圈,整流锥体下段内设有主传动轴的支撑盘,支撑盘的外径表面与整流锥体的对应内径表面过盈配合,其中心处设有支撑主传动轴的滾珠轴承,滾珠轴承的外座圈与其对应孔径表面过盈配合,其内座圈与主传动轴的对应轴径表面过盈配合,整流锥体下段对应于支撑盘部位设有向下凸出的短筒体,短筒体的高度和环端面与中心密室上端段的止口环面相适配,环端面上设有压入石墨宻封垫圈的环齿,短筒体的外径表面与其对应表面过盈配合,短筒体外的环平面与中心密室的上端环平面紧宻贴合,以保证环端面上的环齿压入石墨宻封垫圈的设计深度,以免压坏石墨宻封垫圈,短筒体外的环平面外径等于中心密室上端面的外径,在对应于滚珠轴承上端面部位从传动机匣的外筒体外的适宜部位加工一个穿过整流锥体锥面的进油径向孔,一根头部带宻封构件的润滑油进油管穿过传动机匣的外筒体上的孔口,伸过径向孔直抵滚珠轴承保持架位置,带管接嘴的进油管用其法兰盘与传动机匣的外筒体上对应的径向孔口焊接封死,该管接嘴通过管件与管道和润滑油连通,旋流通道切向喷射推水动力轮装置的机壳是一个不锈钢压力铸造构件,其过动力轴轴线的截面为凡字形的双筒双盘体结构,经精加工后的内筒体上端法兰面与传动机匣的下端法兰面用石墨宻封垫圈密封连接,两者的相对环面上都设有压入宻封垫圈的环齿,在对应于旋流通道上方的同径段内设有辐条式流线型连接支板,连接支板的柱体的中心孔,设有与动力轴对应轴面相配合的套筒轴承,套筒轴承是动力轴的中间支撑表面,在其上下孔径面段上设有与动力轴轴面相配合的上下嵌入式石墨宻封环,石墨宻封环的上下段孔径面与动力轴轴面上的对应箆齿相配合,机壳中间支撑表面下方的内筒体有一喇叭段与外筒体连接,喇叭段内表面与旋流通道切向喷射推水动力轮轮廓面相配合,其喇叭段末端处的上反外筒体段上方的法兰面下表面与封水底盘桶口法兰盘上表面用石墨宻封垫圈密封连接,与机壳喇叭段内表面动配合的旋流通道切向喷射推水动力轮是一个不锈钢模锻件,是一个带旋流通道切向喷射喷口的动力轴、盘体结构件,位于水平盘体上表面中心的动力轴,其轴向截面为⊥字形,旋流通道切向喷射喷口由若干个叶片组成,每一叶片的由一段内弧形叶片段和外弧形叶片段构成,内外弧形叶片段的自由端面与机壳的几何形状内表面相配合,并制作有刮向机壳表面的刀刃,即刀刃向着推水动力轮的旋转方向,每一片叶的内端面与动力轴和水平盘体的对应表面连结成一体,每一叶片的内外弧形叶面平滑过渡连结,内弧段的外弧面曲率半径小于外弧段的内弧面曲率半径,外弧段的外弧面曲率半径等于动力轮盘体的半径,四个或六个叶片平分水平盘体上方的空间,每两个叶片就构成一条旋流切向喷射通道,动力轮上设有几个叶片就有几条旋流切向喷射通道,外弧段的弧长大于内弧段的弧长,因此,每一叶片的外弧段出口端面包含与之相邻叶片内弧段的一段叶面,过外弧段出口端面与动力轴轴线作一个垂直平面和内弧段对应叶面相切割,就形成旋流通道切向喷射喷口,由外弧段出口端面内侧垂直线h1、内弧段外侧垂直线h2、且h2大于h1,两垂直线的垂足在水平盘体上表面的连线b与其对应于机壳内表面上的斜线或弧线所组成的各喷口的总面积S2,与流体流过竖管横截面面积S1滿足流量恒等定律,即Q=S1·V1=S2·U2,V1是垂直于S1的流体的速度,U2是垂直于喷口截面S2的流体的切向喷射速度,即过垂足连线的中点作喷口的垂直平面,以流体流过被喷口限定的垂直平面的流速作为旋流通道切向喷射的平均速度U2,以喷口的中心点至动力轴轴线的距离作为旋流出口时流体重心离心力半径Ro,旋流通道切向喷射推水动力轮的水平盘体的半径等于外弧段外弧面的半径,水平盘体的上表面与封水底盘的叶栅底边的环平面齐平,水平盘体的厚度与封水底盘的园凹坑相适配,其下表面中心设有与封水底盘的支承柱半球体相配合的半球面孔,旋流通道切向喷射推水动力轮的动力轴于旋流叶片上端面上方的中轴段上,设有与机壳中支撑套筒轴承和上下嵌入式石墨宻封环面相配合的中段轴轴面,设有与机壳中支撑石墨宻封环面上下孔径面相配合的箆齿,以此构成动力轴中支点的上下宻封构造,中段轴上方的上段轴部位依次设有与传动机匣中心宻室下段截锥体中心孔径面相配合的几圈径箆齿、与其嵌入式石墨宻封环面和止推轴承孔径面相配合的柱面,设有与吊挂支承盘内花键的键齿内径面相配合环槽,环槽上方的末段轴上设有与主传动轴内花键相配合的外花键,末段轴伸入传动机匣的中心密室内其环槽的下环面与止推轴承上座圈上表面齐平,环槽的宽度与吊挂支承承盘的厚度相适配,吊挂支承盘是一个不锈钢模锻件,加工有与主传动轴外花键滑动配合的内花键,其内花键上方设有与主传动轴的外花键伸长段的键齿外径面相配合的内径面段,在其内径面段部位设有和主传动轴外花键的键槽相对应的一圈径向螺钉孔,当吊挂支承盘内花键滑过主传动轴的外花键后,转过一个键齿,使其内花键上端面与主传动轴的对应外花键下端面在环槽内贴合而轴向止动,用一圈螺钉拧进主传动轴外花键的键槽内而周向制动,使吊挂支承盘与动力轴和主传动轴连接成一体,使旋流通道切向喷射推水动力轮以吊挂的方式被中心密室内的止推轴承所支撑,末段轴上的外花键与主传动轴的内花键相的配合,将旋流通道切向喷射推水动力轮获得的动力通过动力轴传给主传动轴,主传动轴将动力传给主伞齿轮,主伞齿轮再将动力分配给小径伞齿轮,与小径伞齿轮连接的传动轴将动力传给各发电机,这就构成了旋流通道切向喷射推水动力轮的动力传送路线图,与动力轮的水平底盘相配套的封水底盘是一个钢筋水泥桶形预制构件,是一个带叶栅的可上下移动的桶形构件,是建造龙宫通海孔道的模具,封水底盘由四部分构成,底部设有用于容纳和支撑动力轮的水平底盘的凹坑段,凹坑段上方设有与动力轮的切向喷口相配合的由一圈流线形叶片组成的用于导出流体的叶栅段,叶栅段上方的桶壁段的内径表面与机壳的上反筒体段的外径紧宻配合,桶壁段上方是用于安装机壳的桶口法兰盘,桶口法兰盘设有使其可在龙宫底层底板的通海孔道内上下移动的结构,当封水底盘的底表面与龙宫底层底板下表面同水平面时,龙宫的通海孔道被封水底盘的桶柱面宻封而关闭,当封水底盘的桶口法兰盘的下环面与龙宫的通海孔道的上环面贴合而宻封时,龙宫的通海孔道就开启,叶栅段每一片流线型叶片的前缘形成的内径与动力轮的旋流通道外弧段的外径相适配,其后缘形成的外径与其桶柱面的外径相等,流线型叶片的安装与从动力轮喷射出来的流体速度方向相适配,封水底盘的凹坑中心的⊥形支撑柱上方的半球体与动力轮的水平底盘下表面的中心半球面孔相配合,带半球体的⊥形支撑柱是用炭/炭复合材料制成的构件,是在建造封水底盘时用水平底盘的实体模具相配而预埋的,其伸出封水底盘凹坑表面的半球体在预埋前是经过与半球面孔研磨而相配的,封水底盘桶底的厚度由设计強度决定,桶壁外径由叶栅设计強度决定,桶口法兰盘的上下环面处分别设有一块与龙宫底板上的嵌装环板相配合,都是用高强度不锈钢经精加工而成的,封水底盘的桶口法兰盘上下环面处预埋的环板上设有内、中、外三圈孔,其内、中圈孔口处,分别在其各自相对孔口处焊接有带内螺纹的不锈钢管,内圈相对孔口处的带内螺纹不锈钢管用于安装动力轮的机壳,其与内螺纹相配的螺钉长度小于封水底盘桶口法兰盘的厚度,用机壳法兰盘下表面处的环齿与封水底盘桶口法兰盘上表面处的环齿压住其间的石墨宻封环而宻封,中圈孔口处的带内螺纹不锈钢管用于推动封水底盘下移,其与内螺纹相配的螺钉长度大于封水底盘的移动距离,在用螺钉推动封水底盘下移到一定距离时,反转螺钉,对着螺钉位置在嵌装环板对应部位分别放置一只盲孔止推轴承,再顺转螺钉,推动封水底盘下移,使封水底盘桶口法兰盘上的环齿和嵌装环板上的环齿压住置于中圈孔口内侧的石墨宻封垫而宻封,桶口法兰盘两环板的外圈每两相对孔口处分别焊接有一段不锈钢管,该圈不锈钢管的孔口与龙宫底板上的通海孔道外的嵌装环板上的孔口相对应,在嵌装环板的一圈孔口处,分别套装一根带一段内螺纹的不锈钢管,在建造龙宫底层底板时,这圈套带一段内螺纹的不锈钢管分别与嵌装环板对应孔口焊接,内螺纹的长度须滿足能吊起封水底盘的拉力,其不锈钢管的长度须大于封水底盘的移动距离,且其没有内螺纹段的内径大于与螺钉的外径,在吊起封水底盘时,先在与其内螺纹相配的螺钉上分别套装一只止推轴承,以减小转动螺钉的平面摩擦力矩,凡与环板焊接的不锈钢管的中心线与其对应孔口同轴线,在两环板相对表面于孔口内外侧的板面上,都分别制作有压入石墨宻封垫的环齿,不锈钢管与不锈钢环板和水泥接触的表面都与其对应钢筋网焊接,封水底盘桶的高度等于桶底厚度+水平底盘的厚度+2倍动力轮切向喷口高度+桶口法兰盘的厚度+各层石墨宻封环被压住后的实际厚度,在承建平台上开始建设龙宫底层底板时,先将用于压入稳定桩的塑料桶放置在承建平台的设定位置上,将石墨宻封垫套装到封水底盘桶口法兰盘的下表面处,将焊接有带一段内螺纹不锈钢管的嵌装环板套装到该石墨宻封垫的下表面处,转动石墨宻封垫和嵌装环板,使其孔口与封水底盘桶口法兰盘上外圈孔口对正,用施工螺钉穿过封水底盘桶口法兰外圈孔口处的不锈钢管,将螺钉拧进内螺纹不锈钢管内,将其暂时吊在封水底盘桶口法兰盘的下表面处,将炭/炭复合材料制成的几个密封垫圈(以下简称炭/炭密封垫圈)紧贴封水底盘桶壁上段外径表面套装,将带石墨宻封垫圈、嵌装环板和几个炭/炭密封垫圈的封水底盘放置在承建平台的设定位置上,即塑料桶和封水底盘的下表面与龙宫底层底板下表面在同一水平面上,在向龙宫底层底板浇灌水泥沙漿前,封水底盘桶底段外径的设定高度上涂上一层脫模剂,当水泥沙漿浇灌这一设定高度时,将一个炭/炭密封垫圈水平移至刚浇灌的水泥沙漿水平面上,并编织一层钢筋网,随后再在封水底盘桶底段外径的设定高度上涂上一层脫模剂,再将水泥沙漿浇灌这一设定高度,再将一个炭/炭密封垫圈水平移至刚浇灌的水泥沙漿水平面上,并编织一层钢筋网,依此程序直至将水泥沙漿浇灌到石臘模块的底面水平面时,对着封水底盘处的石臘模块的外径面放置四个塑料板制成的方形弧面喇叭形导流管,将弧面喇叭形导流管口用其弧面口围绕封水底盘嵌有石臘模块的叶栅外径面放置,弧面喇叭形导流管口的对称中心垂直平面按纵向、横向布置,其出口转接塑料直管与水体相通而构成龙宫底层底板间的排水通道,四根塑料直管的内径截面面积之和与竖管内径截面面积滿足流量连续方程,若龙宫设有多排旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置,在塑料直管对接处再构建龙宫底层底板的板间排水通道,与此同时,当龙宫底层底板上浇灌第一层时,将带有一段内螺纹不锈钢管的嵌装环板放置到水泥面上,且带一段内螺纹不锈钢管管口不得碰到弧面喇叭形导流管表面,这在设计和放置封水底盘时已被考慮到的,在第一层水泥沙浆上就要编织钢筋网,并将钢筋网的主钢筋与带一段内螺纹不锈钢管表面焊接,每浇灌一层水泥沙浆就设置一层钢筋网,除在封水底盘嵌有石臘模块段不放置炭/炭密封垫圈外,即在弧面喇叭形导流管的第一层上方,就要在封水底盘的桶壁外径表面上涂一层脫模剂,每浇灌一层水泥沙浆就要放置一个炭/炭密封垫圈,设置一层钢筋网,直至水泥沙浆浇灌到龙宫底层底板的设定厚度,使嵌装环板嵌在龙宫底层底板的水泥层内,并使嵌装环板内径面处的水泥表面与嵌装环板的水平环面齐平,这时,嵌装环板的上表面至封水底盘桶口法兰盘下方石墨宻封垫圈下表面的距离等于封水底盘需要下移的尺寸,这一尺寸是在封水底盘下移后,使通过动力轮旋流通道切向喷射出来的流体被离心力甩出而顺畅地流出叶栅通道,继而通过弧面喇叭形导流管、塑料直管而流出龙宫底层底板,推动底层水体与其周围的水体汇聚,当龙宫底层底板在承建平台上建造好后,在其底层完工和承建平台撤离前,将封水底盘上的石臘模块撤除干净,将旋流通道切向喷射推水动力轮安装到封水底盘上,将套石墨宻封垫圈的机壳安装到动力轮上,将螺钉穿过机壳法兰盘的孔拧进封水底盘的桶口法兰盘带内螺纹的不锈钢管内,使相对两法兰盘的环齿压住石墨宻封垫圈而宻封,将带有密封件、组装好的传动机匣安装到机壳的相配位置上,调整到位后,在龙宫底层底板的设定位置上建造发电机和启动机的安装基础,将所有稳定桩安放到装有油膏和沙子的塑料桶内,将发电机和启动机就位,将移动筒体安装到传动机匣的相配位置上,将已就位好的机器用油布保护起来,在承建平台撤离后,接续建造龙宫底层以上各层,直至整座龙宫沉降到水底,并用爆压法将稳定桩压入海床深处,将整座龙宫定位于设定海域的水平海床位置上,在竖管及引水虹吸管、阀门与移动筒体安装连通后,就可进行空载运转,开启阀门,水体从引水虹吸管的进口流入竖管,经传动机匣的环形通道,使水体充满旋流通道切向喷射推水动力轮,张紧器工作,启动机运转,通过皮带传动机构,带动旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置在封闭状态下空载运转,待动力轮的转速达到设定要求后,将螺钉分别拧进封水底盘桶口法兰盘外圈带内螺纹的不锈钢管内,在对着嵌装环板的螺纹管口部位分别放置一个盲孔止推轴承,同时旋转螺钉顶住嵌装环板,推动封水底盘下移,开启封水底盘的叶栅出水通道,各传动轴上的电磁离合器与发电机接通,流体通过旋流通道的切向喷口喷出,从切向喷口喷射出去的流体以其反作用力推动水动力轮旋转,动力轮的旋转驱动动力轴和与其连接的主传动轴同步旋转,安装在主传动轴上的主伞齿轮带动小径伞齿轮,各小径伞齿轮驱动传动轴加速转动,通过电磁离合器将竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置获得的动力输送给各发电机而发电,在流体从切向喷口喷射出去的同时,高速旋转的流体被离心力径向甩出,其径向甩出速度与切向速度的合成速度流向封水底盘的叶栅通道,流体在流经叶栅通道、弧面喇叭形导流管的过程中将流体的动能转变为动压头后,从龙宫底层底板间的排水通道排出,待旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置运转稳定后,将与启动机连接的电磁离合器断开,旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置进入稳定发电运转阶段,当需要维修时,先关闭移动筒体上方的下水阀门,依次对称地关闭发电机,同时在螺钉上套装一个止推轴承,分别将套有止推轴承的螺钉穿过封水底盘桶口法兰上的不锈钢管管孔,拧进嵌装环板带一段内螺纹的不锈钢管内,将封水底盘吊起至原先的封水状态,动力轮也随着流体的减少而减小转速的同时,关闭全部发电机,将移动筒体上移,就可将需要维修保养的另部件卸下,进行修理或更换,维修好后,将所有零、部件复原,开启移筒体上方的止水阀门,按上述方法和程序,重新起动竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置,本发明以经典流体力学理论为依据,结合常见的自然现象:旋转的涡流、旋转的台、旋转的龙卷风等旋转运动具有巨大的能量的事实,来创建人造龙转水理论——旋转流体力学理论,旋转流体力学理论是经典流体力学理论与流体旋转运动相结合的理论,旋转流体力学理论的本质是在流管出口处制造一个小的反压环境,使流体能推开流管出口外的静水阻力而顺利流出,这是旋转流体力学理论所要说明的问题,经典流体力学理论指出:平静水体对外做功的条件是1、进水侧和出水侧必须具有一定压差,压差越大对外做功的能力就越大,2、必须有一套能量转换的装置,筑坝发电装置就是这种经典流体力学理论的应用,这是不可压缩理想流体在重力作用下作定常流动时的伯努利方程所决定的沿流管流动理论,这是一种直流理论,即流体是沿管线直线进出的,旋转流体力学理论研究的是不可压缩理想流体在重力作用下流体作旋流运动的理论,即流体从管线直线进入由旋流通道切向喷射出去的理论,既然平静的水体具有一定的位能,那么,把水体具有一定的位能转变为电能是能量转换装置所要解决的问题,由于水体是可以改变流动方向的,还可以被隔断和推动的,上述龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置,它就是利用水体可以改变流动方向、可以被隔断和推动的公理,它就是将具有一定位能的静水转变为电能的装置,它利用引水虹吸管插入水体的设定深度,使流体向上流动再向下流动以提高其入口速度,从而增加其流量或减小竖管的管径,它使其有限流体沿引水虹吸管、竖管管线流动改变为按旋流通道的流动,它把沿管线流出的流体改变为按切向喷射流动,利用流体的位能变为切向喷射的动能,它是利用喷射流体的反作用力来做功的,它利用旋转离心力甩出流体的动能,在流线型叶栅通道转变为动压头,再利用龙宫板间排水通道的方形塑料导流管作进一步扩压,使龙宫板间排水通道的塑料直管出口处流体的压强远大于同水位静水的压强,而且被离心力甩出流体的速度方向是径向的,与流体的切向速度成直角关系,其合成速度指向流线型叶栅通道叶片的安装角,因而被离心力甩出流体的径向速度并不影响流体的切向速度,流体的切向速度是由水位压强差所决定,而离开动力轮切向喷口的流体所受到离心力却与流体从切向喷口喷射切向速度的平方成正比,即离心力作用于同样质量流体上的力,远大于该流体在切向喷口的切向喷射速度的反作用力,具有巨大离心力的流体从动力轮较小的弧面上径向甩出,使该流体获得较高的径向速度,这就决定了受到离心力作用的流体具有较大的动能,就是说该流体具有将动能转变为较大压强的潜在能力,这里就定义受到离心力作用的流体具有的压强称为旋流压强,该流体的旋流压强远大于同水位的静水压强,因而使其具有推开动力轮外水体的能力,甚至能在动力轮周围形成负压区,下面以龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置这种人工制造龙转水的一个设计数字模型来进行说明,依据不可压缩理想流体在重力作用下作定常流动时的伯努利方程——沿流管流动理论导出的公式是:(以下力的单位用kg)
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Z1+P1/γ+V1/2g=Z2+P2/γ+V2/2g=常数 (1),
2 3 2
式(1)中的Z1、Z2(m),P1、P2(kg/cm),V1(m/s),γ=1000(kg/m),g=9.8(m/s),就有:
2
Z1+P1/γ+V1/2g=常数 (2),
2
Z2+P2/γ+V2/2g=常数, (3),
2 2
将式(2)-式(3)得:(Z1+P1/r+V1/2g)-(Z2+P2/r+V2/2/g)=0 (4),
2 2
整理后得:V2=2g[Z1-Z2]+2g[P1/γ-P2/γ]+V1 (5),
由于本模型将基准水平线设在切向喷口射流中心水平面处,所以上述式中的Z1=Z2=0,又由于本模型的流体在喷口的出口处是切向喷射出去的,而不是沿管线直线喷射出去的,故将式(5)中的V2改为切向速度U2,因为本模型的取水口不是设在总水头线处,故不考慮其机械损失,暂时假设式中式(5)中的P2/r=0,即暂时假设出水口没有反压,本模型在封闭条件下作空载运转时是这种状态,由式(5)得:
2 2 2 2
U2=2g[Z1-Z2]+2g[P1/γP2/r]+V1=2g[0]+2g[P1/γ-0]+V1=2g[P1/γ]+V1,即:
2 2
U2=2gP1/γ+V1 (6),
2 2 3
设P1=10kg/cm,V1=44.27189m/s(含大气压Pa=1.033kg/cm 的作用),γ=1000kg/m,
2
g=9.8m/s,将其代入式(6),得:
2 2 2 2 2
U2=2gP1/γ+V1=2x9.8x10x10000/1000+(44.27189)=3920(m/s),开平方得:
U2=√(3920)=62.61(m/s),
2
若设导入流体的竖管内径D=2m,则其过流截面积S1=3.14m,求体积流量Q,切向流喷口面积S2,
根据流量方程式:Q=S1V1=S2U2 (7),得:
2 3
Q=S1V1=3.14mx44.27189m/s=139.014(m/s),
2
S2=Q/U2=139.014/62.61=2.220(m),
设龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮的四个正梯形切向喷口的总截面积等于S2,
2
则每一个正梯形切向喷口的截面积A=S2/4=2.220/4=0.555(m),
设正梯形切向喷口的外弧段的上底边h1=0.5m,内弧段的下底边h2=0.9m,则其直角腰边长为b(m),
则b=A/(h1+h2)/2=0.555/(0.5+0.9)/2=0.793(m),
设外弧段内半径为R1=2m,则内弧段外半径R2=R1-b=(2-0.793)=1.207(m),取b的中点为喷口切向平均流线面半径R0=R1-b/2=2-0.793/2]=1.604(m),设动力轮的旋流通道的外弧段内弧面面积占全周长内弧面面积的4/5,用该段弧面面积阻断机外的水体,还有周长内弧面面积的1/5(占72°)将受机外水体的阻力,设机外水体对内弧段外弧面的阻力面积为S3,则
2
S3=2πR2xh2x1/5=2x3.14x1.207x0.9x1/5=1.364(m),
求动力轮的转速n(r/min),由U2=2xπ R0求n:
U2=2π R0 n (8),
由式(8)得:n=U2/2π R0=62.61x60/(2x3.14x1.604)=373(r/min),
设动力轮切向喷口切向流线面外面的静态流体对切向喷口的同水位压强为Fr,
2 2
先将V1/2g,P1/γ,Pa转換为水的深度H(m),令H1=V1/2g,H2=Pa/γ,H3=P1/γ,求切向喷口平均喷射速度处的同水位的深度H,
2 2 2
H1=V1/2g=V1/2g=(44.27189)/2/9.8=100(m),
H2=Pa/γ=1.033x10000/1000=10.33(m),
H3=P1/γ=10x10000/1000=100(m),
2
则同水位压强Fr=[H/10+Pa](kg/cm) (9),即
2
Fr=H/10+Pa=189.7/10+1.033=20(kg/cm)
现在来计算流体从喷口切向喷射后,在动力轮每转一周流体被离心力甩出,流体对切
2
向喷口外侧处对应内弧面面积S3上的离心力压强F(kg/cm),
2
F=MU2/R0/S3/n (10),
式(10)中的M为流经动力轮的流体质量,将M=Qγ/g代入式(10),
2
F=Q/γgU2/R0/S3/n (11),
2
=139.014x(1000/9.8)x3920/1.604/1.364/(373/60)/10000)=408.83(kg/cm),作用在动力轮切向喷口切向流线面外离心力压强F与同水位压强Fr的差值即离心力推开所受外部的同水位压强Fr后,其剩余压強 是同水位压强Fr的倍数K,这就说明离心力压强F远大于同水位压强Fr,即动力轮切向喷口切向喷射出来的水体产生的离心力足以推开围绕动力轮周围的水体,也就证明这类龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置能连续不断地运转,下面由离心力压强F与阻力压强Fr的差值 来求流体沿离心力方向(径向)的速度V3,由于能量可以转变为各种形式,那么,先将压力能形式的 转变为位能形式H4,即有:
再由位能形式H4转变为动能形式V4,就有:
2
V4=2g H4 (14),
2 2 2
V4=2g H4=2x9.8x3888.3=76210.68(m/s),开平方得:
2
V4=√(V4)=√(76210.68)=276.063(m/s),
由此可知径向速度V4是切向速度U2的倍数W:
W=V4/U2 (15),
W=V4/U2=276.063/62.61=4.41倍,
由切向速度U2与径向速度V4的获得合成速度与径向速度的夹角θ
θ=arc tg(U2/V4) (16),
θ=arc tg(U2/V4)=arc tg(62.61/276.063)=12.7783°
通过切向速度U2和径向速度V4可以求得合成速度V5
2 2
V5=√(U2+V4) (17),
2 2 2 2
V5=√(U2+V4)=√(62.61+276.063)=283.07(m/s),
由切向喷射速度求动力轮射流的反作用推力Ft(kg)、扭矩Mo(kg m)和轴功率N(HP或kw)
Ft=M U2 (18),
Ft=M U2=Q r/g U2=139.014x(1000/9.8)x62.61=888129.24(kg),
Mo=Ft R0 (19),
Mo=Ft R0=888129.24x1.604=1424559.3(kg m),
N=Mo n/716.2 (20),
N=Mo n/716.2=1424559.3x373/716.2=741917(HP)=545527(k w),
由这一设计数字模型的计算表明:1、揭示了旋转的涡流、旋转的台风、旋转的龙卷风具有巨大能量的机理,即以其小的旋转速度产生巨大的离心力,从而使流体产生破坏性的动能和速度,但是自然界的这种旋流能量最终被周围物体和巨大流体的阻力所消耗而结束,2、人工制造的龙转水所产生旋流能量被限定在设定的空间内,恒定的旋流能以恒定的离心力将有限空间内的水体推开,使其与切向喷口外的水体能保持一定的对外压差,以致龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置能持续稳定地运转,3、揭示了具有一定位能的静水按旋转流体力学理论来开发利用,其价值远大于经典流体力学理论,这将是一种取之不尽,用之不竭的天然能源,4、证明了人工制造龙转水的理论是科学的正确的实用的,
5、龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置是利用静水位能的有效发电设备,6、若将龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置用于潜水艇,既可用切向流体的动力来发电,又可用其离心力射流的反作用力来推动潜水艇高速运动,而且潜得越深,发电能力越大,获得的推力更大,航速更快,航程无限,当然还可利用旋转流体力学理论建造无人潜水艇、水下龙虾、龙蟹、龙魚等运动体游弋于海洋之中,还可制造龙飞碟吸附在敌舰敌船上。
2.根据权利1所述的一种龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电厂,其特征是:
施工平台和承建平台的标准化浮箱的建造与拼装,标准化浮箱是在深海岸边平台或船厂建造的中空封闭式钢筋水泥结构件,其底面为水平面,三对相对外表面相互平行,相邻外表面相互垂直,其封闭中空的六个面上设有格子式加強方形柱,在水平底面至顶面之间的加強方形柱的上下端部位插有一段用于组装的不锈钢管,相对两段不锈钢管同中心线,都垂直于水平面,其中垂直于底面的四个直角处的加強方形柱的上下端部位分别插有两段用于拼装的不锈钢管,一段不锈钢管用于横向拼装,另一段不锈钢管用于纵向拼装,每一个标准化浮箱的外形尺寸和内部主体结构完全相同,每一个标准化浮箱的体积的自重远小于其排水量,每一个标准化浮箱都是在水平基础上建造成的,水平基础面的中心设有用于建造承建平台标准化浮箱的园坑,在水平基础面上的方形面积的四条边线外,分别设有四排用于安装外壳制板的孔,其内侧为光滑平整的外壳制板用其下端部位的板面外焊接的一排钢管脚,插入对应水平基础面的一排孔而固定,使其内表面围成的面积等于标准化浮箱的横截面积,在相邻两内表面构成垂直面的外表面处的上段焊接的钢管段,分别用U形扣紧件的两脚插入对应的钢管段孔口内,使其相邻两内表面端面扣紧而固定成直角面,随后,在四块外壳制板的内表面所限定的水平基础面上,若标准化浮箱用于拼装施工平台,在水平基础面的中心园坑处,放置一块封孔板,若标准化浮箱用于拼装承建平台,在水平基础面的中心园坑处,放置一只带不锈钢直角阀门的塑料板,首先在设有垂直加強方形柱对应于水平基础位置处分别放置一段上端封口的不锈钢管,其中四角垂直加強方形柱对应于水平基础位置处放置两根上端封口的不锈钢管,其它各垂直加強方形柱对应于水平基础位置处放置一根上端封口的不锈钢管,各上端封口的不锈钢管的中心线都垂直于水平面,相邻、相对两上端封口不锈钢管的中心线相互平行,随后,在水平基础面浇灌第一层水泥沙漿,在第一层水泥沙漿上编织标准化浮箱底部和四个墙面、加強方形柱的钢筋网,当标准化浮箱底层浇灌的水泥沙漿达到设定厚度时,在底层上表面沿墙体设定厚度和加強方形柱的结构,用塑料板制作不可拆卸的内壳制板,内壳制板的上端面与要浇灌顶部的周边梁与纵向、横向梁相匹配,当水泥沙漿浇灌到内壳制板的上端面时,在上端面用塑料板制作标准化浮箱顶层的壳制板,在顶层的壳制板的适宜部位设置人孔、人孔盖板和简易梯子等构造构件,并在顶层的壳制板上编织顶层钢筋网与周边墙体、加強方形柱的钢筋网连接成一体,在与底层上端封口不锈钢管对峙位置放置拼装用不锈钢管,将水泥沙漿浇灌到标准化浮箱的设定高度,并将上表面修整成水平面,将人孔盖板宻封安装到人孔上,用于拼装承建平台的标准化浮箱与之相同,就这样建造拼装施工平台和承建平台所需的标准化浮箱,撤去四块外壳制板后待运,不过用于拼装承建平台的标准化浮箱,在其水平基础面的中心园坑处放置有一个直角阀门,而直角阀门的不锈钢直管向上伸出塑料板中心上表面,其伸出的管口端面将与标准化浮箱的底板的上表面齐平,不锈钢直管向下伸出标准化浮箱的底板下表面,在其伸出端口部位焊接一段不锈钢管阀体短管,当承建平台将按纵向拼装,则阀体短管按纵向安放,当承建平台将按横向拼装,则阀体短管按横向安放,阀体短管的中心线按这种方式的安放,并在这种标准化浮箱的顶板的上表面上制作阀体短管中心线安放方式的标记,且所有阀体短管的中心线都在同一水平面内,过直管中心线作阀体短管中心线的垂直平面,这垂直平面切阀体短管的环截面上设有三个孔,正上方孔口与直管相通,在上方孔口中心线两侧120°角处,分别设有进水孔口和排水孔口,进水孔口将填充硬质宻封油膏,排水孔口处焊有管接嘴,且所有管接嘴在同一角度方向上,以便于连接排水总管,与阀体短管内径表面精密配合的阀门管的管径上,阀门管与阀体短管孔口精宻配合段的两外侧段管面上分别制作有多道箆齿,在阀门管与阀体短管组装时,箆齿间的环槽内注满硬质油膏来进行轴向宻封,阀门管在与阀体短管孔口精密配合的管段上,以与阀体短管上的孔口中心线为基准,设有与其相配合的相隔120°角的两个径向孔口,若阀门管上的一个孔口与阀体短管上方孔口相通,而另一个孔口与其进水孔口相通,则向标准化浮箱的承建平台内注水,若转动阀门管使其中一个径向孔口与阀体短管上方孔口相通,而另一个孔口与排水孔口相通,则对标准化浮箱的承建平台内进行抽水,在其它角位阀体短管上的孔口都被阀门管的外径表面封死,阀门管是用不锈钢经精加工而成的中空組件,其内径孔口端设有一只T形柱体,T形柱体的小径段外径面与阀门管内径孔口过盈配合,其大径段外径与阀门管同径,大小直径段之间的环平面与阀门管的对应端面贴合,另一没有轴向孔外段的直径与阀门管同径,阀门管轴向孔外的T形柱体与另一端的柱体的适宜角位处分别设有与套装短管的径向孔相配合的径向螺钉孔,在过阀门管中心线平分120°角的轴向平面切割两柱体的端面上划一条径向线,沿径向线分别加工一条嵌装槽口,在嵌装槽口的对称平分面处于其两柱体和阀体短管外径的相对面正上方分别冲一个可见标志缺口,这时,阀门管以较短的外径弧面宻封阀体短管上的孔口,在对应阀体短管外径的正下方冲一个可见标志缺口,当阀门管的正上方的可见标志缺口转到阀体短管正下方的可见标志缺口时,阀门管以较长的外径弧面宻封阀体短管上方的孔口,此刻,通过进水孔口向阀门管压注润滑油,并用硬质宻封油膏封死进水孔口,随后,阀门管的正上方的可见标志缺口转到阀体短管的进水孔口,在这样的状况下将不锈钢直角阀门安装到在建标准化浮箱中心的塑料板上的,阀门管两端平分120°角的嵌装槽口将是在两标准化浮箱的两相对峙的嵌装槽口之间用来嵌装一根连接杆的,每一根连接杆的两端部位加工和嵌装槽口相配合的外凸块,在每一根连接杆两杆端段上分别设有一只套装短管,每一只套装短管上设有与阀门管两柱体上的螺钉孔相配的径向孔,不锈钢直角阀门阀体短管上的管接嘴将是在标准化浮箱拼接时用带管接头的塑料软管来相互连通的,连接杆和带管接头的塑料软管的排水总管的安装都将是通过潜水作业来完成的,当阀门管柱体上的缺口在阀体短管的进水孔口处时,阀门管转动60°,其上的两个径向孔口要不是接通直角阀门的进水通道,就是接通其排水通道,两者只有其一,这决定于进水孔口与排水孔口的安排,若阀门管第一次转动60°角时是接通直角阀门的进水通道,则第二次再转动120°角时就是接通直角阀门的排水通道,反之亦反之,将用于拼装承建平台的标准化浮箱建造完成后,逐个搬移至近岸深水中,按预先设定的纵向拼装或横向拼装方案,若预先设定按纵向拼装,开始将两个相邻的标准化浮箱的对应表面贴合,分别用U形扣紧件的两脚的锥体段压入上方对应两不锈钢管的孔径内,其中两外侧处的两不锈钢管的内侧不锈钢管用于纵向拼装,外侧的两不锈钢管留着用于横向拼装,两相邻标准化浮箱的贴合面拼装好后,潜水按上述方法,将U形扣紧件的两脚的锥体段压入下方对应两不锈钢管的孔径内,使相邻两标准化浮箱拼装起来,随后,在与两纵向面相邻的标准化浮箱贴合,按上述方和程序进行拼装,依此类推,直至这列标准化浮箱拼装到设定长度,这时,潜水逐一将连接杆两端的外凸块套装到阀门管两端的槽口内,将连接杆两端的短管套装到阀门管两端的柱体上,并用螺钉拧进对应的螺钉孔内,直至将全部连接杆都安装好,同时潜水将软塑料排水总管上的管接头分别宻封安装到的各管接嘴上,这就完成了第一列标准化浮箱的拼装,再按设计要求,依上述方法和程序拼装第二列、第三列…,直至所要求的列数,然后进行横向拼装,将相邻两列拼装好的标准化浮箱移动调整对正后,分别用U形扣紧件的两脚的锥体段压入上方对应两不锈钢管的孔径内,并潜水分别将U形扣紧件的两脚的锥体段压入下方对应两不锈钢管的孔径内,将两列标准化浮箱拼装成一体,同理可将第三列、第四列…拼装成一体,直至所要求的横向宽度,这就用标准化浮箱组装成了承建平台,用标准化浮箱组装施工平台比较简单,只需围绕承建平台一周,将相邻标准化浮箱在顶上和水下分别用U形扣紧件的两脚的锥体段压入其对应两不锈钢管的孔径内,就组装成了施工平台。
3.根据权利1所述的一种龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电厂,其特征是:
设在龙宫底层底板设定部位处的封水底盘是一个桶口带法兰盘的桶形钢筋水泥结件,是经过精加工的模具组装与其实体表面同形而浇注成型的预制产品,将内径表面经精加工的可拆分的外筒体模具放置在水平基面上,可拆分外筒体模具的内径等于封水底盘的桶壁外径+2δ1,δ1封水底盘是外径的加工余量,该模具的上下环面平行于水平基面,其高度等于封水底盘下表面至桶口法兰盘的下表面的距离-δ2,δ2是桶口法兰盘下表面的加工余量,在可拆分外筒体模具限定的水平面基面上,浇灌一层设定厚度的高强度水泥沙浆,并在这层沙浆上贴着外筒体模具的内径放置第一个炭/炭密封垫圈,在密封垫圈内放置第一层钢筋网,在钢筋网上浇灌一层设定厚度的高强度水泥沙浆,在这层水泥沙浆上于外筒体模具的中心放置用炭/炭复合材料制成的一只带半球体的⊥形支撑柱,再在这层水泥沙浆上放置第二层钢筋网,依此类推直至高强度水泥沙浆浇灌到封水底盘的凹坑段上端环平面处,封水底盘凹坑中心平面的厚度由设计强度决定,其凹坑的深度等于动力轮的水平底盘的厚度,其内径等于动力轮的水平底盘的外径,其中心⊥形支撑柱上方半球体与水平底盘中心半球面孔相配合,当钢筋水泥沙浆构建到封水底盘的厚度时,在封水底盘的中心⊥形支撑柱的半球体上放置一只可拆装的与动力轮外径相配合的桶体形内模具,桶体形内模具是一个经过精加工的木质模具,其桶底下表面与其桶口环平面都平行于水平基面,其桶底中心制作有与⊥形支撑柱的半球体相配合的半球面孔,桶体形内模具的外径等于动力轮的水平底盘的外径-2δ3,δ3是封水底盘桶壁内径的加工余量,桶体形内模具的高度等于动力轮的水平底盘的下表面至封水底盘的桶口法兰盘上表面的距离+δ4,δ4是该桶口法兰盘上表面的加工余量,在桶体形内模具与外筒体模具之间的环形面上贴着外筒体模具的内径再放置炭/炭密封垫圈、钢筋网和浇灌水泥沙浆层,直至水泥沙浆浇灌到动力轮的水平底盘的厚度位置时,在该环形平面上放置多组可拆卸的石蠟模块,石蠟模块的高度等于动力轮的切向喷口高度h1,每两组石蠟模块之间形成其叶栅的一个流线型叶片空间,先将石蠟模块放置到封水底盘的凹坑外的环形平面上,使其形成叶栅的一圈空心流线型叶片,使空心流线型叶片的前缘靠近桶体形内模具的外表面,使其后缘靠近外筒体模具的内径表面,空心流线型叶片的导流方向和切向速度与流体被离心力甩出的径向速度的合成速度相适配,这时,沿着每一组石蠟模块所形成的空心流线型叶片的底边线划出其叶形的标记线,对应于叶形的标记线在标记线外的水泥层上编号,并对形成该空心流线型叶片的两组石蠟模块进行编号,随撤走石蠟模块,在每一个空心流线型叶片的标记线内,将其水泥层下钢筋网的主钢筋找出,在找出主钢筋上焊接空心流线型叶片的主钢筋,以叶片的主钢筋为依托构建流线型叶片的钢筋网,待一圈叶片的钢筋网构造完成后,再将石蠟模块按编号复原放置好,向流线型叶片的钢筋网内浇灌水泥沙漿,并使钢筋不露出流线型叶片叶面的水泥层,在外筒体模具与一圈石蠟模块之间的环形水泥面上,紧贴外筒体模具的内径放置一个炭/炭密封垫圈,在密封垫圈内设置一圈钢筋网,钢筋网与石蠟模块表面不接触,每浇灌一层水泥沙浆就紧贴外筒体模具的内径放置一只炭/炭密封垫圈,编织一层钢筋网,浇灌一层水泥沙浆,就这样,直至水泥沙浆浇灌到一圈石蠟模块的上端环面上时,在桶体形内模具的外径表面与外筒体模具的内径表面之间的环形空间的环平面上浇灌一层水泥沙浆,在这层水泥面上分别紧贴外筒体模具的内径表面与桶体形内模具的外径表面分别放置一只炭/炭密封垫圈,以石蠟模块外的主钢筋和伸出流线型叶片上端面的主钢筋为骨架编织的钢筋网,浇灌一层水泥沙浆,钢筋网与模具内外径不接触,至此,每浇灌一层水泥沙浆,就要分别紧贴外筒体模具的内径表面与桶体形内模具的外径表面放置一只炭/炭密封垫圈,依此方式进行建造直到接近外筒体模具的上端面时,将靠近外筒体模具内径的主钢筋割断,在断头处与对应靠近桶体形内模具外径的主钢筋处,分别与一个弧形钢筋焊接,并在两弧形钢筋之间焊接径向钢筋,当水泥沙浆浇灌到外筒体模具的上端面时,将封水底盘的桶口法兰盘放置到外筒体模具的上端面上,这时在桶口法兰盘的下法兰盘的外圈孔口处焊接有一根不锈钢管,在其中、内圈孔口处分别焊接一根带内螺纹的不锈钢管,将其上法兰盘的外、中、内圈孔口处分别套在对应不锈钢管上,并使其上、下法兰盘的上、下表面处于水平平行状态,在将上、下法兰盘放置到外筒体模具的上端面时,使带内螺纹的不锈钢管的管口位于外模具上端环平面的内外位置,使这三圈不锈钢管的中心线所在分度园的中心与动力轮封水底盘带半球体的⊥形支撑柱同轴线,可用分别测量不锈钢管的中心线到桶体形内模具的外径面的距离来确定,确定了封水底盘的桶口法兰盘的中心位置后,用一圈短钢筋与弧形钢筋和桶口法兰盘的下法兰盘环板的上表面焊接,撤去不锈钢管上的上法兰盘,将靠近桶体形内模具外径的主钢筋分批均布地弯向不锈钢管,并分别与不锈钢管焊接,构建封水底盘的桶口法兰盘的钢筋网,紧贴桶体形内模具外径放置一只炭/炭密封垫圈,浇灌一层水泥沙浆,依此工序,直至水泥沙浆浇灌到靠近不锈钢管孔口处,将封水底盘的桶口法兰盘的上法兰盘套装到不锈钢管的管口部位,加压上法兰盘压实水泥沙浆,将水泥沙浆挤向封水底盘的桶口法兰盘的内外柱面,使该环板处于水平位置状态条件下,对称地在其孔口处分别沿不锈钢管上端面与对应孔口面焊接,把上法兰盘内径处的水泥沙浆刮修到与环板上表面齐平,将封水底盘的桶口法兰盘的外径柱面的水泥沙浆刮修到与其外径面齐平,待水泥沙浆完全固化后,将内外模具撤除,暂时保持石蠟模块,随后,将带有石蠟模块的封水底盘在大型机床上按设计要求加工各相关配合表面与构造,并在石蠟模块的内侧处刻制嵌装标记,这就完成了封水底盘预制件的全部工作。
4.根据权利1所述的一种龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电厂,其特征是:
插入塑料桶内的稳定桩是一种设有中心柱状体的钢筋水泥结构件,设有特定爆压程序,中心柱状体是用不锈钢锻造或压铸经机械加工而成的高强度构件,其下端设有均布的压入泥石的刀片倒锥体,倒锥体上方设有一正截锥体段,倒锥体段的刀片上方外径大于塑料桶的外径,使其外径处的环形刀刃能刮削桶外一水泥层,正截锥体段上方设有一个喇叭形内截锥体段,内锥体段的外径与正截锥体段的外径相等,若海床底部泥沙沉积至正截锥体段和桩外泥沙结成一块后以阻止龙宫上浮,内截锥体段上方的中心柱体段的直径小于它的外径,在内截锥体段上方的设定高度部位构建钢筋水泥柱体至中心柱体的上端部位,钢筋水泥柱体段的小径中心柱体将被水底泥沙包裏而不易被锈蚀,钢筋水泥柱体段主要用于防止锈蚀,因此构建水泥柱体段的钢筋网不能外露,中心柱段的顶端是一个盘体,盘体的外径大于水泥柱体段的外径,盘体的下环面将紧贴龙宫底层底板的上表面,钢筋水泥柱体段制成拆模后,加工倒锥体上刀片的刀刃和环形刀刃与水泥柱面,爆压法的特定爆压程序:1、在建造龙宫底层底板时,在塑料筒体外放置一圈弯成丁字形的螺纹钢,2、在插入塑料筒体内的稳定桩顶部盘体上表面上放置一个有设定爆炸力的炸药包,用一个内径与顶部盘体同径的爆炸桶罩在炸药包上,3、分别用螺纹钢的弯头钩住钢丝绳绕过爆炸桶顶部,在对应的螺纹钢弯头处拉紧定,4、引爆炸药包,以其爆炸压力推动稳定桩下移,进行多次这样的爆压,直至顶部盘体下表面被压到龙宫底层底板上表面贴合,只求顶部盘体下环表面与龙宫水平底层底板上表面贴合,并不要求龙宫水平底层底板下表面完全与海床表面贴合,5、以弯头螺纹钢为支柱,在稳定桩的盘体上编织钢筋网,在钢筋网上浇灌水泥沙浆,逐一用钢筋水泥将稳定桩封装在龙宫底层底板上。

说明书全文

龙宫竖管旋流通道切向喷射推发电厂

技术领域

[0001] 本发明属于自然能源领域的利用技术,这就是龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电厂。
[0002]

发明内容

[0003] 一种龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电厂系由沉底龙宫,封水底盘,稳定桩,引水虹吸管,竖管,移动筒体,传动机匣,机壳,旋流通道切向喷射推水动力轮(或称动力轮),封水底盘,启动机和发电机组成,本发明所要解决技术问题的技术方案是:将利用标准化浮箱组装成方框形或方格形浮动平台,浮动平台分为施工平台和承建平台,施工平台用于搭建脚手架,承建平台用于承载要建龙宫的基础底板层,承建平台所形成的水平面面积等于要建龙宫的宫底面面积,在近海组装浮动平台时,使施工平台的回字形水平面面积能满足建设龙宫施工所需的场地,使施工平台的内方框垂直面与承建平台的外方框垂直面贴近而不能贴合,选定建设沉底龙宫的水底基地并进平整,在基地对应于安装旋流通道切向喷射推水动力轮的部位挖一个能容纳动力轮的深坑,将标准化浮箱组装成的浮动平台拖到选定的水域,就于该水域用施工平台的场地,在承建平台上建设龙宫的基础底层,当沉底龙宫的基础底层建造到其排水量大于自重时,撤去承建平台,让龙宫的基础底层自动下沉,继续利用施工平台的场地,在沉底龙宫的基础底层上进行建造,使其一边建造一边下沉,直至龙宫沉于水底,用稳定桩固定,在高出水面的上层建设其自重大于排水 量所需要的高层,龙宫是一种水泥梁柱框架结构的水下建筑物,是安装一个或多个竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的水下发电厂,一个或多个竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置按纵向、横向等面积排列布局,引水虹吸管跨过龙宫的水面上层底板,用一个弯头连接一段直管将进水口伸至设定深度水位,在该弯头前安装一个进水,其另一弯头端口与竖管连通,并在该弯头的上方安装一根带阀门的放气管,竖管在与移动筒体连通前于其管段上前安装一个止水阀门,移动筒体与竖管下段外径表面宻封配合,移动筒体可用于安装或拆卸传动机匣,下移与传动机匣宻封连接,传动机匣和机壳宻封连接,机壳内表面与旋流通道切向喷射推水动力轮的轮廓表面动配合,机壳用上反筒体和法兰支撑于封水底盘的桶口法兰盘上,旋流通道切向喷射推水动力轮用轮廓表面与机壳、封水底盘的对应表面动配合,用其动力轴穿过机壳内的套筒轴承,以吊挂方式支撑于传动机匣的中心宻封室内的止推轴承上,用其水平底盘下方的中心半球面孔与封水底盘对应的半球体相配合作为辅助支撑,与动力轮的水平底盘相配合的桶形封水底盘是一个可移动的钢筋水泥预制件,其上设有与动力轮切向射流相适配的流线叶片组成的叶栅,封水底盘用桶壁内径与机壳的上反筒体外径相配合,用其桶壁外径与龙宫底层底板对应孔径表面相配合,下移用其桶口法兰盘支撑在龙宫底层底板的对应表面上,龙宫底层底板、封水底盘、机壳和传动机匣,构成旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的承力骨架,引水虹吸管、竖管、移动筒体、传动机匣、机壳、旋流通道切向喷射推水动力轮、封水底盘和龙宫底层底板的板间排水通道,构成旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的流体循环流动路线图,安装在龙宫底层底板上的旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置,每一个竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置将驱动四至六台发电机,由于竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置是直立式的,故发电机呈辐射式布局安装,占用空间大,龙宫的底层底板上除安装竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置处留有可开关的封水底盘外,底层底板和四周墙面体全与水体隔断,不得渗漏,且与水面接触的表面不得有钢筋外露,在底层内绕封水底盘的周围设有底层底板的板间排水通道,排水通道按纵向横向布局,排水通道的截面面积与竖管的过流量相适配,安装在底层底板某空间中心部位的封水底盘、动力轮、机壳及其上的动力输出传动机匣等与电厂有关的设备设施是事先准备好的,按工程的进程安装就位,在竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的动力输出传动机匣的周围安装发电机和相关设备与设施,在龙宫底层四周及以上各层建设生活工作区,在封水底盘的孔口外的底板上设有用于固定龙宫发电厂的稳定桩,每一座龙宫发电厂根据规模的大小,设置一部或多部升降电梯,设置一条或多条安全通道,旋流通道切向喷射推水动力轮发电装 置的竖管从龙宫发电厂高出水面处,用引水虹吸管将水面下的水体导入竖管,经进、止水阀门,过传动机匣的环形通道导入旋流通道切向喷射推水动力轮,进、止水阀门用于龙宫发电厂的启动与大修,止水阀门用于龙宫发电厂的维护与保養,动力输出传动机匣是用两对或三对空心流线型辐条支板连接外筒体与中心密室形成的承力构件,是用不锈钢压铸、精加工而成重要部件,其外筒体与中心密室构成含有辐条支板的环形通道,其外筒体的上端面通过一段设有密封构造的移动筒体与竖管连通,移动筒体的下端面与机壳上端面密封连接,移动筒体的上段内径表面用几圈篦齿和多圈嵌入式石墨宻封环与竖管对应管段的外径表面宻封配合,移动筒体用其喇叭口法兰盘与传动机匣密封连接,传动机匣的外筒体下端面与旋流通道切向喷射推水动力轮的机壳上端面密封连接,其中心密室中段内对应于空心流线型辐条支板部位,设有安装动力轮动力轴连接的主传动轴、传动轴和伞齿轮等构件的空间和构造,每一根空心流线型辐条支板内安装一根传动轴,传动轴的内端段穿过设于中心密室中段的套筒轴承孔,用其末段外花键与小径伞齿轮的内花键相配合,伸出传动机匣的外筒体的外段轴与设于安装在其对应部位的推力轴承相配合,分别用其外端处的连轴器与发电机的电磁离合器相连接,一组传动轴中有一根伸出传动机匣的外筒体外段轴长,在其连轴器与外筒体之间设有一只大径皮带轮,通过设有张紧器的皮带与启动机输出轴上的小径皮带轮连接,当安装小径皮带轮的转轴两端都配置有电磁离合器,一侧的电磁离合器与启动机连接,另一侧的电磁离合器与辅助发电机连接,每根传动轴内端的小径伞齿轮分别与安装在主传动轴上的主伞齿轮啮合,主传动轴用外花键与主伞齿轮的内花键相配合,主传动轴用外花键的轴向长度大于主伞齿轮内花键的轴向长度,用下伸段的外花键的键槽与安装在动力轴上的吊挂支承盘径向拧进的螺钉头相配合,使动力轴与吊挂支承盘不致产生周向位移,主传动轴用内花键与动力轴上端段的外花键相配合,中心密室下段为带中心孔的截锥体,中心孔上段设有止推轴承,止推轴承的下座圈外径与对应孔径表面过盈配合,下座圈下方的孔径表面与动力轴对应轴径表面上的嵌入式石墨密封环与篦齿的宻封构造相配合,止推轴承的上座圈上段与其孔径表面段动配合,在对应于止推轴承的滾珠部位从传动机匣的外筒体外的适宜部位加工一个回油径向孔,一根头部带宻封环的润滑油回油管穿过传动机匣的外筒体和环形空间与回油径向孔连通,并把回油管在外筒体的孔口处焊死宻封,回油管外段与回油箱连通,中心密室的上端段设有安装整流锥体的止口环面,止口环面上安装有石墨宻封垫圈,整流锥体下段内设有主传动轴的支撑盘,支撑盘的外径表面与整流锥体的对应内径表面过盈配合,其中心处设有支撑主传动轴的滾珠轴承,滾珠轴承的外座圈与其对应孔径表面过盈配合,其内座圈与主传动轴的对应轴径表面过盈配 合,整流锥体下段对应于支撑盘部位设有向下凸出的短筒体,短筒体的高度和环端面与中心密室上端段的止口环面相适配,环端面上设有压入石墨宻封垫圈的环齿,短筒体的外径表面与其对应表面过盈配合,短筒体外的环平面与中心密室的上端环平面紧宻贴合,以保证环端面上的环齿压入石墨宻封垫圈的设计深度,以免压坏石墨宻封垫圈,短筒体外的环平面外径等于中心密室上端面的外径,在对应于滚珠轴承上端面部位从传动机匣的外筒体外的适宜部位加工一个穿过整流锥体锥面的进油径向孔,一根头部带宻封构件的润滑油进油管穿过传动机匣的外筒体上的孔口,伸过径向孔直抵滚珠轴承保持架位置,带管接嘴的进油管用其法兰盘与传动机匣的外筒体上对应的径向孔口焊接封死,该管接嘴通过管件与管道和润滑油连通,旋流通道切向喷射推水动力轮装置的机壳是一个不锈钢压力铸造构件,其过动力轴轴线的截面为凡字形的双筒双盘体结构,经精加工后的内筒体上端法兰面与传动机匣的下端法兰面用石墨宻封垫圈密封连接,两者的相对环面上都设有压入宻封垫圈的环齿,在对应于旋流通道上方的同径段内设有辐条式流线型连接支板,连接支板的柱体的中心孔,设有与动力轴对应轴面相配合的套筒轴承,套筒轴承是动力轴的中间支撑表面,在其上下孔径面段上设有与动力轴轴面相配合的上下嵌入式石墨宻封环,石墨宻封环的上下段孔径面与动力轴轴面上的对应箆齿相配合,机壳中间支撑表面下方的内筒体有一喇叭段与外筒体连接,喇叭段内表面与旋流通道切向喷射推水动力轮轮廓面相配合,其喇叭段末端处的上反外筒体段上方的法兰面下表面与封水底盘桶口法兰盘上表面用石墨宻封垫圈密封连接,与机壳喇叭段内表面动配合的旋流通道切向喷射推水动力轮是一个不锈钢模锻件,是一个带旋流通道切向喷射喷口的动力轴、盘体结构件,位于水平盘体上表面中心的动力轴,其轴向截面为⊥字形,旋流通道切向喷射喷口由若干个叶片组成,每一叶片的由一段内弧形叶片段和外弧形叶片段构成,内外弧形叶片段的自由端面与机壳的几何形状内表面相配合,并制作有刮向机壳表面的刀刃,即刀刃向着推水动力轮的旋转方向,每一片叶的内端面与动力轴和水平盘体的对应表面连结成一体,每一叶片的内外弧形叶面平滑过渡连结,内弧段的外弧面曲率半径小于外弧段的内弧面曲率半径,外弧段的外弧面曲率半径等于动力轮盘体的半径,四个或六个叶片平分水平盘体上方的空间,每两个叶片就构成一条旋流切向喷射通道,动力轮上设有几个叶片就有几条旋流切向喷射通道,外弧段的弧长大于内弧段的弧长,因此,每一叶片的外弧段出口端面包含与之相邻叶片内弧段的一段叶面,过外弧段出口端面与动力轴轴线作一个垂直平面和内弧段对应叶面相切割,就形成旋流通道切向喷射喷口,由外弧段出口端面内侧垂直线h1、内弧段外侧垂直线h2、且h2大于h1,两垂直线的垂足在水平盘体上表面的连线b与其对应于机壳内表面上的斜 线或弧线所组成的各喷口的总面积S2,与流体流过竖管横截面面积S1滿足流量恒等定律,即Q=S1·V1=S2·U2,V1是垂直于S1的流体的速度,U2是垂直于喷口截面S2的流体的切向喷射速度,即过垂足连线的中点作喷口的垂直平面,以流体流过被喷口限定的垂直平面的流速作为旋流通道切向喷射的平均速度U2,以喷口的中心点至动力轴轴线的距离作为旋流出口时流体重心离心力半径Ro,旋流通道切向喷射推水动力轮的水平盘体的半径等于外弧段外弧面的半径,水平盘体的上表面与封水底盘的叶栅底边的环平面齐平,水平盘体的厚度与封水底盘的园凹坑相适配,其下表面中心设有与封水底盘的支承柱半球体相配合的半球面孔,旋流通道切向喷射推水动力轮的动力轴于旋流叶片上端面上方的中轴段上,设有与机壳中支撑套筒轴承和上下嵌入式石墨宻封环面相配合的中段轴轴面,设有与机壳中支撑石墨宻封环面上下孔径面相配合的箆齿,以此构成动力轴中支点的上下宻封构造,中段轴上方的上段轴部位依次设有与传动机匣中心宻室下段截锥体中心孔径面相配合的几圈径箆齿、与其嵌入式石墨宻封环面和止推轴承孔径面相配合的柱面,设有与吊挂支承盘内花键的键齿内径面相配合环槽,环槽上方的末段轴上设有与主传动轴内花键相配合的外花键,末段轴伸入传动机匣的中心密室内其环槽的下环面与止推轴承上座圈上表面齐平,环槽的宽度与吊挂支承承盘的厚度相适配,吊挂支承盘是一个不锈钢模锻件,加工有与主传动轴外花键滑动配合的内花键,其内花键上方设有与主传动轴的外花键伸长段的键齿外径面相配合的内径面段,在其内径面段部位设有和主传动轴外花键的键槽相对应的一圈径向螺钉孔,当吊挂支承盘内花键滑过主传动轴的外花键后,转过一个键齿,使其内花键上端面与主传动轴的对应外花键下端面在环槽内贴合而轴向止动,用一圈螺钉拧进主传动轴外花键的键槽内而周向制动,使吊挂支承盘与动力轴和主传动轴连接成一体,使旋流通道切向喷射推水动力轮以吊挂的方式被中心密室内的止推轴承所支撑,末段轴上的外花键与主传动轴的内花键相的配合,将旋流通道切向喷射推水动力轮获得的动力通过动力轴传给主传动轴,主传动轴将动力传给主伞齿轮,主伞齿轮再将动力分配给小径伞齿轮,与小径伞齿轮连接的传动轴将动力传给各发电机,这就构成了旋流通道切向喷射推水动力轮的动力传送路线图,与动力轮的水平底盘相配套的封水底盘是一个钢筋水泥桶形预制构件,是一个带叶栅的可上下移动的桶形构件,是建造龙宫通海孔道的模具,封水底盘由四部分构成,底部设有用于容纳和支撑动力轮的水平底盘的凹坑段,凹坑段上方设有与动力轮的切向喷口相配合的由一圈流线形叶片组成的用于导出流体的叶栅段,叶栅段上方的桶壁段的内径表面与机壳的上反筒体段的外径紧宻配合,桶壁段上方是用于安装机壳的桶口法兰盘,桶口法兰盘设有使其可在龙宫底层底板的通海孔道内上下移动的结构,当封水底 盘的底表面与龙宫底层底板下表面同水平面时,龙宫的通海孔道被封水底盘的桶柱面宻封而关闭,当封水底盘的桶口法兰盘的下环面与龙宫的通海孔道的上环面贴合而宻封时,龙宫的通海孔道就开启,叶栅段每一片流线型叶片的前缘形成的内径与动力轮的旋流通道外弧段的外径相适配,其后缘形成的外径与其桶柱面的外径相等,流线型叶片的安装与从动力轮喷射出来的流体速度方向相适配,封水底盘的凹坑中心的⊥形支撑柱上方的半球体与动力轮的水平底盘下表面的中心半球面孔相配合,带半球体的⊥形支撑柱是用炭/炭复合材料制成的构件,是在建造封水底盘时用水平底盘的实体模具相配而预埋的,其伸出封水底盘凹坑表面的半球体在预埋前是经过与半球面孔研磨而相配的,封水底盘桶底的厚度由设计強度决定,桶壁外径由叶栅设计強度决定,桶口法兰盘的上下环面处分别设有一块与龙宫底板上的嵌装环板相配合,都是用高强度不锈钢经精加工而成的,封水底盘的桶口法兰盘上下环面处预埋的环板上设有内、中、外三圈孔,其内、中圈孔口处,分别在其各自相对孔口处焊接有带内螺纹的不锈钢管,内圈相对孔口处的带内螺纹不锈钢管用于安装动力轮的机壳,其与内螺纹相配的螺钉长度小于封水底盘桶口法兰盘的厚度,用机壳法兰盘下表面处的环齿与封水底盘桶口法兰盘上表面处的环齿压住其间的石墨宻封环而宻封,中圈孔口处的带内螺纹不锈钢管用于推动封水底盘下移,其与内螺纹相配的螺钉长度大于封水底盘的移动距离,在用螺钉推动封水底盘下移到一定距离时,反转螺钉,对着螺钉位置在嵌装环板对应部位分别放置一只盲孔止推轴承,再顺转螺钉,推动封水底盘下移,使封水底盘桶口法兰盘上的环齿和嵌装环板上的环齿压住置于中圈孔口内侧的石墨宻封垫而宻封,桶口法兰盘两环板的外圈每两相对孔口处分别焊接有一段不锈钢管,该圈不锈钢管的孔口与龙宫底板上的通海孔道外的嵌装环板上的孔口相对应,在嵌装环板的一圈孔口处,分别套装一根带一段内螺纹的不锈钢管,在建造龙宫底层底板时,这圈套带一段内螺纹的不锈钢管分别与嵌装环板对应孔口焊接,内螺纹的长度须滿足能吊起封水底盘的拉力,其不锈钢管的长度须大于封水底盘的移动距离,且其没有内螺纹段的内径大于与螺钉的外径,在吊起封水底盘时,先在与其内螺纹相配的螺钉上分别套装一只止推轴承,以减小转动螺钉的平面摩擦力矩,凡与环板焊接的不锈钢管的中心线与其对应孔口同轴线,在两环板相对表面于孔口内外侧的板面上,都分别制作有压入石墨宻封垫的环齿,不锈钢管与不锈钢环板和水泥接触的表面都与其对应钢筋网焊接,封水底盘桶的高度等于桶底厚度+水平底盘的厚度+2倍动力轮切向喷口高度+桶口法兰盘的厚度+各层石墨宻封环被压住后的实际厚度,在承建平台上开始建设龙宫底层底板时,先将用于压入稳定桩的塑料桶放置在承建平台的设定位置上,将石墨宻封垫套装到封水底盘桶口法兰盘的下表面处,将焊接 有带一段内螺纹不锈钢管的嵌装环板套装到该石墨宻封垫的下表面处,转动石墨宻封垫和嵌装环板,使其孔口与封水底盘桶口法兰盘上外圈孔口对正,用施工螺钉穿过封水底盘桶口法兰外圈孔口处的不锈钢管,将螺钉拧进内螺纹不锈钢管内,将其暂时吊在封水底盘桶口法兰盘的下表面处,将炭/炭复合材料制成的几个密封垫圈(以下简称炭/炭密封垫圈)紧贴封水底盘桶壁上段外径表面套装,将带石墨宻封垫圈、嵌装环板和几个炭/炭密封垫圈的封水底盘放置在承建平台的设定位置上,即塑料桶和封水底盘的下表面与龙宫底层底板下表面在同一水平面上,在向龙宫底层底板浇灌水泥沙漿前,封水底盘桶底段外径的设定高度上涂上一层脫模剂,当水泥沙漿浇灌这一设定高度时,将一个炭/炭密封垫圈水平移至刚浇灌的水泥沙漿水平面上,并编织一层钢筋网,随后再在封水底盘桶底段外径的设定高度上涂上一层脫模剂,再将水泥沙漿浇灌这一设定高度,再将一个炭/炭密封垫圈水平移至刚浇灌的水泥沙漿水平面上,并编织一层钢筋网,依此程序直至将水泥沙漿浇灌到石臘模块的底面水平面时,对着封水底盘处的石臘模块的外径面放置四个塑料板制成的方形弧面喇叭形导流管,将弧面喇叭形导流管口用其弧面口围绕封水底盘嵌有石臘模块的叶栅外径面放置,弧面喇叭形导流管口的对称中心垂直平面按纵向、横向布置,其出口转接塑料直管与水体相通而构成龙宫底层底板间的排水通道,四根塑料直管的内径截面面积之和与竖管内径截面面积滿足流量连续方程,若龙宫设有多排旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置,在塑料直管对接处再构建龙宫底层底板的板间排水通道,与此同时,当龙宫底层底板上浇灌第一层时,将带有一段内螺纹不锈钢管的嵌装环板放置到水泥面上,且带一段内螺纹不锈钢管管口不得碰到弧面喇叭形导流管表面,这在设计和放置封水底盘时已被考慮到的,在第一层水泥沙浆上就要编织钢筋网,并将钢筋网的主钢筋与带一段内螺纹不锈钢管表面焊接,每浇灌一层水泥沙浆就设置一层钢筋网,除在封水底盘嵌有石臘模块段不放置炭/炭密封垫圈外,即在弧面喇叭形导流管的第一层上方,就要在封水底盘的桶壁外径表面上涂一层脫模剂,每浇灌一层水泥沙浆就要放置一个炭/炭密封垫圈,设置一层钢筋网,直至水泥沙浆浇灌到龙宫底层底板的设定厚度,使嵌装环板嵌在龙宫底层底板的水泥层内,并使嵌装环板内径面处的水泥表面与嵌装环板的水平环面齐平,这时,嵌装环板的上表面至封水底盘桶口法兰盘下方石墨宻封垫圈下表面的距离等于封水底盘需要下移的尺寸,这一尺寸是在封水底盘下移后,使通过动力轮旋流通道切向喷射出来的流体被离心力甩出而顺畅地流出叶栅通道,继而通过弧面喇叭形导流管、塑料直管而流出龙宫底层底板,推动底层水体与其周围的水体汇聚,当龙宫底层底板在承建平台上建造好后,在其底层完工和承建平台撤离前,将封水底盘上的石臘模块撤除干净,将旋流通道切向喷射 推水动力轮安装到封水底盘上,将套石墨宻封垫圈的机壳安装到动力轮上,将螺钉穿过机壳法兰盘的孔拧进封水底盘的桶口法兰盘带内螺纹的不锈钢管内,使相对两法兰盘的环齿压住石墨宻封垫圈而宻封,将带有密封件、组装好的传动机匣安装到机壳的相配位置上,调整到位后,在龙宫底层底板的设定位置上建造发电机和启动机的安装基础,将所有稳定桩安放到装有油膏和沙子的塑料桶内,将发电机和启动机就位,将移动筒体安装到传动机匣的相配位置上,将已就位好的机器用油布保护起来,在承建平台撤离后,接续建造龙宫底层以上各层,直至整座龙宫沉降到水底,并用爆压法将稳定桩压入海床深处,将整座龙宫定位于设定海域的水平海床位置上,在竖管及引水虹吸管、阀门与移动筒体安装连通后,就可进行空载运转,开启阀门,水体从引水虹吸管的进口流入竖管,经传动机匣的环形通道,使水体充满旋流通道切向喷射推水动力轮,张紧器工作,启动机运转,通过皮带传动机构,带动旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置在封闭状态下空载运转,待动力轮的转速达到设定要求后,将螺钉分别拧进封水底盘桶口法兰盘外圈带内螺纹的不锈钢管内,在对着嵌装环板的螺纹管口部位分别放置一个盲孔止推轴承,同时旋转螺钉顶住嵌装环板,推动封水底盘下移,开启封水底盘的叶栅出水通道,各传动轴上的电磁离合器与发电机接通,流体通过旋流通道的切向喷口喷出,从切向喷口喷射出去的流体以其反作用力推动水动力轮旋转,动力轮的旋转驱动动力轴和与其连接的主传动轴同步旋转,安装在主传动轴上的主伞齿轮带动小径伞齿轮,各小径伞齿轮驱动传动轴加速转动,通过电磁离合器将竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置获得的动力输送给各发电机而发电,在流体从切向喷口喷射出去的同时,高速旋转的流体被离心力径向甩出,其径向甩出速度与切向速度的合成速度流向封水底盘的叶栅通道,流体在流经叶栅通道、弧面喇叭形导流管的过程中将流体的动能转变为动压头后,从龙宫底层底板间的排水通道排出,待旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置运转稳定后,将与启动机连接的电磁离合器断开,旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置进入稳定发电运转阶段,当需要维修时,先关闭移动筒体上方的下水阀门,依次对称地关闭发电机,同时在螺钉上套装一个止推轴承,分别将套有止推轴承的螺钉穿过封水底盘桶口法兰上的不锈钢管管孔,拧进嵌装环板带一段内螺纹的不锈钢管内,将封水底盘吊起至原先的封水状态,动力轮也随着流体的减少而减小转速的同时,关闭全部发电机,将移动筒体上移,就可将需要维修保养的另部件卸下,进行修理或更换,维修好后,将所有零、部件复原,开启移筒体上方的止水阀门,按上述方法和程序,重新起动竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置,本发明以经典流体力学理论为依据,结合常见的自然现象:旋转的涡流、旋转的台、旋转的龙卷风等旋转运动具有巨大的能量 的事实,来创建人造龙转水理论——旋转流体力学理论,旋转流体力学理论是经典流体力学理论与流体旋转运动相结合的理论,旋转流体力学理论的本质是在流管出口处制造一个小的反压环境,使流体能推开流管出口外的静水阻力而顺利流出,这是旋转流体力学理论所要说明的问题,经典流体力学理论指出:平静水体对外做功的条件是1、进水侧和出水侧必须具有一定压差,压差越大对外做功的能力就越大,2、必须有一套能量转换的装置,筑坝发电装置就是这种经典流体力学理论的应用,这是不可压缩理想流体在重力作用下作定常流动时的伯努利方程所决定的沿流管流动理论,这是一种直流理论,即流体是沿管线直线进出的,旋转流体力学理论研究的是不可压缩理想流体在重力作用下流体作旋流运动的理论,即流体从管线直线进入由旋流通道切向喷射出去的理论,既然平静的水体具有一定的位能,那么,把水体具有一定的位能转变为电能是能量转换装置所要解决的问题,由于水体是可以改变流动方向的,还可以被隔断和推动的,上述龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置,它就是利用水体可以改变流动方向、可以被隔断和推动的公理,它就是将具有一定位能的静水转变为电能的装置,它利用引水虹吸管插入水体的设定深度,使流体向上流动再向下流动以提高其入口速度,从而增加其流量或减小竖管的管径,它使其有限流体沿引水虹吸管、竖管管线流动改变为按旋流通道的流动,它把沿管线流出的流体改变为按切向喷射流动,利用流体的位能变为切向喷射的动能,它是利用喷射流体的反作用力来做功的,它利用旋转离心力甩出流体的动能,在流线型叶栅通道转变为动压头,再利用龙宫板间排水通道的方形塑料导流管作进一步扩压,使龙宫板间排水通道的塑料直管出口处流体的压强远大于同水位静水的压强,而且被离心力甩出流体的速度方向是径向的,与流体的切向速度成直角关系,其合成速度指向流线型叶栅通道叶片的安装角,因而被离心力甩出流体的径向速度并不影响流体的切向速度,流体的切向速度是由水位压强差所决定,而离开动力轮切向喷口的流体所受到离心力却与流体从切向喷口喷射切向速度的平方成正比,即离心力作用于同样质量流体上的力,远大于该流体在切向喷口的切向喷射速度的反作用力,具有巨大离心力的流体从动力轮较小的弧面上径向甩出,使该流体获得较高的径向速度,这就决定了受到离心力作用的流体具有较大的动能,就是说该流体具有将动能转变为较大压强的潜在能力,这里就定义受到离心力作用的流体具有的压强称为旋流压强,该流体的旋流压强远大于同水位的静水压强,因而使其具有推开动力轮外水体的能力,甚至能在动力轮周围形成负压区,下面以龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置这种人工制造龙转水的一个设计数字模型来进行说明,依据不可压缩理想流体在重力作用下作定常流动时的伯努利方程——沿流管流动理论导出的公式是:(以下力的单位用 kg)
[0004] Z1+P1/γ+V12/2g=Z2+P2/γ+V22/2g=常数 (1),
[0005] 式(1)中的Z1、Z2(m),P1、P2(kg/cm2),V1(m/s),γ=1000(kg/m3),g=9.8(m/s2),就有:
[0006] Z1+P1/γ+V12/2g=常数 (2),
[0007] Z2+P2/γ+V22/2g=常数, (3),
[0008] 将式(2)-式(3)得:(Z1+P1/r+V12/2g)-(Z2+P2/r+V22/2g)=0 (4),
[0009] 整理后得:V22=2g[Z1-Z2]+2g[P1/γ-P2/γ]+V12 (5),
[0010] 由于本模型将基准水平线设在切向喷口射流中心水平面处,所以上述式中的Z1=Z2=0,又由于本模型的流体在喷口的出口处是切向喷射出去的,而不是沿管线直线喷射出去的,故将式(5)中的V2改为切向速度U2,因为本模型的取水口不是设在总水头线处,故不考慮其机械损失,暂时假设式中式(5)中的P2/r=0,即暂时假设出水口没有反压,本模型在封闭条件下作空载运转时是这种状态,由式(5)得:
[0011] U22=2g[Z1-Z2]+2g[P1/γ-P2/r]+V12=2g[0]+2g[P1/γ-0]+V12=2g[P1/γ]+V12,即:
[0012] U22=2gP1/γ+V12 (6),
[0013] 设P1=10kg/cm2,V1=44.27189m/s(含大气压Pa=1.033kg/cm2的作用),γ=1000kg/3 2
m,g=9.8m/s,将其代入式(6),得:
[0014] U22=2gP1/γ+V12=2x9.8x10x10000/1000+(44.27189)2=3920(m2/s2),开平方得:
[0015] U2=√(3920)=62.61(m/s),
[0016] 若设导入流体的竖管内径D=2m,则其过流截面积S1=3.14m2,求体积流量Q,切向流喷口面积S2,
[0017] 根据流量方程式:Q=S1V1=S2U2 (7),得:
[0018] Q=S1V1=3.14m2x44.27189m/s=139.014(m3/s),
[0019] S2=Q/U2=139.014/62.61=2.220(m2),
[0020] 设龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮的四个正梯形切向喷口的总截面积等2
于S2,则每一个正梯形切向喷口的截面积A=S2/4=2.220/4=0.555(m),
[0021] 设正梯形切向喷口的外弧段的上底边h1=0.5m,内弧段的下底边h2=0.9m,则其直角腰边长为b(m),
[0022] 则b=A/(h1+h2)/2=0.555/(0.5+0.9)/2=0.793(m),
[0023] 设外弧段内半径为R1=2m,则内弧段外半径R2=R1-b=(2-0.793)=1.207(m),[0024] 取b的中点为喷口切向平均流线面半径R0=R1-b/2=2-0.793/2]=1.604(m),[0025] 设动力轮的旋流通道的外弧段内弧面面积占全周长内弧面面积的4/5,用该段弧面面积阻断机外的水体,还有周长内弧面面积的1/5(占72°)将受机外水体的阻力,设机外水体对内弧段外弧面的阻力面积为S3,则
[0026] S3=2πR2xh2x1/5=2x3.14x1.207x0.9x1/5=1.364(m2),
[0027] 求动力轮的转速n(r/min),由U2=2xπ R0求n:
[0028] U2=2π R0 n (8),
[0029] 由式(8)得:n=U2/2πR0=62.61x60/(2x3.14x1.604)=373(r/min),
[0030] 设动力轮切向喷口切向流线面外面的静态流体对切向喷口的同水位压强为Fr,[0031] 先将V12/2g,P1/γ,Pa转換为水的深度H(m),令H1=V12/2g,H2=Pa/γ,H3=P1/γ,求切向喷口平均喷射速度处的同水位的深度H,
[0032] H1=V12/2g=V12/2g=(44.27189)2/2/9.8=100(m),
[0033] H2=Pa/γ=1.033x10000/1000=10.33(m),
[0034] H3=P1/γ=10x10000/1000=100(m),
[0035]
[0036]
[0037] 则同水位压强Fr=[H/10+Pa](kg/cm2) (9),即
[0038] Fr=H/10+Pa=189.7/10+1.033=20(kg/cm2)
[0039] 现在来计算流体从喷口切向喷射后,在动力轮每转一周流体被离心力甩出,流体对切向喷口外侧处对应内弧面面积S3上的离心力压强F(kg/cm2),
[0040] F=MU22/R0/S3/n (10),
[0041] 式(10)中的M为流经动力轮的流体质量,将M=Qγ/g代入式(10),
[0042] F=Qγ/g U22/R0/S3/n (11),
[0043] =139.014x(1000/9.8)x3920/1.604/1.364/(373/60)/10000)=408.83(kg/cm2),[0044] 作用在动力轮切向喷口切向流线面外离心力压强F与同水位压强Fr的差值[0045]
[0046] 即离心力推开所受外部的同水位压强Fr后,其剩余压強 是同水位压强Fr的倍数K,
[0047]
[0048]
[0049] 这就说明离心力压强F远大于同水位压强Fr,即动力轮切向喷口切向喷射出来的水体产生的离心力足以推开围绕动力轮周围的水体,也就证明这类龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置能连续不断地运转,下面由离心力压强F与阻力压强Fr的差值来求流体沿离心力方向(径向)的速度V3,由于能量可以转变为各种形式,那么,先将压力能形式的 转变为位能形式H4,即有:
[0050]
[0051]
[0052] 再由位能形式H4转变为动能形式V4,就有:
[0053] V42=2g H4 (14),
[0054] V42=2g H4=2x9.8x3888.3=76210.68(m2/s2),开平方得:
[0055] V4=√(V42)=√(76210.68)=276.063(m/s),
[0056] 由此可知径向速度V4是切向速度U2的倍数W:
[0057] W=V4/U2 (15),
[0058] W=V4/U2=276.063/62.61=4.41倍,
[0059] 由切向速度U2与径向速度V4的获得合成速度与径向速度的夹角θ
[0060] θ=arc tg(U2/V4) (16),
[0061] θ=arc tg(U2/V4)=arc tg(62.61/276.063)=12.7783°
[0062] 通过切向速度U2和径向速度V4可以求得合成速度V5
[0063] V5=√(U22+V42) (17),
[0064] V5=√(U22+V42)=√(62.612+276.0632)=283.07(m/s),
[0065] 由切向喷射速度求动力轮射流的反作用推力Ft(kg)、扭矩Mo(kg m)和轴功率N(HP或kw)
[0066] Ft=M U2 (18),
[0067] Ft=M U2=Q r/g U2=139.014x(1000/9.8)x62.61=888129.24(kg),
[0068] Mo=Ft R0 (19),
[0069] Mo=Ft R0=888129.24x1.604=1424559.3(kg m),
[0070] N=Mo n/716.2 (20),
[0071] N=Mo n/716.2=1424559.3x373/716.2=741917(HP)=545527(k w),
[0072] 由这一设计数字模型的计算表明:1、揭示了旋转的涡流、旋转的台风、旋转的龙卷风具有巨大能量的机理,即以其小的旋转速度产生巨大的离心力,从而使流体产生破坏性的动能和速度,但是自然界的这种旋流能量最终被周围物体和巨大流体的阻力所消耗而结束,2、人工制造的龙转水所产生旋流能量被限定在设定的空间内,恒定的旋流能以恒定的离心力将有限空间内的水体推开,使其与切向喷口外的水体能保持一定的对外压差,以致龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置能持续稳定地运转,3、揭示了具有一定位能的静水按旋转流体力学理论来开发利用,其价值远大于经典流体力学理论,这将是一种取之不尽,用之不竭的天然能源,4、证明了人工制造龙转水的理论是科学的正确的实用的,5、龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置是利用静水位能的有效发电设备,6、若将龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置用于潜水艇,既可用切向流体的动力来发电,又可用其离心力射流的反作用力来推动潜水艇高速运动,而且潜得越深,发电能力越大,获得的推力更大,航速更快,航程无限,当然还可利用旋转流体力学理论建造无人潜水艇、水下龙虾、龙蟹、龙魚等运动体游弋于海洋之中,还可制造龙飞碟吸附在敌舰敌船上。
[0073] 施工平台和承建平台的标准化浮箱的建造与拼装,标准化浮箱是在深海岸边平台或船厂建造的中空封闭式钢筋水泥结构件,其底面为水平面,三对相对外表面相互平行,相邻外表面相互垂直,其封闭中空的六个面上设有格子式加強方形柱,在水平底面至顶面之间的加強方形柱的上下端部位插有一段用于组装的不锈钢管,相对两段不锈钢管同中心线,都垂直于水平面,其中垂直于底面的四个直角处的加強方形柱的上下端部位分别插有两段用于拼装的不锈钢管,一段不锈钢管用于横向拼装,另一段不锈钢管用于纵向拼装,每一个标准化浮箱的外形尺寸和内部主体结构完全相同,每一个标准化浮箱的体积的自重远小于其排水量,每一个标准化浮箱都是在水平基础上建造成的,水平基础面的中心设有用于建造承建平台标准化浮箱的园坑,在水平基础面上的方形面积的四条边线外,分别设有四排用于安装外壳制板的孔,其内侧为光滑平整的外壳制板用其下端部位的板面外焊接的一排钢管脚,插入对应水平基础面的一排孔而固定,使其内表面围成的面积等于标准化浮箱的横截面积,在相邻两内表面构成垂直面的外表面处的上段焊接的钢管段,分别用U形扣紧件的两脚插入对应的钢管段孔口内,使其相邻两内表面端面扣紧而固定成直角面, 随后,在四块外壳制板的内表面所限定的水平基础面上,若标准化浮箱用于拼装施工平台,在水平基础面的中心园坑处,放置一块封孔板,若标准化浮箱用于拼装承建平台,在水平基础面的中心园坑处,放置一只带不锈钢直角阀门的塑料板,首先在设有垂直加強方形柱对应于水平基础位置处分别放置一段上端封口的不锈钢管,其中四角垂直加強方形柱对应于水平基础位置处放置两根上端封口的不锈钢管,其它各垂直加強方形柱对应于水平基础位置处放置一根上端封口的不锈钢管,各上端封口的不锈钢管的中心线都垂直于水平面,相邻、相对两上端封口不锈钢管的中心线相互平行,随后,在水平基础面浇灌第一层水泥沙漿,在第一层水泥沙漿上编织标准化浮箱底部和四个墙面、加強方形柱的钢筋网,当标准化浮箱底层浇灌的水泥沙漿达到设定厚度时,在底层上表面沿墙体设定厚度和加強方形柱的结构,用塑料板制作不可拆卸的内壳制板,内壳制板的上端面与要浇灌顶部的周边梁与纵向、横向梁相匹配,当水泥沙漿浇灌到内壳制板的上端面时,在上端面用塑料板制作标准化浮箱顶层的壳制板,在顶层的壳制板的适宜部位设置人孔、人孔盖板和简易梯子等构造构件,并在顶层的壳制板上编织顶层钢筋网与周边墙体、加強方形柱的钢筋网连接成一体,在与底层上端封口不锈钢管对峙位置放置拼装用不锈钢管,将水泥沙漿浇灌到标准化浮箱的设定高度,并将上表面修整成水平面,将人孔盖板宻封安装到人孔上,用于拼装承建平台的标准化浮箱与之相同,就这样建造拼装施工平台和承建平台所需的标准化浮箱,撤去四块外壳制板后待运,不过用于拼装承建平台的标准化浮箱,在其水平基础面的中心园坑处放置有一个直角阀门,而直角阀门的不锈钢直管向上伸出塑料板中心上表面,其伸出的管口端面将与标准化浮箱的底板的上表面齐平,不锈钢直管向下伸出标准化浮箱的底板下表面,在其伸出端口部位焊接一段不锈钢管阀体短管,当承建平台将按纵向拼装,则阀体短管按纵向安放,当承建平台将按横向拼装,则阀体短管按横向安放,阀体短管的中心线按这种方式的安放,并在这种标准化浮箱的顶板的上表面上制作阀体短管中心线安放方式的标记,且所有阀体短管的中心线都在同一水平面内,过直管中心线作阀体短管中心线的垂直平面,这垂直平面切阀体短管的环截面上设有三个孔,正上方孔口与直管相通,在上方孔口中心线两侧120°角处,分别设有进水孔口和排水孔口,进水孔口将填充硬质宻封油膏,排水孔口处焊有管接嘴,且所有管接嘴在同一角度方向上,以便于连接排水总管,与阀体短管内径表面精密配合的阀门管的管径上,阀门管与阀体短管孔口精宻配合段的两外侧段管面上分别制作有多道箆齿,在阀门管与阀体短管组装时,箆齿间的环槽内注满硬质油膏来进行轴向宻封,阀门管在与阀体短管孔口精密配合的管段上,以与阀体短管上的孔口中心线为基准,设有与其相配合的相隔120°角的两个径向孔口,若阀门管上的 一个孔口与阀体短管上方孔口相通,而另一个孔口与其进水孔口相通,则向标准化浮箱的承建平台内注水,若转动阀门管使其中一个径向孔口与阀体短管上方孔口相通,而另一个孔口与排水孔口相通,则对标准化浮箱的承建平台内进行抽水,在其它角位阀体短管上的孔口都被阀门管的外径表面封死,阀门管是用不锈钢经精加工而成的中空組件,其内径孔口端设有一只T形柱体,T形柱体的小径段外径面与阀门管内径孔口过盈配合,其大径段外径与阀门管同径,大小直径段之间的环平面与阀门管的对应端面贴合,另一没有轴向孔外段的直径与阀门管同径,阀门管轴向孔外的T形柱体与另一端的柱体的适宜角位处分别设有与套装短管的径向孔相配合的径向螺钉孔,在过阀门管中心线平分120°角的轴向平面切割两柱体的端面上划一条径向线,沿径向线分别加工一条嵌装槽口,在嵌装槽口的对称平分面处于其两柱体和阀体短管外径的相对面正上方分别冲一个可见标志缺口,这时,阀门管以较短的外径弧面宻封阀体短管上的孔口,在对应阀体短管外径的正下方冲一个可见标志缺口,当阀门管的正上方的可见标志缺口转到阀体短管正下方的可见标志缺口时,阀门管以较长的外径弧面宻封阀体短管上方的孔口,此刻,通过进水孔口向阀门管压注润滑油,并用硬质宻封油膏封死进水孔口,随后,阀门管的正上方的可见标志缺口转到阀体短管的进水孔口,在这样的状况下将不锈钢直角阀门安装到在建标准化浮箱中心的塑料板上的,阀门管两端平分120°角的嵌装槽口将是在两标准化浮箱的两相对峙的嵌装槽口之间用来嵌装一根连接杆的,每一根连接杆的两端部位加工和嵌装槽口相配合的外凸块,在每一根连接杆两杆端段上分别设有一只套装短管,每一只套装短管上设有与阀门管两柱体上的螺钉孔相配的径向孔,不锈钢直角阀门阀体短管上的管接嘴将是在标准化浮箱拼接时用带管接头的塑料软管来相互连通的,连接杆和带管接头的塑料软管的排水总管的安装都将是通过潜水作业来完成的,当阀门管柱体上的缺口在阀体短管的进水孔口处时,阀门管转动60°,其上的两个径向孔口要不是接通直角阀门的进水通道,就是接通其排水通道,两者只有其一,这决定于进水孔口与排水孔口的安排,若阀门管第一次转动60°角时是接通直角阀门的进水通道,则第二次再转动120°角时就是接通直角阀门的排水通道,反之亦反之,将用于拼装承建平台的标准化浮箱建造完成后,逐个搬移至近岸深水中,按预先设定的纵向拼装或横向拼装方案,若预先设定按纵向拼装,开始将两个相邻的标准化浮箱的对应表面贴合,分别用U形扣紧件的两脚的锥体段压入上方对应两不锈钢管的孔径内,其中两外侧处的两不锈钢管的内侧不锈钢管用于纵向拼装,外侧的两不锈钢管留着用于横向拼装,两相邻标准化浮箱的贴合面拼装好后,潜水按上述方法,将U形扣紧件的两脚的锥体段压入下方对应两不锈钢管的孔径内,使相邻两标准化浮箱拼装起来,随后,在与两 纵向面相邻的标准化浮箱贴合,按上述方和程序进行拼装,依此类推,直至这列标准化浮箱拼装到设定长度,这时,潜水逐一将连接杆两端的外凸块套装到阀门管两端的槽口内,将连接杆两端的短管套装到阀门管两端的柱体上,并用螺钉拧进对应的螺钉孔内,直至将全部连接杆都安装好,同时潜水将软塑料排水总管上的管接头分别宻封安装到的各管接嘴上,这就完成了第一列标准化浮箱的拼装,再按设计要求,依上述方法和程序拼装第二列、第三列…,直至所要求的列数,然后进行横向拼装,将相邻两列拼装好的标准化浮箱移动调整对正后,分别用U形扣紧件的两脚的锥体段压入上方对应两不锈钢管的孔径内,并潜水分别将U形扣紧件的两脚的锥体段压入下方对应两不锈钢管的孔径内,将两列标准化浮箱拼装成一体,同理可将第三列、第四列…拼装成一体,直至所要求的横向宽度,这就用标准化浮箱组装成了承建平台,用标准化浮箱组装施工平台比较简单,只需围绕承建平台一周,将相邻标准化浮箱在顶上和水下分别用U形扣紧件的两脚的锥体段压入其对应两不锈钢管的孔径内,就组装成了施工平台。
[0074] 设在龙宫底层底板设定部位处的封水底盘是一个桶口带法兰盘的桶形钢筋水泥结件,是经过精加工的模具组装与其实体表面同形而浇注成型的预制产品,将内径表面经精加工的可拆分的外筒体模具放置在水平基面上,可拆分外筒体模具的内径等于封水底盘的桶壁外径+2δ1,δ1封水底盘是外径的加工余量,该模具的上下环面平行于水平基面,其高度等于封水底盘下表面至桶口法兰盘的下表面的距离-δ2,δ2是桶口法兰盘下表面的加工余量,在可拆分外筒体模具限定的水平面基面上,浇灌一层设定厚度的高强度水泥沙浆,并在这层沙浆上贴着外筒体模具的内径放置第一个炭/炭密封垫圈,在密封垫圈内放置第一层钢筋网,在钢筋网上浇灌一层设定厚度的高强度水泥沙浆,在这层水泥沙浆上于外筒体模具的中心放置用炭/炭复合材料制成的一只带半球体的⊥形支撑柱,再在这层水泥沙浆上放置第二层钢筋网,依此类推直至高强度水泥沙浆浇灌到封水底盘的凹坑段上端环平面处,封水底盘凹坑中心平面的厚度由设计强度决定,其凹坑的深度等于动力轮的水平底盘的厚度,其内径等于动力轮的水平底盘的外径,其中心⊥形支撑柱上方半球体与水平底盘中心半球面孔相配合,当钢筋水泥沙浆构建到封水底盘的厚度时,在封水底盘的中心⊥形支撑柱的半球体上放置一只可拆装的与动力轮外径相配合的桶体形内模具,桶体形内模具是一个经过精加工的木质模具,其桶底下表面与其桶口环平面都平行于水平基面,其桶底中心制作有与⊥形支撑柱的半球体相配合的半球面孔,桶体形内模具的外径等于动力轮的水平底盘的外径-2δ3,δ3是封水底盘桶壁内径的加工余量,桶体形内模具的高度等于动力轮的水平底盘的下表面至封水底盘的桶口法兰盘上表面的距离+δ4,δ4是该桶口法兰盘上 表面的加工余量,在桶体形内模具与外筒体模具之间的环形面上贴着外筒体模具的内径再放置炭/炭密封垫圈、钢筋网和浇灌水泥沙浆层,直至水泥沙浆浇灌到动力轮的水平底盘的厚度位置时,在该环形平面上放置多组可拆卸的石蠟模块,石蠟模块的高度等于动力轮的切向喷口高度h1,每两组石蠟模块之间形成其叶栅的一个流线型叶片空间,先将石蠟模块放置到封水底盘的凹坑外的环形平面上,使其形成叶栅的一圈空心流线型叶片,使空心流线型叶片的前缘靠近桶体形内模具的外表面,使其后缘靠近外筒体模具的内径表面,空心流线型叶片的导流方向和切向速度与流体被离心力甩出的径向速度的合成速度相适配,这时,沿着每一组石蠟模块所形成的空心流线型叶片的底边线划出其叶形的标记线,对应于叶形的标记线在标记线外的水泥层上编号,并对形成该空心流线型叶片的两组石蠟模块进行编号,随撤走石蠟模块,在每一个空心流线型叶片的标记线内,将其水泥层下钢筋网的主钢筋找出,在找出主钢筋上焊接空心流线型叶片的主钢筋,以叶片的主钢筋为依托构建流线型叶片的钢筋网,待一圈叶片的钢筋网构造完成后,再将石蠟模块按编号复原放置好,向流线型叶片的钢筋网内浇灌水泥沙漿,并使钢筋不露出流线型叶片叶面的水泥层,在外筒体模具与一圈石蠟模块之间的环形水泥面上,紧贴外筒体模具的内径放置一个炭/炭密封垫圈,在密封垫圈内设置一圈钢筋网,钢筋网与石蠟模块表面不接触,每浇灌一层水泥沙浆就紧贴外筒体模具的内径放置一只炭/炭密封垫圈,编织一层钢筋网,浇灌一层水泥沙浆,就这样,直至水泥沙浆浇灌到一圈石蠟模块的上端环面上时,在桶体形内模具的外径表面与外筒体模具的内径表面之间的环形空间的环平面上浇灌一层水泥沙浆,在这层水泥面上分别紧贴外筒体模具的内径表面与桶体形内模具的外径表面分别放置一只炭/炭密封垫圈,以石蠟模块外的主钢筋和伸出流线型叶片上端面的主钢筋为骨架编织的钢筋网,浇灌一层水泥沙浆,钢筋网与模具内外径不接触,至此,每浇灌一层水泥沙浆,就要分别紧贴外筒体模具的内径表面与桶体形内模具的外径表面放置一只炭/炭密封垫圈,依此方式进行建造直到接近外筒体模具的上端面时,将靠近外筒体模具内径的主钢筋割断,在断头处与对应靠近桶体形内模具外径的主钢筋处,分别与一个弧形钢筋焊接,并在两弧形钢筋之间焊接径向钢筋,当水泥沙浆浇灌到外筒体模具的上端面时,将封水底盘的桶口法兰盘放置到外筒体模具的上端面上,这时在桶口法兰盘的下法兰盘的外圈孔口处焊接有一根不锈钢管,在其中、内圈孔口处分别焊接一根带内螺纹的不锈钢管,将其上法兰盘的外、中、内圈孔口处分别套在对应不锈钢管上,并使其上、下法兰盘的上、下表面处于水平平行状态,在将上、下法兰盘放置到外筒体模具的上端面时,使带内螺纹的不锈钢管的管口位于外模具上端环平面的内外位置,使这三圈不锈钢管的中心线所在分度园的中心与 动力轮封水底盘带半球体的⊥形支撑柱同轴线,可用分别测量不锈钢管的中心线到桶体形内模具的外径面的距离来确定,确定了封水底盘的桶口法兰盘的中心位置后,用一圈短钢筋与弧形钢筋和桶口法兰盘的下法兰盘环板的上表面焊接,撤去不锈钢管上的上法兰盘,将靠近桶体形内模具外径的主钢筋分批均布地弯向不锈钢管,并分别与不锈钢管焊接,构建封水底盘的桶口法兰盘的钢筋网,紧贴桶体形内模具外径放置一只炭/炭密封垫圈,浇灌一层水泥沙浆,依此工序,直至水泥沙浆浇灌到靠近不锈钢管孔口处,将封水底盘的桶口法兰盘的上法兰盘套装到不锈钢管的管口部位,加压上法兰盘压实水泥沙浆,将水泥沙浆挤向封水底盘的桶口法兰盘的内外柱面,使该环板处于水平位置状态条件下,对称地在其孔口处分别沿不锈钢管上端面与对应孔口面焊接,把上法兰盘内径处的水泥沙浆刮修到与环板上表面齐平,将封水底盘的桶口法兰盘的外径柱面的水泥沙浆刮修到与其外径面齐平,待水泥沙浆完全固化后,将内外模具撤除,暂时保持石蠟模块,随后,将带有石蠟模块的封水底盘在大型机床上按设计要求加工各相关配合表面与构造,并在石蠟模块的内侧处刻制嵌装标记,这就完成了封水底盘预制件的全部工作。
[0075] 插入塑料桶内的稳定桩是一种设有中心柱状体的钢筋水泥结构件,设有特定爆压程序,中心柱状体是用不锈钢锻造或压铸经机械加工而成的高强度构件,其下端设有均布的压入泥石的刀片倒锥体,倒锥体上方设有一正截锥体段,倒锥体段的刀片上方外径大于塑料桶的外径,使其外径处的环形刀刃能刮削桶外一水泥层,正截锥体段上方设有一个喇叭形内截锥体段,内锥体段的外径与正截锥体段的外径相等,若海床底部泥沙沉积至正截锥体段和桩外泥沙结成一块后以阻止龙宫上浮,内截锥体段上方的中心柱体段的直径小于它的外径,在内截锥体段上方的设定高度部位构建钢筋水泥柱体至中心柱体的上端部位,钢筋水泥柱体段的小径中心柱体将被水底泥沙包裏而不易被锈蚀,钢筋水泥柱体段主要用于防止锈蚀,因此构建水泥柱体段的钢筋网不能外露,中心柱段的顶端是一个盘体,盘体的外径大于水泥柱体段的外径,盘体的下环面将紧贴龙宫底层底板的上表面,钢筋水泥柱体段制成拆模后,加工倒锥体上刀片的刀刃和环形刀刃与水泥柱面,爆压法的特定爆压程序:1、在建造龙宫底层底板时,在塑料筒体外放置一圈弯成丁字形的螺纹钢,2、在插入塑料筒体内的稳定桩顶部盘体上表面上放置一个有设定爆炸力的炸药包,用一个内径与顶部盘体同径的爆炸桶罩在炸药包上,3、分别用螺纹钢的弯头钩住钢丝绳绕过爆炸桶顶部,在对应的螺纹钢弯头处拉紧定,4、引爆炸药包,以其爆炸压力推动稳定桩下移,进行多次这样的爆压,直至顶部盘体下表面被压到龙宫底层底板上表面贴合,只求顶部盘体下环表面与龙宫水平底层底板上表面贴合,并不要求龙宫水平底层底板下表面完全与海床表面 贴合,5、以弯头螺纹钢为支柱,在稳定桩的盘体上编织钢筋网,在钢筋网上浇灌水泥沙浆,逐一用钢筋水泥将稳定桩封装在龙宫底层底板上。
附图说明
[0076] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0077] 图1是龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置剖视简图。
[0078] 图2是动力轮工作原理简图。
[0079] 图1中,1、移动筒体,2、支撑盘,3、整流锥,4、传动机匣,5、中心密室,6、机壳,7、中支承,8、螺栓,9、动力轴,10、旋流通道,11、半球体,12、切向喷口,13、排水通道,14、底层底板,15、海床,16、竖管,17、主传动轴,18、进油管,19、小径伞齿轮,20、主伞齿轮,21、传动轴,22、吊挂支承承盘,23、止推轴承,24、回油管,25、螺钉,26、螺钉,27、封水底盘,28、动力轮,
29、叶栅通道,30、炭/炭密封垫圈,31、塑料管,32、炭/炭密封垫圈,33、凹坑。
[0080] 图2中,1、面积,2、水平底盘,3、叶片,4、反作用力,5、离心力,6、径向速度,7合成速度,8、切向速度,9、内径线,10、机壳内径线,11、方向,12、喷口,13、外弧段,14、内弧段,15、通道,16、半径,17、半径,、18、动力轴。
[0081] 在图1中,在龙宫的底层底板(14)沉降到海床(15)的基面上,并用爆压法把稳定桩穿过龙宫底层底板(14)上的塑料桶,用爆压法将稳定桩打入海床(15)深处,将龙宫固定于海床(15)基面上时,竖管旋流通道切向喷射推水动力发电装置已进行了如下安装程序:1、预制构件封水底盘(27)的下表面与龙宫的底层底板(14)的下表面处于同一水平面上,放置在龙宫的底层底板(14)设定位置处的封水底盘(27)就是龙宫构建通水孔道的模具,
2、在构建龙宫的底层底板(14)时,封水底盘(27)的桶体外径部位的炭/炭密封垫圈(32)与底层底板(14)对应孔径表面处的炭/炭密封垫圈(30)相互紧贴而密封,3、动力轮(28)用水平底盘下表面中心的半球面支撑在封水底盘(27)凹坑中心的半球体(11)上,4、动力轮(28)的旋流通道(10)的切向喷口(12)与其相适配封水底盘(27)上的叶栅通道被龙宫的底层底板(14)的通水孔道内径表面封死,5、机壳(6)用筒体段的套筒轴承(7)从动力轮(28)的动力轴(9)上端安装到其轴面上作为它的中支承面,下法兰盘环齿咬合石墨宻封垫圈与封水底盘(27)连接宻封,6、传动机匣(4)用其中心密室(5)下方截锥体的中心孔套装到动力轴(9)的上端段轴上,使其中心孔与该段轴面宻封配合,7、将止推轴承(23)穿过动力轴(9)的上段轴安装到中心密室(5)截锥体上方的中心孔内,8、将带内花键的吊挂支承承盘(22)套装到动力轴(9)的环槽处,9、主传动轴(17)用其内花键与动力轴(9)的 外花键套装,使其能传输动力轴(9)传来的扭矩,10、转动吊挂支承承盘(22)使其内花键的键齿上端面与主传动轴(17)的外花键的键齿下端面贴合,并用螺钉拧过吊挂支承承盘(22)上段的螺纹孔,使螺钉伸到主传动轴(17)的外花键的键槽内,致使动力轮(28)能吊挂于将止推轴承(23)上,11、主伞齿轮(20)用内花键安装到主传动轴(17)的外花键部位,12、将小径伞齿轮(19)与主伞齿轮(20)啮合,使传动轴(21)穿过传动机匣(4)筒体上的推力轴承、流线形空心支板及内端的套筒轴承,用其内段的外花键与小径伞齿轮(19)的内花键相配合,用其外端的连轴器与发电的电磁离合器连接,13、将带有滾珠轴承的支撑盘(2)安装到主传动轴(17)上,14、将整流锥(3)安装到支撑盘(2)、中心密室(5)的上端面处宻封连接,15、调整传动机匣(4)的周向位置,将其下方法兰盘与机壳(6)的上方法兰盘用螺栓(8)宻封连接,16、将带宻封构件的回油管(24)穿过传动机匣(4)的外筒体安装到止推轴承(23)滾珠对应中心密室(5)的孔道内,并沿其管径面与传动机匣(4)外筒体处的孔口焊接封死,17、将带宻封构件的进油管(18)穿过传动机匣(4)的外筒体安装到对应滾珠轴承面的整流锥的孔道内,并沿其管径面与传动机匣(4)外筒体处的孔口焊接封死,18、用移动筒体(1)的下段构造与传动机匣(4)外筒体处的相应构造宻封连接,19、随着龙宫的建造而沉降到海床的基面时,将竖管(16)下段安装到移动筒体(1)内径面的宻封构造内,并在其上方安装好止水阀门,止水阀门上方的竖管直抵海平面以上,与横跨龙宫水面上第一层底板的引水虹吸管连通,引水虹吸管内侧与竖管连接的弯头上方设有带阀门的放气管,引水虹吸管外侧的弯头上方处设有进水阀门,该弯头下方的竖管沿龙宫外墙面直伸至设定的水位处,这时,引水虹吸管、竖管(16)、移动筒体(1)、传动机匣(4)、机壳(6)和封水底盘(27)已宻封连接成可供水体流动的通道,动力轮(28)、主传动轴(17)、主伞齿轮(20)、小径伞齿轮(19)、传动轴(21)已连接成动力传输系统,封水底盘(27)的半球体(11)、机壳(6)的套筒轴承(7)、中心密室(5)的止推轴承(23)和整流锥(3)支撑盘(2)中心的滾珠轴承构架起动力轴(9)与主传动轴(17)的运转支点,以龙宫底层底板(14)为基础,封水底盘(27)、机壳(6)、传动机匣(4)构架起动力装置的承力骨架,上述部件和构件组装成一个宻闭的整体,但是封水底盘(27)的下表面与龙宫底层底板(14)的下表面齐平,封水底盘(27)的桶壁外径部位的炭/炭密封垫圈(32)表面与龙宫底层底板(14)的通水孔道的孔径部位的炭/炭密封垫圈(30)相互接触而密封,即装置与海底水体隔断,封水底盘(27)桶口法兰盘的下表面与龙宫底层底板(14)的通水孔道的上环面有一设定距离,传动轴(21)的轴线与发电机转子的轴线相距同一设定距离,在这种状态下进行封闭式空载运转,其运行程序是:1、开启引水虹吸管的进水阀门和竖管(16)上的止水阀门,让水体 注滿流动通道,2、开启引水虹吸管上的放气阀门排出流通道内的空气,3、使启动机进入运转状态,启动机传动轴上的皮带轮通过其上的皮带驱动传动轴(21)的大径皮带轮,大径皮带轮驱动传动轴(21),传动轴(21)的小径伞齿轮(19)驱动主伞齿轮(20),通过与动力轴(9)连接的主传动轴(17)驱动动力轮(28)按设定方向旋转,动力轮(28)的旋转使流经旋流通道(10)的流体在切向喷口(12)处喷出,喷出的流体在离开切向喷口(12)外时,被离心力甩向封水底盘(27)的叶柵一圈流线型叶片的空间,由于这时叶栅的空间被龙宫底层底板(14)上的通水孔道的孔径表面封死,喷出切向喷口(12)的流体在离心力的作用下,其压强随着动力轮(28)转速的增加而增大,致使动力轮(28)旋流通道(10)内的流体喷射不出去,只能随动力轮(28)的转动而转动,当动力轮(28)的转速到设定转速时,被离心力甩出流体的压强远大于同水位静水的压强时,即被离心力甩出流体的压强具有能推开同水位的静水而流出的潜力时,用螺钉(26)分别穿封水底盘(27)桶口法兰盘上的不锈钢管拧进龙宫底层底板(14)对应带内螺纹的不锈钢管内,拉动安装于封水底盘(27)桶口法兰盘上的动力装置整体下移,直至该桶口法兰盘的下表面上的环齿与对应龙宫底层底板(14)上表面上的环齿压住石墨宻封垫圈而宻封时,封水底盘(27)下移到海床的凹坑(33)内,龙宫底层底板(14)板间的喇叭形塑料方管用方口弧面围绕在封水底盘(27)叶栅外,承接从叶栅出来的流体,通过喇叭形塑料方管另一端按纵向、横向连接的塑料管(31),将从动力轮(28)旋流通道切向喷口(12)喷射出来的流体,被离心力甩向封水底盘(12)的叶栅通道(29),流经叭形塑料方管与塑料管(31)组成的纵向、横向板间排水通道(13),并从板间通道口推开同水位静水而流出,与此同时,安装在传动机匣(4)上的移动筒体(1)和传动轴(21)也下移相同的距离,并适时调整起动机传动皮带的张紧器,使传动轴(21)的轴线与发电机转子同轴线,开启发电机上电磁离合器,将传动轴(21)和发电机的转轴连接起来,从动力轮(28)旋流通道(10)切向喷口(12)喷射出来的流体,依其流体的切向喷射速度的反作用力推动动力轮(28)旋转,通过动力轴(9)、主传动轴(17)、主伞齿轮(20)、小径伞齿轮(19)、传动轴(21)将动力轮(28)产生的扭矩分别传给各发电机而发电,由于被离心力甩出流体的压强远大于同水位静水的压强,故从引水虹吸管导入龙宫竖管旋流通道(10)切向喷口(12)喷射出来的流体将是连续而稳定的,所以龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置的输出功率也是持续稳定的,当其进入稳定运转状态时,关闭起动机,使传动皮带来驱动辅助发电机发电,当龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置需要维修保养时,放松传动皮带的张紧器,让起动机带动辅助发电机发电,关闭竖管(16)上的止水阀门和引水虹吸管上的进水阀门,当动力轮的旋流通道(10)内没有流体时,关闭发电机,同时, 将螺钉(25)拧进封水底盘(27)桶口法兰盘上带内螺纹的不锈钢管内,顶住龙宫底层底板(14)的上表面,使封水底盘(27)上升回复原位,当龙宫竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置维修保养完工后,用前述方法和程序重新启动竖管旋流通道切向喷射推水动力轮发电装置。
[0082] 在图2中,以动力轴(18)与水平底盘(2)构成的T字形结构上,有四片叶片(3)平分水平底盘(2)上方的空间,该空间和机壳的相配表面形成四条旋流通道(15),每1条旋流通道(15)由相邻两片叶片(3)构成,每片叶片(3)由内弧段(14)和外弧段(13)构成,过动力轴(18)轴线和外弧段(13)的出口端面作一个垂直平面,切割机壳内径线(10)和水平底盘(2),在外弧段(13)的内弧面与内弧段(14)的外弧面之间形成一个正梯形喷口(12),并在正梯形喷口(12)外形成一个受外部阻力的面积(1),受外部阻力的面积(1)可通过调整叶片(3)外弧段(13)的出口端面的位置而改变,但须滿足流量方程的要求,具有设定水位的流体沿机壳内径线(10)表面进入旋流通道(15),从正梯形喷口(12)以切向速度(8)喷射出去,切向速度(8)产生一个反作用力(4),反作用力(4)驱动动力轮向所示方向(11)旋转,动力轮的旋转使流经旋流通道(15)的流体具有离心力(5)给予的离心势能,当具有离心势能的流体在离开正梯形喷口(12)后,被离心力(5)甩出,使流体具有的离心势能转变为以径向速度(6)表现的动能,由于离心力(5)与切向速度(8)的平方成正比,因此,离心力(5)远大于反作用力(4),故径向速度(12)也远大于切向速度(8),径向速度(6)与切向速度(8)的合成速度(7)指向动力轮外弧段内径线(9)外,具有巨大离心势能的离心力(5)推开动力轮周围的同水位流体而流动,使动力轮的正梯形喷口(12)的流体能在小的反压或负压状态下切向喷射出去,使其切向速度(8)所产生的反作用力(4)驱动动力轮能持续稳地运转。
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