一種葉片自動(dòng)張合式海流能發(fā)電裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種海流能利用裝置，尤其涉及一種葉片自動(dòng)張合式海流能發(fā)電裝置，適合作為海流能利用、海洋發(fā)電及其他動(dòng)力裝置。

背景技術(shù)：

隨著能源問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，開(kāi)發(fā)并利用新能源、可再生能源越來(lái)越受到人們的重視。人們慢慢認(rèn)識(shí)到海洋中蘊(yùn)藏著巨大的能源，如溫差能、鹽差能、波浪能、海流能、潮汐能等。在漲潮和落潮時(shí)，洶涌的海水具有很大動(dòng)能。同時(shí)，在某些島嶼等特殊地區(qū)，由于海底地勢(shì)等因素也會(huì)存在穩(wěn)定的海流。經(jīng)過(guò)不斷的研究發(fā)展，海流能利用裝置的形式多種多樣，現(xiàn)有的海流能發(fā)電裝置，依據(jù)旋轉(zhuǎn)軸在空間方向與位置的不同，可分為水平方向的水平軸發(fā)電裝置和垂直方向的垂直軸發(fā)電裝置。傳統(tǒng)的葉片張合式發(fā)電裝置很難實(shí)現(xiàn)葉片的自動(dòng)張合，如中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN 202645835 U提供的“葉片自動(dòng)張合式海流能發(fā)電裝置”，葉片可以在某一時(shí)刻通過(guò)細(xì)繩的作用力實(shí)現(xiàn)張合，從而改變對(duì)置葉片的力矩，但是其缺點(diǎn)是細(xì)繩的壽命較低，對(duì)擾動(dòng)很敏感，一旦海流方向略微變化便難實(shí)現(xiàn)周期性的張合過(guò)程。目前的海流能發(fā)電裝置都存在安裝困難、發(fā)電效率低、成本大、對(duì)使用環(huán)境條件要求較嚴(yán)格等缺點(diǎn)，因此研究一種安裝方便、成本低、適用范圍廣的海流能發(fā)電裝置，對(duì)于解決海洋能源的利用問(wèn)題具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了提供一種葉片自動(dòng)張合式海流能發(fā)電裝置，通過(guò)葉片的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)自動(dòng)控制葉片的開(kāi)合狀態(tài)，葉片的輪流張開(kāi)和閉合，使正面迎接海流沖擊的葉片的有效面積遠(yuǎn)大于其他葉片，使得水流沖擊葉片產(chǎn)生的動(dòng)力力矩一直大于阻力力矩，并且本發(fā)明具有安裝方便、成本低、適用范圍廣的特點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括底座、設(shè)置在底座上的支撐座、設(shè)置在支撐座內(nèi)的電機(jī)、與電機(jī)的電機(jī)軸固連的旋轉(zhuǎn)軸、設(shè)置在支撐座上端的中心旋轉(zhuǎn)體、設(shè)置在中心旋轉(zhuǎn)體上端的頂蓋和設(shè)置在中心旋轉(zhuǎn)體上的葉片機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)軸上端與頂蓋連接，所述葉片機(jī)構(gòu)包括與中心旋轉(zhuǎn)體外表面固連的葉片安裝軸、鉸接在葉片安裝軸上的上葉片和下葉片、對(duì)稱(chēng)設(shè)置在上葉片和下葉片上的滑軌、安裝在對(duì)應(yīng)滑軌上的兩個(gè)滑塊、鉸接在兩個(gè)滑塊之間的連桿一、與連桿一中間位置鉸接的連桿二、與連桿二鉸接的滑動(dòng)桿、與滑動(dòng)桿端部鉸接的曲柄連桿、與曲柄連桿端部鉸接的曲柄、與曲柄固連的外嚙合大齒輪、設(shè)置在支撐座內(nèi)的內(nèi)嚙合大齒輪、與內(nèi)嚙合大齒輪嚙合的內(nèi)嚙合小齒輪內(nèi)，所述葉片安裝軸是中空的，所述滑動(dòng)桿位于葉片安裝軸內(nèi)，內(nèi)嚙合小齒輪安裝在齒輪軸上，齒輪軸安裝在中心旋轉(zhuǎn)體內(nèi)設(shè)置的架體上，所述架體與旋轉(zhuǎn)軸固連，所述齒輪軸上還安裝有外嚙合小齒輪，外嚙合小齒輪與外嚙合大齒輪嚙合。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.所述葉片機(jī)構(gòu)有四個(gè)，且對(duì)稱(chēng)設(shè)置在中心旋轉(zhuǎn)體上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明裝置在工作時(shí)，中心旋轉(zhuǎn)體在葉片機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，可以通過(guò)內(nèi)、外嚙合齒輪、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)以及張合機(jī)構(gòu)，來(lái)控制每組葉片在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期中自動(dòng)張合，4個(gè)相同的葉片機(jī)構(gòu)均勻分布于中心旋轉(zhuǎn)體周?chē)瑢?shí)現(xiàn)了流體沖擊每組葉片的動(dòng)力矩總是大于葉片的阻力矩，可以源源不斷為電機(jī)提供動(dòng)力。本發(fā)明裝置在工作過(guò)程中可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)“卡死”的現(xiàn)象。本發(fā)明裝置為海流發(fā)電提供一種新的設(shè)計(jì)思路，極大的解決了海水能量利用問(wèn)題，適合海流能利用的推廣，從而節(jié)約能源。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的總體外觀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的主視圖；

圖3為本發(fā)明的A剖面視圖；

圖4為本發(fā)明的I局部放大視圖；

圖5為本發(fā)明的B剖面視圖；

圖6為本發(fā)明的II局部放大視圖；

圖7a為本發(fā)明的支撐座與中心旋轉(zhuǎn)體示意圖一，圖7b為本發(fā)明的支撐座與中心旋轉(zhuǎn)體示意圖二；

圖8為本發(fā)明的葉片張合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明的葉片安裝軸示意圖；

圖10a和圖10b均為本發(fā)明的葉片張合過(guò)程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

結(jié)合圖1～9，本發(fā)明是一種優(yōu)化的葉片自動(dòng)張合式海流能發(fā)電裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)海洋能量的利用轉(zhuǎn)化，基本的結(jié)構(gòu)至少包括：上葉片1、下葉片2、自動(dòng)張合機(jī)構(gòu)3、中心旋轉(zhuǎn)體4、葉片安裝軸5、頂蓋6、電機(jī)7、內(nèi)嚙合齒輪8、曲柄連桿機(jī)構(gòu)9、外嚙合齒輪10、葉片限位件11、支撐座12、底座13、旋轉(zhuǎn)軸。所述葉片機(jī)構(gòu)包括固連于中心旋轉(zhuǎn)體4的葉片安裝軸5，安裝軸5為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，各安裝軸上分別設(shè)有兩片可張合的葉片1、2，安裝軸最外端設(shè)有限制葉片沿軸向滑動(dòng)的限位件11，安裝軸內(nèi)設(shè)有控制葉片張合的滑動(dòng)桿9-3，滑動(dòng)桿的一端通過(guò)張合機(jī)構(gòu)3控制葉片的張合，另一端與中心旋轉(zhuǎn)體的曲柄連桿9-2連接；所述中心旋轉(zhuǎn)體4設(shè)有兩對(duì)嚙合齒輪以及曲柄連桿機(jī)構(gòu)9，并設(shè)有與支撐座12配合的凸臺(tái)，以及與葉片安裝軸5固連的位置，中心旋轉(zhuǎn)體4還包括與其固連的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸與支撐座內(nèi)的電機(jī)7同軸連接；所述支撐座12設(shè)有固連內(nèi)嚙合大齒輪8-1的安裝位置，并設(shè)有與中心旋轉(zhuǎn)體4配合的凹槽，支撐座12底端與底座13固連。所述葉片機(jī)構(gòu)有4個(gè)，互成90°均勻分布中心旋轉(zhuǎn)體的四周。所述內(nèi)嚙合齒輪的增速比與外嚙合齒輪的減速比相同，并且外嚙合大齒輪與曲柄同軸固連。

所述支撐座12，如圖3、4以及圖7a、圖7b所示，支撐座12底端與底座13固定連接，在支撐座12的正中心處設(shè)置電機(jī)7的安裝位置，并在與中心旋轉(zhuǎn)體4配合處設(shè)有凹槽，中心旋轉(zhuǎn)體4設(shè)有與其配合的凸臺(tái)(圖7a、圖7b所示)，目的是實(shí)現(xiàn)中心旋轉(zhuǎn)體在支撐座12上旋轉(zhuǎn)；同時(shí)支撐座12設(shè)有固定的內(nèi)嚙合大齒輪8-1的安裝位置。

所述中心旋轉(zhuǎn)體4，如圖3、4以及圖7a、圖7b所示，中心旋轉(zhuǎn)體4頂端與旋轉(zhuǎn)軸的頂蓋6固定連接，旋轉(zhuǎn)軸6通過(guò)中心旋轉(zhuǎn)體4與支撐座12中的電機(jī)7同軸連接；中心旋轉(zhuǎn)體4中的內(nèi)嚙合小齒輪8-2與大齒輪8-1嚙合，并通過(guò)齒輪軸8-3安裝于中心旋轉(zhuǎn)體4上；外嚙合小齒輪10-1與內(nèi)嚙合小齒輪8-2同軸固連，可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，外嚙合大齒輪10-3通過(guò)齒輪軸10-2安裝于中心旋轉(zhuǎn)體4，并與小齒輪10-1嚙合；中心旋轉(zhuǎn)體4與葉片安裝軸5固定連接。

所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)9，如圖5～7b所示，曲柄9-1與外嚙合大齒輪10-3同軸固連，可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)曲柄9-1、連桿9-2可以帶動(dòng)滑動(dòng)桿9-3在葉片安裝軸5內(nèi)滑動(dòng)。

所述葉片張合機(jī)構(gòu)3，如圖8、9所示，葉片安裝軸5與中心旋轉(zhuǎn)體4通過(guò)連接板5-1固定連接，滑動(dòng)桿9-3在葉片安裝軸5中滑動(dòng)，葉片安裝軸5為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，設(shè)有葉片的限位5-2，并設(shè)有限制滑動(dòng)桿9-3的滑槽5-3；滑動(dòng)桿9-3的另一端與張合機(jī)構(gòu)3中的連接桿3-1連接，位于葉片1、2滑軌1-1和2-2上的滑塊3-3與連接桿一3-2連接，在滑動(dòng)桿9-3帶動(dòng)連接桿二3-1的作用下可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)滑塊3-3的滑動(dòng)，由于連接桿一3-2的存在，葉片1、2可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)張合。

所述裝置的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程，如圖10a和圖10b所示，葉片1、2由垂直向里(或外)的方向轉(zhuǎn)過(guò)180°到達(dá)圖10左端的圖示位置，葉片夾角由最小的45°張開(kāi)到最大的160°；與其對(duì)置安裝的葉片組(1)、(2)從160°逐漸閉合到最小的45°，如此循環(huán)往復(fù)，四個(gè)葉片組重復(fù)實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程。

本發(fā)明的工作原理是：在葉片組轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，中心旋轉(zhuǎn)體4通過(guò)內(nèi)嚙合齒輪的作用，實(shí)現(xiàn)內(nèi)嚙合小齒輪8-2的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)，在小齒輪8-2自轉(zhuǎn)的過(guò)程中，會(huì)帶動(dòng)同軸的外嚙合小齒輪10-1同步轉(zhuǎn)動(dòng)；小齒輪10-1與大齒輪10-3嚙合，帶動(dòng)外嚙合大齒輪10-3轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄9-1與大齒輪10-3同軸固連，實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)；通過(guò)曲柄連桿的作用，可以帶動(dòng)滑動(dòng)桿9-3在葉片安裝軸5內(nèi)滑動(dòng)，從而帶動(dòng)張合機(jī)構(gòu)3控制葉片的自動(dòng)張開(kāi)與閉合，葉片的輪流張開(kāi)和閉合，使正面迎接海流沖擊的葉片的有效面積遠(yuǎn)大于其他葉片，所以動(dòng)力矩總是大于阻力矩，可以源源不斷為電機(jī)提供動(dòng)力。

綜上所述，本發(fā)明可以在存在穩(wěn)定海流的地方使用，對(duì)環(huán)境要求較低；實(shí)現(xiàn)葉片自動(dòng)開(kāi)合的功能，正面迎接海流沖擊的葉片的有效面積遠(yuǎn)大于其他葉片，從而實(shí)現(xiàn)流體沖擊葉片時(shí)的動(dòng)力矩總是大于阻力矩，可以源源不斷為電機(jī)提供動(dòng)力。本發(fā)明裝置在工作過(guò)程中可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，沒(méi)有死點(diǎn)，不會(huì)出現(xiàn)“卡死”的現(xiàn)象。本發(fā)明為海流發(fā)電提供一種新的設(shè)計(jì)思路，極大的解決了海水動(dòng)能利用問(wèn)題，整個(gè)裝置安裝方便、成本低，有利于降低其他能源的消耗。