垂直軸多組葉片自動伸縮式海流能發電裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種垂直軸多組葉片自動伸縮式海流能發電裝置，包括基座、兩個葉片、轉軸，所述基座安裝在水下，在基座上安裝有一對軸座，且所述的一對軸座之間安裝有轉軸，轉軸上設置有兩個矩形槽，且兩個矩形槽在轉軸的長度方向對稱分布、但兩個矩形槽所在的平面相互垂直，每個矩形槽內設置有凹滑軌，每個葉片通過其上設置的凸滑軌安裝在對應的矩形槽中，每個葉片的端部固連連接有葉片固定軸，每個葉片固定軸的端部鉸接有連桿，每個連桿的端部鉸接在基座上，在兩個葉片之間的轉軸上安裝有傳動輪，傳動輪通過傳動機構與發電機連接。本發明專利技術的結構簡單，安裝方便，制作成本低，效率可達到兆瓦級發電效果，效果非常高，應用前景廣泛。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種利用海水流動的發電裝置，尤其涉及一種垂直軸多組葉片自動伸縮式海流能發電裝置，屬于新能源領域和機械工程領域。
技術介紹
當今社會面臨著能源緊缺、環境污染加重的問題越來越明顯，這使得全世界對于可再生新能源的開發與應用越來越重視，尤其是對電能的應用也越來越廣泛。海水中蘊含著大量的能量，而且是可再生資源，海流能的能量密度比空氣的大許多，根據潮汐的特點，海流能的可預測性非常的強，在一天之中潮汐的漲潮與落潮的時間具有明顯的規律性，而且是連續的，針對這一明顯的特點，也使科技工作者們認識到，海流能的利用具有更高的研究價值。對于海流能發電機的類型，一般分為兩種類型，垂直軸和水平軸兩種，根據工況的不同，這兩種各有各自的應用場合，然而在工程上，垂直軸的應用不是很多，多數應用的是水平軸類型的發電裝置，如水下風車等。許多國家也都致力于利用海流能進行發電，并且已經取得了一定的科技成果，有很多產品已經投入生產與使用，例如英國IT動力公司研制了一種水平軸雙葉透平發電裝置，已經在蘇格蘭的近海進行測試，但是目前的海流能發電裝置都存在著許多的問題，安裝困難，葉片的關鍵部件的制作成本高昂也使得許多的研究成果不能廣泛的應用。就水平軸的扇葉發電裝置來說，只能在面向海流的時候能夠正常的工作發電，而當背向海水流向的時候則達不到發電效果，即使能達到，也需要復雜的輔助機構的設計，因此設計一種生產成本低廉，安裝方便，體積小，效率高的發電裝置是一個亟待解決且必要課題。授權公眾號為CN202768232U的專利中介紹了一種葉片可伸縮的海流發電裝置，但是該結構過于單一，結構之間的相互摩擦力大，效率低，最大的缺點是有當葉片與海流方向平行的時候，不能繼續運轉，需要額外的飛輪系統才能正常工作。因此本專利技術基于以上的缺點提出了改進，并且提出了創新，通過兩葉片成角度的配合以及連桿機構的來實現發電裝置的無死點運轉，效率大大提高。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了提供一種垂直軸多組葉片自動伸縮式海流能發電裝置，結構簡單，安裝方便，生產成本低，效率高，應用在具有一定流速的海域或者河套中，完全進入或者半淺在水域中，對于環境的要求寬泛，通過吸收海水流動的動能轉化為電能，實現海流能發電，為人類提供一種高效的利用海流的發電設備，可提供兆瓦級發電量。本專利技術的目的是這樣實現的：包括基座、兩個葉片、轉軸，所述基座安裝在水下，在基座上安裝有一對軸座，且所述的一對軸座之間安裝有轉軸，轉軸上設置有兩個矩形槽，且兩個矩形槽在轉軸的長度方向對稱分布、但兩個矩形槽所在的平面相互垂直，每個矩形槽內設置有凹滑軌，每個葉片通過其上設置的凸滑軌安裝在對應的矩形槽中，每個葉片的端部固連連接有葉片固定軸，每個葉片固定軸的端部鉸接有連桿，每個連桿的端部鉸接在基座上，在兩個葉片之間的轉軸上安裝有傳動輪，傳動輪通過傳動機構與發電機連接。本專利技術還包括這樣一些結構特征：1.兩個葉片結構相同，均是截面是矩形的鋼制薄板結構。2.所述傳動輪是皮帶輪，傳動機構是皮帶。3.所述傳動輪是鏈輪，傳動機構是鏈條。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：葉片的運動形式采用伸縮式，這樣葉片的迎流的有效作用面積相比較風車式葉片成倍增加，能夠極大地將海流的動能轉化為電能，效率提高很多倍；當葉片在海流推動下，能夠持續的轉動，無間歇，能夠連續不斷不斷的發電；兩組葉片所在平面不在同一平面內，成一定角度，本專利技術采用90度角度，這樣不必增加飛輪等輔助裝置就能越過平衡點位置，兩組葉片相互配合，不存在平衡點情況，只要海流有流速，即使很小，該裝置也能夠正常工作，不存在做負功情況；就安裝的方式而言，可以垂直安裝和水平安裝，不會影響發電裝置的正常工作，同時本專利技術各個部件的結構非常簡單，安裝方便，加工生產成本大大降低，安裝和日常的維護成本也大大降低，效率可達到兆瓦級發電效果，效果非常高，應用前景廣泛。附圖說明圖1是本專利技術的整體結構示意圖；圖2是本專利技術的轉軸的結構示意圖；圖3(a)至圖3(f)是本專利技術的運動過程工作原理圖；圖中：1基座；2轉軸；3、4矩形扇葉；5傳動輪；6葉片固定軸；7連桿；8軸座；9螺釘；10螺栓。具體實施方式下面結合附圖與具體實施方式對本專利技術作進一步詳細描述。結合圖1，本專利技術是垂直軸多組葉片自動伸縮式海流能發電裝置，其基本結構至少包括基座1、轉軸2、矩形葉片3和4、傳動輪5、葉片固定軸6、連桿7、軸座8、螺釘9、螺栓10等幾部分組成。帶有凸滑軌的矩形葉片3安裝在轉軸2上，有其上的凹滑軌相互嚙合，兩者之間可做相對直線運動；葉片固定軸6固定在矩形葉片3的端部，兩者之間固定連接，無相對運動，同時葉片固定軸6通過連桿7，與基座連接，三者之間相互交接，并與轉軸2的滑軌構成曲柄滑塊機構，轉軸2的基本結構如圖2所示；矩形葉片3和矩形葉片4的安裝方式相同，葉片所在的平面呈一定的夾角，為達到最大的發電效率，本專利技術以90度角度為例，葉片3和葉片4相互配合，克服單個葉片運轉時平衡點的存在，而本專利技術設置成90度，這樣可以在轉軸轉動過程中可以無需安裝其他輔助裝置就很容易的通過平衡位置(即死點)。本專利技術的基座1形狀簡單，上端有用于固定軸座的螺栓孔，固定在水底(海底)，為整個機構提供支撐作用；轉軸為圓柱實體，在兩端開有矩形的槽，矩形槽在轉軸的徑向貫穿，兩個矩形槽在轉軸的長度方向對稱分布，且矩形槽所在平面不在同一平面內，空間上成一定角度，本專利技術采用90度角，每個矩形槽上有凹滑軌。用于矩形葉片3/4在上面滑動，減小摩擦；矩形葉片3、4完全相同，采用矩形的鋼制薄板，矩形葉片3、4的板面上有凸滑軌，用于與轉軸矩形槽內的凹滑軌配合滑動，葉片3、4分別安裝在轉軸的矩形槽內，兩者之間有相對的直線滑動，也即兩個葉片分別以垂直的角度過轉軸；皮帶輪或鏈輪5安裝在轉軸上的鍵上，兩者之間無相對的轉動，為達到良好效果，應該增加有定位塊等輔助裝置，由于水下的環境，因此為防止打滑降低效率，如果采用皮帶輪本專利技術優先采用齒形皮帶輪5，皮帶輪可將能量通過皮帶等裝置傳遞至發電機；葉片固定軸6為圓柱形實體，固定在矩形葉片3、4上，無相對的運動，葉片固定軸6同時與連桿7相鉸接，在這個機構運動的過程中，矩形葉片3(矩形葉片4和矩形葉片3一樣，因此在涉及到單個葉片時、以矩形葉片3為例)轉軸滑槽和連桿構成曲柄滑塊機構，為本專利技術的核心技術之一，在葉片和轉軸轉動過程中，此機構嚴格控制矩形葉片3在轉軸滑槽內的伸縮和伸張的長度，實現本專利技術發電的最終目的；軸座8用于安裝轉軸2，固定在基座1上，兩者之間無相對轉動，軸座8位轉軸2提供支撐作用，位降低摩擦提高效率，在軸承座8上可安裝軸承；螺栓9和螺母10主要用于鉸接。進一步地，本專利技術還可以是：兩個葉片結構相同，均是截面是矩形的鋼制薄板結構。進一步地，本專利技術還可以是：所述的傳動輪可以是皮帶輪或鏈輪，對應的傳動機構是皮帶或是鏈條。為清晰的描述該發電裝置的的工作原理，隱藏了傳動輪5和基座1后如圖3(a)-圖3(f)所示，具體描述了本專利技術的工作原理，如圖3(a)所示為裝置的初始狀態，海流方向為從左到右，當有水流沖擊使，矩形葉片3處于水平狀態，此時矩形葉片3在長度方向關于軸座2對稱，因此，不受水流的沖擊作用，即矩形葉片3處于平衡位置，此時不受力的作用，而矩形葉片4整體面積不僅面向本文檔來自技高網...

【技術保護點】
垂直軸多組葉片自動伸縮式海流能發電裝置，包括基座、兩個葉片、轉軸，所述基座安裝在水下，其特征在于：在基座上安裝有一對軸座，且所述的一對軸座之間安裝有轉軸，轉軸上設置有兩個矩形槽，且兩個矩形槽在轉軸的長度方向對稱分布、但兩個矩形槽所在的平面相互垂直，每個矩形槽內設置有凹滑軌，每個葉片通過其上設置的凸滑軌安裝在對應的矩形槽中，每個葉片的端部固連連接有葉片固定軸，每個葉片固定軸的端部鉸接有連桿，每個連桿的端部鉸接在基座上，在兩個葉片之間的轉軸上安裝有傳動輪，傳動輪通過傳動機構與發電機連接。

【技術特征摘要】
1.垂直軸多組葉片自動伸縮式海流能發電裝置，包括基座、兩個葉片、轉軸，所述基座安裝在水下，其特征在于：在基座上安裝有一對軸座，且所述的一對軸座之間安裝有轉軸，轉軸上設置有兩個矩形槽，且兩個矩形槽在轉軸的長度方向對稱分布、但兩個矩形槽所在的平面相互垂直，每個矩形槽內設置有凹滑軌，每個葉片通過其上設置的凸滑軌安裝在對應的矩形槽中，每個葉片的端部固連連接有葉片固定軸，每個葉片固定軸的端部鉸接有連桿，每個連桿的端部鉸接在基座上...

【專利技術屬性】
技術研發人員：史冬巖，薛祥友，滕曉燕，王志凱，崔雄偉，任宏喜，
申請(專利權)人：哈爾濱工程大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23