專利名稱：一種水平軸滾筒擋板式水流發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及本實(shí)用新型涉及水力發(fā)電設(shè)備，尤其是一種水平軸滾筒擋板式水流發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
人類對化石能源的過度消耗引起的環(huán)境污染及能源枯竭使得對新能源的開發(fā)利用日益緊迫。利用水流來發(fā)電的思想由來已久，而且其開發(fā)利用方式多采用旋轉(zhuǎn)機(jī)械將水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再通過機(jī)械傳動(dòng)或液壓傳動(dòng)裝置，將動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)。從這類機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)上看，大體可分為垂直軸式(即旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸與水平面垂直)、水平軸式(即旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸與水平面平行，水平軸結(jié)構(gòu)類型又分為旋轉(zhuǎn)軸線與水流平行或垂直兩種)。而作為機(jī)構(gòu)重要組成部分的葉片，有的機(jī)構(gòu)采用特殊翼形的葉片，有的則采用直葉片形式。對于水平軸式結(jié)構(gòu)中，比如目前在研究的水下風(fēng)車機(jī)構(gòu)，其旋轉(zhuǎn)軸線與水流方向一致，如果采用特殊翼形的葉片來說，它有迎水面和背水面之分，即在沒有對水機(jī)構(gòu)或變槳距葉片的情況下，它只能適用于單向水流的場合，而對水機(jī)構(gòu)或變槳距結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的問題；而如果采用直葉片，效率相當(dāng)?shù)拖?。對于垂直軸結(jié)構(gòu)，不論哪種葉片，都同樣存在效率低下的問題。與本實(shí)用新型相類似的水平軸式結(jié)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)軸線與水流方向垂直的固定直葉片形式結(jié)構(gòu)，只適用于機(jī)構(gòu)半潛入水中的情況，所以它受到水位高低的影響，不僅效率低下，而且應(yīng)用范圍受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種水平軸滾筒擋板式水流發(fā)電裝置。采用可伸縮的擋板結(jié)構(gòu)，不僅實(shí)現(xiàn)了在正反兩個(gè)水流方向時(shí)都可旋轉(zhuǎn)，而且其運(yùn)轉(zhuǎn)不受是否潛入水中的影響，即在水面上和水面下，只要有水流，均可工作發(fā)電。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在滾筒圓周均勻布置四片能沿滾筒徑向自由伸縮的擋板，滾筒內(nèi)的中心軸兩側(cè)分別通過連接板共同支撐一根偏心軸，靠近偏心軸的兩端位置分別均勻地鉸接四根連桿，四根連桿的另一端分別與四片擋板相鉸接；滾筒內(nèi)一側(cè)與滾筒軸同軸地固連一個(gè)不銹鋼同步帶輪，不銹鋼同步帶輪通過一根不銹鋼同步帶與偏心軸同軸安裝的同步帶輪相連，滾筒通過同一根不銹鋼同步帶帶動(dòng)偏心軸繞其自身軸線以相同速度相同方向旋轉(zhuǎn)；滾筒外的兩側(cè)對稱地各布置一臺(tái)發(fā)電機(jī)，滾筒圓柱面兩端通過另一根不銹鋼同步帶分別與兩側(cè)的發(fā)電機(jī)帶輪連接。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比具有的有益效果是1、該種結(jié)構(gòu)適用性比較強(qiáng)，可以適合不同水流流速及水流深度的場合；2、與固定擋板式發(fā)電裝置相比，本實(shí)用新型裝置效率高。
3、機(jī)構(gòu)安裝簡單，結(jié)構(gòu)可靠，成本低。
4、新型結(jié)構(gòu)的布置，消除了傳統(tǒng)的擋板式發(fā)電裝置引起的懸臂梁問題。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為
圖1中所示A-A視圖。
圖中1、滾筒，2、主軸，3、擋板，4、偏心軸，5、連桿，6、偏心軸帶輪，6’、滾筒帶輪，7、發(fā)電機(jī)，8、發(fā)電機(jī)帶輪，9、滾筒不銹鋼同步帶，9’、偏心軸不銹鋼同步帶，10、塔架。
具體實(shí)施方式
如
圖1，圖2所示，本實(shí)用新型包括滾筒1、主軸2、擋板3、偏心軸4、連桿5、偏心軸帶輪6、滾筒帶輪6’、發(fā)電機(jī)7、發(fā)電機(jī)帶輪8、滾筒不銹鋼同步帶9，偏心軸不銹鋼同步帶9’、塔架10。在滾筒1圓周均勻布置四片能沿滾筒1徑向自由伸縮的擋板3，滾筒1內(nèi)的中心軸兩側(cè)分別通過連接板共同支撐一根偏心軸4，靠近偏心軸4的兩端位置分別均勻地鉸接四根連桿5，四根連桿5的另一端分別與四片擋板3相鉸接；滾筒1內(nèi)一側(cè)與滾筒軸同軸地固連一個(gè)不銹鋼同步帶輪6’，不銹鋼同步帶輪6’通過偏心軸不銹鋼同步帶9’與偏心軸4同軸安裝的同步帶輪6相連，滾筒1通過同一根偏心軸不銹鋼同步帶9’帶動(dòng)偏心軸4繞其自身軸線以相同速度相同方向旋轉(zhuǎn)；滾筒1外的兩側(cè)對稱地各布置一臺(tái)發(fā)電機(jī)7，滾筒1圓柱面兩端通過滾筒不銹鋼同步帶9分別與兩側(cè)的發(fā)電機(jī)帶輪8連接。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種水平軸式結(jié)構(gòu)，其旋轉(zhuǎn)軸線與水流方向垂直，并且采用了可伸縮的擋板3結(jié)構(gòu)，它可以根據(jù)滾筒1旋轉(zhuǎn)位置利用連桿機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)節(jié)擋板3的伸縮來改變擋板3迎水面積，相對于目前所有的固定擋板式結(jié)構(gòu)，克服它們固有的缺點(diǎn)，不僅實(shí)現(xiàn)了在正反兩個(gè)水流方向時(shí)都可旋轉(zhuǎn)，而且其運(yùn)行不受是否潛入水中的影響，即在水面上和水面下，只要有水流，均可工作發(fā)電。該裝置不僅具有實(shí)用性，而且可以大大提高擋板式發(fā)電裝置的效率， 而且結(jié)構(gòu)簡單便于安裝、運(yùn)輸和維修。
滾筒1圓周均勻布置四個(gè)可沿滾筒徑向按一定位置規(guī)律自由伸縮的直擋板3，即在安裝滾筒1的下方擋板處于伸出狀態(tài)，而在安裝滾筒1的上方擋板處于縮入狀態(tài)，所以在水流作用下，下方伸出擋板受力，上方縮入擋板不受力，從而實(shí)現(xiàn)滾筒1繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)；滾筒1旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，通過偏心軸不銹鋼同步帶9’帶動(dòng)偏心軸4繞其自身軸線以相同速度相同方向旋轉(zhuǎn)；與偏心軸4鉸接的四對連桿機(jī)構(gòu)的另一端與擋板3鉸接，在偏心軸4旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)擋板3的周期性伸縮，即在上方擋板縮入滾筒，在下方擋板伸出滾筒。同時(shí)滾筒1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過滾筒不銹鋼同步帶9傳遞給發(fā)電機(jī)帶輪8，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)7旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
如
圖1，設(shè)水流方向?yàn)榇怪庇诩埫娣较颍瑵L筒1下方擋板在水流作用下帶動(dòng)滾筒1繞主軸2旋轉(zhuǎn)，同時(shí)該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過一個(gè)等傳動(dòng)比的偏心軸不銹鋼同步帶9’傳遞給偏心軸4，偏心軸4繞其自身的軸線與滾筒1同步同方向旋轉(zhuǎn)。在整個(gè)旋轉(zhuǎn)一周的過程中，擋板3在偏心軸4和連桿5的作用下沿滾筒1直徑方向作收縮運(yùn)動(dòng)。滾筒1兩邊的主軸2固定塔架10上，從所示的位置起，隨著滾筒1的旋轉(zhuǎn)，下方擋板3將逐漸收回至滾筒1內(nèi)不再受水作用，而上方擋板3則逐漸伸出，直至完全伸出，同時(shí)受水作用繼續(xù)驅(qū)動(dòng)滾筒1沿同一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了滾筒1的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。同時(shí)滾筒1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過滾筒不銹鋼同步帶9傳遞給發(fā)電機(jī)帶輪8，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)7旋轉(zhuǎn)發(fā)電，發(fā)電機(jī)設(shè)置在塔架10平臺(tái)上。
安裝時(shí)，選擇海水流速、水深合適的場地安裝機(jī)組，打入兩個(gè)塔架10，塔架10的直徑和埋土深度依據(jù)海流對擋板3和滾筒1的作用力和海流、海浪對柱體的作用力，進(jìn)行強(qiáng)度校核得出，塔架平臺(tái)高度可高于也可以低于水位，但當(dāng)?shù)陀谒粫r(shí)，發(fā)電機(jī)進(jìn)行密封。
上述具體實(shí)施方式
用來解釋說明本實(shí)用新型，而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本實(shí)用新型作出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種水平軸滾筒擋板式水流發(fā)電裝置，其特征在于在滾筒(1)圓周均勻布置四片能沿滾筒(1)徑向自由伸縮的擋板(3)，滾筒(1)內(nèi)的中心軸兩側(cè)分別通過連接板共同支撐一根偏心軸(4)，靠近偏心軸(4)的兩端位置分別均勻地鉸接四根連桿(5)，四根連桿(5)的另一端分別與四片擋板(3)相鉸接；滾筒(1)內(nèi)一側(cè)與滾筒軸同軸地固連一個(gè)不銹鋼同步帶輪(6’)，不銹鋼同步帶輪(6’)通過一根偏心軸不銹鋼同步帶(9’)與偏心軸(4)同軸安裝的同步帶輪(6)相連，滾筒(1)通過同一根偏心軸不銹鋼同步帶(9’)帶動(dòng)偏心軸(4)繞其自身軸線以相同速度相同方向旋轉(zhuǎn)；滾筒(1)外的兩側(cè)對稱地各布置一臺(tái)發(fā)電機(jī)(7)，滾筒(1)圓柱面兩端通過另一根滾筒不銹鋼同步帶(9)分別與兩側(cè)的發(fā)電機(jī)帶輪(8)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水平軸滾筒擋板式水流發(fā)電裝置。它包括滾筒，主軸，擋板，偏心軸，連桿，偏心軸帶輪，滾筒帶輪，發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)帶輪，不銹鋼同步帶，塔架。擋板與滾筒組成葉輪，葉輪可完全浸入于水中，也可部分潛入水中，發(fā)電機(jī)放置在塔架頂端的平臺(tái)上，在水流作用下，帶有可伸縮擋板的滾筒旋轉(zhuǎn)，滾筒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一方面通過不銹鋼同步帶傳遞給偏心軸，同時(shí)通過另一根不銹鋼同步帶將運(yùn)動(dòng)傳遞給發(fā)電機(jī)帶輪，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。它可以廣泛用于河流、海流等。
文檔編號(hào)F03B13/00GK2937534SQ200620105768
公開日2007年8月22日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者劉宏偉, 林勇剛, 李偉, 馬舜 申請人:浙江大學(xué)