輪葉片2，所述機翼型水輪葉片2在水流的作用力下在所述凸輪6.1的圓柱凸輪槽6.8上發(fā)生位移，同時隨位移路徑的變化所述機翼型水輪葉片2的工作角度不斷改變，較大程度地利用水流能，達到高效發(fā)電。
[0027]上述技術方案中，所述滾子6.5為調(diào)心球軸承，滾子6.5安裝在從動擺桿6.3的偏心軸6.4上，并且與圓柱凸輪槽6.8的凸輪路徑相配合。
[0028]上述技術方案中，所述傳動部件包括傘形齒輪箱4和加速齒輪箱5，所述傳動軸9連接傘形齒輪箱4的輸入端，傘形齒輪箱4的輸出端通過軸連接加速齒輪箱5的輸入端，加速齒輪箱5的輸出端通過聯(lián)軸器連接發(fā)電機7的動力輸入端。
[0029]上述技術方案中，所述導流罩I為梯形體導流罩，所述梯形體導流罩的大端口為入水口，梯形體導流罩的小端口連接葉輪導流室8的輸入口 8.1。上述導流罩I為橫臥式導流罩，考慮到躉船作業(yè)處低速平水流的特點和江河水流流向不穩(wěn)定的情況，故設置橫臥式導流罩來達到増流、整流的效果，導流罩I的截面積由輸入端至輸出端逐漸變小，水流由大截面處進入導流槽1，由小截面處流出機翼型水輪葉片2，達到增大水流流速和規(guī)整入流流向的目的；葉輪導流室8可減小橫向水流對機翼型水輪葉片2轉(zhuǎn)動的影響，保證了本發(fā)明的發(fā)電效果。
[0030]上述技術方案中，所述葉輪導流室8的頂面設有通孔8.3，所述傳動軸9穿過通孔8.3后與傘形齒輪箱4的輸入端連接。
[0031]上述技術方案中，所述機翼型水輪葉片2有六個。
[0032]上述技術方案中，所述發(fā)電機7的電能輸出端連接有發(fā)電機穩(wěn)壓模塊3。發(fā)電機穩(wěn)壓模塊3將發(fā)電機7輸出的電壓值變化的直流電轉(zhuǎn)化為可以利用的恒定直流電，達到把不穩(wěn)定的水流能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定輸出電能的目的。
[0033]上述技術方案中，所述圓柱凸輪槽6.8的高端與低端的銜接段有兩段，一段面向葉輪導流室8的輸入口 8.1，另一段面向葉輪導流室8的輸出口 8.2。
[0034]上述技術方案中，每個機翼型水輪葉片2的葉片拱度比為0.048。機翼型水輪葉片2的剖面呈機翼型，在長度方向上無曲率變化，葉根部收縮。機翼型水輪葉片2優(yōu)選采用有機玻璃制作。
[0035]上述技術方案中，所述傳動軸9與葉輪導流室8垂直。
[0036]下面根據(jù)流體力學的理論進行如下效果的計算；在水流入流速度為lm/s，水輪葉片轉(zhuǎn)速w為1rpm時，整個裝置的理論轉(zhuǎn)矩Mo為371.658N.m，取軸系系數(shù)為n a = 0.9，發(fā)電機發(fā)電系數(shù)為:n d = 0.8，
[0037]敞水發(fā)電功率為:Po= MoXw = 61.943W
[0038]得理論發(fā)電功率為:Pb= PoX n aX n d = 44.598W
[0039]理論的發(fā)電效率為:ζ(1=ζ οΧ naX nd = 22.23%。
[0040]為供進一步了解本發(fā)明的構(gòu)造特征、運用技術手段及所預期達成的功效，現(xiàn)將本發(fā)明的使用方式加以敘述如下:將一種基于自旋轉(zhuǎn)水輪葉片的橫臥式垂直軸低速平水流發(fā)電裝置安裝于躉船船底，在水流的沖擊作用下，機翼型水輪葉片2帶動葉片支承座6.2旋轉(zhuǎn)；在不同的迎流位置，機翼型水輪葉片2可在自旋轉(zhuǎn)機構(gòu)6作用下，利用機翼型水輪葉片2根部的從動擺桿6.3的滾子6.5沿凸輪6.1的圓柱凸輪槽6.8路徑行進，機翼型水輪葉片2實現(xiàn)繞自身軸心線旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)工作角度；通過水輪的旋轉(zhuǎn)，將水流動能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動機械能，再通過傳動軸9、傘形齒輪箱4、加速齒輪箱5后進入發(fā)電機7，進行電能的輸出。
[0041]本說明書未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領域?qū)I(yè)技術人員公知的現(xiàn)有技術。
【主權(quán)項】
1.一種橫臥式垂直軸低速平水流發(fā)電裝置，其特征在于，它包括導流罩(I)、多個機翼型水輪葉片(2)、葉輪導流室(8)、傳動部件、發(fā)電機(7)和安裝在葉輪導流室(8)內(nèi)的自旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(6)，其中，所述導流罩⑴的輸入端(1.1)為入水口，導流罩⑴的輸出端(1.2)連接葉輪導流室(8)的輸入口(8.1)，葉輪導流室(8)的輸出口(8.2)為出水口，自旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(6)包括凸輪(6.1)、葉片支承座(6.2)、與機翼型水輪葉片(2)個數(shù)對應的從動擺桿(6.3)、固定在每個從動擺桿(6.3)上的偏心軸(6.4)、設在每個偏心軸(6.4)上的滾子(6.5)，葉片支承座(6.2)套在凸輪(6.1)上，且葉片支承座(6.2)的底部與凸輪(6.1)的底座之間通過推力軸承(14)旋轉(zhuǎn)連接，凸輪(6.1)的側(cè)壁上開設有圓柱凸輪槽(6.8)，凸輪(6.1)的底部與葉輪導流室(8)的底面固定連接，葉片支承座(6.2)的頂部固定有傳動軸(9)，葉片支承座(6.2)的側(cè)壁均勻開設有多個葉片安裝孔(6.6)，每個機翼型水輪葉片(2)的軸部均通過軸承(6.7)與對應的葉片安裝孔(6.6)旋轉(zhuǎn)連接，每個機翼型水輪葉片(2)的軸部末端均固定有對應的從動擺桿(6.3)，每個從動擺桿(6.3)的偏心軸(6.4)上的滾子(6.5)均位于上述圓柱凸輪槽(6.8)內(nèi)，所述傳動軸(9)通過傳動部件連接發(fā)電機(7)的動力輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橫臥式垂直軸低速平水流發(fā)電裝置，其特征在于:所述傳動部件包括傘形齒輪箱(4)和加速齒輪箱(5)，所述傳動軸(9)連接傘形齒輪箱(4)的輸入端，傘形齒輪箱(4)的輸出端通過軸連接加速齒輪箱(5)的輸入端，加速齒輪箱(5)的輸出端通過聯(lián)軸器連接發(fā)電機(7)的動力輸入端。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橫臥式垂直軸低速平水流發(fā)電裝置，其特征在于:所述導流罩(I)為梯形體導流罩，所述梯形體導流罩的大端口為入水口，梯形體導流罩的小端口連接葉輪導流室⑶的輸入口(8.1)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橫臥式垂直軸低速平水流發(fā)電裝置，其特征在于:所述葉輪導流室(8)的頂面設有通孔(8.3)，所述傳動軸(9)穿過通孔(8.3)后與傘形齒輪箱(4)的輸入端連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橫臥式垂直軸低速平水流發(fā)電裝置，其特征在于:所述機翼型水輪葉片(2)有六個。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橫臥式垂直軸低速平水流發(fā)電裝置，其特征在于:所述發(fā)電機(7)的電能輸出端連接有發(fā)電機穩(wěn)壓模塊(3)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橫臥式垂直軸低速平水流發(fā)電裝置，其特征在于:所述圓柱凸輪槽(6.8)的高端與低端的銜接段有兩段，一段面向葉輪導流室(8)的輸入口(8.1)，另一段面向葉輪導流室(8)的輸出口(8.2)。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橫臥式垂直軸低速平水流發(fā)電裝置，其特征在于:每個機翼型水輪葉片(2)的葉片拱度比為0.048。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橫臥式垂直軸低速平水流發(fā)電裝置，其特征在于:所述傳動軸(9)與葉輪導流室(8)垂直。
【專利摘要】本發(fā)明公開了橫臥式垂直軸低速平水流發(fā)電裝置，它的葉片支承座套在凸輪上，且葉片支承座的底部與凸輪的底座之間通過推力軸承旋轉(zhuǎn)連接，凸輪的側(cè)壁上開設有圓柱凸輪槽，凸輪的底部與葉輪導流室的底面固定連接，葉片支承座的頂部固定有傳動軸，葉片支承座的側(cè)壁均勻開設有多個葉片安裝孔，每個機翼型水輪葉片的軸部均通過軸承與對應的葉片安裝孔旋轉(zhuǎn)連接，每個機翼型水輪葉片的軸部末端均固定有對應的從動擺桿，每個從動擺桿的偏心軸上的滾子均位于上述圓柱凸輪槽內(nèi)，所述傳動軸通過傳動部件連接發(fā)電機的動力輸入端。本發(fā)明體積小，不影響航道及躉船作業(yè)、綠色環(huán)保、發(fā)電效率高。
【IPC分類】F03B3/14, F03B13/00, F03B3/18
【公開號】CN105156257
【申請?zhí)枴緾N201510348806
【發(fā)明人】周利蘭, 黃煒祥, 卓思雨, 馬棟梁, 陳柏霖, 牟劍興, 郭冉
【申請人】武漢理工大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年6月23日