一種雙翼式發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙翼式發(fā)電裝置，包括基座，發(fā)電機(jī)，葉片轉(zhuǎn)角和擺動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，主軸一端接發(fā)電機(jī)，另一端固接主齒輪，主齒輪上伸出一號(hào)軸作為曲軸與傳動(dòng)桿二鉸接，傳動(dòng)桿二另一端鉸接上擺臂中部，擺臂一端與基座鉸接，另一端裝有葉片，上、下擺臂通過短連桿傳動(dòng)，可對稱擺動(dòng)。副齒輪與主齒輪嚙合，副齒輪伸出五號(hào)軸作為曲軸與傳動(dòng)桿一和傳動(dòng)桿三鉸接，動(dòng)桿一和傳動(dòng)桿三的另一端鉸接上搖桿，大鏈輪與上搖桿固接并通過鏈條與葉片中央的小鏈輪連接。上、下?lián)u桿通過短連桿傳動(dòng)，可對稱擺動(dòng)。本發(fā)明通過轉(zhuǎn)角與擺動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的匹配，可使葉片保持較為理想的振動(dòng)幅度與轉(zhuǎn)角，同時(shí)雙翼對稱振蕩產(chǎn)生有利干擾可提高裝置的能量采集效率。
【專利說明】
一種雙翼式發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，尤其涉及一種雙翼式發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能、潮流能是一種蘊(yùn)藏量豐富、清潔無污染的可再生能源。目前的潮流能發(fā)電裝置主要為水平軸式，對風(fēng)速、潮流速度有較高的要求，且可能對水生魚類造成傷害。對于較低流速，普遍存在能量轉(zhuǎn)換效率較低的問題，限制了潮流能資源的有效利用，因此開發(fā)一種適合低流速且高效穩(wěn)定的潮流能換能裝置至關(guān)重要。
[0003]目前主流的潮流能發(fā)電裝置，可分為垂直軸式輪機(jī)和水平軸式輪機(jī)。垂直軸式輪機(jī)優(yōu)點(diǎn)是可以利用不同方向的來流，但不能有效控制葉片攻角，能量采集效率較低;水平軸式輪機(jī)采用螺旋槳式葉片，運(yùn)行穩(wěn)定，檢修較為方便，但葉片之間相互干擾影響能量效率，對水流速度有較高的要求。
[0004]振動(dòng)翼可以精確設(shè)置運(yùn)行軌跡，通過設(shè)置合理的振動(dòng)與轉(zhuǎn)角幅度，可實(shí)現(xiàn)流體動(dòng)能的高效采集。且振動(dòng)翼掃略面為矩形較水平軸輪機(jī)的圓形域具有更高的水域利用率，更適合布置于近岸淺水區(qū)域。
[0005]
【申請人】通過研究發(fā)現(xiàn)，雙翼對擺可利用雙翼間的干擾提升能量采集效率。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明雙翼模式的能量捕獲效率較單翼模式可提高10%以上，且雙翼掃略面積較單翼大，可捕獲更多能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種雙翼式發(fā)電裝置，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制造、發(fā)電效率高，且能同時(shí)在波浪能利用和風(fēng)能利用中使用。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:在基座I上豎直安裝有兩塊立板28，兩塊立板28的頂端間通過連接桿35連接，在左側(cè)立板的左側(cè)的基座上安裝有四號(hào)軸座37和三號(hào)軸座36，基座I的端部安裝有發(fā)電機(jī)2，在右側(cè)立板的右側(cè)的基座上安裝有二號(hào)軸座27和一號(hào)軸座26，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與主軸3連接，主軸3通過三號(hào)軸座36安裝在基座上，主軸3的端部穿過四號(hào)軸座37和左側(cè)立板且端部安裝有一號(hào)主齒輪5-1，一號(hào)軸座26上安裝有四號(hào)軸24，四號(hào)軸24的端部穿過二號(hào)軸座27和右側(cè)立板且端部安裝有二號(hào)主齒輪5-2，一號(hào)主齒輪5-1的端面與二號(hào)主齒輪5-2端面之間設(shè)置有一號(hào)軸21，四號(hào)軸座37上安裝有二號(hào)軸22，二號(hào)軸22的端部穿過左側(cè)立板且端部安裝有一號(hào)副齒輪6-1，二號(hào)軸座27上安裝有三號(hào)軸23，三號(hào)軸23的端部穿過右側(cè)立板且端部安裝有二號(hào)副齒輪6-2，一號(hào)副齒輪6-1的端面與二號(hào)副齒輪6-2的端面之間設(shè)置有五號(hào)軸25，一號(hào)主齒輪5-1與一號(hào)副齒輪6-1嗤合，二號(hào)主齒輪5-2與二號(hào)副齒輪6-2嚙合，一號(hào)軸21的中間位置安裝有第二傳動(dòng)桿8，五號(hào)軸25上安裝有第一傳動(dòng)桿7和第三傳動(dòng)桿9，且第二傳動(dòng)桿8位于第一傳動(dòng)桿7和第三傳動(dòng)桿9之間，兩塊立板28之間還安裝有上固定軸29和下固定軸30，第一傳動(dòng)桿7的端部鉸接有下?lián)u桿15，下?lián)u桿15的一端鉸接有第二連桿12-2、另一端安裝在下固定軸30上，下?lián)u桿15的端面上還固連有第一大鏈輪34，且第一大鏈輪34安裝也安裝在下固定軸30上，第二連桿12-2的端部鉸接有上搖桿14，上搖桿14的端部安裝在上固定軸29上，上搖桿14的端面固連有第二大鏈輪16，且第二大鏈輪16安裝在上固定軸29上，第一傳動(dòng)桿7和第三傳動(dòng)桿9的端部分別鉸接有下擺臂13，每個(gè)下擺臂13的中間位置均安裝在下固定軸30上，兩個(gè)下擺臂13的一個(gè)端部分別鉸接有第一連桿12-1和第三連桿12-3，兩個(gè)下擺臂另一個(gè)端部之間設(shè)置有第二葉片軸32，第二葉片軸32上安裝有第一小鏈輪18，第一連桿12-1和第三連桿12-3的端部分別鉸接有上擺臂11、且鉸接位置在上擺臂的一個(gè)端部，兩個(gè)上擺臂的另一個(gè)端部之間安裝有第一葉片軸31，第一葉片軸31上安裝有第二小鏈輪33，兩個(gè)上擺臂的中間位置分別安裝在上固定軸29上，第二大鏈輪16與第二小鏈輪33之間、第一大鏈輪34與第一小鏈輪18之間分別安裝有鏈條17-1、17-2，第二葉片軸32的兩端、第一葉片軸31的兩端分別安裝有葉片10。
[0008]本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0009]1.在二號(hào)軸座27與一號(hào)軸座26之間的四號(hào)軸24上以及三號(hào)軸座36與四號(hào)軸座37之間的主軸上分別安裝有慣性輪4。
[0010]2.將基座安裝在地面上構(gòu)成雙翼式風(fēng)能發(fā)電裝置。
[0011]3.將基座的兩端安裝浮體后倒置在水面上構(gòu)成雙翼式潮流能發(fā)電裝置。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，便于加工生產(chǎn)，維護(hù)成本低，裝置可靠性高，在潮流能發(fā)電領(lǐng)域以及風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。相同尺度下，振動(dòng)翼相對于其他形式的潮流能發(fā)電裝置，其葉片掃略面積較單翼大，能夠捕獲的潮流能更多。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，雙翼對稱擺動(dòng)，當(dāng)雙翼靠近彼此運(yùn)動(dòng)時(shí)可獲得有利干擾，雙翼對擺模式可獲得較大的升力，因此其能量捕獲效率較單翼模式高。軟件模擬的結(jié)果表明雙翼模式的能量捕獲效率較單翼模式可提高10%以上。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)匹配葉片的轉(zhuǎn)角和擺動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了雙翼對擺運(yùn)動(dòng)。
[0013]本發(fā)明可控制葉片的轉(zhuǎn)角以及葉片的振幅，通過匹配對應(yīng)的轉(zhuǎn)角控制機(jī)構(gòu)與振幅控制機(jī)構(gòu)，能夠精確控制葉片的運(yùn)行軌跡，可以使葉片保持較為理想的振動(dòng)幅度及攻角范圍，從而大幅度的提高裝置的能量采集效率。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明的葉片所在部分的放大示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明的主副齒輪部分的放大示意圖；
[0017]圖4是本發(fā)明利用波浪能時(shí)的不意圖；
[0018]圖5是本發(fā)明的工作循環(huán)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020]實(shí)施例一:結(jié)合圖1至圖3，在基座I上豎直安裝有兩塊立板28，兩塊立板28的頂端間通過連接桿35連接，在左側(cè)立板的左側(cè)的基座上安裝有四號(hào)軸座37和三號(hào)軸座36，基座I的端部安裝有發(fā)電機(jī)2，在右側(cè)立板的右側(cè)的基座上安裝有二號(hào)軸座27和一號(hào)軸座26，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與主軸3連接，主軸3通過三號(hào)軸座36安裝在基座上，主軸3的端部穿過四號(hào)軸座37和左側(cè)立板且端部安裝有一號(hào)主齒輪5-1，一號(hào)軸座26上安裝有四號(hào)軸24，四號(hào)軸24的端部穿過二號(hào)軸座27和右側(cè)立板且端部安裝有二號(hào)主齒輪5-2，一號(hào)主齒輪5-1的端面與二號(hào)主齒輪5-2端面之間設(shè)置有一號(hào)軸21，四號(hào)軸座37上安裝有二號(hào)軸22，二號(hào)軸22的端部穿過左側(cè)立板且端部安裝有一號(hào)副齒輪6-1，二號(hào)軸座27上安裝有三號(hào)軸23，三號(hào)軸23的端部穿過右側(cè)立板且端部安裝有二號(hào)副齒輪6-2，一號(hào)副齒輪6-1的端面與二號(hào)副齒輪6-2的端面之間設(shè)置有五號(hào)軸25，一號(hào)主齒輪5-1與一號(hào)副齒輪6-1嗤合，二號(hào)主齒輪5-2與二號(hào)副齒輪6-2嚙合，一號(hào)軸21的中間位置安裝有第二傳動(dòng)桿8，五號(hào)軸25上安裝有第一傳動(dòng)桿7和第三傳動(dòng)桿9，且第二傳動(dòng)桿8位于第一傳動(dòng)桿7和第三傳動(dòng)桿9之間，兩塊立板28之間還安裝有上固定軸29和下固定軸30，第一傳動(dòng)桿7的端部鉸接有下?lián)u桿15，下?lián)u桿15的一端鉸接有第二連桿12-2、另一端通過軸承安裝在下固定軸30上，下?lián)u桿15的端面上還固連有第一大鏈輪34，且第一大鏈輪34安裝也安裝在下固定軸30上，第二連桿12-2的端部鉸接有上搖桿14，上搖桿14的端部通過軸承安裝在上固定軸29上，上搖桿14的端面固連有第二大鏈輪16，且第二大鏈輪16安裝在上固定軸29上，第一傳動(dòng)桿7和第三傳動(dòng)桿9的端部分別鉸接有下擺臂13，每個(gè)下擺臂13的中間位置均通過軸承安裝在下固定軸30上，兩個(gè)下擺臂13的一個(gè)端部分別鉸接有第一連桿12-1和第三連桿12-3，兩個(gè)下擺臂另一個(gè)端部之間設(shè)置有第二葉片軸32，第二葉片軸32上安裝有第一小鏈輪18，第一連桿12-1和第三連桿12-3的端部分別鉸接有上擺臂11、且鉸接位置在上擺臂的一個(gè)端部，兩個(gè)上擺臂的另一個(gè)端部之間安裝有第一葉片軸31，第一葉片軸31上安裝有第二小鏈輪33，兩個(gè)上擺臂的中間位置分別通過軸承安裝在上固定軸29上，第二大鏈輪16與第二小鏈輪33之間、第一大鏈輪34與第一小鏈輪18之間分別安裝有鏈條17-1、17-2，第二葉片軸32的兩端、第一葉片軸31的兩端分別安裝有葉片10。
[0021]兩個(gè)主齒輪之間的一號(hào)軸與兩個(gè)副齒輪之間的五號(hào)軸的轉(zhuǎn)角相位差在90度左右。上、下擺臂通過連桿連接，端部接有葉片，可使上、下葉片對稱擺動(dòng)。上、下?lián)u桿通過連桿連接，大鏈輪與搖桿固接并通過鏈條與葉片中央的小鏈輪連接，可使上、下葉片對稱轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0022]本發(fā)明為對擺雙翼潮流能、風(fēng)能發(fā)電裝置，主要用于潮流能、風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域，包括發(fā)電機(jī)，主齒輪，副齒輪，連桿，轉(zhuǎn)角控制機(jī)構(gòu)，擺動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，葉片，基座。裝置的基座為直立式，發(fā)電機(jī)，主齒輪與副齒輪子在裝置的底部，主齒輪與副齒輪嚙合，同時(shí)主齒輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。從齒輪傳動(dòng)方向來說與實(shí)際驅(qū)動(dòng)的反向，主齒輪通過傳動(dòng)桿二驅(qū)動(dòng)下?lián)u桿，下?lián)u桿轉(zhuǎn)動(dòng)與之固連的大鏈輪，鏈輪通過鏈條驅(qū)動(dòng)與葉片固連的葉片軸上的小鏈輪實(shí)現(xiàn)葉片轉(zhuǎn)角的控制，同時(shí)下?lián)u桿通過連桿驅(qū)動(dòng)上搖桿，上搖桿驅(qū)動(dòng)其固連的大鏈輪，該鏈輪通過鏈條驅(qū)動(dòng)與葉片固連的小鏈輪，從而實(shí)現(xiàn)上下兩個(gè)葉片轉(zhuǎn)角的同步控制。副齒輪通過傳動(dòng)桿一和傳動(dòng)桿二驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的下擺臂，下擺臂上下擺動(dòng)，從而帶動(dòng)葉片做上下振動(dòng)，同時(shí)下擺臂通過連桿驅(qū)動(dòng)上擺臂，上擺臂驅(qū)動(dòng)與之連接的葉片做上下振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)上下雙葉片的振幅控制。
[0023]換個(gè)角度說，結(jié)合圖5，本發(fā)明的工作過程是:水流或風(fēng)沖擊葉片翼板，使兩個(gè)葉片板做上下振動(dòng)，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明通過設(shè)計(jì)匹配轉(zhuǎn)角和擺臂控制機(jī)構(gòu)，能夠有效控制葉片的運(yùn)行軌跡，使葉片保持較為理想的擺動(dòng)幅度及攻角范圍，可以大幅度提高裝置能量采集效率。具體的說是葉片的上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)振幅控制機(jī)構(gòu)的連桿，連桿驅(qū)動(dòng)副齒輪，副齒輪驅(qū)動(dòng)主齒輪，主齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)角控制機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)葉片的轉(zhuǎn)角控制。
[0024]本發(fā)明在實(shí)際安裝時(shí)，可以在葉片兩端加裝對稱側(cè)翼后在安裝在對應(yīng)的葉片軸上，這樣的設(shè)置可減小三維端部效應(yīng)，提高能量采集效率，同時(shí)葉片位置最高處距離水面一倍弦長距離以上，以降低自由面對葉片能量采集的不利影響。
[0025]實(shí)施例二:基于上述實(shí)施例，并結(jié)合圖1，在二號(hào)軸座27與一號(hào)軸座26之間的四號(hào)軸24上以及三號(hào)軸座36與四號(hào)軸座37之間的主軸上分別安裝有慣性輪4。
[0026]實(shí)施例三:基于上述實(shí)施例，將基座安裝在地面上構(gòu)成雙翼式風(fēng)能發(fā)電裝置，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)能的利用。
[0027]實(shí)施例四:基于上述實(shí)施例，結(jié)合圖4，將基座的兩端安裝浮體后倒置在水面上構(gòu)成雙翼式潮流能發(fā)電裝置，實(shí)現(xiàn)對波浪能的利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙翼式發(fā)電裝置，其特征在于:在基座(I)上豎直安裝有兩塊立板(28)，兩塊立板(28)的頂端間通過連接桿(35)連接，在左側(cè)立板的左側(cè)的基座上安裝有四號(hào)軸座(37)和三號(hào)軸座(36)，基座(I)的端部安裝有發(fā)電機(jī)(2)，在右側(cè)立板的右側(cè)的基座上安裝有二號(hào)軸座(27)和一號(hào)軸座(26)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與主軸(3)連接，主軸(3)通過三號(hào)軸座(36)安裝在基座上，主軸(3)的端部穿過四號(hào)軸座(37)和左側(cè)立板且端部安裝有一號(hào)主齒輪(5-1)，一號(hào)軸座(26)上安裝有四號(hào)軸(24)，四號(hào)軸(24)的端部穿過二號(hào)軸座(27)和右側(cè)立板且端部安裝有二號(hào)主齒輪(5-2)，一號(hào)主齒輪(5-1)的端面與二號(hào)主齒輪(5-2)端面之間設(shè)置有一號(hào)軸(21)，四號(hào)軸座(37)上安裝有二號(hào)軸(22)，二號(hào)軸(22)的端部穿過左側(cè)立板且端部安裝有一號(hào)副齒輪(6-1)，二號(hào)軸座(27)上安裝有三號(hào)軸(23)，三號(hào)軸(23)的端部穿過右側(cè)立板且端部安裝有二號(hào)副齒輪(6-2)，一號(hào)副齒輪(6-1)的端面與二號(hào)副齒輪(6-2)的端面之間設(shè)置有五號(hào)軸(25)，一號(hào)主齒輪(5-1)與一號(hào)副齒輪(6-1)嗤合，二號(hào)主齒輪(5-2)與二號(hào)副齒輪(6-2)嚙合，一號(hào)軸(21)的中間位置安裝有第二傳動(dòng)桿(8)，五號(hào)軸(25)上安裝有第一傳動(dòng)桿(7)和第三傳動(dòng)桿(9)，且第二傳動(dòng)桿(8)位于第一傳動(dòng)桿(7)和第三傳動(dòng)桿(9)之間，兩塊立板(28)之間還安裝有上固定軸(29)和下固定軸(30)，第一傳動(dòng)桿(7)的端部鉸接有下?lián)u桿(I5)，下?lián)u桿(15)的一端鉸接有第二連桿(12-2)、另一端安裝在下固定軸(30)上，下?lián)u桿(15)的端面上還固連有第一大鏈輪(34)，且第一大鏈輪(34)安裝也安裝在下固定軸(30)上，第二連桿(12-2)的端部鉸接有上搖桿(14)，上搖桿(14)的端部安裝在上固定軸(29)上，上搖桿(14)的端面固連有第二大鏈輪(16)，且第二大鏈輪(16)安裝在上固定軸(29)上，第一傳動(dòng)桿(7)和第三傳動(dòng)桿(9)的端部分別鉸接有下擺臂(13)，每個(gè)下擺臂(13)的中間位置均安裝在下固定軸(30)上，兩個(gè)下擺臂(13)的一個(gè)端部分別鉸接有第一連桿(12-1)和第三連桿(12-3)，兩個(gè)下擺臂另一個(gè)端部之間設(shè)置有第二葉片軸(32)，第二葉片軸(32)上安裝有第一小鏈輪(18)，第一連桿(12-1)和第三連桿(12-3)的端部分別鉸接有上擺臂(11)、且鉸接位置在上擺臂的一個(gè)端部，兩個(gè)上擺臂的另一個(gè)端部之間安裝有第一葉片軸(31)，第一葉片軸(31)上安裝有第二小鏈輪(33)，兩個(gè)上擺臂的中間位置分別安裝在上固定軸(29)上，第二大鏈輪(16)與第二小鏈輪(33)之間、第一大鏈輪(34)與第一小鏈輪(18)之間分別安裝有鏈條(17-1、17-2)，第二葉片軸(32)的兩端、第一葉片軸(31)的兩端分別安裝有葉片(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙翼式發(fā)電裝置，其特征在于:在二號(hào)軸座(27)與一號(hào)軸座(26)之間的四號(hào)軸(24)上以及三號(hào)軸座(36)與四號(hào)軸座(37)之間的主軸上分別安裝有慣性輪(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙翼式發(fā)電裝置，其特征在于:將基座安裝在地面上構(gòu)成雙翼式風(fēng)能發(fā)電裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙翼式發(fā)電裝置，其特征在于:將基座的兩端安裝浮體后倒置在水面上構(gòu)成雙翼式潮流能發(fā)電裝置。
【文檔編號(hào)】F03D5/06GK105952578SQ201610357323
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】許國冬, 龐順翔, 徐文華
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)