[发明专利]流体能量收集转换装置和能量传递输出装置及发电设备

说明书

技术领域

本发明属于能量转换技术领域, 具体涉及一种可将任意方向的流体动能转换成绕转轴做定向旋转的流体能量收集转换装置，以及将该流体能量收集转换装置转换收集并传递出去的装置，最终使用该流体能量收集转换装置转换收集的能量带动发电机发电。

背景技术

目前，人们主要是通过太阳能、化学能、原子能、水能和风能来获取能量，化学能和原子能存在一定的污染和危害，太阳能受时间、地域影响较大，水能因受到水流方向和流速的影响，通常需要建立大型水坝来提高能量密度，经过水坝或水库高位差，将水通过管道作用于水轮机来带动发动机发电，该工程复杂，投资大，工期长，造价高，同时对水轮机要求极高。对于风能的利用通常是在风速较大的地区建设大量的塔架和大面积的风叶来获取能量，受地域影响较大，现有的垂直轴和水平轴的风能发电机的效率较低。可见当水流速度较低或风速较小时，就会影响发电效率，更重要的是，当水流或风力不断地改变方向时，获取电能就会变得很困难。

显然在海洋中还蕴藏着许多巨大的洋流，这些洋流在风力和其他动力的推动下，沿一定的路线周而复始的运动着。当前，主要是通过在洋流流经地带安装水轮机和发电机，由洋流推动水轮机旋转，再由水轮机带动发电机工作发电，其难点在于水轮机和发电机的安装固定，通常需要在海底打桩后安装立柱，再将水轮机和发电机安装在立柱上，施工难度较大。也有将水轮机和发电机安装在水上浮动平台上，使用时，将水上浮动平台拖至洋流中心，由洋流推动水轮机实现发电，但在通常情况下，洋流流速在1米/秒以下，功率密度较小，为了提高发电量，需要将水轮机的叶片做的很大或者通过聚流斗来提高洋流的流速。即便是通过了增大叶片来提高受力或采用了聚流斗来提高洋流的流速，但其能量转换的效率还是不高，有待进一步改进。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种结构简单、高能量转换的且可将任意方向的流体动能转换成绕转轴做定向旋转的流体能量收集转换装置和能量传递输出装置，该装置制作方便，造价低廉，只须有一定流速的流体就可实现高能量的转换输出，最终使用该流体能量收集转换装置转换收集的能量带动发电机发电。该装置特别适用于海洋的潮汐能、波浪能、洋流及风能发电。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 一种流体能量收集转换装置，该装置包括机架、旋转机构、万向机构和摆动件，所述旋转机构包括轴承座和第一中心轴；

所述的旋转机构设置在机架上，所述轴承座设置在机架上端面上，所述第一中心轴转动套设在轴承座内圈上，所述第一中心轴下端向下延伸出机架端面，所述第一中心轴下端与摆动件上端面通过万向机构连接，摆动件在水流或风力的流体作用下绕万向机构摆动；

在机架端面下方固定有一个以上的柱塞泵，所述一个以上的柱塞泵上的推杆抵压在摆动件上端面，摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为轴向推动力；或

在摆动件外周固定有一个以上的柱塞泵，所述一个以上的柱塞泵上的推杆抵压在摆动件外侧面，摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为径向推动力。

所述第一中心轴下端与万向机构之间还设有第二中心轴，所述第一中心轴下端与第二中心轴上端转动连接，所述第二中心轴下端万向机构连接。    

所述第二中心轴与万向机构之间还设有联轴节，所述第二中心轴通过联轴节与万向机构连接。

    本发明提供的流体能量收集转换装置还包括驱动旋转机构，该装置还包括驱动旋转机构，所述驱动旋转机构带动第一中心轴自转，所述的驱动旋转机构包括外置的驱动电机，所述的第一中心轴外表面套设有链轮，所述的驱动电机输出轴与第一中心轴外表面套设的链轮通过链条连接。

本发明装置中所述的摆动件外表面设有挡条或叶片，所述挡条与摆动件轴线方向平行设置或所述挡条呈螺旋状环绕在摆动件的外表面，所述叶片与摆动件轴线方向平行设置。本发明中设有的挡条或叶片能够增大摆动件与流体之间的摩擦系数提高自身的旋转力，有利于提高对流水或风力能量的吸收。

优选方案一：本发明提供的流体能量收集转换装置中所述的柱塞泵设置在机架端面下方垂直机架端面方向且随第一中心轴同向转动，所述垂直机架端面方向的柱塞泵为两条以上,所述两条以上的柱塞泵在所述第一中心轴外周围沿圆周方向均应设置,所述两条以上的柱塞泵中的推杆均抵压在摆动件上端面上, 摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为垂直机架端面方向的轴向推动力,推动柱塞泵中的推杆向上运动进行做功，两条以上的柱塞泵中的推杆在第一中心轴转动带动下在摆动件端面上滑动运动产生滑动摩擦力，所述的滑动摩擦力带动摆动件与第一中心轴同向旋转；