[发明专利]联轴往复式风能潮流能转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种风能或潮流能进行发电的转换装置。具体地说是一种联轴往复式风能潮流能转换装置。

背景技术

风能、潮流能都是清洁无污染、蕴藏量丰富的可再生能源。风能、潮流能的开发利用是能源需求的重要补充，而高效稳定的风能、潮流能换能装置是风力、潮流能发电的核心关键技术。

目前主流的风能/潮流能发电装置大致可分为水平轴式和垂直轴式。大多是通过布置叶片，利用叶片受到的升力来带动电机发电。但是目前这两类发电装置或多或少的还存在一些技术问题及运行维护成本较高的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，维护成本低，转化效率较高的联轴往复式风能潮流能转换装置。

本发明的目的是这样实现的：

包括支架、叶片和主轴，主轴通过轴承安装于两根支架上，两根支架的相对的一侧上安装导轨，叶片两端通过轴承及滑块与导轨连接，叶片与主轴之间有传动机构，所述传动机构包括连接杆和摇杆，摇杆一端与主轴固定连接，摇杆的另一端与连接杆的一端铰接，连接杆的另一端与叶片的转动中心固定连接，且叶片弦向中心线所在平面与连接杆垂直。

本发明还可以包括：

1、包括3-8个所述叶片，主轴的数量与叶片的数量相等，支架的数量为叶片的数量加一，每个叶片与所对应的与主轴之间均设有传动机构，各主轴串联，且串联后各主轴上固定连接的摇杆之间的夹角相等。

2、在主轴上设置轮盘。

3、用轮盘代替部分或全部摇杆，轮盘的边缘与连接杆的一端铰接。

4、叶片的两端设置端部翼板。

本发明设置了在来流中作垂向往复运动与转动的复合运动的叶片，通过适当调整叶片做往复运动时与来流的有效攻角，叶片受到较大的流体作用力，从而推动轮式机械旋转，带动发电机发电。本发明可使得叶片与来流的有效攻角的自行调整，较好的实现风能、潮流能的较高效率的转换。

本发明的主要结构为：导轨固定安装在支架上，叶片两端通过轴承、滑块与导轨连接，可沿导轨做往复运动与转动运动。叶片转动中心与连接杆一端固定连接，且叶片弦向中心线所在平面与杆件垂直；连接杆另一端与摇杆或轮盘的边缘支点铰接；摇杆或轮盘与主轴构成曲轴通过轴承固定在支架上，可连续转动。

本发明通过设定摇杆与连接杆的长短来控制叶片的往复运动行程及转角。如图1所示，以叶片的转动中心处的水平线为参考，来流与叶片的形成上平面攻角，产生的升力将推动叶片沿导轨向上运动；当连接杆上端转过曲轴的最高点，来流与叶片将形成下平面攻角，流体的作用力将推动叶片沿导轨向下运动；继而连接杆转过曲轴的最低点，即重新回到上平面攻角阶段；如此往复，曲轴的持续转动可带动发电机发电，实现对风能或潮流能的高效能量采集，如图2.1至图2.11所示。

本发明中的叶片两端可以接有对称的端部翼板，如图3所示。端部翼板能够减小三维端部效应，提高能量转换效率。

本发明中，为保证装置运行的平稳，装置一般用到三个或三个以上的叶片，连接杆与曲轴的连接点参考轮盘面为均匀分布，即图4中的β角为等角分布。

本发明中，装置可设计为立式（竖轴式），也可设计为水平式（横轴式）。应用于风力发电时，水平式布置的曲轴或轮盘可置于近地面，即图5的整体需要倒置，以便于安装维护。应用于潮流能发电时，可采用图5所示的总体布置。

本发明的联轴往复式风能潮流能换能装置是一种简单而有效的风能/潮流能发电设备，其设计安装简单，维护成本低，发电效率较高。与水平轴发电装置相比，受风向偏离的影响较小。

附图说明

图1联轴往复式风能潮流能转换装置原理图；

图2.1至图2.12联轴往复式风能潮流能转换装置工作流程示意图；

图3叶片两端的端部翼板示意图；

图4摇杆间的夹角β示意图；

图5联轴往复式风能潮流能转换装置（四叶片结构形式）示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细的描述。

本发明的基本结构包括支架1、叶片2、连接杆3、导轨4、摇杆8与主轴6构成的曲轴机构，主轴通过轴承安装于两根支架上，两根支架的相对的一侧上安装导轨，叶片两端通过轴承及滑块与导轨连接，叶片与主轴之间有传动机构，所述传动机构包括连接杆和摇杆，摇杆一端与主轴固定连接，摇杆的另一端与连接杆的一端铰接，连接杆的另一端与叶片的转动中心固定连接，且叶片弦向中心线所在平面与连接杆垂直。主轴与发电机相连接即可组成一种风能或潮流能发电装置。