專利名稱：升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種發(fā)電裝置，尤其是ー種利用水流能量的升力型雙輪魚尾式發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
中國水力資源有著巨大的開發(fā)潛力，但目前已知的水力發(fā)電往往需要攔河筑壩，工程浩大，投入成本高。而小型水流發(fā)電裝置大多是由渦輪制作而成，其水能利用率低，安裝復(fù)雜，經(jīng)濟效益差。這就是現(xiàn)有的水力發(fā)電技術(shù)所存在的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種升カ型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置不需要建筑河水壩、蓄水，產(chǎn)品成本低，見效快，大小流量的河水、洋流、平流水流均可適用，該裝置安裝簡單，可高效利用水能進行發(fā)電，且發(fā)電效率較高。本實用新型是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的一種升カ型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，該裝置包括上蓋板、下底板、承載板、右升カ型轉(zhuǎn)子、左升カ型轉(zhuǎn)子、魚尾轉(zhuǎn)舵板、變速箱和發(fā)電機所述的上蓋板與下底板各有ー個，變速箱和發(fā)電機位于上蓋板的上方，右升力型轉(zhuǎn)子和左升力型轉(zhuǎn)子固定在上蓋板與下底板之間,兩個升力型轉(zhuǎn)子逆向轉(zhuǎn)動,兩個升力型轉(zhuǎn)子的相同端分別固定安裝有等半徑的齒輪，在所述上蓋板與下底板之間，位于右升力型轉(zhuǎn)子和左升力型轉(zhuǎn)子的進水端固定連接有分水體，分水體為外凸流線型，在出水端固定連接著魚尾轉(zhuǎn)舵板，右升力型轉(zhuǎn)子和左升力型轉(zhuǎn)子圓心連線的中垂線、與分水體的軸線及魚尾轉(zhuǎn)舵板的軸線共線，在上蓋板、分水體的中心處和下底板上設(shè)置有同心的轉(zhuǎn)動軸孔，轉(zhuǎn)動軸穿過該軸孔可自由轉(zhuǎn)動；右升力型轉(zhuǎn)子的一端固定安裝有驅(qū)動齒輪，發(fā)電機通過變速箱和右轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸與驅(qū)動齒輪和右升力型轉(zhuǎn)子相連。本升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，其上蓋板與下底板之間固定有至少兩個逆向轉(zhuǎn)動的升カ型轉(zhuǎn)子。本升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置中，所述的右升力型轉(zhuǎn)子和左升力型轉(zhuǎn)子為升力型多葉片轉(zhuǎn)子，其升力型多葉片轉(zhuǎn)子由外圈的立式機翼型小葉片和其內(nèi)側(cè)的薄翼葉片組成。本升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置中，分水體沿其軸線對稱的兩側(cè)邊及底邊為外凸的弧線形。本升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置中，所述的魚尾轉(zhuǎn)舵板的底邊為外凸流線型。本升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置中，所述的上蓋板、分水體和下底板上設(shè)置有同心的前定位孔，所述的上蓋板、魚尾轉(zhuǎn)舵板和下底板上設(shè)置有同心的后定位孔。本升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，通過變速箱來改變和調(diào)整左、右升力型轉(zhuǎn)子傳遞給發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，以滿足發(fā)電機發(fā)電的工作需要。上述升力型轉(zhuǎn)子其能量轉(zhuǎn)換面為立式機翼型小葉片和其內(nèi)側(cè)的大型薄翼葉片構(gòu)成的葉面，這樣使葉片能夠截取更多的流水，從而使轉(zhuǎn)子兩側(cè)順著水流方向的葉片產(chǎn)生升力和推力推動轉(zhuǎn)動軸帶動發(fā)電機發(fā)電。上述上蓋板與下底板之間，位于升カ型轉(zhuǎn)子的逆水端固定安裝有魚尾轉(zhuǎn)舵板，該板不僅可以有效避免水流在裝置逆水端形成漩渦，還可以使得整個裝置在不同的水流方向下繞著分水體中心的轉(zhuǎn)動軸進行轉(zhuǎn)動，以適應(yīng)水流方向變化。上述分水體沿其軸線對稱的兩側(cè)為外凸的流線型，在分水體的作用下，使沿它的軸線方向的水流改變方向，使水流沿它兩側(cè)正向沖擊各自方向的升カ型轉(zhuǎn)子葉片的能量轉(zhuǎn)換面，有效提高了水流對轉(zhuǎn)子葉片的沖擊カ和升力，產(chǎn)生扭矩力，并通過轉(zhuǎn)子軸將扭矩カ傳遞給發(fā)電機進行發(fā)電。上述流線型的分水體的底邊為外凸流線型弧線組成，兩段外凸弧線分別對應(yīng)于兩個轉(zhuǎn)子的外輪廓線。這種形狀的分水體有效避免了分水體的底端因水流的作用而增大轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的阻力，進而影響整個裝置的發(fā)電效率。該裝置在兩個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子輸出端分別接有齒輪，為使轉(zhuǎn)子方向和大小一致，從俯視圖看，右邊兩個齒輪，左邊一個齒輪，同時變速箱中齒輪均和轉(zhuǎn)動軸嚙合，將カ矩傳遞給發(fā)電機，用于發(fā)電。該裝置沿垂直方向可以依次設(shè)置有多個上蓋板和下底板，上蓋板和下底板兩側(cè)邊呈中凸?fàn)?，剛好覆蓋住轉(zhuǎn)子，發(fā)電機用橫桿固定于最上層承載板上方。這樣，整個發(fā)電裝置可以在垂直方向進行加節(jié)，從而更有效地通過不同深度的水流來利用水能，加倍提高該裝置的發(fā)電效率。該裝置中沿水平方向可以分別設(shè)置有兩個或兩個以上上蓋板和下底板，發(fā)電機固定于各支架上蓋板的承載板上，使整個發(fā)電裝置可以根據(jù)需要沿水平方向延伸，從而沿水平方向形成發(fā)電排陣，有效地提高了水能的利用率和發(fā)電效率。上述魚尾轉(zhuǎn)舵板的底邊為外凸流線型的弧線或由兩段沿其軸線對稱、并外凸的流線型的弧線組成。魚尾轉(zhuǎn)舵板、分水體、上蓋板與下底板之間構(gòu)成的空間為升カ型轉(zhuǎn)子的エ作空間。這阻止了魚尾轉(zhuǎn)舵板的底端的阻力的増加，從而防止整個發(fā)電裝置的發(fā)電效率的降低。上述上蓋板、分水體和下底板上設(shè)置有同心的前定位孔和同心的轉(zhuǎn)動軸孔，安裝時，定位樁的底端打入河床中，將整個發(fā)電裝置縱向固定安裝，而周向自由。當(dāng)水流方向改變時，通過魚尾轉(zhuǎn)舵板的作用，裝置本體可以繞通過定位軸孔的轉(zhuǎn)動軸進行旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到使裝置始終迎著水流方向的目的。該水流發(fā)電裝置中，至少分別設(shè)置有一個上蓋板和下底板,上蓋板和下底板之間位于轉(zhuǎn)子的進水端固定連接有外凸流線型的分水體，分水體、上蓋板和下底板形成安裝框架，用于固定安裝轉(zhuǎn)子，井能使整個發(fā)電裝置穩(wěn)定的漂浮在水中或者通過牽引固定牢固的固定在水中。發(fā)電機位于上蓋板上方的承載板上，上蓋板與下底板之間固定有兩個逆向轉(zhuǎn)到的轉(zhuǎn)子，各轉(zhuǎn)子的輸出端分別裝有大小相同的驅(qū)動齒輪，發(fā)電機通過齒輪及轉(zhuǎn)子軸與同步齒輪和轉(zhuǎn)子相連。整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計制造成本較低，安裝方便，廣泛適用于各種水流(如溪流、江流、洋流、潮汐等)，既可以使其漂浮作業(yè)，也可將裝置底部固定于河床，使發(fā)電裝置在水上工作，也可全水下安裝作業(yè)。
圖I為升カ型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖圖2為沿圖I中A-A向的剖視示意圖圖3為本實用新型中升力型轉(zhuǎn)子的俯視結(jié)構(gòu)示意圖圖中1上蓋板，2驅(qū)動齒輪，3發(fā)電機，4變速箱，5右轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸，6魚尾轉(zhuǎn)舵板，7右升カ型轉(zhuǎn)子，8下底板，9分水體，10轉(zhuǎn)動軸，11承載板，12左升カ型轉(zhuǎn)子，13左轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸，14前定位孔，15后定位孔。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，更清晰的說明本方案的相關(guān)技術(shù)特點。升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，如圖I和圖2所示，它包括上蓋板I、下底板8、·右升力型轉(zhuǎn)子7、左升力型轉(zhuǎn)子12，和由右升力型轉(zhuǎn)子7與左升力型轉(zhuǎn)子12驅(qū)動的變速箱4和發(fā)電機3，所示的上蓋板與下底板至少各有ー個，變速箱4和發(fā)電機3位于承載板11上方。在上蓋板I與下底板8之間，位于右升力型轉(zhuǎn)子7和左升力型轉(zhuǎn)子12的進水端固定連接有分水體9，分水體為外凸流線型，在上蓋板I與下底板8之間，位于右升力型轉(zhuǎn)子7和左升力型轉(zhuǎn)子12的出水端固定連接有流線型的魚尾轉(zhuǎn)舵板6，分水體9的軸線和魚尾轉(zhuǎn)舵板6的軸線，與右升力型轉(zhuǎn)子7和左升力型轉(zhuǎn)子12圓心連線的中垂線共線，上蓋板I、下底板8、分水體9和魚尾轉(zhuǎn)舵板6組成固定的裝置基本框架，通過上蓋板I和下底板8將右轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸5和左轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸13定位，從而保證右升力型轉(zhuǎn)子7和左升力型轉(zhuǎn)子12正常穩(wěn)定工作。上蓋板I與下底板8之間固定有至少兩個逆向轉(zhuǎn)動的升力型轉(zhuǎn)子(如圖2所示)右升力型轉(zhuǎn)子7和左升力型轉(zhuǎn)子12。右升力型轉(zhuǎn)子7和左升力型轉(zhuǎn)子12的各葉片中的能量轉(zhuǎn)換面(即順?biāo)较蜣D(zhuǎn)動的葉片中的迎水面)的兩頭鏤空、中間為薄翼平板并偏有一定角度，右升力型轉(zhuǎn)子7的一端固定安裝著驅(qū)動齒輪2，發(fā)電機3通過變速箱4和右轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸5與驅(qū)動齒輪2和右升力型轉(zhuǎn)子7相連，發(fā)電機3的設(shè)置方式可以采用兩種形式(一)右轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸5或左轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸13的輸出端連接變速箱4和發(fā)電機3 ; (ニ)右轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸5和左轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸13的輸出端分別連接變速箱4和發(fā)電機3。其中，分水體9沿其軸線對稱的兩側(cè)邊為外凸的弧線形，其底邊為外凸弧線形或由兩段沿其軸線對稱、并外凸的弧線形組成。其分水體9外凸端的軸線部位的正面水流在分水體9的兩側(cè)邊的作用下改變方向，改向水流和分水體9兩側(cè)的正面水流沿傾斜方向沖擊右升力型轉(zhuǎn)子7和左升力型轉(zhuǎn)子12的葉片的傾斜平面，通過分水體9的兩側(cè)邊及右升力型轉(zhuǎn)子7和左升力型轉(zhuǎn)子12的葉片為兩頭鏤空中間平板并偏有一定角度的結(jié)構(gòu)，可以有效地提高水流對右升力型轉(zhuǎn)子7和左升力型轉(zhuǎn)子12的葉片的作用力(沖擊カ及升力)，從而提高水能的利用率和發(fā)電效率；魚尾轉(zhuǎn)舵板6呈流線型，且其底邊為外凸弧線形或由兩段沿其軸線對稱、并且外凸的弧線形組成。為了更好的固定整個發(fā)電裝置，在右升力型轉(zhuǎn)子7和左升力型轉(zhuǎn)子12的進水端上蓋板I、分水體9和下底板8上設(shè)置有同心的前定位孔14 ;在右升カ型轉(zhuǎn)子7和左升力型轉(zhuǎn)子12的出水端上蓋板I、魚尾轉(zhuǎn)舵板6和下底板8上設(shè)置有同心的后定位孔15。這種結(jié)構(gòu)形式可以實現(xiàn)沿垂直方向，一根定位樁依次穿過上蓋板I、分水體9和下底板8上的前定位孔14，另ー根定位樁依次穿過上蓋板I、魚尾轉(zhuǎn)舵板6和下底板8上的后定位孔15。在分水體中心靠后位置有一個大的軸孔，轉(zhuǎn)動軸10穿過該軸孔為裝置本體提供旋轉(zhuǎn)中心，轉(zhuǎn)動軸10下端固定于河床底，上端安置承載板11。整個發(fā)電裝置可以根據(jù)需要沿垂直方向和水平方向延伸，形成交錯的發(fā)電網(wǎng)陣，以最大限度地利用水能進行發(fā)電，并在發(fā)電網(wǎng)陣的上游通過水下固定樁和錨鏈固定有牽引網(wǎng)架，牽引網(wǎng)架可以對發(fā)電網(wǎng)陣上游的大型漂浮物進行攔截(防止撞損水流發(fā)電裝置)。發(fā)電網(wǎng)陣具體可以采用如下方式實現(xiàn)(一)垂直方向設(shè)置兩個或者兩個以上的支架，變速器4和發(fā)電機3固定于最上層支架中的上蓋板I的上方， 右轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸5和左轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸13沿垂直方向延伸至最下層的支架中，使右升力型轉(zhuǎn)子7和左升力型轉(zhuǎn)子12的扭矩カ可以同時通過右轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸5和左轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸13傳遞給變速箱4，再通過變速箱4傳遞給發(fā)電機3;(ニ)水平方向在平流或水面斜度較小的水流中，沿水平方向設(shè)置兩個或兩個以上的支架，變速器4和發(fā)電機3固定于各上蓋板I上的承載板的上方，從而在水平方向形成多個并列的發(fā)電裝置，以最大限度地截取水流能，利用水流進行發(fā)電。本發(fā)電裝置可以采用如下三種安裝方式(一)漂浮作業(yè)在水下設(shè)置固定樁，通過相應(yīng)的牽引裝置將發(fā)電裝置與固定樁相連，使本發(fā)電裝置漂浮作業(yè)，此時，變速箱4和發(fā)電機3漂浮在水面以上，分水體和魚尾轉(zhuǎn)舵板6可以采用空心結(jié)構(gòu)或輕體材料(如輕質(zhì)耐腐蝕有機材料)制成，以使本發(fā)電裝置能更好的實現(xiàn)穩(wěn)定漂浮作業(yè)；(ニ)沉底安裝將發(fā)電裝置底部固定于河(海)床，變速箱4和發(fā)電機3在水上工作。此時，分水體和魚尾轉(zhuǎn)舵板可以采用實心結(jié)構(gòu)或空心結(jié)構(gòu)內(nèi)灌注重體材料(如沙石等)，以增加整個裝置的穩(wěn)定性；(三)全水下安裝作業(yè)，在這種情況下，防水和防腐蝕技術(shù)可以采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)。本發(fā)電裝置可以應(yīng)用在多種場合(如水流速相對較小時)(一)在平流或水面斜度較小的水流，可采用上述任意ー種固定安裝方式；(ニ)對于垂直水流(如瀑布)和水面斜度較大的水流，將本發(fā)電裝置的底部固定安裝于平水流以上的側(cè)壁上，上部用牽引索牽引固定，使裝置保持與水流方向垂直；(三)對于深度較大的水流如洋流，可采用全水下安裝使用。本實用新型中未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)，在此不再贅述。
權(quán)利要求1.升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，其特征是該裝置包括上蓋板(I)、下底板(8)、承載板(11)、右升力型轉(zhuǎn)子(7)、左升力型轉(zhuǎn)子(12)、魚尾轉(zhuǎn)舵板(6)變速箱(4)和發(fā)電機(3):所述的上蓋板與下底板各有一個，變速箱和發(fā)電機位于上蓋板的上方，右升力型轉(zhuǎn)子(7)和左升力型轉(zhuǎn)子(12)固定在上蓋板與下底板之間，兩個升力型轉(zhuǎn)子逆向轉(zhuǎn)動，兩個升力型轉(zhuǎn)子的相同端分別固定安裝有等半徑的齒輪，在所述上蓋板與下底板之間，位于右升力型轉(zhuǎn)子(7)和左升力型轉(zhuǎn)子(12)的進水端固定連接有分水體(9)，其分水體外凸流線型，在出水端固定連接著魚尾轉(zhuǎn)舵板￠)，右升力型轉(zhuǎn)子(7)和左升力型轉(zhuǎn)子(12)圓心連線的中垂線、與分水體(9)的軸線及魚尾轉(zhuǎn)舵板(6)的軸線共線，在上蓋板(I)、分水體(9)的中心處和下底板(8)上設(shè)置有同心的轉(zhuǎn)動軸孔，轉(zhuǎn)動軸(10)穿過該軸孔可自由轉(zhuǎn)動；右升力型轉(zhuǎn)子(7)的一端固定安裝有驅(qū)動齒輪(2)，發(fā)電機(3)通過變速箱(4)和右轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸(5)與驅(qū)動齒輪(2)和右升力型轉(zhuǎn)子(7)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，其特征是上蓋板(I)與下底板(8)之間固定有至少兩個逆向轉(zhuǎn)動的升力型轉(zhuǎn)子。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，其特征是所述的右升力型轉(zhuǎn)子(7)和左升力型轉(zhuǎn)子(12)為升力型多葉片轉(zhuǎn)子，其升力型多葉片轉(zhuǎn)子由外圈的立式機翼型小葉片和其內(nèi)側(cè)的薄翼葉片組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，其特征是分水體(9)沿其軸線對稱的兩側(cè)邊及底邊為外凸的弧線形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，其特征是所述的魚尾轉(zhuǎn)舵板(6)的底邊為外凸流線型。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，其特征是所述的上蓋板、分水體和下底板上設(shè)置有同心的前定位孔(14)，所述的上蓋板、魚尾轉(zhuǎn)舵板和下底板上設(shè)置有同心的后定位孔(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，其特征是發(fā)電機(3)的設(shè)置方式采用右轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸(5)或左轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸(13)的輸出端連接變速箱(4)和發(fā)電機(3);或者右轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸(5)和左轉(zhuǎn)子驅(qū)動軸(13)的輸出端分別連接變速箱(4)和發(fā)電機⑶。
專利摘要升力型雙輪魚尾式水流發(fā)電裝置，它包括上蓋板、下底板、承載板、左、右升力型轉(zhuǎn)子、魚尾轉(zhuǎn)舵板、變速箱和發(fā)電機所述上蓋板與下底板各有一個，變速箱和發(fā)電機位于上蓋板的上方，上蓋板與下底板之間固定著兩個逆向轉(zhuǎn)動的左、右升力型轉(zhuǎn)子，兩升力型轉(zhuǎn)子的相同端分別固定安裝有等半徑的齒輪，所述上蓋板與下底板之間，位于升力型轉(zhuǎn)子的進水端固定安裝著外凸流線型的分水體，逆水端固定安裝著魚尾轉(zhuǎn)舵板，在分水體的中心處裝有可自由轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動軸，在不同的水流方向下，裝置本體均可繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動以適應(yīng)水流方向變化。本裝置無需建造大壩，對自然環(huán)境幾乎無影響，在水流速度不低于2m/s的流域均可建造發(fā)電，結(jié)構(gòu)簡單，適用于河流、海洋、海岸等環(huán)境中。
文檔編號F03B13/00GK202531338SQ201220100860
公開日2012年11月14日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者司占博, 張大龍, 張文喆, 李若暉, 林康, 趙云 申請人:司占博, 張文喆, 林康