流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置和能量傳遞輸出裝置及發(fā)電設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,通過將第二中心軸上端轉(zhuǎn)動連接在第一中心軸下端,第二中心軸下端與萬向機(jī)構(gòu)連接,擺動件在驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件上,實現(xiàn)擺動件從動旋轉(zhuǎn)并擺動,使擺動件對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割,切割時產(chǎn)生的擺動力在軸向或徑向方向上傳遞給柱塞泵,即可對兩個以上的柱塞泵輪流做功,從而將驅(qū)動油馬達(dá)旋轉(zhuǎn)輸出動力,通過聯(lián)軸節(jié)與發(fā)電機(jī)相連可帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。該裝置可將任意方向的流體動能轉(zhuǎn)換成繞轉(zhuǎn)軸做定向的旋轉(zhuǎn)輸出,其制作方便,造價低廉,結(jié)構(gòu)簡單、高能量轉(zhuǎn)換,特別適用于海洋的潮汐能、波浪能、洋流及風(fēng)能發(fā)電。同時還提供了一種利用所述流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置的流體能量傳遞輸出裝置和一種發(fā)電設(shè)備。
【專利說明】流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置和能量傳遞輸出裝置及發(fā)電設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于能量轉(zhuǎn)換【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種可將任意方向的流體動能轉(zhuǎn)換成繞轉(zhuǎn)軸做定向旋轉(zhuǎn)的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,以及將該流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置的能量傳遞出去的裝置,最終使用該流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置的能量帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,人們主要是通過太陽能、原子能、水能和風(fēng)能來獲取能量,原子能存在一定的污染和危害,太陽能受時間、地域影響較大,水能因受到水流方向和流速的影響,通常需要建立大型水壩來提高能量密度,經(jīng)過水壩或水庫高位差,將水通過管道作用于水輪機(jī)來帶動發(fā)動機(jī)發(fā)電,該工程復(fù)雜,投資大,工期長,造價高,同時對水輪機(jī)要求極高。對于風(fēng)能的利用通常是在風(fēng)速較大的地區(qū)建設(shè)大量的塔架和大面積的風(fēng)葉來獲取能量,受地域影響較大,現(xiàn)有的垂直軸和水平軸的風(fēng)能發(fā)電機(jī)的效率較低??梢姰?dāng)水流速度較低或風(fēng)速較小時,就會影響發(fā)電效率,更重要的是,當(dāng)水流或風(fēng)力不斷地改變方向時,獲取電能就會變得很困難。
[0003]顯然在海洋中還蘊(yùn)藏著許多巨大的洋流,這些洋流在風(fēng)力和其他動力的推動下,沿一定的路線周而復(fù)始的運(yùn)動著。當(dāng)前,主要是通過在洋流流經(jīng)地帶安裝水輪機(jī)和發(fā)電機(jī),由洋流推動水輪機(jī)旋轉(zhuǎn),再由水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,其難點在于水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的安裝固定,通常需要在海底打樁后安裝立柱,再將水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝在立柱上,施工難度較大。也有將水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝在水上浮動平臺上,使用時,將水上浮動平臺拖至洋流中心,由洋流推動水輪機(jī)實現(xiàn)發(fā)電,但在通常情況下,洋流流速在I米/秒以下,功率密度較小,為了提高發(fā)電量,需要將水輪機(jī)的葉片做的很大或者通過聚流斗來提高洋流的流速。即便是通過了增大葉片來提高受力或采用了聚流斗來提高洋流的流速,但其能量轉(zhuǎn)換的效率還是不聞,有待進(jìn)一步改進(jìn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]有鑒于此,本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、高能量轉(zhuǎn)換的且可將任意方向的流體動能轉(zhuǎn)換成繞轉(zhuǎn)軸做定向旋轉(zhuǎn)的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置和能量傳遞輸出裝置,該裝置制作方便,造價低廉,只須有一定流速的流體就可實現(xiàn)高能量的轉(zhuǎn)換輸出,該裝置特別適用于海洋的潮汐能、波浪能、洋流及風(fēng)能發(fā)電。最終使用該流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換收集的能量帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0005]為實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,該裝置包括機(jī)架、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、萬向機(jī)構(gòu)和擺動件,所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括軸承座和第一中心軸;
[0006]所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架上,所述軸承座設(shè)置在機(jī)架上端面上,所述第一中心軸轉(zhuǎn)動套設(shè)在軸承座內(nèi)圈上,所述第一中心軸下端向下延伸出機(jī)架端面,所述第一中心軸下端與擺動件上端面通過萬向機(jī)構(gòu)連接,擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下繞萬向機(jī)構(gòu)擺動;[0007]在機(jī)架端面下方固定有一個以上的柱塞泵,所述一個以上的柱塞泵上的推桿抵壓在擺動件上端面,擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下的擺動力轉(zhuǎn)換為軸向推動力;或
[0008]在擺動件外周固定有一個以上的柱塞泵,所述一個以上的柱塞泵上的推桿抵壓在擺動件外側(cè)面,擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下的擺動力轉(zhuǎn)換為徑向推動力。
[0009]所述第一中心軸下端與萬向機(jī)構(gòu)之間還設(shè)有第二中心軸,所述第一中心軸下端與第二中心軸上端轉(zhuǎn)動連接,所述第二中心軸下端萬向機(jī)構(gòu)連接。
[0010]所述第二中心軸與萬向機(jī)構(gòu)之間還設(shè)有聯(lián)軸節(jié),所述第二中心軸通過聯(lián)軸節(jié)與萬向機(jī)構(gòu)連接。
[0011]本實用新型提供的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置還包括驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),該裝置還包括驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一中心軸自轉(zhuǎn),所述的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括外置的驅(qū)動電機(jī),所述的第一中心軸外表面套設(shè)有鏈輪,所述的驅(qū)動電機(jī)輸出軸與第一中心軸外表面套設(shè)的鏈輪通過鏈條連接。
[0012]本實用新型裝置中所述的擺動件外表面設(shè)有擋條或葉片,所述擋條與擺動件軸線方向平行設(shè)置或所述擋條呈螺旋狀環(huán)繞在擺動件的外表面,所述葉片與擺動件軸線方向平行設(shè)置。本實用新型中設(shè)有的擋條或葉片能夠增大擺動件與流體之間的摩擦系數(shù)提高自身的旋轉(zhuǎn)力,有利于提高對流水或風(fēng)力能量的吸收。
[0013]優(yōu)選方案一:本實用新型提供的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置中所述的柱塞泵設(shè)置在機(jī)架端面下方垂直機(jī)架端面方向且隨第一中心軸同向轉(zhuǎn)動,所述垂直機(jī)架端面方向的柱塞泵為兩條以上,所述兩條以上的柱塞泵在所述第一中心軸外周圍沿圓周方向均應(yīng)設(shè)置,所述兩條以上的柱塞泵中的推桿均抵壓在擺動件上端面上,擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下的擺動力轉(zhuǎn)換為垂直機(jī)架端面方向的軸向推動力,推動柱塞泵中的推桿向上運(yùn)動進(jìn)行做功,兩條以上的柱塞泵中的推桿在第一中心軸轉(zhuǎn)動帶動下在擺動件端面上滑動運(yùn)動產(chǎn)生滑動摩擦力,所述的滑動摩擦力帶動擺動件與第一中心軸同向旋轉(zhuǎn);
[0014]滑動摩擦力公式f= μ N,其中,
[0015]N為擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下擺動力轉(zhuǎn)換為向上的柱塞泵軸向推動力;
[0016]μ為柱塞泵中的推桿與擺動件端面的滑動摩擦系數(shù);
[0017]f為產(chǎn)生的滑動摩擦力,即擺動件的旋轉(zhuǎn)動力;
[0018]所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、萬向機(jī)構(gòu)和擺動件,通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一中心軸旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件上,實現(xiàn)擺動件從動旋轉(zhuǎn),使擺動件對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割,切割時產(chǎn)生的擺動力在軸向方向傳遞給柱塞泵。
[0019]本實用新型還提供了一種收集流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置中推動柱塞泵中的推桿做功的推動力的能量傳遞輸出裝置,其采用如下技術(shù)方案:該裝置包括油缸、高壓旋轉(zhuǎn)接頭和油馬達(dá),所述的油缸位于機(jī)架下方且固套在第一中心軸上,所述的油缸內(nèi)設(shè)有高壓區(qū)和低壓區(qū),所述兩個以上的柱塞泵在第一中心軸外周沿圓周方向均勻的固定在油缸上,所述兩條以上的柱塞泵中的推桿均抵壓在擺動件上端面上;
[0020]擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下向上擺動推動柱塞泵中的推桿做功,柱塞泵中的低壓油轉(zhuǎn)換為高壓油,所述高壓區(qū)中的高壓油出口端通過高壓旋轉(zhuǎn)接頭與油馬達(dá)進(jìn)油口相連,從而驅(qū)動油馬達(dá)旋轉(zhuǎn);完成驅(qū)動油馬達(dá)做功后的低壓油回流到低壓區(qū)中;
[0021]擺動件在驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件上,實現(xiàn)擺動件從動旋轉(zhuǎn)并擺動,使擺動件對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割,切割時產(chǎn)生的擺動力在軸向方向傳遞給柱塞泵,即可對兩個以上的柱塞泵輪流做功,從而將驅(qū)動油馬達(dá)旋轉(zhuǎn)輸出動力。在所述的油馬達(dá)上設(shè)置聯(lián)軸節(jié),則可通過聯(lián)軸節(jié)將能量輸出到發(fā)電機(jī)使用。由于擺動件作周向轉(zhuǎn)動并擺動使得流體能量被源源不斷的轉(zhuǎn)換輸出到發(fā)電機(jī)。
[0022]優(yōu)選方案二:本實用新型提供的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置中所述的柱塞泵設(shè)置在機(jī)架端面下方平行機(jī)架端面方向上且隨第一中心軸同向轉(zhuǎn)動,所述平行機(jī)架端面方向的柱塞泵為兩條以上,所述兩條以上的柱塞泵在所述擺動件外周圍沿圓周方向均應(yīng)設(shè)置,所述兩條以上的柱塞泵中的推桿均抵壓在擺動件外側(cè)面,擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下的擺動力轉(zhuǎn)換為平行機(jī)架端面方向的徑向推動力,推動柱塞泵中的推桿水平運(yùn)動進(jìn)行做功,兩條以上的柱塞泵中的推桿在第一中心軸轉(zhuǎn)動帶動下在擺動件端面上滑動運(yùn)動產(chǎn)生滑動摩擦力,所述的滑動摩擦力帶動擺動件與第一中心軸同向旋轉(zhuǎn);
[0023]滑動摩擦力公式?\= μ凡,其中,
[0024]N1為擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下擺動力轉(zhuǎn)換為向外的柱塞泵徑向推動力;
[0025]μ !為柱塞泵中的推桿與擺動件端面的滑動摩擦系數(shù);
[0026]f,為產(chǎn)生的滑動摩擦力,即擺動件的旋轉(zhuǎn)動力;
[0027]所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、萬向機(jī)構(gòu)和擺動件,通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一中心軸旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件上,實現(xiàn)擺動件從動旋轉(zhuǎn),使擺動件對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割,切割時產(chǎn)生的擺動力在徑向方向上傳遞給柱塞泵。
[0028]本實用新型還提供了另一種收集流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置中推動柱塞泵中的推桿做功的推動力的能量傳遞輸出裝置,其采用如下技術(shù)方案::該裝置包括外筒、油缸、高壓旋轉(zhuǎn)接頭和油馬達(dá),所述外筒套設(shè)在擺動件外側(cè)且其外筒端面固定在第一中心軸上,所述外筒的轉(zhuǎn)動中心與第一中心軸`同心;
[0029]所述油缸固定在外筒上,所述的油缸內(nèi)設(shè)有高壓區(qū)和低壓區(qū);所述兩個以上的柱塞泵在擺動件外周沿圓周方向均勻的固定在油缸上,所述兩條以上的柱塞泵中的推桿均抵壓在擺動件外側(cè)面上;
[0030]擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下擺動推動柱塞泵中的推桿做功,柱塞泵中的低壓油轉(zhuǎn)換為高壓油并推動至高壓區(qū)中,所述高壓區(qū)中的高壓油出口端通過高壓旋轉(zhuǎn)接頭與油馬達(dá)進(jìn)油口相連,從而驅(qū)動油馬達(dá)旋轉(zhuǎn);完成驅(qū)動油馬達(dá)做功后的低壓油回流到低壓區(qū)中;
[0031]擺動件在驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件上,實現(xiàn)擺動件從動旋轉(zhuǎn)并擺動,使擺動件對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割,切割時產(chǎn)生的擺動力在徑向方向上傳遞給柱塞泵,即可對兩個以上的柱塞泵輪流做功,從而將驅(qū)動油馬達(dá)旋轉(zhuǎn)輸出動力。
[0032]由于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、萬向機(jī)構(gòu)和擺動件三者之間力的相互作用關(guān)系,使得柱塞泵中的推桿與擺動件端面處產(chǎn)生一定的壓力,滑動運(yùn)動時產(chǎn)生的摩擦力帶動擺動件隨第一中心軸同向轉(zhuǎn)動。擺動件旋轉(zhuǎn)的過程中同時又受到流體的推動力的雙重作用,即可繞萬向機(jī)構(gòu)作周向轉(zhuǎn)動并擺動,由于擺動件轉(zhuǎn)動并擺動即可輪流的對柱塞泵進(jìn)行做功。可見本裝置只要存在兩個條件,其一:流體的推動力使擺動件傾斜使其端面抵壓在柱塞泵中的推桿上;其二;通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使第一中心軸旋轉(zhuǎn),就可使本實用新型提供的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置運(yùn)轉(zhuǎn),從而將流體能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出。[0033]本實用新型采用以上技術(shù)方案,通過將第一中心軸下端與第二中心軸上端轉(zhuǎn)動連接,所述第二中心軸下端與萬向機(jī)構(gòu)連接,在第一中心軸上垂直或平行機(jī)架方向上設(shè)有一個以上柱塞泵,柱塞泵中的推桿抵壓在擺動件上端面或外表面,通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一中心軸旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件上,實現(xiàn)擺動件從動旋轉(zhuǎn),使擺動件對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割產(chǎn)生擺動力,切割時產(chǎn)生的擺動力在徑向方向或軸向方向傳遞給柱塞泵。
[0034]與傳統(tǒng)的葉片等能量收集裝置相比,本實用新型裝置的提出最大的改進(jìn)點之一在于突破傳統(tǒng)思維,特別是當(dāng)擺動件設(shè)計為圓筒體時,能夠不受流體方向改變的影響,可將任意方向的流體動能轉(zhuǎn)換;改進(jìn)點之二,通過增加擺動件的軸向尺寸或徑向尺寸來增大受力面,提高擺動力;本實用新型中的擺動件(圓筒體)可采用輕質(zhì)材料成型,軸向尺寸可加至數(shù)百米長,能提供出數(shù)十倍、數(shù)百倍作用在柱塞泵上的推動力,加之?dāng)[動件可周向轉(zhuǎn)動并擺動更加有利于對流體能量的收集及輪流推動柱塞泵做功將巨大的流體能量源源不斷的轉(zhuǎn)換傳遞輸出使用。
[0035]本實用新型還提供了一種采用所述的能量傳遞輸出裝置的發(fā)電設(shè)備,其采用如下技術(shù)方案:一種發(fā)電設(shè)備,所述的能量傳遞輸出裝置的油馬達(dá)上設(shè)有聯(lián)軸節(jié),所述聯(lián)軸節(jié)與發(fā)電機(jī)相連,所述能量傳遞輸出裝置通過聯(lián)軸節(jié)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。所述的發(fā)電設(shè)備包括一組以上的能量傳遞輸出裝置。發(fā)電設(shè)備采用本實用新型提供的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,特別適合應(yīng)用在如海洋的潮汐能、波浪能、洋流、中小河流以及風(fēng)能發(fā)電,如采用洋流發(fā)電,可將本發(fā)電設(shè)備固定在水上浮動平臺上進(jìn)行作業(yè)。
[0036]本實用新型采用以上技術(shù)方案,通過將第二中心軸上端轉(zhuǎn)動連接在第一中心軸下端,第二中心軸下端與萬向機(jī)構(gòu)連接,擺動件由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)同時在水流或風(fēng)力的作用下繞萬向機(jī)構(gòu)作周向轉(zhuǎn)動并擺動,擺動件上端面或外周面推動柱塞泵中的推桿做功,將流體能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出;擺動件在驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件上,實現(xiàn)擺動件從動旋轉(zhuǎn)并擺動,使擺動件對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割產(chǎn)生擺動力,切割時產(chǎn)生的擺動力在軸向或徑向方向上傳遞給柱塞泵,即可對兩個以上的柱塞泵輪流做功,從而將驅(qū)動油馬達(dá)旋轉(zhuǎn)輸出動力。
[0037]本實用新型的有益效果為:
[0038]1.本實用新型提供的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置將能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出,其動力的來源為自然界取之不盡的流體能量,如水流或風(fēng)力能量,不存在對環(huán)境的污染和危害,也不對對海洋生物和飛鳥造成傷害。
[0039]2.不需要搭建大型水壩,可使用水上浮動平臺等機(jī)構(gòu)固定本實用新型裝置,本實用新型的提出使用可降低工程的復(fù)雜度,減少投資,縮短工期,降低造價等。
[0040]3.現(xiàn)有的發(fā)電裝置普遍采用了水輪機(jī),當(dāng)水流速度較低時,就會影響發(fā)電效率,更重要的是,當(dāng)水流或風(fēng)力不斷地改變方向時,獲取電能就會變得很困難。而本實用新型提供的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,不受水流或風(fēng)力不斷地改變方向的影響,即便是在水流速度較低或風(fēng)速較小時,可通過加長擺動件軸向尺寸,通過杠桿原理也能向作用在擺動件上端面的柱塞泵提供一定的向上推動力。
[0041]4.本實用新型裝置不受水流或風(fēng)力不斷地改變方向的影響,可將任意方向的流體動能轉(zhuǎn)換成繞轉(zhuǎn)軸做定向旋轉(zhuǎn)輸出,有效的克服當(dāng)水流或風(fēng)力改變方向時,發(fā)電效率降低的缺陷。[0042]5.本實用新型裝置未采用水輪機(jī)等裝置,利用流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置對流體能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出動力,并將能量通過傳遞機(jī)構(gòu)傳遞至發(fā)電機(jī)使用,突破了水渦輪、風(fēng)渦輪設(shè)計傳統(tǒng)思維。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0043]現(xiàn)結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳述:
[0044]圖1是本實用新型流體能量收集轉(zhuǎn)換傳遞輸出裝置結(jié)構(gòu)主視圖之一;
[0045]圖2是本實用新型流體能量收集轉(zhuǎn)換傳遞輸出裝置結(jié)構(gòu)俯視圖;
[0046]圖3是本實用新型流體能量收集轉(zhuǎn)換傳遞輸出裝置結(jié)構(gòu)主視圖之二 ;
[0047]圖4是本實用新型流體能量傳遞輸出裝置油路示意圖。
【具體實施方式】
[0048]請參閱圖1至圖3所示,本實用新型提供的一種流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,該裝置包括機(jī)架4、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、萬向機(jī)構(gòu)7和擺動件9,所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3包括軸承座32和第一中心軸31 ;
[0049]所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3設(shè)置在機(jī)架4上,所述軸承座32設(shè)置在機(jī)架3上端面上,所述第一中心軸31轉(zhuǎn)動套設(shè)在軸承座32內(nèi)圈上,所述第一中心軸31下端向下延伸出機(jī)架4端面,所述第一中心軸31下端與擺動件9上端面通過萬向機(jī)構(gòu)7連接,擺動件9在水流或風(fēng)力的流體作用下繞萬向機(jī)構(gòu)7擺動;
[0050]如圖1所示,在機(jī)架4端面下方固定有一個以上的柱塞泵81,所述一個以上的柱塞泵81上的推桿抵壓在擺動件9上端面,擺動件9在水流或風(fēng)力的流體作用下的擺動力轉(zhuǎn)換為軸向推動力;或
[0051]如圖3所示,在擺動件9外周固定有一個以上的柱塞泵82,所述一個以上的柱塞泵82上的推桿抵壓在擺動件9外側(cè)面,擺動件9在水流或風(fēng)力的流體作用下的擺動力轉(zhuǎn)換為徑向推動力。
[0052]所述第一中心軸31下端與萬向機(jī)構(gòu)7之間還設(shè)有第二中心軸10,所述第一中心軸31下端與第二中心軸10上端轉(zhuǎn)動連接,所述第二中心軸10下端萬向機(jī)構(gòu)連接。
[0053]所述第二中心軸10與萬向機(jī)構(gòu)7之間還設(shè)有聯(lián)軸節(jié)5,所述第二中心軸10通過聯(lián)軸節(jié)5與萬向機(jī)構(gòu)7連接。
[0054]本實用新型提供的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置還包括驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),該裝置還包括驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一中心軸31自轉(zhuǎn),所述的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括外置的驅(qū)動電機(jī)I,所述的第一中心軸31外表面套設(shè)有鏈輪2,所述的驅(qū)動電機(jī)I輸出軸與第一中心軸31外表面套設(shè)的鏈輪2通過鏈條連接。
[0055]本實用新型裝置中所述的擺動件9外表面設(shè)有擋條或葉片(圖中未標(biāo)示出),所述擋條與擺動件軸線方向平行設(shè)置或所述擋條呈螺旋狀環(huán)繞在擺動件9的外表面,所述葉片與擺動件9軸線方向平行設(shè)置。本實用新型中設(shè)有的擋條或葉片能夠增大擺動件9與流體之間的摩擦系數(shù)提高自身的旋轉(zhuǎn)力,有利于提高對流水或風(fēng)力能量的吸收。本實用新型中設(shè)有的擋條或葉片能夠增大擺動件9與流體之間的阻力系數(shù),有利于提高對流水或風(fēng)力能量的吸收。[0056]優(yōu)選方案一:如圖1所示,本實用新型提供的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置中所述的柱塞泵81設(shè)置在機(jī)架4端面下方垂直機(jī)架端面方向且隨第一中心軸31同向轉(zhuǎn)動,所述垂直機(jī)架端面方向的柱塞泵81為兩條以上,所述兩條以上的柱塞泵81在所述第一中心軸31外周圍沿圓周方向均應(yīng)設(shè)置,所述兩條以上的柱塞泵81中的推桿均抵壓在擺動件9上端面上,擺動件9在水流或風(fēng)力的流體作用下的擺動力轉(zhuǎn)換為垂直機(jī)架4端面方向的軸向推動力,推動柱塞泵81中的推桿向上運(yùn)動進(jìn)行做功,兩條以上的柱塞泵81中的推桿在第一中心軸31轉(zhuǎn)動帶動下在擺動件9端面上滑動運(yùn)動產(chǎn)生滑動摩擦力,所述的滑動摩擦力帶動擺動件9與第一中心軸31同向旋轉(zhuǎn);
[0057]滑動摩擦力公式f= μ N,其中,
[0058]N為擺動件9在水流或風(fēng)力的流體作用下擺動力轉(zhuǎn)換為向上的柱塞泵81軸向推動力;
[0059]μ為柱塞泵81中的推桿與擺動件9端面的滑動摩擦系數(shù);
[0060]f為產(chǎn)生的滑動摩擦力,即擺動件9的旋轉(zhuǎn)動力;
[0061]所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、萬向機(jī)構(gòu)7和擺動件9,通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一中心軸31旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件9上,實現(xiàn)擺動件9從動旋轉(zhuǎn),使擺動件9對流體力線進(jìn)行連續(xù)切害I],切割時產(chǎn)生的擺動力在軸向方向傳遞給柱塞泵81。
[0062]本實用新型還提供了一種收集流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置中推動柱塞泵81中的推桿做功的推動力的能量傳遞輸出裝置,其采用如下技術(shù)方案:該裝置包括油缸61、高壓旋轉(zhuǎn)接頭12和油馬達(dá)13,所述的油缸61位于機(jī)架4下方且固套在第一中心軸31上,所述的油缸61內(nèi)設(shè)有高壓區(qū)和低壓區(qū),所述兩個以上的柱塞泵81在第一中心軸31外周沿圓周方向均勻的固定在油缸61上,所述兩條以上的柱塞泵81中的推桿均抵壓在擺動件9上端面上;
[0063]擺動件9在水流或風(fēng)力的流體作用下向上擺動推動柱塞泵81中的推桿做功,柱塞泵81中的低壓油轉(zhuǎn)換為高壓油,所述高壓區(qū)中的高壓油出口端通過高壓旋轉(zhuǎn)接頭12與油馬達(dá)13進(jìn)油口相連,從而驅(qū)動油馬達(dá)13旋轉(zhuǎn);完成驅(qū)動油馬達(dá)13做功后的低壓油回流到低壓區(qū)中;
[0064]擺動件9在驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件9上,實現(xiàn)擺動件9從動旋轉(zhuǎn)并擺動,使擺動件9對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割,切割時產(chǎn)生的擺動力在軸向方向傳遞給柱塞泵81,即可對兩個以上的柱塞泵81輪流做功,從而將驅(qū)動油馬達(dá)13旋轉(zhuǎn)輸出動力。在所述的油馬達(dá)13上設(shè)置聯(lián)軸節(jié),則可通過聯(lián)軸節(jié)將能量輸出到發(fā)電機(jī)使用。由于擺動件9作周向轉(zhuǎn)動并擺動使得流體能量被源源不斷的轉(zhuǎn)換輸出到發(fā)電機(jī)。
[0065]優(yōu)選方案二:如圖3所示
[0066]本實用新型提供的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置中所述的柱塞泵82設(shè)置在機(jī)架4端面下方平行機(jī)架端面方向上且隨第一中心軸31同向轉(zhuǎn)動,所述平行機(jī)架4端面方向的柱塞泵82為兩條以上,所述兩條以上的柱塞泵82在所述擺動件9外周圍沿圓周方向均應(yīng)設(shè)置,所述兩條以上的柱塞泵82中的推桿均抵壓在擺動件9外側(cè)面,擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下的擺動力轉(zhuǎn)換為平行機(jī)架端4面方向的徑向推動力,推動柱塞泵82中的推桿水平運(yùn)動進(jìn)行做功,兩條以上的柱塞泵82中的推桿在第一中心軸31轉(zhuǎn)動帶動下在擺動件9端面上滑動運(yùn)動產(chǎn)生滑動摩擦力,所述的滑動摩擦力帶動擺動件9與第一中心軸31同向旋轉(zhuǎn);[0067]滑動摩擦力公Sf1=U凡,其中,
[0068]N1為擺動件9在水流或風(fēng)力的流體作用下擺動力轉(zhuǎn)換為向外的柱塞泵82徑向推動力;
[0069]μ i為柱塞泵82中的推桿與擺動件端面的滑動摩擦系數(shù);
[0070]f,為產(chǎn)生的滑動摩擦力,即擺動件9的旋轉(zhuǎn)動力;
[0071]所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、萬向機(jī)構(gòu)7和擺動件9,通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一中心軸31旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件9上,實現(xiàn)擺動件9從動旋轉(zhuǎn),使擺動件9對流體力線進(jìn)行連續(xù)切害I],切割時產(chǎn)生的擺動力在徑向方向上傳遞給柱塞泵82。
[0072]本實用新型還提供了另一種收集流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置中推動柱塞泵82中的推桿做功的推動力的能量傳遞輸出裝置,其采用如下技術(shù)方案::該裝置包括外筒11、油缸62、高壓旋轉(zhuǎn)接頭12和油馬達(dá)13,所述外筒11套設(shè)在擺動件9外側(cè)且其外筒11端面固定在第一中心軸31上,所述外筒11的轉(zhuǎn)動中心與第一中心軸31同心;
[0073]所述油缸62固定在外筒11上,所述的油缸62內(nèi)設(shè)有高壓區(qū)和低壓區(qū);所述兩個以上的柱塞泵82在擺動件9外周沿圓周方向均勻的固定在油缸62上,所述兩條以上的柱塞泵82中的推桿均抵壓在擺動件9外側(cè)面上;
[0074]擺動件9在水流或風(fēng)力 的流體作用下擺動推動柱塞泵82中的推桿做功,柱塞泵82中的低壓油轉(zhuǎn)換為高壓油,所述高壓區(qū)中的高壓油出口端通過高壓旋轉(zhuǎn)接頭12與油馬達(dá)13進(jìn)油口相連,從而驅(qū)動油馬達(dá)13旋轉(zhuǎn);完成驅(qū)動油馬達(dá)13做功后的低壓油回流到低壓區(qū)中;
[0075]擺動件9在驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件9上,實現(xiàn)擺動件9從動旋轉(zhuǎn)并擺動,使擺動件9對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割,切割時產(chǎn)生的擺動力在徑向方向上傳遞給柱塞泵82,即可對兩個以上的柱塞泵82輪流做功,從而將驅(qū)動油馬達(dá)13旋轉(zhuǎn)輸出動力。
[0076]由于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、萬向機(jī)構(gòu)7和擺動件9三者之間力的相互作用關(guān)系,使得柱塞泵81或82中的推桿與擺動件端面處產(chǎn)生一定的壓力,滑動運(yùn)動時產(chǎn)生的摩擦力帶動擺動件隨第一中心軸31同向轉(zhuǎn)動。擺動件9旋轉(zhuǎn)的過程中同時又受到流體的推動力的雙重作用,即可繞萬向機(jī)構(gòu)7作周向轉(zhuǎn)動并擺動,由于擺動件9轉(zhuǎn)動并擺動即可輪流的對柱塞泵81或82進(jìn)行做功。可見本裝置只要存在兩個條件,其一:流體的推動力使擺動件9傾斜使其端面抵壓在柱塞泵81或82中的推桿上;其二 ;通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3使第一中心軸31旋轉(zhuǎn),就可使本實用新型提供的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置運(yùn)轉(zhuǎn),從而將流體能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出。
[0077]本實用新型采用以上技術(shù)方案,通過將第一中心軸31下端與第二中心軸10上端轉(zhuǎn)動連接,所述第二中心軸10下端與萬向機(jī)構(gòu)7連接,在第一中心軸31上垂直或平行機(jī)架方向上設(shè)有一個以上柱塞泵81或82,柱塞泵81或82中的推桿抵壓在擺動件上9端面或外表面,通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一中心軸31旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件9上,實現(xiàn)擺動件9從動旋轉(zhuǎn),使擺動件9對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割產(chǎn)生擺動力,切割時產(chǎn)生的擺動力9在軸向方向或徑向方向傳遞給柱塞泵81或82。
[0078]如圖4所示,所述的第一中心軸31中空,可容納輸油管。擺動件9在水流或風(fēng)力的流體作用下擺動推動柱塞泵81中的推桿做功,柱塞泵81中的低壓油轉(zhuǎn)換為高壓油,并推動至油缸61高壓區(qū)中,所述高壓區(qū)中的高壓油出口端通過高壓旋轉(zhuǎn)接頭12與油馬達(dá)13進(jìn)油口相連,從而驅(qū)動油馬達(dá)13旋轉(zhuǎn);完成驅(qū)動油馬達(dá)13做功后的低壓油回流到低壓區(qū)中。
[0079]本實用新型還提供了一種使用所述的能量傳遞輸出裝置的發(fā)電設(shè)備,其采用如下技術(shù)方案:一種發(fā)電設(shè)備,所述的能量傳遞輸出裝置的油馬達(dá)13上設(shè)有聯(lián)軸節(jié),所述聯(lián)軸節(jié)與發(fā)電機(jī)相連,所述能量傳遞輸出裝置通過聯(lián)軸節(jié)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。所述的發(fā)電設(shè)備包括一組以上的能量傳遞輸出裝置。發(fā)電設(shè)備采用本實用新型提供的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,特別適合應(yīng)用在如海洋的潮汐能、波浪能、洋流、中小河流以及風(fēng)能發(fā)電,如采用洋流發(fā)電,可將本發(fā)電設(shè)備固定在水上浮動平臺上進(jìn)行作業(yè)。
[0080]盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本專利,但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白,在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi),在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化,均為本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于:該裝置包括機(jī)架、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、萬向機(jī)構(gòu)和擺動件,所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括軸承座和第一中心軸; 所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架上,所述軸承座設(shè)置在機(jī)架上端面上,所述第一中心軸轉(zhuǎn)動套設(shè)在軸承座內(nèi)圈上,所述第一中心軸下端向下延伸出機(jī)架端面,所述第一中心軸下端與擺動件上端面通過萬向機(jī)構(gòu)連接,擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下繞萬向機(jī)構(gòu)擺動; 在機(jī)架端面下方固定有一個以上的柱塞泵,所述一個以上的柱塞泵上的推桿抵壓在擺動件上端面,擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下的擺動力轉(zhuǎn)換為軸向推動力;或 在擺動件外周固定有一個以上的柱塞泵,所述一個以上的柱塞泵上的推桿抵壓在擺動件外側(cè)面,擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下的擺動力轉(zhuǎn)換為徑向推動力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于:所述第一中心軸下端與萬向機(jī)構(gòu)之間還設(shè)有第二中心軸,所述第一中心軸下端與第二中心軸上端轉(zhuǎn)動連接,所述第二中心軸下端萬向機(jī)構(gòu)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于:所述第二中心軸與萬向機(jī)構(gòu)之間還設(shè)有聯(lián)軸節(jié),所述第二中心軸通過聯(lián)軸節(jié)與萬向機(jī)構(gòu)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于:該裝置還包括驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一中心軸自轉(zhuǎn),所述的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括外置的驅(qū)動電機(jī),所述的第一中心軸外表面套設(shè)有鏈輪,所述的驅(qū)動電機(jī)輸出軸與第一中心軸外表面套設(shè)的鏈輪通過鏈條連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于:所述的柱塞泵設(shè)置在機(jī)架端面下方垂直機(jī)架端面方向且隨第一中心軸同向轉(zhuǎn)動,所述垂直機(jī)架端面方向的柱塞泵為兩條以上,所述兩條以上的柱塞泵在所述第一中心軸外周圍沿圓周方向均應(yīng)設(shè)置,所述兩條以上的柱塞泵中的推桿均抵壓在擺動件上端面上,擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下的擺動力轉(zhuǎn)換為垂直機(jī)架端面方向的軸向推動力,推動柱塞泵中的推桿向上運(yùn)動進(jìn)行做功,兩條以上的柱塞泵中的推桿在第一中心軸轉(zhuǎn)動帶動下在擺動件端面上滑動運(yùn)動產(chǎn)生滑動摩擦力,所述的滑動摩擦力帶動擺動件與第一中心軸同向旋轉(zhuǎn); 滑動摩擦力公式f= μ N,其中, N為擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下擺動力轉(zhuǎn)換為向上的柱塞泵軸向推動力; μ為柱塞泵中的推桿與擺動件端面的滑動摩擦系數(shù); f為產(chǎn)生的滑動摩擦力,即擺動件的旋轉(zhuǎn)動力; 所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、萬向機(jī)構(gòu)和擺動件,通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一中心軸旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件上,實現(xiàn)擺動件從動旋轉(zhuǎn),使擺動件對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割,切割時產(chǎn)生的擺動力在軸向方向傳遞給柱塞泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于:所述的柱塞泵設(shè)置在機(jī)架端面下方平行機(jī)架端面方向上且隨第一中心軸同向轉(zhuǎn)動,所述平行機(jī)架端面方向的柱塞泵為兩條以上,所述兩條以上的柱塞泵在所述擺動件外周圍沿圓周方向均應(yīng)設(shè)置,所述兩條以上的柱塞泵中的推桿均抵壓在擺動件外側(cè)面,擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下的擺動力轉(zhuǎn)換為平行機(jī)架端面方向的徑向推動力,推動柱塞泵中的推桿水平運(yùn)動進(jìn)行做功,兩條以上的柱塞泵中的推桿在第一中心軸轉(zhuǎn)動帶動下在擺動件端面上滑動運(yùn)動產(chǎn)生滑動摩擦力,所述的滑動摩擦力帶動擺動件與第一中心軸同向旋轉(zhuǎn);滑動摩擦力公式fe μ Λ,其中, N1為擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下擺動力轉(zhuǎn)換為向外的柱塞泵徑向推動力; μ!為柱塞泵中的推桿與擺動件端面的滑動摩擦系數(shù); f:為產(chǎn)生的滑動摩擦力,即擺動件的旋轉(zhuǎn)動力; 所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、萬向機(jī)構(gòu)和擺動件,通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一中心軸旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件上,實現(xiàn)擺動件從動旋轉(zhuǎn),使擺動件對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割,切割時產(chǎn)生的擺動力在徑向方向上傳遞給柱塞泵。
7.一種流體能量傳遞輸出裝置,其特征在于:包括如權(quán)利要求1至5任一項所述的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,所述的流體能量傳遞輸出裝置還包括油缸、高壓旋轉(zhuǎn)接頭和油馬達(dá),所述的油缸位于機(jī)架下方且固套在第一中心軸上,所述的油缸內(nèi)設(shè)有高壓區(qū)和低壓區(qū),所述兩個以上的柱塞泵在第一中心軸外周沿圓周方向均勻的固定在油缸上,所述兩條以上的柱塞泵中的推桿均抵壓在擺動件上端面上; 擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下向上擺動推動柱塞泵中的推桿做功,柱塞泵中的低壓油轉(zhuǎn)換為高壓油,所述高壓區(qū)中的高壓油出口端通過高壓旋轉(zhuǎn)接頭與油馬達(dá)進(jìn)油口相連,從而驅(qū)動油馬達(dá)旋轉(zhuǎn);完成驅(qū)動油馬達(dá)做功后的低壓油回流到低壓區(qū)中; 擺動件在驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件上,實現(xiàn)擺動件從動旋轉(zhuǎn)并擺動,使擺動件對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割,切割時產(chǎn)生的擺動力在軸向方向傳遞給柱塞泵,即可對兩個以上的柱塞泵輪流做功,從而將驅(qū)動油馬達(dá)旋轉(zhuǎn)輸出動力。
8.一種發(fā)電設(shè)備,其特征在于:包括如權(quán)利要求7所述的流體能量傳遞輸出裝置,所述的流體能量傳遞輸出裝置的油馬達(dá)上設(shè)有聯(lián)軸節(jié),所述聯(lián)軸節(jié)與發(fā)電機(jī)相連,所述能量傳遞輸出裝置通過聯(lián)軸節(jié)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
9.一種流體能力傳遞輸出裝置,其特征在于:包括如權(quán)利要求1或2或3或4或6任一項所述的流體能量收集轉(zhuǎn)換裝置,所述的流體能力傳遞輸出裝置還包括外筒、油缸、高壓旋轉(zhuǎn)接頭和油馬達(dá),所述外筒套設(shè)在擺動件外側(cè)且其外筒端面固定在第一中心軸上,所述外筒的轉(zhuǎn)動中心與第一中心軸同心; 所述油缸固定在外筒上,所述的油缸內(nèi)設(shè)有高壓區(qū)和低壓區(qū);所述兩個以上的柱塞泵在擺動件外周沿圓周方向均勻的固定在油缸上,所述兩條以上的柱塞泵中的推桿均抵壓在擺動件外側(cè)面上; 擺動件在水流或風(fēng)力的流體作用下擺動推動柱塞泵中的推桿做功,柱塞泵中的低壓油轉(zhuǎn)換為高壓油并推動至高壓區(qū)中,所述高壓區(qū)中的高壓油出口端通過高壓旋轉(zhuǎn)接頭與油馬達(dá)進(jìn)油口相連,從而驅(qū)動油馬達(dá)旋轉(zhuǎn);完成驅(qū)動油馬達(dá)做功后的低壓油回流到低壓區(qū)中; 擺動件在驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)及流體作用于擺動件上,實現(xiàn)擺動件從動旋轉(zhuǎn)并擺動,使擺動件 對流體力線進(jìn)行連續(xù)切割,切割時產(chǎn)生的擺動力在徑向方向上傳遞給柱塞泵,即可對兩個以上的柱塞泵輪流做功,從而將驅(qū)動油馬達(dá)旋轉(zhuǎn)輸出動力。
10.一種發(fā)電設(shè)備,其特征在于:包括如權(quán)利要求9所述的流體能量傳遞輸出裝置,所述的能量傳遞輸出裝置的油馬達(dá)上設(shè)有聯(lián)軸節(jié),所述聯(lián)軸節(jié)與發(fā)電機(jī)相連,所述能量傳遞輸出裝置通過聯(lián)軸節(jié)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
【文檔編號】F03C4/00GK203532155SQ201320609467
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】鄭文連 申請人:鄭文連