一種自調帆式流體發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自調帆式流體發(fā)電裝置，屬于發(fā)電設備領域。該裝置包括水/風力發(fā)電機構，含滑輪、流體向標、調帆軌道板、帆架筒、支撐盤、拐臂、發(fā)電機、水/氣流機雙托盤和水/風帆。調帆軌道板上有內圈圓形軌道和外圈異形軌道；水/氣流機雙托盤由上/下托盤構成，均套裝在橋墩上；多個滑輪固定在水/氣流機雙托盤的下/上盤面上，內圈圓形軌道可滑動地卡在滑輪側壁內。水/氣流機雙托盤上均套裝帆架筒，帆架筒上套裝多個支撐盤，支撐盤之間設有多個水/風帆，拐臂一端在外圈異形軌道內滑動帶動水/風帆轉動。流體向標可轉動地套在橋墩并固定調帆軌道板上。水/氣流機雙托盤的上/下盤面上固定發(fā)電機，通過帆架筒旋轉帶動發(fā)電機旋轉進行發(fā)電。
【專利說明】
一種自調帆式流體發(fā)電裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電設備領域，特別涉及一種自調帆式流體發(fā)電裝置。
【背景技術】
[0002]隨著世界經濟的發(fā)展，對電能的需求不斷的增加，對節(jié)能環(huán)保，且發(fā)電功率大而效率高的發(fā)電裝置的需求也越來越迫切。風能、水能作為可循環(huán)利用且無污染的潔凈能源，越來越多地用于風力發(fā)電和水力發(fā)電中。目前如上兩種獨立的發(fā)電方式很常見并且比較完口 ο
[0003]舉例來說，現有技術提供了一種水庫的水位差所產生的勢能沖擊水輪發(fā)電機的轉輪，進而達到發(fā)電的目的;現有技術又提供了一種螺旋槳等風力發(fā)電裝置。
[0004]然而，發(fā)明人發(fā)現，現有技術至少存在以下技術問題:
[0005]現有技術提供的發(fā)電裝置采用水輪發(fā)電機作為發(fā)電部件，其需要較大的水位落差，通常來建造具有較大落差的水庫來滿足其應用需求，如此不僅會影響周圍生態(tài)環(huán)境，并且成本較高、工期長;螺旋槳式風力發(fā)電眾所周知弊端更多。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明實施例所要解決的技術問題在于，提供了一種對水位落差要求不高，并且可適用于多種自然環(huán)境，依托自然環(huán)境和現有設施來進行大量發(fā)電的自調帆式流體發(fā)電裝置。具體技術方案如下:
[0007]一種自調帆式流體發(fā)電裝置，所述裝置包括風力發(fā)電機構和水力發(fā)電機構，所述風力發(fā)電機構和所述水力發(fā)電機構均包括滑輪、流體向標、調帆軌道板、帆架筒、支撐盤、拐臂和發(fā)電機，并且所述水力發(fā)電機構還包括水流機雙托盤和水帆，所述風力發(fā)電機還包括氣流機雙托盤和風帆；
[0008]所述調帆軌道板上設置有內圈圓形軌道和外圈異形軌道;所述水流機雙托盤和所述氣流機雙托盤均由上下間隔設置的上托盤和下托盤構成;所述水流機雙托盤和所述氣流機雙托盤自下而上地套裝在橋墩上，并且所述水流機雙托盤均位于水面以下，所述氣流機雙托盤均位于所述水面以上；
[0009]多個所述滑輪分別套裝于固定在所述水流機雙托盤中的下托盤的下盤面周緣上的軸上和固定在所述氣流機雙托盤中的上托盤的上盤面周緣上的軸上，同時所述調帆軌道板的內圈圓形軌道可滑動地卡在多個所述滑輪的側壁內；
[0010]在所述水流機雙托盤和所述氣流機雙托盤上分別套裝一個所述帆架筒，在每個所述帆架筒上分別固定套裝至少兩個所述支撐盤；
[0011]在所述水力發(fā)電機構中的至少兩個所述支撐盤之間以及在所述風力發(fā)電機構中的至少兩個所述支撐盤之間分別設置有多個所述水帆和多個所述風帆，通過所述拐臂的一端在所述調帆軌道板上的外圈異形軌道內的滑動來帶動所述水帆和所述風帆在預定角度內轉動；
[0012]所述流體向標可轉動地套裝在所述橋墩上，同時一個所述流體向標固定在所述水力發(fā)電機構中的所述調帆軌道板的下板面上，另一個所述流體向標固定在所述風力發(fā)電機構中的所述調帆軌道板的上板面上；
[0013]在所述水流機雙托盤的上托盤的上盤面上以及在所述氣流機雙托盤的下托盤的下盤面上分別固定有多個所述發(fā)電機，通過所述帆架筒旋轉帶動所述發(fā)電機旋轉以進行發(fā)電。
[0014]具體地，套裝在所述水流機雙托盤中的下托盤的下盤面周緣上的軸上的多個滑輪以及套裝在所述氣流機雙托盤中的上托盤的上盤面周緣上的軸上的多個滑輪均呈圓周分布；
[0015]并且每個滑輪的側壁上均設置有用于容納所述調帆軌道板的內圈圓形軌道的側壁的凹槽；
[0016]在每個所述帆架筒上固定套裝至少三個所述支撐盤；
[0017]相應地，在所述風力發(fā)電機構中相鄰的兩個所述支撐盤之間分別設置多個所述風帆，在所述水力發(fā)電機構中相鄰的兩個所述支撐盤之間分別設置多個所述水帆。
[0018]具體地，在至少三個所述支撐盤上對應設置多個同心的穿軸孔，并且每個所述支撐盤上的多個所述穿軸孔呈圓周排布；
[0019]所述裝置還包括多個穿帆軸、多個滑塊和多個滑塊軸，并且每個所述穿帆軸分別順次穿過至少三個所述支撐盤上同心的所述穿軸孔，并在所述穿軸孔內轉動；
[0020]所述風帆和所述水帆的中部沿軸向均設置有套筒，并且所述套筒固定套裝在所述穿帆軸上；
[0021]所述拐臂呈一字形，兩端設置有軸孔，一端上的所述軸孔與所述穿帆軸的一端固定連接，另一端上的所述軸孔通過所述滑塊軸與所述滑塊可轉動連接，同時所述滑塊可滑動地位于所述調帆軌道板的外圈異形軌道內，以在所述水帆和所述風帆轉動時帶動所述滑塊在所述外圈異形軌道內滑動。
[0022]具體地，在所述水力發(fā)電機構中，所述帆架筒的上端外壁上設置有第一主動齒輪，所述發(fā)電機的下端設置有第一從動齒輪，并且所述第一主動齒輪與所述第一從動齒輪相嚙合；
[0023]在所述風力發(fā)電機構中，所述帆架筒的下端外壁上設置有第二主動齒輪，所述發(fā)電機的上端設置有第二從動齒輪，并且所述第二主動齒輪和所述第二從動齒輪相嚙合。
[0024]具體地，所述裝置還包括多個發(fā)電機座，多個所述發(fā)電機座分別固定在所述水流機雙托盤的上托盤的上盤面上以及所述氣流機雙托盤的下托盤的下盤面上；
[0025]所述發(fā)電機固定在所述發(fā)電機座上，以使所述發(fā)電機上的從動齒輪與所述帆架筒上的主動齒輪以預定間隙的相互嚙合。
[0026]具體地，所述裝置還包括多個錐形滾柱；
[0027]在所述帆架筒的兩端均設置有上法蘭和下法蘭，并且在所述上法蘭和所述下法蘭的內壁上均設置有一圈第一卡槽；
[0028]在所述水流機雙托盤和所述氣流機雙托盤中的上托盤和下托盤的盤面外周緣上設置有一圈第二卡槽，
[0029]當所述帆架筒套裝在所述水流機雙托盤和所述氣流機雙托盤上時，所述第一卡槽和所述第二卡槽配合形成與所述錐形滾柱相適配的錐形凹槽，并且所述錐形滾柱放置在所述錐形凹槽內部，同時由外至內所述錐形滾柱的直徑逐漸變小。
[0030]具體地，所述裝置還包括發(fā)電機房和配電柜；
[0031]所述配電柜放置在所述發(fā)電機房內部，并且所述配電柜與多個所述發(fā)電機電連接；
[0032]所述發(fā)電機房呈兩端開口圓筒狀結構，上端固定在所述氣流機雙托盤中的下托盤上，下端固定在所述風流機雙托盤中的上托盤上。
[0033]具體地，所述流體向標為大型流體向標，所述大型流體向標呈第一等腰銳角三角形結構，所述第一等腰銳角三角形結構只有一個15°-30°的銳角，同時所述第一等腰銳角三角形結構中所述銳角所相對的端部呈燕尾結構；
[0034]從所述第一等腰銳角三角形結構中的所述銳角至所述銳角的對邊所作垂線的長度為10-100米左右;所述第一等腰銳角三角形結構的厚度為2-10米；
[0035]所述大型流體向標的中部設置有橋墩安裝孔，所述橋墩穿過所述橋墩安裝孔，以使所述大型流體向標可繞所述橋墩轉動。
[0036]具體地，所述流體向標為小型流體向標，所述小型流體向標呈第二等腰銳角三角形結構，所述第二等腰銳角三角形結構只有一個15°-30°的銳角，同時所述第二等腰銳角三角形結構中所述銳角所相對的端部呈燕尾結構；
[0037]從所述第二等腰銳角三角形結構中的所述銳角至所述銳角的對邊所作垂線的長度為5-20米左右;所述等腰銳角三角形結構的厚度為2-5米；
[0038]所述裝置還包括與所述配電柜電連接的伺服電機，所述伺服電機的下端設置有第三主動齒輪，在所述調帆軌道板的側壁上設置有第三從動齒輪，并且所述第三主動齒輪和所述第三從動齒輪相嚙合。
[0039]進一步地，所述風力發(fā)電機構還包括橫軸或者豎軸；
[0040]所述風力發(fā)電機構中的所述氣流機雙托盤自下而上地套裝在所述橫軸或者所述豎軸上，用于樓頂、草原混凝土蒙古包。
[0041]本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0042]本發(fā)明實施例提供的上述結構的自調帆式流體發(fā)電裝置，通過在橋墩上同時設置風力發(fā)電機構和水力發(fā)電機構，并使風力發(fā)電機構位于水面以上，通過流動的風力來驅動其中的風帆轉動，進而帶動帆架筒繞氣流機雙托盤旋轉，帆架筒的旋轉將帶動發(fā)電機旋轉，從而將風能轉化為電能。類似地，本發(fā)明還使使水力發(fā)電機構位于水面以下，通過水流的流動來驅動其中的水帆轉動，進而帶動帆架筒繞水流機雙托盤旋轉，帆架筒的旋轉將帶動發(fā)電機旋轉，從而將水能轉化為電能。本發(fā)明實施例提供的發(fā)電裝置在進行發(fā)電作業(yè)時不需要很高的水位落差(一般有1-2米的水位落差即可滿足其應用要求)，并且其適用條件非常寬泛，例如可用在跨海大橋、大江橋、水岸邊、岸間等環(huán)境中，利用這些環(huán)境中原有存在的橋墩作為支撐體即可同時實現水能發(fā)電和風能發(fā)電?？梢姡帽景l(fā)明實施例提供的發(fā)電裝置進行發(fā)電作業(yè)，其不僅不會破壞生態(tài)環(huán)境，并且其還具有投資小，建造工期短，發(fā)電量大等優(yōu)點，便于規(guī)模化推廣應用。
【附圖說明】
[0043]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0044]圖1是本發(fā)明實施例提供的自調帆式橋墩流體發(fā)電裝置的結構示意圖；
[0045]圖2是本發(fā)明又一實施例提供的水力發(fā)電機構和風力發(fā)電機構中，滑輪、水流機雙托盤、氣流機雙托盤、加強筋之間的連接關系示意圖；
[0046]圖3是本發(fā)明又一實施例提供的，水力發(fā)電機構的剖面圖；
[0047]圖4是本發(fā)明又一實施例提供的自調帆式流體發(fā)電裝置中，水力發(fā)電機構固定在橋墩上時的結構示意圖；
[0048]圖5是本發(fā)明又一實施例提供的自調帆式流體發(fā)電裝置中，風力發(fā)電機構和部分水力發(fā)電機構固定在橋墩上時的結構示意圖；
[0049]圖6是本發(fā)明又一實施例提供的自調帆式樓頂橫軸流體發(fā)電裝置的結構示意圖；
[0050]圖7是本發(fā)明又一實施例提供的自調帆式樓頂豎軸流體發(fā)電裝置的結構示意圖；[0051 ]圖8是本發(fā)明實施例又一提供的自調帆式蒙古包流體發(fā)電裝置的結構示意圖。
[0052]附圖標記分別表示:
[0053]I滑輪，
[0054]2流體向標，
[0055]3調帆軌道板，
[0056]301 內圈圓形軌道，
[0057]302 外圈異形軌道，
[0058]4帆架筒，
[0059]5支撐盤，
[0060]6 拐臂，
[0061]7 發(fā)電機，
[0062]8 水流機雙托盤，
[0063]9水帆，
[0064]10 氣流機雙托盤，
[0065]11 風帆，
[0066]12 加強筋，
[0067]13 橫軸，
[0068]14 豎軸。
【具體實施方式】
[0069]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0070]本發(fā)明實施例提供了一種自調帆式流體發(fā)電裝置，該裝置包括風力發(fā)電機構和水力發(fā)電機構，其中，如圖1、圖2、圖3、圖4及圖5所示，風力發(fā)電機構和水力發(fā)電機構均包括滑輪1、流體向標2、調帆軌道板3、帆架筒4、支撐盤5、拐臂6和發(fā)電機7，并且水力發(fā)電機構還包括水流機雙托盤8和水帆9，風力發(fā)電機7還包括氣流機雙托盤10和風帆11。
[0071]其中，如附圖5所示，調帆軌道板3上設置有內圈圓形軌道301和外圈異形軌道302;水流機雙托盤8和氣流機雙托盤10均由上下間隔設置的上托盤和下托盤構成；水流機雙托盤8和氣流機雙托盤10自下而上地套裝在橋墩上，并且水流機雙托盤8均位于水面以下，氣流機雙托盤10均位于水面以上。多個滑輪I分別套裝于固定在水流機雙托盤8中的下托盤的下盤面周緣上的軸上和固定在氣流機雙托盤10中的上托盤的上盤面周緣上的軸上，同時調帆軌道板3的內圈圓形軌道301可滑動地卡在多個滑輪I的側壁內。在水流機雙托盤8和氣流機雙托盤10上分別套裝一個帆架筒4，在每個帆架筒4上分別固定套裝至少兩個支撐盤5;在水力發(fā)電機構中的至少兩個支撐盤5之間以及在風力發(fā)電機構中的至少兩個支撐盤5之間分別設置有多個水帆9和多個風帆11，通過拐臂6在調帆軌道板3上的外圈異形軌道302內的轉動來帶動水帆9和風帆11在預定角度內轉動。流體向標2可轉動地套裝在橋墩上，同時一個流體向標2固定在水力發(fā)電機構中的調帆軌道板3的下板面上，另一個流體向標2固定在風力發(fā)電機構中的調帆軌道板3的上板面上。在水流機雙托盤8的上托盤的上盤面上以及在氣流機雙托盤10的下托盤的下盤面上分別固定有多個發(fā)電機7，通過帆架筒4旋轉帶動發(fā)電機7旋轉以進行發(fā)電。
[0072]本發(fā)明實施例提供的上述結構的自調帆式流體發(fā)電裝置，通過在橋墩上同時設置風力發(fā)電機構和水力發(fā)電機構，并使風力發(fā)電機構位于水面以上，通過流動的風力來驅動其中的風帆11轉動，進而帶動帆架筒4繞氣流機雙托盤10旋轉，帆架筒4的旋轉將帶動發(fā)電機7旋轉，從而將風能轉化為電能。類似地，本發(fā)明還使使水力發(fā)電機構位于水面以下，通過水流的流動來驅動其中的水帆9轉動，進而帶動帆架筒4繞水流機雙托盤8旋轉，帆架筒4的旋轉將帶動發(fā)電機7旋轉，從而將水能轉化為電能。本發(fā)明實施例提供的發(fā)電裝置在進行發(fā)電作業(yè)時不需要很高的水位落差(一般有1-2米的水位落差即可滿足其應用要求)，并且其適用條件非常寬泛，例如可用在跨海大橋、大江橋、水岸邊、岸間等環(huán)境中，利用這些環(huán)境中原有存在的橋墩作為支撐體即可同時實現水能發(fā)電和風能發(fā)電。可見，利用本發(fā)明實施例提供的發(fā)電裝置進行發(fā)電作業(yè)，其不僅不會破壞生態(tài)環(huán)境，并且其還具有投資小，建造工期短，發(fā)電量大等優(yōu)點，便于規(guī)?；茝V應用。
[0073]另外，其中的風力發(fā)電機構還可以單獨應用在屋頂、樓頂、山坡及山間等環(huán)境中進行風力發(fā)電。其中，應用于岸間和山間時，使用橫軸作為支撐體(即將該發(fā)電裝置橫放)，其與豎直的橋墩的軸向是垂直的。即風力發(fā)電機構還包括橫軸13或者豎軸14;在將其單獨應用時，如附圖6-8所示，氣流機雙托盤10自下而上地套裝在橫軸13或者豎軸14上，用于樓頂、草原混凝土蒙古包。當應用于蒙古包，特別是混凝土蒙古包屋頂上時，任選地使用橫軸13或者豎軸14?；谝韵滤?，本發(fā)明實施例將就該自調帆式流體發(fā)電裝置中各部件的作用給出以下解釋:
[0074]首先，在本發(fā)明實施例中，使水流機雙托盤8和氣流機雙托盤10自下而上地固定套裝在橋墩上，以分別作為水力發(fā)電機構和風力發(fā)電機構的支撐主體?？梢岳斫獾氖?，該水流機雙托盤8和氣流機雙托盤10中的上托盤和下托盤的結構一致，并且上下對稱設置，均呈圓形盤狀結構，通過在水流機雙托盤8和氣流機雙托盤10中分別設置上下兩個托盤，以提高帆架筒4在其上放置的穩(wěn)定性。為了進一步提高帆架筒4在其上放置的穩(wěn)定性，如附圖2所示，在上托盤和下托盤之間豎直地設置多根加強筋12。
[0075]進一步地，使用多個滑輪I分別套裝于固定在水流機雙托盤8中的下托盤的下盤面周緣上的軸上和氣流機雙托盤10中的上托盤的上盤面周緣上的軸上，同時調帆軌道板3的內圈圓形軌道301可滑動地卡在多個滑輪I的側壁內。同時，流體向標2可轉動地套裝在橋墩上，同時一個流體向標2固定在水力發(fā)電機構中的調帆軌道板3的下板面上，另一個流體向標2固定在風力發(fā)電機構中的調帆軌道板3的上板面上。如此設置，當水或風沿著其流動方向驅動流體向標2直至其指向與水或者風的流動方向相一致時，該流體向標2將帶動調帆軌道板3進行同步的轉動，直至調帆軌道板3達到與水向或者風向相一致的位置。在該位置上，水帆9和風帆11的穿帆軸通過拐臂6和在調帆軌道板3的外圈異形軌道302內滑動的滑塊的配合作用，以實現水帆9和風帆11達到各自理想的排布角度，以實現帆架筒4上主動齒輪的最大扭矩，從而獲取最大發(fā)電量。
[0076]具體地，本發(fā)明實施例通過使調帆軌道板3的內圈圓形軌道301可滑動地卡在多個滑輪I的側壁內來實現調帆軌道板3的可轉動性。具體地，固定在水流機雙托盤8中的下托盤的下盤面周緣上的多個滑輪I以及固定在氣流機雙托盤10中的上托盤的上盤面周緣上的多個滑輪I均呈圓周分布，以與調帆軌道板3的內圈圓形軌道301相配合。并且每個滑輪I的側壁上均設置有用于容納調帆軌道板3的內圈圓形軌道301的側壁的凹槽，即調帆軌道板3的內圈圓形軌道301卡入滑輪I側壁上的凹槽內?？梢岳斫獾氖?，滑輪I的結構為本領域所常見的，其具有一定的高度，當調帆軌道板3的內圈圓形軌道301卡入其側壁內時，調帆軌道板3與托盤之間也將具有一定的距離，以便于帆架筒4套裝在托盤上。
[0077]可以理解的是，該調帆軌道板3由同心的內板和外板構成，該內板和外板均類似于圓環(huán)形，其中內板的內環(huán)呈圓形，作為內圈圓形軌道301，內板的外周緣呈異形結構，同時，外板的內環(huán)呈異形圓，當將內板放置在外板的內環(huán)中時，外板的內環(huán)與內板的外周緣配合形成外圈異形軌道302。在應用時，由于該調帆軌道板3固定在調帆軌道板3的板面上，從而保證內板和外板配合成一體，以形成上述的內圈圓形軌道301和外圈異形軌道302。其中，圖5中關于水力發(fā)電機構中調帆軌道板3中的內圈圓形軌道301和外圈異形軌道302的結構示意也同樣適用于風力發(fā)電機構中的調帆軌道板3。
[0078]需要說明的是，在本發(fā)明實施例中，所述的外圈異形軌道302是封閉的圈形結構，盡管該圈形結構的形狀是不規(guī)則的，但是該圈形結構的寬度是保持一致的。具體地，該外圈異形軌道302的形狀的設計，以實現水帆9和風帆11在轉動時在其各自的位置達到理想的排布角度，以實現帆架筒4上主動齒輪的最大扭矩，從而獲取最大發(fā)電量。
[0079]具體地，在本發(fā)明實施例中，在水流機雙托盤8和氣流機雙托盤10上分別套裝一個帆架筒4，水力發(fā)電機構中的帆架筒4可繞水流機雙托盤8轉動，氣流發(fā)電機構中的帆架筒4可繞氣流機雙托盤10轉動。并且在每個帆架筒4上分別固定套裝至少兩個支撐盤5，在水力發(fā)電機構中的至少兩個支撐盤5之間以及在風力發(fā)電機構中的至少兩個支撐盤5之間分別設置有多個水帆9和多個風帆11，其中水帆9和風帆11的帆面和支撐盤5的盤面是相互垂直的。可見，支撐盤5的作用是為了支撐水帆9和風帆11，水帆9和風帆11均沿支撐盤5的周向呈圓周形結構陣列排布，并且在支撐盤5周向上相鄰的兩個水帆9或者相鄰的兩個風帆11之間的距離保持一致，即鄰兩列水帆9或者風帆11的穿帆軸之間的弧形距離是相等的。舉例來說，當水帆9或者風帆11優(yōu)選為8列。
[0080]當水帆9和風帆11的水力和風力的驅動下運動時，其轉動角度和范圍取決于滑塊在調帆軌道板3上的外圈異形軌道302內的轉動，以最終實現在支撐盤5周向上不同位置處的水帆9和風帆11能夠受到最適宜的水力和風力，從而實現水帆9和風帆11對帆架筒4的驅動效率最高(在效率最高時，能夠充分利用水流或者氣流的動能)，進而利用帆架筒4旋轉帶動發(fā)電機7旋轉，來將該最大的動能轉換為電能。
[0081]在本發(fā)明實施例中，可以在每個帆架筒4上固定套裝兩個支撐盤5，當水位比較深，并且所用水帆9或者風帆11的數目較多時，還可以在每個帆架筒4上固定套裝至少三個，例如3個、4個、5個支撐盤5等，所有的支撐盤5上下間隔排布，以在在風力發(fā)電機構中相鄰的兩個支撐盤5之間分別設置多個風帆11，在水力發(fā)電機構中相鄰的兩個支撐盤5之間分別設置多個水帆9，從而獲得更大的發(fā)電量。本領域技術人員可以理解的是，水帆9和風帆11的結構為本領域所常見的，舉例來說，在本發(fā)明實施例中，水帆9和風帆11均呈弧形方片形狀，并且在其上下端均設置有蓋板，以形成上下不連通的弧形內腔，進而充分利用水能或者風能。進一步地，該水帆9和風帆11的材質可以為金屬板、帆布等。
[0082]進一步地，在本發(fā)明實施例中，在至少三個支撐盤5上對應設置多個同心的穿軸孔，并且每個支撐盤5上的多個穿軸孔呈圓周排布;該裝置還包括多個穿帆軸、多個滑塊和多個滑塊軸，并且每個穿帆軸分別順次穿過至少三個支撐盤5上同心的穿軸孔，并在穿軸孔內轉動;風帆11和水帆9的中部沿軸向均設置有套筒，并且套筒固定套裝在穿帆軸上;拐臂6呈一字形，兩端設置有軸孔，一端上的軸孔與穿帆軸的一端固定連接，另一端上的軸孔通過滑塊軸與滑塊可轉動連接，同時滑塊可滑動地位于調帆軌道板3的外圈異形軌道302內，以在水帆9和風帆11轉動時帶動滑塊在外圈異形軌道302內滑動，進而實現水帆9和風帆11達到各自理想的排布角度，以帶動帆架筒4上主動齒輪獲得最大扭矩，從而獲取最大發(fā)電量。其中，圖3中關于水力發(fā)電機構中拐臂6在調帆軌道板3的外圈異形軌道302中的結構示意也同樣適用于風力發(fā)電機構中的拐臂6在調帆軌道板3的外圈異形軌道302中的結構示意。
[0083]具體地，在水力發(fā)電機構中，帆架筒4的上端外壁上設置有第一主動齒輪，發(fā)電機7的下端設置有第一從動齒輪，并且第一主動齒輪與第一從動齒輪相嚙合;在風力發(fā)電機構中，帆架筒4的下端外壁上設置有第二主動齒輪，發(fā)電機7的上端設置有第二從動齒輪，并且第二主動齒輪和第二從動齒輪相嚙合?？梢岳斫獾氖?，發(fā)電機7上從動齒輪的排布方式以實現能夠和帆架筒4上的主動齒輪相互嚙合即可。如此設置，可以使水帆9和風帆11驅動帆架筒4轉動時能夠帶動發(fā)電機7轉動，進而實現將水能和風能轉化為電能。本領域技術人員可以理解的是，所述的主動齒輪均為大齒輪，其直徑一般為5-30米，例如，為5米、10米、15米、20米、25米、30米等；從動齒輪為小齒輪，其直徑一般為0.5-3米，例如0.5米、I米、1.5米、2米、2.5米等。由于將水能和風能轉化為發(fā)電機7中電能的操作方式為本領域常規(guī)技術手段，本發(fā)明實施例在此并不對其作更具體的限定。
[0084]進一步地，本發(fā)明實施例提供的發(fā)電裝置還包括多個發(fā)電機座，多個發(fā)電機座分別固定在水流機雙托盤8的上托盤的上盤面上以及氣流機雙托盤10的下托盤的下盤面上；發(fā)電機7固定在發(fā)電機座上，以使發(fā)電機7上的從動齒輪與帆架筒4上的主動齒輪以預定間隙相互嚙合。通過設置發(fā)電機座，并使發(fā)電機座在托盤上的安裝位置、以及電機在電機座上的安裝位置均是可調的，以實現從動齒輪與主動齒輪以預定間隙相互嚙合，進而使主動齒輪和從動齒輪之間的形位公差和尺寸公差符合行業(yè)標準。
[0085]具體地，本發(fā)明實施例提供的裝置還包括多個錐形滾柱，在帆架筒4的兩端均設置有上法蘭和下法蘭，并且在上法蘭和下法蘭的內壁上均設置有一圈第一卡槽;在水流機雙托盤8和氣流機雙托盤10中的上托盤和下托盤的盤面外周緣上設置有一圈第二卡槽，當帆架筒4套裝在水流機雙托盤8和氣流機雙托盤10上時，第一卡槽和第二卡槽配合形成與錐形滾柱相適配的錐形凹槽，并且錐形滾柱放置在錐形凹槽內部，同時由外至內錐形滾柱的直徑逐漸變小。通過按如上方式設置錐形滾柱，可有效減少帆架筒4繞托盤轉動時的阻力，從而將獲得的風力和水力全部用于發(fā)電作業(yè)，同時還能減少帆架筒4和托盤的磨損，增加該帆架筒4與托盤的使用壽命。
[0086]具體地，本發(fā)明實施例提供的裝置還包括發(fā)電機房和配電柜，其中，配電柜放置在發(fā)電機房內部，并且配電柜與多個發(fā)電機7電連接;發(fā)電機房呈兩端開口(即上下端開口)的圓筒狀結構，上端固定在氣流機雙托盤10中的下托盤上，下端固定在風流機雙托盤中的上托盤上。通過設置配電柜，用于將所有發(fā)電機7產生的電能耦合在一起，使之轉換成電網所需的標準交流電。
[0087]在本發(fā)明實施例中，流體向標2為本領域常見的水向標和風向標，其作用是根據水流或者氣流方向，來帶動調帆軌道板3轉動，直至調帆軌道板3達到上述的與水向或者風向相一致的位置。作為一種一種實施方式，該流體向標2為大型流體向標，大型流體向標呈第一等腰銳角三角形結構，第一等腰銳角三角形結構只有一個15°-30°的銳角，同時第一等腰銳角三角形結構中銳角所相對的端部呈燕尾結構;從第一等腰銳角三角形結構中的銳角至銳角的對邊所作垂線的長度為10-100米左右;第一等腰銳角三角形結構的厚度為2-30米。并且大型流體向標的中部設置有橋墩安裝孔，橋墩穿過橋墩安裝孔，以使大型流體向標可繞橋墩轉動。該橋墩安裝孔在大型流體向標2的中部設置，即在大型流體向標2的中心位置處。
[0088]作為另外一種實施方式，還可以使用小型流體向標，即當該流體向標2為小型流體向標時，小型流體向標呈第二等腰銳角三角形結構，第二等腰銳角三角形結構只有一個15° -30°的銳角，同時，第二等腰銳角三角形結構中銳角所相對的端部呈燕尾結構;從第二等腰銳角三角形結構中的銳角至銳角的對邊所作垂線的長度為0.1-1米左右;等腰銳角三角形結構的厚度為0.02-0.3米。同時，該發(fā)電裝置還包括與配電柜電連接的伺服電機，伺服電機的下端設置有第三主動齒輪，在調帆軌道板3的側壁上設置有第三從動齒輪，并且第三主動齒輪和第三從動齒輪相嚙合。該小型流體向標可以與該發(fā)電裝置離體使用，只需緊挨著該發(fā)電裝置以能準確獲知風向或者水向即可。該小型流體向標與伺服電機協(xié)同使用，小型流體向標將流體信號傳遞給配電柜產生伺服電量(配電柜內設置有信號轉換器，小型流體向標與配電柜之間電連接，流體信號輸送到信號轉換器內，并由其轉換為伺服電量)，該伺服電量來驅動伺服電機轉動，當轉動時，伺服電機上的第三主動齒輪與調帆軌道板3側壁上的第三從動齒輪嚙合，進而帶動調帆軌道板3轉動至相應的流體流向位置(即相當于大型流體向標所指向的位置)。其中，在風力發(fā)電機構和水力發(fā)電機構中均設置有上述的伺服電機。
[0089]此外，基于風力發(fā)電機構的結構，當使用橫軸13將該風力發(fā)電機構單獨地應用在樓頂上時也同樣能夠達到良好的發(fā)電效果，基于此，圖6給出了一種自調帆式樓頂橫軸流體發(fā)電裝置的結構示意圖。同樣地，當使用豎軸14將其應用在樓頂上時也同樣能夠達到良好的發(fā)電效果，基于此，圖7給出了一種自調帆式樓頂豎軸流體發(fā)電裝置的結構示意圖。同樣地，當使用豎軸14將其應用在混凝土蒙古包時，圖8給出了一種自調帆式混凝土蒙古包流體發(fā)電裝置的結構示意圖。
[0090]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種自調帆式流體發(fā)電裝置，其特征在于，所述裝置包括風力發(fā)電機構和水力發(fā)電機構，所述風力發(fā)電機構和所述水力發(fā)電機構均包括滑輪、流體向標、調帆軌道板、帆架筒、支撐盤、拐臂和發(fā)電機，并且所述水力發(fā)電機構還包括水流機雙托盤和水帆，所述風力發(fā)電機還包括氣流機雙托盤和風帆； 所述調帆軌道板上設置有內圈圓形軌道和外圈異形軌道;所述水流機雙托盤和所述氣流機雙托盤均由上下間隔設置的上托盤和下托盤構成;所述水流機雙托盤和所述氣流機雙托盤自下而上地套裝在橋墩上，并且所述水流機雙托盤均位于水面以下，所述氣流機雙托盤均位于所述水面以上； 多個所述滑輪分別套裝于固定在所述水流機雙托盤中的下托盤的下盤面周緣上的軸上和固定在所述氣流機雙托盤中的上托盤的上盤面周緣上的軸上，同時所述調帆軌道板的內圈圓形軌道可滑動地卡在多個所述滑輪的側壁內； 在所述水流機雙托盤和所述氣流機雙托盤上分別套裝一個所述帆架筒，在每個所述帆架筒上分別固定套裝至少兩個所述支撐盤； 在所述水力發(fā)電機構中的至少兩個所述支撐盤之間以及在所述風力發(fā)電機構中的至少兩個所述支撐盤之間分別設置有多個所述水帆和多個所述風帆，通過所述拐臂的一端在所述調帆軌道板上的外圈異形軌道內的滑動來帶動所述水帆和所述風帆在預定角度內轉動； 所述流體向標可轉動地套裝在所述橋墩上，同時一個所述流體向標固定在所述水力發(fā)電機構中的所述調帆軌道板的下板面上，另一個所述流體向標固定在所述風力發(fā)電機構中的所述調帆軌道板的上板面上； 在所述水流機雙托盤的上托盤的上盤面上以及在所述氣流機雙托盤的下托盤的下盤面上分別固定有多個所述發(fā)電機，通過所述帆架筒旋轉帶動所述發(fā)電機旋轉以進行發(fā)電。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，套裝在所述水流機雙托盤中的下托盤的下盤面周緣上的軸上的多個滑輪以及套裝在所述氣流機雙托盤中的上托盤的上盤面周緣上的軸上的多個滑輪均呈圓周分布； 并且每個滑輪的側壁上均設置有用于容納所述調帆軌道板的內圈圓形軌道的側壁的凹槽； 在每個所述帆架筒上固定套裝至少三個所述支撐盤； 相應地，在所述風力發(fā)電機構中相鄰的兩個所述支撐盤之間分別設置多個所述風帆，在所述水力發(fā)電機構中相鄰的兩個所述支撐盤之間分別設置多個所述水帆。3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，在至少三個所述支撐盤上對應設置多個同心的穿軸孔，并且每個所述支撐盤上的多個所述穿軸孔呈圓周排布； 所述裝置還包括多個穿帆軸、多個滑塊和多個滑塊軸，并且每個所述穿帆軸分別順次穿過至少三個所述支撐盤上同心的所述穿軸孔，并在所述穿軸孔內轉動； 所述風帆和所述水帆的中部沿軸向均設置有套筒，并且所述套筒固定套裝在所述穿帆軸上； 所述拐臂呈一字形，兩端設置有軸孔，一端上的所述軸孔與所述穿帆軸的一端固定連接，另一端上的所述軸孔通過所述滑塊軸與所述滑塊可轉動連接，同時所述滑塊可滑動地位于所述調帆軌道板的外圈異形軌道內，以在所述水帆和所述風帆轉動時帶動所述滑塊在所述外圈異形軌道內滑動。4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述水力發(fā)電機構中，所述帆架筒的上端外壁上設置有第一主動齒輪，所述發(fā)電機的下端設置有第一從動齒輪，并且所述第一主動齒輪與所述第一從動齒輪相嗤合； 在所述風力發(fā)電機構中，所述帆架筒的下端外壁上設置有第二主動齒輪，所述發(fā)電機的上端設置有第二從動齒輪，并且所述第二主動齒輪和所述第二從動齒輪相嚙合。5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括多個發(fā)電機座，多個所述發(fā)電機座分別固定在所述水流機雙托盤的上托盤的上盤面上以及所述氣流機雙托盤的下托盤的下盤面上； 所述發(fā)電機固定在所述發(fā)電機座上，以使所述發(fā)電機上的從動齒輪與所述帆架筒上的主動齒輪以預定間隙的相互嚙合。6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括多個錐形滾柱； 在所述帆架筒的兩端均設置有上法蘭和下法蘭，并且在所述上法蘭和所述下法蘭的內壁上均設置有一圈第一卡槽； 在所述水流機雙托盤和所述氣流機雙托盤中的上托盤和下托盤的盤面外周緣上設置有一圈第二卡槽， 當所述帆架筒套裝在所述水流機雙托盤和所述氣流機雙托盤上時，所述第一卡槽和所述第二卡槽配合形成與所述錐形滾柱相適配的錐形凹槽，并且所述錐形滾柱放置在所述錐形凹槽內部，同時由外至內所述錐形滾柱的直徑逐漸變小。7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括發(fā)電機房和配電柜； 所述配電柜放置在所述發(fā)電機房內部，并且所述配電柜與多個所述發(fā)電機電連接； 所述發(fā)電機房呈兩端開口圓筒狀結構，上端固定在所述氣流機雙托盤中的下托盤上，下端固定在所述風流機雙托盤中的上托盤上。8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述流體向標為大型流體向標，所述大型流體向標呈第一等腰銳角三角形結構，所述第一等腰銳角三角形結構只有一個15°-30°的銳角，同時所述第一等腰銳角三角形結構中所述銳角所相對的端部呈燕尾結構； 從所述第一等腰銳角三角形結構中的所述銳角至所述銳角的對邊所作垂線的長度為10-100米左右;所述第一等腰銳角三角形結構的厚度為2-10米； 所述大型流體向標的中部設置有橋墩安裝孔，所述橋墩穿過所述橋墩安裝孔，以使所述大型流體向標可繞所述橋墩轉動。9.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述流體向標為小型流體向標，所述小型流體向標呈第二等腰銳角三角形結構，所述第二等腰銳角三角形結構只有一個15°-30°的銳角，同時所述第二等腰銳角三角形結構中所述銳角所相對的端部呈燕尾結構； 從所述第二等腰銳角三角形結構中的所述銳角至所述銳角的對邊所作垂線的長度為5-20米左右;所述等腰銳角三角形結構的厚度為2-5米； 所述裝置還包括與所述配電柜電連接的伺服電機，所述伺服電機的下端設置有第三主動齒輪，在所述調帆軌道板的側壁上設置有第三從動齒輪，并且所述第三主動齒輪和所述第三從動齒輪相嚙合。10.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述風力發(fā)電機構還包括橫軸或者豎軸； 所述風力發(fā)電機構中的所述氣流機雙托盤自下而上地套裝在所述橫軸或者所述豎軸上，用于樓頂、草原混凝土蒙古包。
【文檔編號】F03B13/00GK106014868SQ201610584142
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月22日
【發(fā)明人】金泰煥
【申請人】金泰煥