[发明专利]一种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收集动力的能量传递输出装置，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，该装置特别适用于海洋的潮汐能、波浪能、洋流及风能发电。 另外本发明还提供了一种采用能量传递输出装置的发电设备。

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，所述旋转机构包括圆台、第一轴承座和中心轴；

所述的圆台设置在机架上，所述第一轴承座设置在圆台上端面，所述中心轴转动套设在第一轴承座内圈上，所述中心轴下端向下延伸出圆台端面，所述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，在圆台上垂直圆台方向穿设有一条以上上下滑动的齿条，齿条下端抵压在摆动件上端面，并将摆动件在水流或风力的流体作用下的摆动力转换为垂直圆台方向的向上动力。

本发明装置中的圆台中心处设有中心孔，第一轴承座一般设置在圆台中心孔上端面；所述中心轴下端通常情况下与摆动件上端面中心通过万向机构连接。

所述的中心轴下端与万向机构之间还设有联轴节或法兰，所述中心轴下端通过联轴节或法兰与万向机构连接。中心轴下端与万向机构之间可通过法兰连接，但为了方便设备维护，通常选用联轴节来对中心轴和万向机构进行连接，也可选用其它方便组装维护的连接件进行连接。

所述的旋转机构还包括第二轴承座，所述第二轴承座设置在机架上，所述圆台通过第二轴承座与机架连接，所述圆台转动套设在第二轴承座内圈上。本发明装置中为了能够让圆台旋转起来，将圆台转动套设在第二轴承座内圈上。

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，所述驱动旋转机构带动圆台自转，所述的驱动旋转机构包括外置的驱动电机，所述的圆台外侧表面上设有一圈开放性的凹槽或所述的圆台外表面固定套设有链轮，所述驱动电机输出轴与凹槽之间通过皮带连接或所述的驱动电机输出轴与圆台外表面固定套的链轮通过链条连接。工作状态下，外置的驱动电机通过皮带或链条或其它传动方式带动圆台旋转。

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提高摆动件的流体阻力系数，有利于提高对流水或风力能量的吸收。