辊筒式势能发生器

摘要

一种辊筒式势能发生器，由辊筒、凸轮以及多个叶片组成，这些叶片环向均匀布置在辊筒的外部，每个叶片由子、母桨叶组成，子桨叶较长，母桨叶较短，母桨叶的一端通过销轴可转动地连接在辊筒的外壁上，母桨叶的另一端通过转轴铰接在子桨叶上，凸轮设置在辊筒的内部，凸轮与每个母桨叶之间通过顶杆机构连接，顶杆机构的数量与母桨叶的数量对应一致，每个顶杆机构由顶杆、复位弹簧组成，顶杆的内端连接有滚轮，该滚轮抵靠在凸轮上，顶杆的外端上设置有横轴，该横轴嵌装在所述母桨叶内表面上的滑槽中，与滑槽成滑动配合。本发明的辊筒式势能发生器，采用可变叶片的结构，可以充分地利用水能来发电，水能电能的转化率极高。

权利要求

1.一种辊筒式势能发生器，其特征是：该发生器由辊筒、凸轮以及多个叶片组成，这些叶片环向均匀布置在辊筒的外部，每个叶片由子、母桨叶组成，子桨叶较长，母桨叶较短，母桨叶的一端通过销轴可转动地连接在辊筒的外壁上，母桨叶的另一端通过转轴铰接在子桨叶上，每个母桨叶的内表面上设置有滑槽，每个母桨叶的外表面上设置有限位挡片，所述凸轮设置在辊筒的内部，凸轮与每个母桨叶之间通过顶杆机构连接，顶杆机构的数量与母桨叶的数量对应一致，每个顶杆机构由顶杆、复位弹簧组成，复位弹簧套接在顶杆上，复位弹簧的内端抵靠在顶杆的凸肩上，复位弹簧的外端抵靠在辊筒内壁的弹簧座中，所述顶杆的内端连接有滚轮，该滚轮抵靠在凸轮上，顶杆的外端设置有横轴，该横轴嵌装在所述母桨叶内表面上的滑槽中，与滑槽成滑动配合。

2.如权利要求1所述的辊筒式势能发生器，其特征是：所述辊筒由左、右半筒壳对拼构成，左半筒壳与右半筒壳之间通过螺栓连接，左半筒壳的左侧设置有左端盖，右半筒壳的右侧设置有右端盖，左端盖与左半筒壳之间通过螺栓连接，右端盖与右半筒壳之间通过螺栓连接。

说明书

辊筒式势能发生器

技术领域

[0001] 本发明涉及流体势能的收集利用装置，特别涉及水能收集利用装置。

背景技术

[0002] 众所周知，水具有势能，水的势能是由于高度落差产生的，水总是由高处向低处流动，水流中蕴藏着巨大的能量，利用水能的方式是多种多样的，最常见的方式是让水流带动叶轮旋转，再通过叶轮带动发电装置进行发电，现有的各类水能发电装置的叶轮都采用固定的叶片结构，迎水一侧的叶片和背水一侧的叶片都是一样的，迎水一侧的叶片产生动力，背水一侧的叶片产生阻力，动力和阻力之差产生推力，推动叶轮旋转，由于叶轮在旋转过程中，总有一部分叶片是逆水流方向运动，扫水面积很大，因而会损耗一部分水能，从而导致发电装置的水能电能的转化率下降。

发明内容

[0003] 为解决上述问题，本发明的目的是提供一种辊筒式势能发生器，采用可变叶片的结构，叶片在重力和凸轮的作用下自动开合，迎水一侧的叶片总是呈打开状态，而背水一侧的叶片总是呈关闭状态，从而可以充分地利用水能来发电，水能电能的转化率极高。

[0004] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0005] 一种辊筒式势能发生器，其特征是：该发生器由辊筒、凸轮以及多个叶片组成，这些叶片环向均匀布置在辊筒的外部，每个叶片由子、母桨叶组成，子桨叶较长，母桨叶较短，母桨叶的一端通过销轴可转动地连接在辊筒的外壁上，母桨叶的另一端通过转轴铰接在子桨叶上，每个母桨叶的内表面上设置有滑槽，每个母桨叶的外表面上设置有限位挡片，所述凸轮设置在辊筒的内部，凸轮与每个母桨叶之间通过顶杆机构连接，顶杆机构的数量与母桨叶的数量对应一致，每个顶杆机构由顶杆、复位弹簧组成，复位弹簧套接在顶杆上，复位弹簧的内端抵靠在顶杆的凸肩上，复位弹簧的外端抵靠在辊筒内壁的弹簧座中，所述顶杆的内端连接有滚轮，该滚轮抵靠在凸轮上，顶杆的外端设置有横轴，该横轴嵌装在所述母桨叶内表面上的滑槽中，与滑槽成滑动配合。

[0006] 所述辊筒由左、右半筒壳对拼构成，左半筒壳与右半筒壳之间通过螺栓连接，左半筒壳的左侧设置有左端盖，右半筒壳的右侧设置有右端盖，左端盖与左半筒壳之间通过螺栓连接，右端盖与右半筒壳之间通过螺栓连接。

[0007] 本发明有以下积极有益效果：

[0008] 由于采用上述结构，叶片在水的推力作用下会环绕凸轮旋转，凸轮的外轮廓是曲线形状，具有凸部和凹部，凸轮的外轮廓曲线要根据叶片的数量进行设计和计算，其设计和计算公式是现有技术。凸轮的作用是让占总数量一半的叶片处于打开状态，让另一半的叶片处于闭合状态，也就是说，叶片利用凸轮的凸部和凹部形成自由开合，减少背水一侧的阻力，增加迎水一侧的推力，值得一提的是：由于每个叶片是由子、母桨叶组成，因而在重力作用下，一部分叶片的子桨叶会相对母桨叶关闭，另一部分叶片的子桨叶会相对母桨叶打开，从而进一步减少背水一侧的阻力，增加迎水一侧的推力，大大提高水能电能的转化率。本发生器在使用时，可以用连杆进行连接，组成大叶轮，大叶轮安装在船舶的两边，可以是一对，也可以是多对，在船舶上安装发电装置，发电装置与大叶轮的主轴进行连接，船舶利用锚停在江河湖海中，这样就可以利用江河湖海中的水流或海浪、海潮进行发电。

附图说明

[0009] 图1是本发明一实施例的外形示意图；

[0010] 图2是图1中左端盖去除后的结构示意图；

[0011] 图3是辊筒内部的结构示意图；

[0012] 图4是图3的正视图；

[0013] 图5是辊筒外部的结构示意图；

[0014] 图6是叶片的结构示意图；

[0015] 图7是顶杆的结构示意图；

[0016] 图8是图5的分解图；

[0017] 图9是用本发生器组成大叶轮的结构示意图；

[0018] 图10是图9所示大叶轮安装在船舶上的结构示意图；

[0019] 图11是本发明的使用状态示意图；

[0020] 图12是图11的局部放大图。

具体实施方式

[0021] 图中标号

[0022] 1叶片 2叶片 3叶片 4叶片 5叶片

[0023] 6叶片 7辊筒 8凸轮 9船舶

[0024] 10发生器 11子桨叶 12母桨叶 13销轴 14转轴

[0025] 15滑槽 16限位挡片 17顶杆 18复位弹簧 19凸肩

[0026] 20大叶轮 21弹簧座 22滚轮 23横轴

[0027] 24左半筒壳 25右半筒壳 26左端盖 27右端盖

[0028] 28发生器 29螺栓 30螺栓 31螺栓

[0029] 32连杆 33主轴 34发电装置

[0030] 请参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8，本发明是一种辊筒式势能发生器10，由辊筒7、凸轮8以及六个叶片1、2、3、4、5、6组成，叶片1、2、3、4、5、6环向均匀布置在辊筒7的外部。

[0031] 每个叶片由子、母桨叶11、12组成，子桨叶11较长，母桨叶12较短，

[0032] 母桨叶12的一端通过销轴13可转动地连接在辊筒7的外壁上，母桨叶12的另一端通过转轴14铰接在子桨叶11上。

[0033] 每个母桨叶12的内表面上设置有滑槽15，每个母桨叶12的外表面上设置有限位挡片16。

[0034] 凸轮8设置在辊筒7的内部，每个母桨叶12都通过一顶杆机构与凸轮8连接，顶杆机构的数量与母桨叶的数量对应一致，也是六个，每个顶杆机构由顶杆17、复位弹簧18组成，复位弹簧18套接在顶杆17上，复位弹簧18的内端抵靠在顶杆17的凸肩19上，复位弹簧18的外端抵靠在辊筒7内壁的弹簧座21中，顶杆17的内端连接有滚轮22，滚轮22抵靠在凸轮8上，顶杆17的外端上设置有横轴23，横轴23嵌装在母桨叶12内表面上的滑槽15中，与滑槽15成滑动配合。

[0035] 凸轮8的外轮廓是曲线形状，具有凸部和凹部，凸轮8的外轮廓曲线要根据叶片的总数量进行设计和计算，其设计和计算公式是现有技术。凸轮8的作用是让占总数量一半的叶片处于打开状态，让另一半的叶片处于闭合状态，本实施例中，叶片共有六个，请参照图4，凸轮8的曲线形状恰好是让叶片1、2、3处于关闭状态，而让叶片4、5、6处于打开状态。各叶片的打开和关闭是由顶杆17、复位弹簧18共同完成的，在复位弹簧18的作用下，滚轮
22总是抵靠在凸轮8的外轮廓表面上，各叶片利用凸轮8的凸部和凹部形成自由开合，减少背水一侧的阻力，增加迎水一侧的推力。

[0036] 请参照图5、图8，辊筒7由左、右半筒壳24、25对拼构成，左半筒壳24与右半筒壳25之间通过螺栓29连接，左半筒壳24的左侧设置有左端盖26，右半筒壳25的右侧设置有右端盖27，左端盖26与左半筒壳24之间通过螺栓30连接，右端盖27与右半筒壳25之间通过螺栓31连接。

[0037] 凸轮8是不动的，其两侧的端头分别固接在左、右端盖26、27上。

[0038] 请参照图9、图10、图11，本发生器应用广泛，使用时，可以通过连杆32将多个发生器装配在一起，构成一个大叶轮20，将这个大叶轮20安装在船舶9的两侧，可以是一对，也可以是多对，然后用锚将船舶停在江河湖海中，利用江河湖海中的水流或海浪海潮进行发电，大叶轮20的主轴33通过传动装置与发电装置34的输入轴连接。

[0039] 请参照图12，假设水流的方向如图中箭头A所示，此时，大叶轮20底部浸入水中的三个辊筒式发生器10都受水流作用，其中位于中间的辊筒式发生器10的叶片1、2、3在其凸轮的作用下，处于关闭状态下，它的叶片4、5、6处于开合状态。

[0040] 位于两侧的辊筒式发生器10的叶片1、2、3在其凸轮的作用下，基本上处于关闭状态下，它们的叶片4、5、6处于开启状态。它们在水流的作用下会做自适应调整，调整的结果是：叶片在水的推力作用下会环绕凸轮8旋转，叶片利用凸轮的凸部和凹部形成自由开合，减少背水一侧的阻力，增加迎水一侧的推力。

[0041] 值得一提的是：由于每个叶片是由子、母桨叶组成，因而在重力作用下，[0042] 一部分叶片的子桨叶11会相对母桨叶12关闭，另一部分叶片的子桨叶11会相对母桨叶12打开，由于母桨叶12的背面设置有限位挡片16，因而不会出现子桨叶11打开过大，具体地说：

[0043] 位于中间的辊筒式势能发生器10的叶片1的子桨叶处于即将开启状态，叶片2、3的子桨叶在重力作用下处于关闭状态，叶片4、5、6的子桨叶处于完全开启状态。

[0044] 位于左侧的辊筒式势能发生器10的叶片1的子桨叶处于即将开启状态，叶片2、3的子桨叶在重力作用下处于关闭状态，叶片4的子桨叶在重力作用下处于即将关闭状态。
叶片5、6的子桨叶处于完全开启状态。

[0045] 位于右侧的辊筒式势能发生器10的叶片1、2、6的子桨叶处于关闭状态，叶片3的子桨叶在重力作用下处于即将关闭状态，叶片4、5的子桨叶在重力作用下处于完全开启状态。

[0046] 假设水流的方向如图中箭头A所示，则整个大叶轮20沿逆时针转动，上述叶片的子、母桨叶关闭后，可以减少这部分叶片的扫水面积，从而减少背水一侧的阻力，增加迎水一侧的推力，大大提高水能电能的转化率。