专利名称：辊筒式势能发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型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：
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。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型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。 为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案 —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。 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。 本实用新型有以下积极有益效果 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。
图1是本实用新型一实施例的外形示意图； 图2是图1中左端盖去除后的结构示意图； 图3是辊筒内部的结构示意图； 图4是图3的正视图； 图5是辊筒外部的结构示意图； 图6是叶片的结构示意图； 图7是顶杆的结构示意图； 图8是图5的分解图； 图9是用本发生器组成大叶轮的结构示意图； 图10是图9所示大叶轮安装在船舶上的结构示意图； 图11是本实用新型的使用状态示意图； 图12是图11的局部放大图。
具体实施方式图中标号l叶片2叶片3叶片4叶片5叶片6叶片7辊筒8凸轮9船舶IO发生器ll子桨叶12母桨叶13销轴14转轴15滑槽16限位挡片17顶杆18复位弹簧19凸肩20大叶轮21弹簧座22滚轮23横轴24左半筒壳25右半筒壳26左端盖27右端盖 28发生器29螺栓 30螺栓 31螺栓 32连杆 33主轴 34发电装置 请参照图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8，本实用新型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。 每个叶片由子、母桨叶11、12组成，子桨叶ll较长，母桨叶12较短， 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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， —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 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。 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。 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。
权利要求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。
专利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。本实用新型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。
文档编号F03B1/02GK201474823SQ20092016731
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者徐文成, 徐海义, 徐海洲, 徐海燕 申请人:徐文成