发电用驱动机构及具有其的发电装置的制作方法

1.本技术涉及流体发电的技术领域，具体为一种发电用驱动机构及具有其的发电装置。


背景技术：

2.新能源发电是指利用太阳能、生物质能、地热能、氢能或流体能进行发电的过程。相对于利用煤炭、石油、天然气和核变能进行发电的形式，减少了对不可再生能源的消耗。其中，流体能包括风能、波浪能、潮汐能和洋流能等等。利用流体能进行发电的过程中，流体会流经发电用驱动机构，驱使发电用驱动机构的可旋转部件进行旋转，由可旋转部件带动发电机的输出轴进行转动以完成发电过程。
3.然而，对于来自自然界的风、波浪、潮汐或洋流，其流动方向在不同时段可能不同。因此，流体流经发电用驱动机构时，可能会驱使可旋转部件进行正转，也可能驱使可旋转部件进行反转。若可旋转部件进行正转，并带动发电机的输出轴进行正转时，发电机能够产生电能。那么，可旋转部件进行反转，并带动发电机的输出轴进行反转时，发电机无法产生电能，此时，可旋转部件进行旋转的过程为无效旋转过程。
4.目前，传统的发电用驱动机构对流体能的利用率较低，制约了发电效率和发电量。
5.申请内容基于此，有必要针对上述技术问题，提出一种发电用驱动机构及具有其的发电装置。
6.第一方面，本技术提供了一种发电用驱动机构，该发电用驱动机构至少包括:转子，连接于发电机的输入端；叶轮，固定于所述转子，所述叶轮至少包括：多个变形部，其作用充当所述叶轮的叶片，多个所述变形部的同一侧设置为固定侧，相对于所述转子静止，所述变形部整体能够朝其两侧方向偏转预设歪曲角，以俘获流体动能，进而实现所述叶轮的单向转动；驱动部，设置于所述转子上，能够根据流体流动方向驱动所述变形部发生不同方向的偏转。
7.在一些实施例中，所述所述变形部包括：刚性件，设置有多个，多个所述刚性件能够组合形成所述变形部；连接件，设置于相邻两刚性件之间，以连接相邻两所述刚性件，相邻两所述刚性件通过连接件转动连接。
8.在一些实施例中，所述驱动部至少包括：伸缩件，其固定端固定于所述转子上；牵引件，其一端连接于所述变形部远离其固定侧的一侧，其另一端连接于所述伸缩件的活动端。
9.在一些实施例中，所述所述驱动部还包括：流向传感器，与所述伸缩件电连接，以使所述伸缩件活动端的活动方向与流体流
动方向保持一致。
10.在一些实施例中，所述发电用驱动机构还包括：壳体，罩设所述叶轮，其内设置有流体通道，所述转子转动连接于所述壳体内部。
11.在一些实施例中，所述壳体的外周侧设置有稳定件，其形成为片状，并整体垂直于其所在壳体位置的切线方向。
12.在一些实施例中，所述壳体形成为两侧开口的筒状结构，所述转子与所述壳体同转轴设置。
13.在一些实施例中，所述壳体的开口侧设置有导流件，形成为两侧大小口的筒状结构，所述导流件的小口侧连接于所述壳体的开口侧。
14.在一些实施例中，所述壳体的两侧开口处设置有过滤件，以拦截杂物并供水流通过。
15.第二方面，本技术还提供了一种发电装置，该发电装置包括以上所述的发电驱动机构。
16.上述发电驱动机构和发电装置，当流体从一侧流向叶轮时，变形部的固定侧保持不动，其自由侧随流体流动方向移动，使得变形部整体产生歪曲角，此时，在变形部的凸面上，流体沿平滑曲面从变形部的固定侧流向变形部的自由侧，流体流速较快，而在变形部的凹面上，流体流速较慢，又因流速大的位置压强小，使得变形部附近的流体流向变形部的凸面，如此，流体即给予变形部一个从自由侧向其固定侧的推力，叶轮整体得以转动；而当流体从反方向作用于叶轮时，变形部的固定侧仍保持不动，其自由侧随流体流动方向移动，如以上所述同理，流体即给予变形部一个从自由侧向其固定侧的推力，使得在不同的流体流向中，叶轮均可实现单向转动，进而带动转子单向转动，从而提高了发电驱动机构对流体能的利用率；与此同时，通过设置驱动部，能够根据流体流动方向改变偏转部的偏转方向，即改善了流体流速较慢时，变形部无法偏转至最佳歪曲角的情况，进一步提高了发电用驱动机构对流体能的利用率。
附图说明
17.图1为本技术示范实施例的主视示意图；图2为本技术示范实施例中为体现转子和叶轮的示意图；图3为本技术示范实施例中为体现变形部的示意图；图4为本技术示范实施例中为体现壳体的示意图；图5为本技术示范实施例中为体现驱动部的示意图；图6为本技术示范实施例中为体现过滤件的示意图。
18.图中：1、转子；11、导流头；2、叶轮；211、刚性件；212、连接件； 22、固定件；3、壳体；31、导流件；32、过滤件；33、稳定件；41、伸缩件；42、牵引件。
具体实施方式
19.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本技术保护的范围。
20.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
22.如背景技术中所述，在利用流体能进行发电的过程中，流体流经发电用驱动机构，驱使发电用驱动机构的可旋转部件进行旋转，由可旋转部件带动发电机的输出轴进行转动以完成发电过程。
23.然而，对于来自自然界的风、波浪、潮汐或洋流，其流动方向在不同时段可能不同。因此，流体流经发电用驱动机构时，可能会驱使可旋转部件进行正转，也可能驱使可旋转部件进行反转。若可旋转部件进行正转，并带动发电机的输出轴进行正转时，发电机能够产生电能。那么，可旋转部件进行反转，并带动发电机的输出轴进行反转时，发电机无法产生电能，此时，可旋转部件进行旋转的过程为无效旋转过程。
24.有鉴于此，在本技术的一个方面，提出了一种发电用驱动机构,能够使叶轮2在不同的流体流向中，均可实现单向转动，进而带动转子1单向转动，从而提高了发电驱动机构对流体能的利用率，参照图1，其主要包括转子1、叶轮2、壳体3和驱动部，转子1连接于发电机的输入端，用于将动能传递给发电机；叶轮2用于俘获流体动能并将流体动能转化为自身转动的动能，然后将自身转动的动能传递给转子1；壳体3设置于转子1、叶轮2和驱动部的外部，用于减少外界杂物对转子1和叶轮2的干扰，提升整体稳定性，驱动部用于根据水流方向的不同对叶轮2进行调整，以提高整体能量利用率。
25.具体地，在示范实施例中，转子1形成为圆杆状，其位于壳体3内部并与壳体3转动连接，转子1的一端与发动机输入端相连，以将自身动能传递给发电机。
26.进一步地，转子1上固定有两个导流头11，导流头11整体形成为流线形并将叶轮2夹紧于转子1之上。
27.参照图2和图3，叶轮2主要包括变形部（图中未标出）和固定件 22，变形部顾名思义，其整体可通过外力改变自身形状，其作用相当于叶轮2的叶片；固定件 22即用于将变形部固定在转子1上。
28.具体地，参照图3，在示范实施例中，变形部设置有三个，从单独的一个变形部来看，其整体形成为扇形，每个扇形变形部都拥有两条直边，在本技术中，设置其中一条直边为固定侧，相对于转子1静止，另一条直边为自由侧，能够随流体流动方向摆动，从叶轮2整体来看，三个变形部整体组合形成风扇叶片状，且三个变形部的固定侧设置在变形部的同一侧。
29.在其他的一些实施例中，为了加强叶轮2对流体动能的俘获能力，变形部可以设置
有四个或多个，从单独的一个变形部来看，其整体形成为扇形，每个扇形变形部都拥有两条直边，在本技术中，设置其中一条直边为固定侧，相对于转子1静止，另一条直边为自由侧，能够随流体流动方向摆动，从叶轮2整体来看，三个变形部整体组合形成风扇叶片状，且三个变形部的固定侧设置在变形部的同一侧。
30.在其他的一些实施例中，变形部设置有三个，从单独的一个变形部来看，其整体形成为蔓叶形或弯月形，设置其中一侧为固定侧，相对于转子1静止，另一侧为自由侧，能够随流体流动方向摆动，从叶轮2整体来看，三个变形部整体组合形成风扇叶片状，且三个变形部的固定侧设置在变形部的同一侧。
31.进一步地，变形部具体包括有刚性件211和连接件212，刚性件211用于保证叶轮2叶片的强度，而连接件212则用于连接相邻的两个刚性件211。
32.进一步地，在示范实施例中，刚性件211的材质具体为不锈钢，连接件212具体为铰链形式，相邻两刚性件211可通过连接件212发生相对转动。
33.在其他的一些实施例中，刚性件211的材质还可以是硬质塑料或其他耐腐蚀金属，连接件212的形式可以是合页或可弯折的塑料制品等。
34.在示范实施例中，每个变形部都包括有三个刚性件211以及两个连接件212，刚性件211形成为1/3扇形，三个刚性件211组合形成扇形变形部，连接件212位于相邻两刚性件211之间，用于实现相连两刚性件211的转动，当流体流经变形部时，变形部的固定侧相对于转子1静止，组成其的多个刚性件211发生相对转动，变形部整体得以偏转，进而实现俘获流体动能，促使叶轮2转动的作用。
35.在其他的一些实施例中，每个变形部都可以包括有三个以上的刚性件211以及两个以上的连接件212，因连接件212只存在于相邻两刚性件211之间，故而连接件212的数目比刚性件211的数目少一，刚性件211形成为小扇形结构，多个刚性件211组合形成扇形变形部，连接件212位于相邻两刚性件211之间，用于实现相连两刚性件211的转动，从理论上来看，刚性件211与连接件212的数目越多，则变形部整体偏转时形成的歪曲面效果越好，但是成本和稳定性随之下降，实际应用过程中，应以试验得到最佳搭配。
36.在其他的一些实施例中，每个变形部都可以包括有三个以上的刚性件211以及两个以上的连接件212，因连接件212只存在于相邻两刚性件211之间，故而连接件212的数目比刚性件211的数目少一，刚性件211可以形成为大小不一的小扇形结构，多个刚性件211组合形成扇形变形部，连接件212位于相邻两刚性件211之间，用于实现相连两刚性件211的转动，具体地，较大的刚性件211设置于变形部的固定侧或自由侧，较小的刚性件211设置于变形部的中部，多个大小不一的刚性件211组合形成的变形部，其偏转时形成的歪曲面效果更好。
37.具体地，参照图3，在示范实施例中，固定件 22形成为三角状，其包括有用于固定在转子1之上的圆形件和用于固定变形部的固定侧的三根固定杆。
38.在其他一些实施例中，固定件 22还可以是其他形式，只要能够将变形部的固定侧固定于转子1之上即可。
39.具体地，参照图4和图6，壳体3整体形成为两侧开口的圆筒状结构，以形成可供流体通过的通道，其整体罩设叶轮2和转子1，其中，转子1与所述壳体3同转轴设置，壳体3能够减少外界杂物对转子1和叶轮2的干扰，提升整体稳定性。
40.在其他一些实施例中，壳体3整体形成为两侧开口的圆筒状结构，以形成可供流体通过的通道，其整体罩设叶轮2和转子1，其中，叶轮2设置有两个，以加强本技术俘获流体动能的能力，其中，转子1与所述壳体3同转轴设置，壳体3能够减少外界杂物对转子1和叶轮2的干扰，提升整体稳定性。
41.在其他一些实施例中，壳体3整体形成为两侧开口的方筒状结构，以形成可供流体通过的通道，其整体罩设叶轮2和转子1，其中，转子1与所述壳体3同转轴设置，壳体3能够减少外界杂物对转子1和叶轮2的干扰，提升整体稳定性。
42.在其他一些实施例中，壳体3整体形成为两侧开口的圆筒状结构，其具体为两块弧形板可拆卸连接而成，可拆卸连接形式可以是法兰连接也可以是卡接等其他形式，以形成可供流体通过的通道，其整体罩设叶轮2和转子1，其中，转子1与壳体3同转轴设置，壳体3能够减少外界杂物对转子1和叶轮2的干扰，提升整体稳定性。
43.进一步地，参照图4和图6，在示范实施例中，壳体3的外周侧设置有稳定件33，其形成为片状，并整体垂直于其所在壳体3位置的切线方向，进一步地，稳定件33设置有多个，并以壳体3轴线为轴心呈圆周阵列分布。
44.在其他一些实施例中，稳定件33形成为杆状或板状，并整体垂直于其所在壳体3位置的切线方向，进一步地，稳定件33设置有多个，并以壳体3轴线为轴心呈圆周阵列分布。
45.进一步地，参照图6，在示范实施例中，壳体3的两侧设置有过滤件32，过滤件32具体形成为塑料或不锈钢制成的网状结构，并固定于壳体3，以拦截杂物并供水流通过。
46.在其他一些实施例中，壳体3的两侧可拆卸连接有过滤件32，以方便更换或检修壳体3内部结构，过滤件32具体形成为塑料或不锈钢制成的网状结构，并固定于壳体3，以拦截杂物并供水流通过。
47.进一步地，参照图1，在示范实施例中，为了使更多的流体通过壳体3，以俘获更多的流体动能，壳体3的开口侧设置有导流件31，其形成为两侧大小口的圆筒状结构，导流件31的小口侧连接于壳体3的开口侧，其大口侧朝向外侧，以起到引流作用。
48.在其他一些实施例中，导流件31还可以是其他形状，只要能满足其拥有两侧大小口，并能起到引流作用即可。
49.具体地，参照图5，驱动部包括有：伸缩件41、牵引件42和流向传感器（图中未标出），伸缩件41用于拉扯牵引件42，进而改变变形部的状态；牵引件42用于连接伸缩件41的活动端和变形部的自由侧；流向传感器用于检测流体流向，并将信号传递给伸缩件41，以驱使伸缩件41做出反应。进一步地，每个变形部的左右两侧各设置有一组变形部，以驱使变形部朝向两侧进行偏转，进一步地，在叶轮2的同一侧，多组驱动部以转子1轴线为轴心呈圆周阵列分布，以使本技术运行时更加稳定。
50.在示范实施例中，伸缩件41具体为气缸，伸缩件41的固定端固定于转子1的外周面上，其自由端连接牵引件42的一端；牵引件42具体为不锈钢钢丝绳，牵引件42远离伸缩件41的一端固定于变形部的自由侧；流向传感器固定于壳体3的外壁并与伸缩件41电连接。
51.在其他一些实施例中，转子1上设置有罩壳，该罩壳固定于转子1之上并包覆所述伸缩件41，进一步地，该罩壳具体形成为圆筒状结构并与转子1同转轴设置，以减小伸缩件41随转子1转动过程中流体对其产生的阻力。
52.本技术可应用于海上波浪能、潮汐能的发电，通过引流件将运动的流体引流至壳
体3中，当流体从一侧流向叶轮2时，变形部的固定侧保持不动，其自由侧随流体流动方向移动，使得变形部整体产生歪曲角，此时，在变形部的凸面上，流体沿平滑曲面从变形部的固定侧流向变形部的自由侧，流体流速较快，而在变形部的凹面上，流体流速较慢，又因流速大的位置压强小，使得变形部附近的流体流向变形部的凸面，如此，流体即给予变形部一个从自由侧向其固定侧的推力，叶轮2整体得以转动；而当流体从反方向作用于叶轮2时，变形部的固定侧仍保持不动，其自由侧随流体流动方向移动，如以上所述同理，流体即给予变形部一个从自由侧向其固定侧的推力，使得在不同的流体流向中，叶轮2均可实现单向转动，进而带动转子1单向转动，从而提高了发电驱动机构对流体能的利用率。与此同时，通过设置驱动部，能够根据流体流动方向改变偏转部的偏转方向，即改善了流体流速较慢时，变形部无法偏转至最佳歪曲角的情况，进一步提高了发电用驱动机构对流体能的利用率。
53.在本技术的另一个方面，还提出一种发电装置，包括以上所述的发电用驱动机构。
54.最后应说明的是：以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。