一种自调帆式流体发电装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种自调帆式流体发电装置，属于发电设备领域。该装置包括水/风力发电机构，含滑轮、流体向标、调帆轨道板、帆架筒、支撑盘、拐臂、发电机、水/气流机双托盘和水/风帆。调帆轨道板上有内圈圆形轨道和外圈异形轨道；水/气流机双托盘由上/下托盘构成，均套装在桥墩上；多个滑轮固定在水/气流机双托盘的下/上盘面上，内圈圆形轨道可滑动地卡在滑轮侧壁内。水/气流机双托盘上均套装帆架筒，帆架筒上套装多个支撑盘，支撑盘之间设有多个水/风帆，拐臂一端在外圈异形轨道内滑动带动水/风帆转动。流体向标可转动地套在桥墩并固定调帆轨道板上。水/气流机双托盘的上/下盘面上固定发电机，通过帆架筒旋转带动发电机旋转进行发电。
【专利说明】
一种自调帆式流体发电装置
技术领域
[0001]本发明涉及发电设备领域，特别涉及一种自调帆式流体发电装置。
【背景技术】
[0002]随着世界经济的发展，对电能的需求不断的增加，对节能环保，且发电功率大而效率高的发电装置的需求也越来越迫切。风能、水能作为可循环利用且无污染的洁净能源，越来越多地用于风力发电和水力发电中。目前如上两种独立的发电方式很常见并且比较完口 ο
[0003]举例来说，现有技术提供了一种水库的水位差所产生的势能冲击水轮发电机的转轮，进而达到发电的目的;现有技术又提供了一种螺旋桨等风力发电装置。
[0004]然而，发明人发现，现有技术至少存在以下技术问题:
[0005]现有技术提供的发电装置采用水轮发电机作为发电部件，其需要较大的水位落差，通常来建造具有较大落差的水库来满足其应用需求，如此不仅会影响周围生态环境，并且成本较高、工期长;螺旋桨式风力发电众所周知弊端更多。
【发明内容】
[0006]本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种对水位落差要求不高，并且可适用于多种自然环境，依托自然环境和现有设施来进行大量发电的自调帆式流体发电装置。具体技术方案如下:
[0007]一种自调帆式流体发电装置，所述装置包括风力发电机构和水力发电机构，所述风力发电机构和所述水力发电机构均包括滑轮、流体向标、调帆轨道板、帆架筒、支撑盘、拐臂和发电机，并且所述水力发电机构还包括水流机双托盘和水帆，所述风力发电机还包括气流机双托盘和风帆；
[0008]所述调帆轨道板上设置有内圈圆形轨道和外圈异形轨道;所述水流机双托盘和所述气流机双托盘均由上下间隔设置的上托盘和下托盘构成;所述水流机双托盘和所述气流机双托盘自下而上地套装在桥墩上，并且所述水流机双托盘均位于水面以下，所述气流机双托盘均位于所述水面以上；
[0009]多个所述滑轮分别套装于固定在所述水流机双托盘中的下托盘的下盘面周缘上的轴上和固定在所述气流机双托盘中的上托盘的上盘面周缘上的轴上，同时所述调帆轨道板的内圈圆形轨道可滑动地卡在多个所述滑轮的侧壁内；
[0010]在所述水流机双托盘和所述气流机双托盘上分别套装一个所述帆架筒，在每个所述帆架筒上分别固定套装至少两个所述支撑盘；
[0011]在所述水力发电机构中的至少两个所述支撑盘之间以及在所述风力发电机构中的至少两个所述支撑盘之间分别设置有多个所述水帆和多个所述风帆，通过所述拐臂的一端在所述调帆轨道板上的外圈异形轨道内的滑动来带动所述水帆和所述风帆在预定角度内转动；
[0012]所述流体向标可转动地套装在所述桥墩上，同时一个所述流体向标固定在所述水力发电机构中的所述调帆轨道板的下板面上，另一个所述流体向标固定在所述风力发电机构中的所述调帆轨道板的上板面上；
[0013]在所述水流机双托盘的上托盘的上盘面上以及在所述气流机双托盘的下托盘的下盘面上分别固定有多个所述发电机，通过所述帆架筒旋转带动所述发电机旋转以进行发电。
[0014]具体地，套装在所述水流机双托盘中的下托盘的下盘面周缘上的轴上的多个滑轮以及套装在所述气流机双托盘中的上托盘的上盘面周缘上的轴上的多个滑轮均呈圆周分布；
[0015]并且每个滑轮的侧壁上均设置有用于容纳所述调帆轨道板的内圈圆形轨道的侧壁的凹槽；
[0016]在每个所述帆架筒上固定套装至少三个所述支撑盘；
[0017]相应地，在所述风力发电机构中相邻的两个所述支撑盘之间分别设置多个所述风帆，在所述水力发电机构中相邻的两个所述支撑盘之间分别设置多个所述水帆。
[0018]具体地，在至少三个所述支撑盘上对应设置多个同心的穿轴孔，并且每个所述支撑盘上的多个所述穿轴孔呈圆周排布；
[0019]所述装置还包括多个穿帆轴、多个滑块和多个滑块轴，并且每个所述穿帆轴分别顺次穿过至少三个所述支撑盘上同心的所述穿轴孔，并在所述穿轴孔内转动；
[0020]所述风帆和所述水帆的中部沿轴向均设置有套筒，并且所述套筒固定套装在所述穿帆轴上；
[0021]所述拐臂呈一字形，两端设置有轴孔，一端上的所述轴孔与所述穿帆轴的一端固定连接，另一端上的所述轴孔通过所述滑块轴与所述滑块可转动连接，同时所述滑块可滑动地位于所述调帆轨道板的外圈异形轨道内，以在所述水帆和所述风帆转动时带动所述滑块在所述外圈异形轨道内滑动。
[0022]具体地，在所述水力发电机构中，所述帆架筒的上端外壁上设置有第一主动齿轮，所述发电机的下端设置有第一从动齿轮，并且所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮相啮合；
[0023]在所述风力发电机构中，所述帆架筒的下端外壁上设置有第二主动齿轮，所述发电机的上端设置有第二从动齿轮，并且所述第二主动齿轮和所述第二从动齿轮相啮合。
[0024]具体地，所述装置还包括多个发电机座，多个所述发电机座分别固定在所述水流机双托盘的上托盘的上盘面上以及所述气流机双托盘的下托盘的下盘面上；
[0025]所述发电机固定在所述发电机座上，以使所述发电机上的从动齿轮与所述帆架筒上的主动齿轮以预定间隙的相互啮合。
[0026]具体地，所述装置还包括多个锥形滚柱；
[0027]在所述帆架筒的两端均设置有上法兰和下法兰，并且在所述上法兰和所述下法兰的内壁上均设置有一圈第一卡槽；
[0028]在所述水流机双托盘和所述气流机双托盘中的上托盘和下托盘的盘面外周缘上设置有一圈第二卡槽，
[0029]当所述帆架筒套装在所述水流机双托盘和所述气流机双托盘上时，所述第一卡槽和所述第二卡槽配合形成与所述锥形滚柱相适配的锥形凹槽，并且所述锥形滚柱放置在所述锥形凹槽内部，同时由外至内所述锥形滚柱的直径逐渐变小。
[0030]具体地，所述装置还包括发电机房和配电柜；
[0031]所述配电柜放置在所述发电机房内部，并且所述配电柜与多个所述发电机电连接；
[0032]所述发电机房呈两端开口圆筒状结构，上端固定在所述气流机双托盘中的下托盘上，下端固定在所述风流机双托盘中的上托盘上。
[0033]具体地，所述流体向标为大型流体向标，所述大型流体向标呈第一等腰锐角三角形结构，所述第一等腰锐角三角形结构只有一个15°-30°的锐角，同时所述第一等腰锐角三角形结构中所述锐角所相对的端部呈燕尾结构；
[0034]从所述第一等腰锐角三角形结构中的所述锐角至所述锐角的对边所作垂线的长度为10-100米左右;所述第一等腰锐角三角形结构的厚度为2-10米；
[0035]所述大型流体向标的中部设置有桥墩安装孔，所述桥墩穿过所述桥墩安装孔，以使所述大型流体向标可绕所述桥墩转动。
[0036]具体地，所述流体向标为小型流体向标，所述小型流体向标呈第二等腰锐角三角形结构，所述第二等腰锐角三角形结构只有一个15°-30°的锐角，同时所述第二等腰锐角三角形结构中所述锐角所相对的端部呈燕尾结构；
[0037]从所述第二等腰锐角三角形结构中的所述锐角至所述锐角的对边所作垂线的长度为5-20米左右;所述等腰锐角三角形结构的厚度为2-5米；
[0038]所述装置还包括与所述配电柜电连接的伺服电机，所述伺服电机的下端设置有第三主动齿轮，在所述调帆轨道板的侧壁上设置有第三从动齿轮，并且所述第三主动齿轮和所述第三从动齿轮相啮合。
[0039]进一步地，所述风力发电机构还包括横轴或者竖轴；
[0040]所述风力发电机构中的所述气流机双托盘自下而上地套装在所述横轴或者所述竖轴上，用于楼顶、草原混凝土蒙古包。
[0041]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0042]本发明实施例提供的上述结构的自调帆式流体发电装置，通过在桥墩上同时设置风力发电机构和水力发电机构，并使风力发电机构位于水面以上，通过流动的风力来驱动其中的风帆转动，进而带动帆架筒绕气流机双托盘旋转，帆架筒的旋转将带动发电机旋转，从而将风能转化为电能。类似地，本发明还使使水力发电机构位于水面以下，通过水流的流动来驱动其中的水帆转动，进而带动帆架筒绕水流机双托盘旋转，帆架筒的旋转将带动发电机旋转，从而将水能转化为电能。本发明实施例提供的发电装置在进行发电作业时不需要很高的水位落差(一般有1-2米的水位落差即可满足其应用要求)，并且其适用条件非常宽泛，例如可用在跨海大桥、大江桥、水岸边、岸间等环境中，利用这些环境中原有存在的桥墩作为支撑体即可同时实现水能发电和风能发电。可见，利用本发明实施例提供的发电装置进行发电作业，其不仅不会破坏生态环境，并且其还具有投资小，建造工期短，发电量大等优点，便于规模化推广应用。
【附图说明】
[0043]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1是本发明实施例提供的自调帆式桥墩流体发电装置的结构示意图；
[0045]图2是本发明又一实施例提供的水力发电机构和风力发电机构中，滑轮、水流机双托盘、气流机双托盘、加强筋之间的连接关系示意图；
[0046]图3是本发明又一实施例提供的，水力发电机构的剖面图；
[0047]图4是本发明又一实施例提供的自调帆式流体发电装置中，水力发电机构固定在桥墩上时的结构示意图；
[0048]图5是本发明又一实施例提供的自调帆式流体发电装置中，风力发电机构和部分水力发电机构固定在桥墩上时的结构示意图；
[0049]图6是本发明又一实施例提供的自调帆式楼顶横轴流体发电装置的结构示意图；
[0050]图7是本发明又一实施例提供的自调帆式楼顶竖轴流体发电装置的结构示意图；[0051 ]图8是本发明实施例又一提供的自调帆式蒙古包流体发电装置的结构示意图。
[0052]附图标记分别表示:
[0053]I滑轮，
[0054]2流体向标，
[0055]3调帆轨道板，
[0056]301 内圈圆形轨道，
[0057]302 外圈异形轨道，
[0058]4帆架筒，
[0059]5支撑盘，
[0060]6 拐臂，
[0061]7 发电机，
[0062]8 水流机双托盘，
[0063]9水帆，
[0064]10 气流机双托盘，
[0065]11 风帆，
[0066]12 加强筋，
[0067]13 横轴，
[0068]14 竖轴。
【具体实施方式】
[0069]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0070]本发明实施例提供了一种自调帆式流体发电装置，该装置包括风力发电机构和水力发电机构，其中，如图1、图2、图3、图4及图5所示，风力发电机构和水力发电机构均包括滑轮1、流体向标2、调帆轨道板3、帆架筒4、支撑盘5、拐臂6和发电机7，并且水力发电机构还包括水流机双托盘8和水帆9，风力发电机7还包括气流机双托盘10和风帆11。
[0071]其中，如附图5所示，调帆轨道板3上设置有内圈圆形轨道301和外圈异形轨道302;水流机双托盘8和气流机双托盘10均由上下间隔设置的上托盘和下托盘构成；水流机双托盘8和气流机双托盘10自下而上地套装在桥墩上，并且水流机双托盘8均位于水面以下，气流机双托盘10均位于水面以上。多个滑轮I分别套装于固定在水流机双托盘8中的下托盘的下盘面周缘上的轴上和固定在气流机双托盘10中的上托盘的上盘面周缘上的轴上，同时调帆轨道板3的内圈圆形轨道301可滑动地卡在多个滑轮I的侧壁内。在水流机双托盘8和气流机双托盘10上分别套装一个帆架筒4，在每个帆架筒4上分别固定套装至少两个支撑盘5;在水力发电机构中的至少两个支撑盘5之间以及在风力发电机构中的至少两个支撑盘5之间分别设置有多个水帆9和多个风帆11，通过拐臂6在调帆轨道板3上的外圈异形轨道302内的转动来带动水帆9和风帆11在预定角度内转动。流体向标2可转动地套装在桥墩上，同时一个流体向标2固定在水力发电机构中的调帆轨道板3的下板面上，另一个流体向标2固定在风力发电机构中的调帆轨道板3的上板面上。在水流机双托盘8的上托盘的上盘面上以及在气流机双托盘10的下托盘的下盘面上分别固定有多个发电机7，通过帆架筒4旋转带动发电机7旋转以进行发电。
[0072]本发明实施例提供的上述结构的自调帆式流体发电装置，通过在桥墩上同时设置风力发电机构和水力发电机构，并使风力发电机构位于水面以上，通过流动的风力来驱动其中的风帆11转动，进而带动帆架筒4绕气流机双托盘10旋转，帆架筒4的旋转将带动发电机7旋转，从而将风能转化为电能。类似地，本发明还使使水力发电机构位于水面以下，通过水流的流动来驱动其中的水帆9转动，进而带动帆架筒4绕水流机双托盘8旋转，帆架筒4的旋转将带动发电机7旋转，从而将水能转化为电能。本发明实施例提供的发电装置在进行发电作业时不需要很高的水位落差(一般有1-2米的水位落差即可满足其应用要求)，并且其适用条件非常宽泛，例如可用在跨海大桥、大江桥、水岸边、岸间等环境中，利用这些环境中原有存在的桥墩作为支撑体即可同时实现水能发电和风能发电。可见，利用本发明实施例提供的发电装置进行发电作业，其不仅不会破坏生态环境，并且其还具有投资小，建造工期短，发电量大等优点，便于规模化推广应用。
[0073]另外，其中的风力发电机构还可以单独应用在屋顶、楼顶、山坡及山间等环境中进行风力发电。其中，应用于岸间和山间时，使用横轴作为支撑体(即将该发电装置横放)，其与竖直的桥墩的轴向是垂直的。即风力发电机构还包括横轴13或者竖轴14;在将其单独应用时，如附图6-8所示，气流机双托盘10自下而上地套装在横轴13或者竖轴14上，用于楼顶、草原混凝土蒙古包。当应用于蒙古包，特别是混凝土蒙古包屋顶上时，任选地使用横轴13或者竖轴14。基于以下所述，本发明实施例将就该自调帆式流体发电装置中各部件的作用给出以下解释:
[0074]首先，在本发明实施例中，使水流机双托盘8和气流机双托盘10自下而上地固定套装在桥墩上，以分别作为水力发电机构和风力发电机构的支撑主体。可以理解的是，该水流机双托盘8和气流机双托盘10中的上托盘和下托盘的结构一致，并且上下对称设置，均呈圆形盘状结构，通过在水流机双托盘8和气流机双托盘10中分别设置上下两个托盘，以提高帆架筒4在其上放置的稳定性。为了进一步提高帆架筒4在其上放置的稳定性，如附图2所示，在上托盘和下托盘之间竖直地设置多根加强筋12。
[0075]进一步地，使用多个滑轮I分别套装于固定在水流机双托盘8中的下托盘的下盘面周缘上的轴上和气流机双托盘10中的上托盘的上盘面周缘上的轴上，同时调帆轨道板3的内圈圆形轨道301可滑动地卡在多个滑轮I的侧壁内。同时，流体向标2可转动地套装在桥墩上，同时一个流体向标2固定在水力发电机构中的调帆轨道板3的下板面上，另一个流体向标2固定在风力发电机构中的调帆轨道板3的上板面上。如此设置，当水或风沿着其流动方向驱动流体向标2直至其指向与水或者风的流动方向相一致时，该流体向标2将带动调帆轨道板3进行同步的转动，直至调帆轨道板3达到与水向或者风向相一致的位置。在该位置上，水帆9和风帆11的穿帆轴通过拐臂6和在调帆轨道板3的外圈异形轨道302内滑动的滑块的配合作用，以实现水帆9和风帆11达到各自理想的排布角度，以实现帆架筒4上主动齿轮的最大扭矩，从而获取最大发电量。
[0076]具体地，本发明实施例通过使调帆轨道板3的内圈圆形轨道301可滑动地卡在多个滑轮I的侧壁内来实现调帆轨道板3的可转动性。具体地，固定在水流机双托盘8中的下托盘的下盘面周缘上的多个滑轮I以及固定在气流机双托盘10中的上托盘的上盘面周缘上的多个滑轮I均呈圆周分布，以与调帆轨道板3的内圈圆形轨道301相配合。并且每个滑轮I的侧壁上均设置有用于容纳调帆轨道板3的内圈圆形轨道301的侧壁的凹槽，即调帆轨道板3的内圈圆形轨道301卡入滑轮I侧壁上的凹槽内。可以理解的是，滑轮I的结构为本领域所常见的，其具有一定的高度，当调帆轨道板3的内圈圆形轨道301卡入其侧壁内时，调帆轨道板3与托盘之间也将具有一定的距离，以便于帆架筒4套装在托盘上。
[0077]可以理解的是，该调帆轨道板3由同心的内板和外板构成，该内板和外板均类似于圆环形，其中内板的内环呈圆形，作为内圈圆形轨道301，内板的外周缘呈异形结构，同时，外板的内环呈异形圆，当将内板放置在外板的内环中时，外板的内环与内板的外周缘配合形成外圈异形轨道302。在应用时，由于该调帆轨道板3固定在调帆轨道板3的板面上，从而保证内板和外板配合成一体，以形成上述的内圈圆形轨道301和外圈异形轨道302。其中，图5中关于水力发电机构中调帆轨道板3中的内圈圆形轨道301和外圈异形轨道302的结构示意也同样适用于风力发电机构中的调帆轨道板3。
[0078]需要说明的是，在本发明实施例中，所述的外圈异形轨道302是封闭的圈形结构，尽管该圈形结构的形状是不规则的，但是该圈形结构的宽度是保持一致的。具体地，该外圈异形轨道302的形状的设计，以实现水帆9和风帆11在转动时在其各自的位置达到理想的排布角度，以实现帆架筒4上主动齿轮的最大扭矩，从而获取最大发电量。
[0079]具体地，在本发明实施例中，在水流机双托盘8和气流机双托盘10上分别套装一个帆架筒4，水力发电机构中的帆架筒4可绕水流机双托盘8转动，气流发电机构中的帆架筒4可绕气流机双托盘10转动。并且在每个帆架筒4上分别固定套装至少两个支撑盘5，在水力发电机构中的至少两个支撑盘5之间以及在风力发电机构中的至少两个支撑盘5之间分别设置有多个水帆9和多个风帆11，其中水帆9和风帆11的帆面和支撑盘5的盘面是相互垂直的。可见，支撑盘5的作用是为了支撑水帆9和风帆11，水帆9和风帆11均沿支撑盘5的周向呈圆周形结构阵列排布，并且在支撑盘5周向上相邻的两个水帆9或者相邻的两个风帆11之间的距离保持一致，即邻两列水帆9或者风帆11的穿帆轴之间的弧形距离是相等的。举例来说，当水帆9或者风帆11优选为8列。
[0080]当水帆9和风帆11的水力和风力的驱动下运动时，其转动角度和范围取决于滑块在调帆轨道板3上的外圈异形轨道302内的转动，以最终实现在支撑盘5周向上不同位置处的水帆9和风帆11能够受到最适宜的水力和风力，从而实现水帆9和风帆11对帆架筒4的驱动效率最高(在效率最高时，能够充分利用水流或者气流的动能)，进而利用帆架筒4旋转带动发电机7旋转，来将该最大的动能转换为电能。
[0081]在本发明实施例中，可以在每个帆架筒4上固定套装两个支撑盘5，当水位比较深，并且所用水帆9或者风帆11的数目较多时，还可以在每个帆架筒4上固定套装至少三个，例如3个、4个、5个支撑盘5等，所有的支撑盘5上下间隔排布，以在在风力发电机构中相邻的两个支撑盘5之间分别设置多个风帆11，在水力发电机构中相邻的两个支撑盘5之间分别设置多个水帆9，从而获得更大的发电量。本领域技术人员可以理解的是，水帆9和风帆11的结构为本领域所常见的，举例来说，在本发明实施例中，水帆9和风帆11均呈弧形方片形状，并且在其上下端均设置有盖板，以形成上下不连通的弧形内腔，进而充分利用水能或者风能。进一步地，该水帆9和风帆11的材质可以为金属板、帆布等。
[0082]进一步地，在本发明实施例中，在至少三个支撑盘5上对应设置多个同心的穿轴孔，并且每个支撑盘5上的多个穿轴孔呈圆周排布;该装置还包括多个穿帆轴、多个滑块和多个滑块轴，并且每个穿帆轴分别顺次穿过至少三个支撑盘5上同心的穿轴孔，并在穿轴孔内转动;风帆11和水帆9的中部沿轴向均设置有套筒，并且套筒固定套装在穿帆轴上;拐臂6呈一字形，两端设置有轴孔，一端上的轴孔与穿帆轴的一端固定连接，另一端上的轴孔通过滑块轴与滑块可转动连接，同时滑块可滑动地位于调帆轨道板3的外圈异形轨道302内，以在水帆9和风帆11转动时带动滑块在外圈异形轨道302内滑动，进而实现水帆9和风帆11达到各自理想的排布角度，以带动帆架筒4上主动齿轮获得最大扭矩，从而获取最大发电量。其中，图3中关于水力发电机构中拐臂6在调帆轨道板3的外圈异形轨道302中的结构示意也同样适用于风力发电机构中的拐臂6在调帆轨道板3的外圈异形轨道302中的结构示意。
[0083]具体地，在水力发电机构中，帆架筒4的上端外壁上设置有第一主动齿轮，发电机7的下端设置有第一从动齿轮，并且第一主动齿轮与第一从动齿轮相啮合;在风力发电机构中，帆架筒4的下端外壁上设置有第二主动齿轮，发电机7的上端设置有第二从动齿轮，并且第二主动齿轮和第二从动齿轮相啮合。可以理解的是，发电机7上从动齿轮的排布方式以实现能够和帆架筒4上的主动齿轮相互啮合即可。如此设置，可以使水帆9和风帆11驱动帆架筒4转动时能够带动发电机7转动，进而实现将水能和风能转化为电能。本领域技术人员可以理解的是，所述的主动齿轮均为大齿轮，其直径一般为5-30米，例如，为5米、10米、15米、20米、25米、30米等；从动齿轮为小齿轮，其直径一般为0.5-3米，例如0.5米、I米、1.5米、2米、2.5米等。由于将水能和风能转化为发电机7中电能的操作方式为本领域常规技术手段，本发明实施例在此并不对其作更具体的限定。
[0084]进一步地，本发明实施例提供的发电装置还包括多个发电机座，多个发电机座分别固定在水流机双托盘8的上托盘的上盘面上以及气流机双托盘10的下托盘的下盘面上；发电机7固定在发电机座上，以使发电机7上的从动齿轮与帆架筒4上的主动齿轮以预定间隙相互啮合。通过设置发电机座，并使发电机座在托盘上的安装位置、以及电机在电机座上的安装位置均是可调的，以实现从动齿轮与主动齿轮以预定间隙相互啮合，进而使主动齿轮和从动齿轮之间的形位公差和尺寸公差符合行业标准。
[0085]具体地，本发明实施例提供的装置还包括多个锥形滚柱，在帆架筒4的两端均设置有上法兰和下法兰，并且在上法兰和下法兰的内壁上均设置有一圈第一卡槽;在水流机双托盘8和气流机双托盘10中的上托盘和下托盘的盘面外周缘上设置有一圈第二卡槽，当帆架筒4套装在水流机双托盘8和气流机双托盘10上时，第一卡槽和第二卡槽配合形成与锥形滚柱相适配的锥形凹槽，并且锥形滚柱放置在锥形凹槽内部，同时由外至内锥形滚柱的直径逐渐变小。通过按如上方式设置锥形滚柱，可有效减少帆架筒4绕托盘转动时的阻力，从而将获得的风力和水力全部用于发电作业，同时还能减少帆架筒4和托盘的磨损，增加该帆架筒4与托盘的使用寿命。
[0086]具体地，本发明实施例提供的装置还包括发电机房和配电柜，其中，配电柜放置在发电机房内部，并且配电柜与多个发电机7电连接;发电机房呈两端开口(即上下端开口)的圆筒状结构，上端固定在气流机双托盘10中的下托盘上，下端固定在风流机双托盘中的上托盘上。通过设置配电柜，用于将所有发电机7产生的电能耦合在一起，使之转换成电网所需的标准交流电。
[0087]在本发明实施例中，流体向标2为本领域常见的水向标和风向标，其作用是根据水流或者气流方向，来带动调帆轨道板3转动，直至调帆轨道板3达到上述的与水向或者风向相一致的位置。作为一种一种实施方式，该流体向标2为大型流体向标，大型流体向标呈第一等腰锐角三角形结构，第一等腰锐角三角形结构只有一个15°-30°的锐角，同时第一等腰锐角三角形结构中锐角所相对的端部呈燕尾结构;从第一等腰锐角三角形结构中的锐角至锐角的对边所作垂线的长度为10-100米左右;第一等腰锐角三角形结构的厚度为2-30米。并且大型流体向标的中部设置有桥墩安装孔，桥墩穿过桥墩安装孔，以使大型流体向标可绕桥墩转动。该桥墩安装孔在大型流体向标2的中部设置，即在大型流体向标2的中心位置处。
[0088]作为另外一种实施方式，还可以使用小型流体向标，即当该流体向标2为小型流体向标时，小型流体向标呈第二等腰锐角三角形结构，第二等腰锐角三角形结构只有一个15° -30°的锐角，同时，第二等腰锐角三角形结构中锐角所相对的端部呈燕尾结构;从第二等腰锐角三角形结构中的锐角至锐角的对边所作垂线的长度为0.1-1米左右;等腰锐角三角形结构的厚度为0.02-0.3米。同时，该发电装置还包括与配电柜电连接的伺服电机，伺服电机的下端设置有第三主动齿轮，在调帆轨道板3的侧壁上设置有第三从动齿轮，并且第三主动齿轮和第三从动齿轮相啮合。该小型流体向标可以与该发电装置离体使用，只需紧挨着该发电装置以能准确获知风向或者水向即可。该小型流体向标与伺服电机协同使用，小型流体向标将流体信号传递给配电柜产生伺服电量(配电柜内设置有信号转换器，小型流体向标与配电柜之间电连接，流体信号输送到信号转换器内，并由其转换为伺服电量)，该伺服电量来驱动伺服电机转动，当转动时，伺服电机上的第三主动齿轮与调帆轨道板3侧壁上的第三从动齿轮啮合，进而带动调帆轨道板3转动至相应的流体流向位置(即相当于大型流体向标所指向的位置)。其中，在风力发电机构和水力发电机构中均设置有上述的伺服电机。
[0089]此外，基于风力发电机构的结构，当使用横轴13将该风力发电机构单独地应用在楼顶上时也同样能够达到良好的发电效果，基于此，图6给出了一种自调帆式楼顶横轴流体发电装置的结构示意图。同样地，当使用竖轴14将其应用在楼顶上时也同样能够达到良好的发电效果，基于此，图7给出了一种自调帆式楼顶竖轴流体发电装置的结构示意图。同样地，当使用竖轴14将其应用在混凝土蒙古包时，图8给出了一种自调帆式混凝土蒙古包流体发电装置的结构示意图。
[0090]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种自调帆式流体发电装置，其特征在于，所述装置包括风力发电机构和水力发电机构，所述风力发电机构和所述水力发电机构均包括滑轮、流体向标、调帆轨道板、帆架筒、支撑盘、拐臂和发电机，并且所述水力发电机构还包括水流机双托盘和水帆，所述风力发电机还包括气流机双托盘和风帆； 所述调帆轨道板上设置有内圈圆形轨道和外圈异形轨道;所述水流机双托盘和所述气流机双托盘均由上下间隔设置的上托盘和下托盘构成;所述水流机双托盘和所述气流机双托盘自下而上地套装在桥墩上，并且所述水流机双托盘均位于水面以下，所述气流机双托盘均位于所述水面以上； 多个所述滑轮分别套装于固定在所述水流机双托盘中的下托盘的下盘面周缘上的轴上和固定在所述气流机双托盘中的上托盘的上盘面周缘上的轴上，同时所述调帆轨道板的内圈圆形轨道可滑动地卡在多个所述滑轮的侧壁内； 在所述水流机双托盘和所述气流机双托盘上分别套装一个所述帆架筒，在每个所述帆架筒上分别固定套装至少两个所述支撑盘； 在所述水力发电机构中的至少两个所述支撑盘之间以及在所述风力发电机构中的至少两个所述支撑盘之间分别设置有多个所述水帆和多个所述风帆，通过所述拐臂的一端在所述调帆轨道板上的外圈异形轨道内的滑动来带动所述水帆和所述风帆在预定角度内转动； 所述流体向标可转动地套装在所述桥墩上，同时一个所述流体向标固定在所述水力发电机构中的所述调帆轨道板的下板面上，另一个所述流体向标固定在所述风力发电机构中的所述调帆轨道板的上板面上； 在所述水流机双托盘的上托盘的上盘面上以及在所述气流机双托盘的下托盘的下盘面上分别固定有多个所述发电机，通过所述帆架筒旋转带动所述发电机旋转以进行发电。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，套装在所述水流机双托盘中的下托盘的下盘面周缘上的轴上的多个滑轮以及套装在所述气流机双托盘中的上托盘的上盘面周缘上的轴上的多个滑轮均呈圆周分布； 并且每个滑轮的侧壁上均设置有用于容纳所述调帆轨道板的内圈圆形轨道的侧壁的凹槽； 在每个所述帆架筒上固定套装至少三个所述支撑盘； 相应地，在所述风力发电机构中相邻的两个所述支撑盘之间分别设置多个所述风帆，在所述水力发电机构中相邻的两个所述支撑盘之间分别设置多个所述水帆。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在至少三个所述支撑盘上对应设置多个同心的穿轴孔，并且每个所述支撑盘上的多个所述穿轴孔呈圆周排布； 所述装置还包括多个穿帆轴、多个滑块和多个滑块轴，并且每个所述穿帆轴分别顺次穿过至少三个所述支撑盘上同心的所述穿轴孔，并在所述穿轴孔内转动； 所述风帆和所述水帆的中部沿轴向均设置有套筒，并且所述套筒固定套装在所述穿帆轴上； 所述拐臂呈一字形，两端设置有轴孔，一端上的所述轴孔与所述穿帆轴的一端固定连接，另一端上的所述轴孔通过所述滑块轴与所述滑块可转动连接，同时所述滑块可滑动地位于所述调帆轨道板的外圈异形轨道内，以在所述水帆和所述风帆转动时带动所述滑块在所述外圈异形轨道内滑动。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述水力发电机构中，所述帆架筒的上端外壁上设置有第一主动齿轮，所述发电机的下端设置有第一从动齿轮，并且所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮相嗤合； 在所述风力发电机构中，所述帆架筒的下端外壁上设置有第二主动齿轮，所述发电机的上端设置有第二从动齿轮，并且所述第二主动齿轮和所述第二从动齿轮相啮合。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括多个发电机座，多个所述发电机座分别固定在所述水流机双托盘的上托盘的上盘面上以及所述气流机双托盘的下托盘的下盘面上； 所述发电机固定在所述发电机座上，以使所述发电机上的从动齿轮与所述帆架筒上的主动齿轮以预定间隙的相互啮合。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括多个锥形滚柱； 在所述帆架筒的两端均设置有上法兰和下法兰，并且在所述上法兰和所述下法兰的内壁上均设置有一圈第一卡槽； 在所述水流机双托盘和所述气流机双托盘中的上托盘和下托盘的盘面外周缘上设置有一圈第二卡槽， 当所述帆架筒套装在所述水流机双托盘和所述气流机双托盘上时，所述第一卡槽和所述第二卡槽配合形成与所述锥形滚柱相适配的锥形凹槽，并且所述锥形滚柱放置在所述锥形凹槽内部，同时由外至内所述锥形滚柱的直径逐渐变小。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括发电机房和配电柜； 所述配电柜放置在所述发电机房内部，并且所述配电柜与多个所述发电机电连接； 所述发电机房呈两端开口圆筒状结构，上端固定在所述气流机双托盘中的下托盘上，下端固定在所述风流机双托盘中的上托盘上。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流体向标为大型流体向标，所述大型流体向标呈第一等腰锐角三角形结构，所述第一等腰锐角三角形结构只有一个15°-30°的锐角，同时所述第一等腰锐角三角形结构中所述锐角所相对的端部呈燕尾结构； 从所述第一等腰锐角三角形结构中的所述锐角至所述锐角的对边所作垂线的长度为10-100米左右;所述第一等腰锐角三角形结构的厚度为2-10米； 所述大型流体向标的中部设置有桥墩安装孔，所述桥墩穿过所述桥墩安装孔，以使所述大型流体向标可绕所述桥墩转动。9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述流体向标为小型流体向标，所述小型流体向标呈第二等腰锐角三角形结构，所述第二等腰锐角三角形结构只有一个15°-30°的锐角，同时所述第二等腰锐角三角形结构中所述锐角所相对的端部呈燕尾结构； 从所述第二等腰锐角三角形结构中的所述锐角至所述锐角的对边所作垂线的长度为5-20米左右;所述等腰锐角三角形结构的厚度为2-5米； 所述装置还包括与所述配电柜电连接的伺服电机，所述伺服电机的下端设置有第三主动齿轮，在所述调帆轨道板的侧壁上设置有第三从动齿轮，并且所述第三主动齿轮和所述第三从动齿轮相啮合。10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述风力发电机构还包括横轴或者竖轴； 所述风力发电机构中的所述气流机双托盘自下而上地套装在所述横轴或者所述竖轴上，用于楼顶、草原混凝土蒙古包。
【文档编号】F03B13/00GK106014868SQ201610584142
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月22日
【发明人】金泰焕
【申请人】金泰焕