阅读说明：本技术 流体能量提取装置 (Fluid energy extraction device ) 是由 张维中 于 2020-05-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及流体能量提取装置,包括基础件、舵板、横架、第一板、第二板以及叶轮；舵板设置在基础件两侧；第一板、第二板设置在舵板之间,构成喇叭状结构；第二板枢转连接在基础件上,第一板枢转连接在横架上；叶轮包括横轴及叶片,叶片包括第一面和第二面；叶轮横向设置在两舵板之间,且其两端分别伸出对应舵板之外；叶轮部分位于喇叭状结构的小口一侧内,且位于其中的叶片朝向喇叭状结构大口侧的面均为第一面；本装置采用两个跷跷板的结构,既可以使流体的流速增加,聚拢其能量,提高了能量提取的效率；同时在流体流速较大的情况下,两个跷跷板结构会发生枢转运动,减小高流速流体对整个结构的冲击,提高了装置的使用寿命和安全性。(The invention relates to a fluid energy extraction device, which comprises a basic piece, a rudder plate, a cross frame, a first plate, a second plate and an impeller, wherein the rudder plate is arranged on the base piece; the rudder plates are arranged on two sides of the base piece; the first plate and the second plate are arranged between the rudder plates to form a horn-shaped structure; the second plate is pivotally connected to the base member, and the first plate is pivotally connected to the cross frame; the impeller comprises a transverse shaft and blades, and the blades comprise a first surface and a second surface; the impeller is transversely arranged between the two rudder plates, and two ends of the impeller respectively extend out of the corresponding rudder plates; the impeller part is positioned in one side of the small opening of the horn-shaped structure, and the surfaces of the blades positioned in the impeller part, which face the side of the large opening of the horn-shaped structure, are first surfaces; the device adopts a structure of two seesaws, so that the flow velocity of fluid can be increased, the energy of the fluid can be gathered, and the efficiency of energy extraction is improved; meanwhile, under the condition that the flow rate of the fluid is high, the two seesaw structures can perform pivoting movement, so that the impact of the high-flow-rate fluid on the whole structure is reduced, and the service life and the safety of the device are improved.)

流体能量提取装置

技术领域

本发明涉及能量提取领域，尤其涉及流体能量提取装置。

背景技术

目前有众多通过叶轮的转动来提取流体，如风力、流水、潮汐等的能量而用于发电、驱动装置运行或者转化为其他形式的能量进行利用和储存的设计。但是这些设计普遍存在能量提取效率不够的问题，导致在流体流速较低的情况下，驱动叶轮艰难，从而能够提取的能量较少；为了提高能量的提取量，目前常规的方式是将叶轮的尺寸做大，但是这不仅增加了制作成本，也给运输安装增加了麻烦。目前有设置喇叭口以聚集流体的设计，但是安全性和稳定性还不够；如果遇到流体流速过大的情况可能会将装置破坏。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种能量提取效率高，安全性好的流体能量提取装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：提供了流体能量提取装置，其特征在于：包括基础件、若干舵板、横架、第一板、第二板以及若干叶轮；所述舵板分别设置在基础件两侧且同时向基础件的上方或者下方延伸；所述第一板、第二板上下设置在舵板之间，且构成喇叭状结构；所述横架至少有部分设置在两舵板之间；所述第二板枢转连接在基础件上，所述第一板枢转连接在横架上；所述第一板或者第二板或者两者分别通过支架与对应叶轮相连接；每个所述叶轮为柱式，包括横轴以及若干叶片，所述叶片包括第一面和第二面；所述叶轮横向设置在两舵板之间，且其两端分别伸出对应舵板之外；所述叶轮部分位于喇叭状结构的小口一侧内，且位于其中的叶片朝向喇叭状结构大口侧的面均为第一面或均为第二面；所述第一板、第二板、第一板及遮挡件的组合、第二板及遮挡件的组合之一从靠近喇叭状结构大口一侧将所述叶轮未位于喇叭状结构中的部分阻挡。

作为一种优选方案，所述横轴为空心结构；所述叶片为横截面呈弧形的长板结构；所述叶片长度方向与横轴轴向平行，且其长边固接在横轴的侧面；所述叶片的第一面为凹弧面，第二面为凸弧面；所述位于喇叭状结构中的叶片朝向喇叭状结构大口侧的面均为第一面。

作为一种更优选方案，叶轮还设置若干加强件，每个加强件与两相邻叶片以及其间的横轴分别连接；叶轮两端还设置封端件，其从侧面与所有叶片连接，且使叶片均不露在其外侧。

作为一种优选方案，所述阻挡件为弧形挡板，设置在第一板或者第二板位于喇叭状结构外侧的表面上。

作为一种优选方案，还包括与固定结构相连接的连接部件；所述连接部件和基础件可转动的连接。

作为一种更优选方案，所述连接部件为立杆，从下而上插入基础件中并与其可转动地连接；舵板设置两块，垂直设置在所述基础件两侧，且均向基础件上方延伸；横架为纵长形结构，其两端分别设置在两侧舵板的上部。

作为一种更优选方案，第一板、第二板的前端均设置配重盒。

作为一种更优选方案，所述舵板设置具有缺口以供叶轮两端穿出。

作为一种更优选方案，叶轮仅设置一个，且与第一板相连接。

作为一种优选方案，所述叶轮的横轴上还设置带轮可传动地与能量储存转换装置相连接；所述能量储存转换装置设置在对应叶轮连接的第一板或者第二板上。

本发明的有益技术效果主要在于：提供了一种能量提取效率高，安全性好的流体能量提取装置。

（1）本发明可用于将风能、水流能、潮汐能等进行提取并转化为电能、驱动能或者其他形式的能量；本发明采用两个跷跷板的结构，既可以使流体的流速增加，聚拢其能量；从而即便在较低的流速下，流体也能较好的驱动叶轮，提高了能量提取的效率；同时在流体流速较大的情况下，两个跷跷板结构会发生枢转运动，使喇叭状结构的大口变小，小口变大，从而减小了高流速流体对整个结构的冲击，提高了装置的安全性和使用寿命。

（2）本发明通过叶轮位置的设置，保证了流体仅冲击对驱动叶轮起推动作用的面，而对于起到阻碍作用的面均被阻挡，从而减少了阻力，提高了流体对叶轮的驱动效率。

（3）本发明的叶轮两端分别从对应舵板的缺口伸出其外的设计减小了常规设计中被异物（如水中的水草，被风卷起的漂浮物等）缠绕的间隙，增加了叶轮被缠绕的难度，从而提高了叶轮的使用寿命，减少其保养的难度；同时叶轮两端设置封端件也可以减少缠绕的可能性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明优选实施例的结构示意图。

图2是本发明优选实施例的俯视示意图。

图3是本发明的叶轮的结构示意图。

图4是图3中A-A处的剖面示意图。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。需要说明的是，下面描述中使用的词语“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1-4所示，一种流体能量提取装置，包括基础件1、舵板2、横架3、第一板4、第二板5、叶轮6、连接部件7。

基础件1为板状结构，呈水平设置；舵板2平行设置两块，两者分别垂直设置在基础件1的两侧且均向基础件1的上方延伸；横架3为纵长形结构，其两端分别设置在对应舵板2的上部，使横架3中间部分位于两舵板2之间的上方；优选的，横架3与两舵板2均垂直设置。

第一板4、第二板5设置在两舵板2之间，两者上下设置且构成喇叭状结构；第二板5通过枢转基座12枢转连接在基础件1的上表面，两者构成跷跷板的结构；第一板4通过枢转基座12枢转连接在横架3的下表面，两者同样构成跷跷板的结构；优选的，枢转基座12均设置限位块121，保证第一板4、第二板5即便在流体的流速和强度突然变得很大的极端情况下，不会由于摆动而碰撞在一起，造成装置的损坏。

叶轮6为圆柱式，包括横轴61以及若干叶片62；横轴61为空心结构，从而可以减轻整体重量；每个叶片62均为横截面呈弧形的长板结构；叶片62的长度方向与横轴61轴向平行，且其长边固接在横轴61的侧面；若干叶片62沿横轴61的周向均匀排列；叶片62均包括第一面621和第二面622，其中第一面621为凹弧面，第二面622为凸弧面。同时，叶轮6两端还设置封端件65，其呈碗形结构；其碗形结构的碗沿部分从侧面与所有叶片62的尖端相连接，从而将所有叶片62从侧面罩住，叶片62均不露在其外侧；横轴61的两端分别从对应侧的封端件65碗形结构的碗底部分穿出。另外作为优选的，叶轮6上设置若干加强件63；每个加强件63均为片状结构，且垂直于横轴61，相邻两叶片62以及其间的横轴61均与对应的加强件63相连接；该设置可以保证叶轮6的强度，避免在旋转时叶片62发生弯曲。

叶轮6横向地设置在两舵板2之间，且叶轮6两端分别从对应舵板2的缺口伸出其外；具体的，叶轮6横向设置在第一板4后侧（以喇叭状结构大口侧为前，喇叭状结构小口侧为后，下同），第一板4两侧面分别设置一支架8；每个支架8一端固接在第一板4侧面，其另一端通过常规结构可转动的连接在横轴61端部。叶轮6两端分别从对应舵板2的缺口伸出其外的设计可以减小常规设计中叶轮6的横轴61被异物（如水中的水草，被风卷起的漂浮物等）缠绕的间隙，增加了叶轮6被缠绕的难度，从而减小了叶轮6被异物缠绕的可能性，提高叶轮6的使用寿命，减少其保养得难度。

叶轮6部分位于喇叭状结构的小口一侧内，且位于其中的叶片62朝向喇叭状结构大口侧的面均为第一面621；同时，第一板4的上表面设置阻挡件9，阻挡件9为向前突出的弧形板；通过第一板4与阻挡件9的相互配合，从前侧（即靠近喇叭状结构大口一侧）将叶轮6未位于喇叭状结构中的部分阻挡。

连接部件7为立杆，其底端设置在常规的固定结构（如水平地面、基座、工作台等）上，其顶端从下而上插入基础件1中，并与其通过常规结构可转动地连接；为了转动顺畅，连接部件7与基础件1之间设置轴承。

工作时，由于两侧舵板2的设置，流体冲击其外侧面，从而使基础件1及其上部结构以连接部件7为转轴在水平面上转动，使喇叭状结构的大口迎面对准流体；流体从大口进入喇叭状结构，在其小口侧驱动叶轮6转动；由于从大口到小口，使流体的流速增加，其能量聚拢，因此即便在较低的流速下，也能较好的驱动叶轮6，提高了流体驱动叶轮6的效率。而第一板4和第二板5枢转连接的设置，在流体流速较大的情况下，第一板4和第二板5会发生枢转运动，使喇叭状结构的大口变小，小口变大，从而减小了高流速流体对整个结构的冲击。另外，叶轮6的位置设置，可以保证流体仅冲击位于第一板4下方的、对驱动叶轮6起推动作用的第一面621，使叶轮6逆时针转动（以附图1的方向）；而对于叶轮6驱动会起到阻碍作用的、转到上方迎向流体的第二面622被第一板4与阻挡件9阻挡，从而减少了阻力，提高了流体对叶轮6的驱动效率；第一面621设置为凹弧面，能进一步提高驱动的效率。

同时，叶轮6的横轴61上还设置带轮64，其通过皮带等常规结构可传动地与设置在第一板4上方，阻挡件9后侧的能量储存转换装置10（如发电机）相连接，将叶轮6转动产生的能量传递过去形成电能、动能或其他能量被利用或者存储。

另外，作为优选设置，第一板4、第二板5的枢转连接点均更靠近其前端，且两者的前端均设置配重盒11，可以通过增减配重盒的重量来调节枢转点两侧的配重，从而应对各种流速的流体；同时通过增加第一板4的配重盒11的配重可以使其后端翘起，从而在水中使用时将能量储存转换装置10抬出水面，便于保养。

需要指出的是，叶轮6也可设置在第二板5上或者采用两个或多个叶轮6同时设置在第一板4和第二板5上；同时本装置也可采用吊接的方式，即连接部件7位于最上方，其从上而下连接基础件1；舵板2、横架3、第一板4、第二板5、叶轮6等位于基础件1下方。

另外，还可将多个本装置通过诸如连接架等组合在一起使用，从而扩大应用的规模化。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。