[发明专利]一种往复扑翼流体能量转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及水力与风力动力领域的一种往复扑翼流体能量转换装置。

背景技术

扑翼设备已成为流体能量与机械能量互换的一种推进器或发电装置，与其它同等大小的水力或风力设备相比，由于翼片的风力与水力作用面积大，能量转换的效率高，一直是社会研究的课题，至目前扑翼技术并不是非常成熟，市场商业化产品也很少。扑翼主要通过改变翼片的形状或角度来改变翼片上下或前后或左右摆动运动或旋转运动时的作用力，以实现水力与风力设备的能量的转换，现有的扑翼技术方案主要有五种，一种是围绕铰轴摆动式结构，摆动过程，翼片采取形变的方式产生上下不同的作用力，该方案效率低，成本高，目前仅应用在一些小型扑翼飞机上；第二种为旋转式扑翼，翼片在围绕中心轴转动过程中并围绕自身轴转动，通过改变受力面积产生不同的作用力，该方案已应用在立轴式风力发电设备与旋转扑翼式飞机上，该方案中立轴式风力发电设备体积大，重量重，不能适合于大型风力发电；第三种方案为本人以前提交的一种回转扑翼变径器方案，该方案的旋转变径的基本原理是采用翼链杆装置沿相对固定的轨道环绕转子装置转动，带动翼片的变径旋转运动；第四种方案为本人以前提交的一种旋转变径扑翼；以上四种方案中翼架围绕轴旋转或摆动，由于翼架是旋转的，水流或气流作用在翼片的作用力与旋转的角度变化较大，因此，能量转换的效率较低；现有第五种扑翼技术为往复扑翼技术，目前主要应用于扑翼飞机上，如申请号为200320101674.8的专利中，通过上下翼片的上下往复扑动产生的升力实现飞行，该方案由于上下翼片固定在导管上，整个方案的结构非常复杂，该方案中提出了翼片上具有单向气流窗的技术概念，但没有提供有关单向气流窗任何技术结构方案，无论该方案中的单向气流窗的结构如何，由于扑翼飞行器到目前在全球都属于相当前沿的科技，并且往复扑翼飞机的往复频率非常高，单向气流窗缺乏控制，可靠性也存在问题；在风力与水力发电领域中，目前还没有出现往复性式扑翼技术方案，虽然有的波浪发电中采用了浮具在波峰与波谷之间往复式波动技术，其能量转换的主要为浮具，浮具由浮力支撑在水面上，并通过软索等带动其它机械装置运动实现能量转换，浮具不是直接由软索支撑，浮具主要吸收波浪横波方向的能量，而波浪纵波方向的大部分的能量无法吸收。

本发明提供一种往复扑翼流体能量转换装置方案，将往复扑翼技术及变翼技术应用于流体发电领域，并改进现有往复式扑翼飞机技术方案上的不足。

发明内容

本发明目的之一是提供一种往复扑翼流体能量转换装置，其特征在于它包括机架、翼架、翼架联动装置，翼架装配在机架上，机架上包括有3个或3个以上转轮，翼架包括有柔性的翼片与传动带，传动带装配在所述转轮上，翼片上至少有三处分别装配在与所述3个或3个以上转轮相连的传动带上，翼架联动装置与传动带相连或翼架联动装置与转轮相连；其特征在于所述转轮为滑轮、所述翼架联动装置包括有卷扬机，所述传动带为软索，软索装配在所述滑轮上，软索装配在卷扬机上，翼片装配在滑轮之间的软索上或装配在滑轮与卷扬机之间的软索上；其特征在于所述机架包括有翼片摆动装置或翼片滑动装置，翼片摆动装置与翼片相连或翼片滑动装置与翼片相连，所述转轮为滑轮，所述翼架联动装置包括有卷扬机，所述传动带为软索，软索装配在所述滑轮上，软索装配在卷扬机上，翼片装配在滑轮之间的软索上或装配在滑轮与卷扬机之间的软索上；其特征在于所述转轮为6个或6个以上的传动轮，所述传动带为驱动带，驱动带装配在所述传动轮上，翼片装配在传动轮之间的驱动带上，所述翼架联动装置与所述1个或1个以上的传动轮相连。

本文中所述往复运动是指主要实现流体能量转换的翼片或翼架在机架间或机架上的往复性运动，并不是指翼架或机架上其一部件的运动形态，如机架上滑轮的滚动、翼架上履带在传动轮上的啮合式运动，具体的往复传动结构根据实际需要选择包括有如下方案中的一种或多种：

方案之一：包括由转轮组成，所述转轮包括滑轮或传动轮，所述的传动轮包括皮带轮或链轮或履带驱动轮；

方案之二：包括传动带，所述传动带包括由软索或驱动带组成，所述的驱动带包括皮带或链条或履带组成；

方案之三：包括由滑轨组成，如滑杆、滑索、滑道等；

方案之四：包括由滑套组成，如滑动轴承。

本发明方案中涉及的翼片采用柔性材料。

本文中所涉及的翼架联动装置根据实际需要选择包括有如下方案中的一种或多种：

方案之一：包括有齿形传动机构如齿轮或链轮；

方案之二：包括有丝杆；

方案之三：包括有弹簧；

方案之四：包括有连杆机构；