[发明专利]杠杆摆式发电系统

说明书

本发明涉及流体力学、机械原理及发电技术，具体指一种杠杆摆式发电系统，解决了流体能量收集、放大的问题，包括：流体旋转机、杠杆摆及棘轮单旋机，上述前两者组合后就能将流体水平流动的推力,变成杠杆摆摆动的推力和拉力，再与棘轮单旋机组合就变成了单向旋转力，就会带动动发电机发电。利用杠杆实现了能量的转换，就可以通过加大受力面积或加长力臂长度来获取更多的能量。流体具体指河流、风力及海浪。

一、技术领域

本发明主要应用流体力学、机械原理，涉及发电知识，具体指一种杠杆摆式发电系统。

二、背景技术

现有的风或水力发电机因斜面受力、造价高、工程量浩大等不利因素，尽管优越于火力发电在大力推广，但由于使用中的问题：如：效率低、改变了生态环境、风力过小(或过大)无法(或不能)启动等原因，在应用方面存在较多问题。

水的密度与空气密度的比值约为790:1，所以水的能量要比风的能量大的多，现风能的利用风声水起，而水能的利用却远滞后于风能的利用。

三、发明内容

本发明针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单、效率高、改变了收集和转换方式的、适用范围广的杠杆摆式发电系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：首先制作一个利用流体(本文的流体全部指的是风和水流下同)推动的流体旋转机，包括轴孔，所述轴孔是垂直等分交叉放置的三或四块同尺寸的小直板的交叉线上的通孔。所述直板之间用环形支撑板连接，所述支撑板、小直板及轴孔组成叶轮。将叶轮以轴孔为分界线、用护罩对一侧进行遮挡，就构成了流体旋转机，在流体里，叶轮就会单边受力，该机在流体推动下就会旋转。

根据以上方案，将叶轮的轴孔管向上延伸，在延伸出的轴孔管上，安装一个较大直板，所述较大直板的纵向中心线就是轴孔的中心线。这样，轴孔管就将流体旋转机与较大直板连接在了一起，流体旋转机旋转，直板也会旋转。

根据上述方案，在轴孔管中插入一直杆，直杆顶部为直板和流体旋转机，在距直杆的下端约1/4～1/5的位置，设置一个活动支点，则直杆即形成杠杆，在杠杆的底端安装一个拉簧，就组成杠杆摆系统。本系统在流体里，流体旋转机受流体作用会旋转，直板也会随之旋转，流体与直板之间的夹角会从0°到90°再到0°这样周而复始的变换，0°时流体没有施加给直板推力，转到90°时流体施加到直板上的推力最大，再转到0°时推力归零，即直板在0°附近时所受推力最小，在90°附近时为最大，随着直板不停的旋转，所施加给杠杆的推力就会从零到最大再到零。拉簧的作用是使杠杆复位，杠杆受直板推力位移时，即在0°到90°期间，杠杆受直板的推力逐渐增大产生位移，同时将拉簧拉开，直板转过90°以后，即从90°转向0°期间，直板给杠杆的推力逐渐减小，拉簧的拉力逐渐大于直板的推力，拉簧就会使杠杆复位。理想的拉簧拉力是直板最大推力的1/2较为合理，这样杠杆摆系统所输出的推力和拉力是相等的。在直板和拉簧的双重作用下杠杆就会来回的摆动，这个系统就是杠杆摆，这就是动力源，就可以向外输出动力。

拉簧在上述系统工作中所起的作用并不都是有益的，在杠杆受直板推力产生位移的过程中，首选要克服拉簧的阻力，所以拉簧此时所起的是阻力作用。为了减少这部分功效损失，采用两组杠杆摆系统同时工作的方式来解决复位问题，即不用拉簧复位，而是将两组杠杆摆的直板相差90°安装，工作时，前者(A)的杠杆位移时，刚好后者(B)的杠杆处于复位的位置，用绳索将两个杠杆的底部相连，前者(A)就会拉动后者(B)复位。两者(A和B)交替进行，也能保证移动的杠杆复位，从而使系统正常工作。这里也有个小的问题，就是推动杠杆移动的推力与拉动杠杆复位的拉力都是变化的，一个是从小到大，另一个就会是从大到小，这一变化过程中，总会在某一个点位两者之间的力是相等的，那么系统似乎停顿一下，因为系统是在不停的运行当中，受力情况是不断的变化的，上述情况瞬间出现，紧接着随着受力情况的变化就会消失。