CN103814210B - 自调节箔片悬架装置 - Google Patents

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Abstract

一种自调节箔片悬架装置（36），其中，箔片（34）放置在通常为潮汐流的流体流（2）中，并且箔片（34）可以围绕旋转轴线（42）旋转，箔片（34）借助臂（40）连接到轨道（4），臂（40）可以围绕旋转轴线（42）旋转并围绕与旋转轴线（42）径向间隔开的悬架轴线（48）可旋转地连接到轨道（4），悬架轴线（48）平行于旋转轴线（42）。

Description

自调节箔片悬架装置
技术领域
本发明涉及一种自调节箔片（foil）悬架。更具体地说，本发明涉及一种自调节箔片悬架，其中，将箔片放置在通常为潮汐流的流体流中，并且箔片可以围绕旋转轴旋转。
背景技术
在本文中，术语“箔片”是指一个整体或组合体，其被构造为当从流动的水中获取能量时提供一种合适的流动模式。该术语还包括用于相同目的的翼板（sail）。
将箔片可旋转地安装在跨过滑轮延伸的、位于水流中的带上是公知的。GB文献2131490公开了一种用于从风和流水中提取能量的装置，其中，两个带以三角形的形状并行地延伸，并且在带之间设置有箔片，所述箔片被可旋转地设置为能够根据流体流动而调整自身。箔片的悬架较为简单，并且仅能够在有限的程度上将自身放置在根据不同的流动条件最有利的角度上。
发明内容
本发明的目的在于弥补或减少至少一个现有技术中的缺点或者至少提供一种有用的对现有技术的替代方案。
该目的通过下面的描述和随后的权利要求书中给出的特征来实现。
本发明提出一种自我调节箔片悬架，其中，将箔片放置在通常为潮汐流的流体流中，并且箔片可以围绕旋转轴旋转，这种箔片悬架的特征在于，箔片借助臂连接到轨道，该臂可以围绕旋转轴旋转并围绕与该旋转轴径向间隔开的悬架的轴可旋转地连接到轨道上。
因此，箔片相对于轨道具有双重铰接，并因此能够更自由地将自身调整到相对于水流最合适的位置上。本发明还可以通过改变流动方向而简单地翻转箔片。例如通过使箔片进入轨道方向已经改变的轨道的一部分或者通过改变水流的方向，可以实现这种相对于箔片改变流动方向。
旋转轴可以位于箔片提升中心（centreoflift）和在应用位置上的箔片前部之间。相比于箔片的提升中心，旋转轴可以更靠近箔片前部。
旋转轴线的相对于箔片轮廓的位置必须被调整为适应当时的条件，但是靠近箔片前部的位置通常是合适的起始点。
臂可以被加载成其旋转到相对于箔片的起始位置。该起始位置通常可以从箔片前部向后伸出。
这种加载可以借助例如采取弹簧或弹性带形式的弹性元件提供。在较大的装置中，也可以相应地使用气体弹簧或液压弹簧。在某些情况下，基于重力的系统（例如作用在跨过滑轮延伸的绳子上的重量）也是合适的。
臂可以抵靠可释放锁定装置旋转。例如，锁定装置可以被设置为当臂相对于箔片前部向前伸出时阻止臂围绕旋转轴线旋转。该锁定装置可以被设置为因超过预定值的力而被释放。
轨道可以至少由一个带或导向件构成。臂可以可旋转地直接连接到采取例如绳、带或链等形式的轨道上。在较大的装置中，导向件是有利的，臂可以通过导向块或导向车可旋转地连接到导向件。一些已知形式的带或链通常用来接收来自箔片的移动力，并使数个箔片保持所要求的间距。
轨道可以沿其长度在至少一个位置上设有转换体。转换体可以由例如滑轮或横木（rail）构成，箔片或连接到箔片的组件将碰击转换体。
转换体可以被典型地设置在轨道方向已经改变的位置上。对不同类型的转换体的操作将在实施例的描述部分中进行更详细的说明。
试验证明：如果第二列箔片设被置在沿流动方向来看的第一列箔片的后面，则第一列中的箔片可以适于获取一部分可用能量，而第二列中的箔片可以获取另一部分可用能量。如果流体流在箔片相对于流动方向的大多数合适的冲角上都超过最大设计速率，这将是特别有利的。箔片可以旋转到较小的冲角，并使水中的更多能量通过第二列箔片。
尤其是通过以大多数合适的冲角接近或超过箔片在水中的允许速度的流速，根据本发明的装置能够在箔片的自调节中实现实质性的改善。
附图说明
下面将对附图中示出的优选实施例进行说明，在附图中：
图1示出了根据本发明的能量装置的示意性俯视图；
图2示出了根据本发明的箔片组件的侧视图；
图3示出了如图2所示箔片组件的俯视图；
图4示出了与图3一样的视图，但是其处于箔片已经相对于水流调整自身之后的状态；
图5示出了与图4一样的视图，但是其处于在箔片相对于水流进一步调整自身之后的状态；
图6示出了适应于如图1所示的装置的箔片组件的侧视图；和
图7示出了如图6所示的箔片组件的俯视图。
具体实施方式
在图中，附图标记1表示用于从在图中以箭头示出的流体流2中提取能量的能量装置。能量装置1包括轨道4，这里所述轨道采取围绕第一偏转滑轮6、第二偏转滑轮8和第三偏转滑轮10延伸的绳索的形式。在该优选的实施方式中，所述轨道呈三角形。轨道4的第一伸展段12在第三偏转滑轮10和第一偏转滑轮6之间延伸。第二伸展段14在第一偏转滑轮和第二偏转滑轮8之间延伸。第一伸展段12和第二伸展段14相对于流体流2成角度地放置。
在第二偏转滑轮8和第三偏转滑轮10之间延伸的第三伸展段16总体平行于流体流2的流动方向。能量装置1对称地构成为能够从潮汐流中提取能量。
在此采取转换滑轮形式的转换体18设置在第一偏转滑轮6上。第一致动体20设置在第二偏转滑轮8上，而第二致动体22设置在第三偏转滑轮10上。致动体20、22相对于它们各自的偏转滑轮8、10轴向间隔设置。
固定的第一支承体24设置在轨道4的第3伸展段16和第二偏转滑轮8处。相应地，固定的第二支承体26设置在第三偏转滑轮10处。支承体24和26在此由支承滑轮构成。
与第一支承体24相对地设有第一非致动体28。相应地，在第二支承体26处设有第二非致动体30。非致动体28、30在此由非致动滑轮构成。轨道4分别在第一支承体24和第一非致动体28以及第二支承体26和第二非致动体30之间延伸。
图2示出了箔片组件32，该箔片组件包括在应用位置中位于其上部和下部的箔片34和自调节箔片悬架36。类似于“上”和“下”这样的术语是指所示出的示例性实施例，但是，箔片组件32当然也可用在其他位置中。
按照已知的原理，将箔片34构造为可以利用流水的能量。在所示出的实施方式中，箔片34应用于潮汐流2中，而箔片34是对称地构成。箔片34具有提升中心38，该中心被定义为沿箔片34在流动方向上得到有效提升力的点。
箔片悬架36包括臂40，该臂可围绕旋转轴线42旋转。与旋转轴线42同中心的轴44延伸穿过箔片34和在应用位置上位于箔片的前部46上的臂40。
臂40也可以围绕悬架轴线48旋转，该悬架轴线与旋转轴线42径向间隔开并且平行于旋转轴线42。
悬架轴50附接到臂40并在悬架套筒52中是可旋转的。悬架套筒52连接到轨道4。轨道4未在图2中示出。
采取弹簧包形式的弹性元件54安装在悬架轴50和箔片34之间。在所示出的实施例中，弹性元件54包括第一弹簧56，其在箔片34旋转到其致动位置时伸展开，如图4和图5所示。第二弹簧58仅在箔片34处于其相对于流体流2最合适的位置时进入对接（abutment），并只在超过预定的流速时伸展开。如图3和图7所示，臂40的该位置构成臂40的起始位置。
图6和图7示出了箔片组件32，其适用于图1的能量装置，并且箔片悬架36包括可围绕轴44旋转的导向套筒60。此外，连接到轨道4的悬架轴50可旋转地支承在位于臂40上的轴承壳体62中。
弹性元件54没有在图6和图7中示出，但是在这里，在箔片34中，轴44固定地连接到臂40上。
现在参照图2至图5首先相对于箔片组件对本发明的操作进行说明。
当对着箔片34的流体流2增加时，薄片34围绕旋转轴线42朝着相对于流体流2合适的位置转动，此时弹性元件54中的第一弹簧56被拉伸，见图4和图5。弹簧56和58仅在图3中示出。悬架轴线48相对于提升中心38的位置对于使箔片34自身在不同流体流速下处于有利的位置上会产生影响。
在如图5所示的位置上，弹性元件54的第二弹簧58已经进入其对接，箔片34仅在流体流2的速度超过预定值时将进一步相对于流体流2旋转，由此使得第二弹簧58被拉伸。
箔片组件32的对称设计对于使箔片通过流体流在两个方向上正确地调节自身会产生影响。
现在参照图1、图6和图7对能源装置1的操作进行说明。
在沿轨道4的第一伸展段12移动的箔片组件32中，箔片34已经将自身调整到相对于流体流2有利的位置中。来自流体流2并作用于箔片34上的力传递到轨道4，并进一步通过第一偏转滑轮6传递到未示出的发电机。
当箔片组件32到达第一偏转滑轮6时，箔片34碰击转换体18。通过使轨道4连续移动，悬架轴线48随着轨道4一起被拉动，从而使臂40翻转到箔片34的相对侧，并因此在箔片组件32沿着轨道4的第二伸展段14移动时准备好相对于流体流2调节自身。
当箔片组件32已经通过第二偏转滑轮8时，导向套筒60碰击第一非致动体28。第一支承体24可以防止导向套筒60相对于轨道4侧向移动。由此使得箔片34不能通过，直至通过因轨道4而旋转到从前部46向前伸出的位置的臂40来使箔片34沿轨道4重回正轨。在该位置上，臂40借助未示出的可释放锁定装置而相对于箔片34被锁定。
因此，箔片组件32沿轨道4的第3伸展段16移动，而不能相对于流体流2调节自身。
当箔组件到达第三偏转滑轮10时，导向套筒60碰击第二致动体22，该致动体使可释放锁定装置（未示出）移出其锁定位置。由此，当箔片组件32再次移动到轨道4的第一伸展段12中时，箔片34将在流体流2中自由地排成一列。
来自两个潮汐方向的流体流2，能量装置1能够同样良好地发挥作用。

Claims (12)

1.一种自调节箔片悬架装置(36)，其中，箔片(34)被放置在流体流(2)中，并且所述箔片(34)能够围绕所述箔片(34)的前部(46)处的旋转轴线(42)旋转，其特征在于，所述箔片(34)借助臂(40)被连接到轨道(4)，所述臂(40)能够围绕所述旋转轴线(42)旋转并围绕悬架轴线(48)可旋转地连接到所述轨道(4)，所述悬架轴线与所述旋转轴线(42)径向间隔开，所述悬架轴线(48)平行于所述旋转轴线(42)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流体流(2)是潮汐流。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述箔片(34)处于其使用位置时，所述旋转轴线(42)位于所述箔片(34)的提升中心(38)和所述箔片(34)的前部(46)之间。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，相比于所述箔片(34)的提升中心(38)，所述旋转轴线(42)更靠近所述箔片(34)的前部(46)。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述臂(40)被加载成朝着起始位置旋转，在所述起始位置处所述臂(40)与所述箔片(34)从所述旋转轴线(42)沿相同方向延伸。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述加载借助弹性元件(54)提供。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述臂(40)能够旋转，直至其与可释放的锁定装置接合。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轨道(4)由至少一个带构成。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轨道(4)由至少一个导向件构成。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轨道(4)在沿其长度的至少一个位置处设有转换体(18)。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述转换体(18)由滑轮构成。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述转换体(18)由横木构成。
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