葉輪增壓裝置的製作方法

2023-06-08 08:25:06 1

專利名稱：葉輪增壓裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種葉輪增壓裝置。
背景技術：
現有的風力、水力、太陽能、核電等發電站，幾乎都是通過各種外力來驅動葉輪轉動以實現發電的目的，而現有的葉輪發電效率並不高；通過電動機驅動葉輪轉動的電動設備能耗也很聞，尚有較大的改進空間。發明內容
本發明主要解決的技術問題是提供一種。
為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是:提供一種葉輪增壓裝置，包括同軸連接的電動機、葉輪和離心裝置，所述離心裝置的轉速快於葉輪。
其中，所述葉輪和離心裝置之間的距離可通過控制裝置來調整。
其中，所述葉輪與離心裝置為同軸不同心連接，所述離心裝置與轉軸連接處設有軸承和變速盒中的一種或多種。
其中，所述離心裝置為通過轉動而產生離心力的裝置，離心裝置可以是一種圓盤。
其中，在所述圓盤的迎風面或背風面中至少一面上設有線型的凸起或凹陷，所述圓盤的迎風面或背風面中至少有一面的剖面曲線呈中間高周緣低的弧形，且當兩面的剖面曲線皆為弧形時背風面的弧度大於迎風面的弧度，在所述圓盤的周緣上設有多個小葉片。
其中，所述圓盤的周緣設有一圈邊框，所述邊框上均布有多個任意幾何形狀的導出口。
其中，所述圓盤的迎風面和背風面可以都是平面或弧面，也可以一面為弧面另一面為平面。
其中，所述圓盤為直徑和厚度較小的葉輪，至少設有一個所述圓盤與葉輪同軸不同心想連接。
其中，所述電動機為一種電動機。
其中，所述電動機為一種發電機。
本發明的有益效果 是:與葉輪同軸設置的轉速更快的圓盤作為一種離心裝置可以使葉輪的迎風面或背風面與圓盤之間形成高速流體層，從而與葉輪的另一面之間產生壓力差，壓力差就是推動力，從而驅動葉輪更快轉動，使葉輪產生更大的風力；當本發明用於發電時，同理，圓盤與葉輪間形成的壓力差能夠更高速地驅動發電機運轉從而提高發電效率。


圖1是本發明實施例一的結構示意圖2是本發明實施例二的結構示意圖3是本發明實施例三的結構示意圖4是本發明實施例四中圓盤的結構示意圖5是本發明實施例五的結構示意圖6是本發明實施例五中一種葉片圓盤的示意圖7是本發明實施例五中另一種葉片圓盤的示意圖8是本發明實施例五另一種布置方式的結構示意圖9是本發明實施例六的結構示意圖10是圖9的俯視圖。
附圖標號說明:
葉輪I ;葉輪迎風面101 ;葉輪背風面102 ;進口 103 ;出口 104 ;殼體105 ；
圓盤2 ;葉片圓盤21 ;圓盤迎風面201 ;圓盤背風面202 ;軸承203 ;邊框204 ;導出口 205 ;小葉片206 ;葉片207 ；
高速流體層3 ;附加高速流體層301;
轉軸4 ;伸縮裝置401 ；
電動機5 ;發電機6 ;支撐架I ;弧形葉片8。
具體實施方式
為詳細說明本發明的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。
實施例一:
請參閱圖1，一種葉輪增壓裝置，包括葉輪1、圓盤2和電動機5，所述葉輪I固定在電動機5的轉軸4上，所述圓盤2同軸不同心地設於轉軸4上，所述圓盤2設於葉輪I的背風面一側，所述圓盤2的直徑和厚度均不大於葉輪1，所述電動機5可通過轉軸4帶動葉輪I和圓盤2 —起轉動。其中，圓盤2與轉軸4的連接處設有軸承203，在軸承203上設加速裝置，所述加速裝置為一種加速盒，該加速盒具有多種不同的結構，例如多個不同直徑和大小的齒輪組成的加速盒。由於圓盤2的直徑和厚度(高度)都不大，體積小，轉動時負載很小，通過設置軸承203和變速盒，都很容易使圓盤2比葉輪I獲得更高的轉速。
在本實施方式中，所述葉輪I具有葉輪迎風面101和葉輪背風面102，圓盤2的圓盤迎風面201設置在葉輪背風面 102的一側，當電動機5帶動葉輪I和圓盤2轉動時，由於葉輪I和圓盤2同軸不同心，又因為圓盤2直徑小，重量輕，負載小，所以圓盤2的轉速快於葉輪1，高速轉動的圓盤2帶動圓盤2與葉輪背風面102之間的流體，隨圓盤2 —圈又一圈地高速轉動，經過很長路徑後拋向四周，在圓盤2的中心及四周的一定區域內形成高速流體層3，與對應區域內從葉輪迎風面101的寬度方向經過的流體之間，因路徑不同、流速不同而產生很大壓力差促成了增壓效果，所以葉輪迎風面101上的流速低、高氣壓的流體必然流向葉輪背風面102與圓盤2之間的空間，形成的高速流體層3的高流速低氣壓轉移壓力差，而壓力差就是推動力，葉輪迎風面101和葉輪背風面102中心區域一定範圍內的高速流體層3之間，流體經過的路徑相差越大，流速就相差的越大，產生的壓力差就越大，所以產生的推動力就越大。葉輪迎風面101的流體是從葉輪I的寬度方向的很短的路徑通過，而在葉輪背風面102與圓盤2拋出的流體的流動範圍之間，流體隨圓盤2在高速轉動中經一圈又一圈地旋轉，通過很長的路徑，兩者之間的流體經過的路徑相差若干倍，甚至在圓盤2更快地轉動的情況下，流速會相差幾十倍甚至更多，於是高速流體層3在葉輪I中部的對應區域以及前後兩面之間就產生幾十倍的壓力差來產生更大推動力從而又帶動葉輪更快地轉動，達到提高效率和節能的目的。
在本實施方式中，圓盤迎風面201可以是平面而圓盤背風面202為弧面，或者圓盤迎風面201和圓盤背風面202都為弧面。其中，圓盤背風面202的弧面的弧度大於圓盤迎風面201的以便於圓盤2的兩面產生從前向後的壓力差。優選地，圓盤迎風面201和圓盤背風面202至少有一面設有多條線型的凸起或凹陷，所述的凸起或凹陷能起到帶動流體運動的效果。
本實施方式首先可以作為工業用途的風扇來吸、排氣，或者作為一種低能耗、高效率的推動力設備。其次，當葉輪I為一種螺旋槳並用於船舶時，通過圓盤2的高速轉動在葉輪背風面102與圓盤迎風面201之間形成高速流體層3，與葉輪迎風面101之間產生從前向後的很大壓力差推動力，從而隨螺旋槳向後排出的流體一起，共同向後產生更大的反作用推動力。最後，本實施方式加上支架和網隔可作為普通風扇來使用，通過壓力差帶動周圍更大範圍的空氣流動，從而產生舒適的、柔和的、適合人體皮膚感覺的空氣流動。
實施例二:
請參閱圖2，與實施例一不同的地方在於，所述圓盤2設於葉輪I的迎風面一側，SP圓盤背風面202與葉輪迎風面101之間產生高速流體層3，共同與葉輪背風面102之間因路徑不同、流速不同而產生從後向前的壓力差促成的增壓效果為第一次推動力，葉輪I向後排出流體產生反作用推動力為第二次推動力，第一第二次推動力共同形成更大推動力。
實施例三:
請參閱圖3，在實施例一的基礎上在葉輪I和圓盤2的外側設有殼體105，殼體105包括進口 103和出口 104，一個圓盤2設於四個葉輪I中最後一個葉輪的背風面一側，電動機5工作時，帶動四個葉輪I和圓盤2高速轉動，把流體從進口 103吸入，使最後一個葉輪的葉輪背風面102與圓盤迎風面201之間形成高速流體層3，共同對該級葉輪迎風面101之間產生壓力差促成了增壓效果產生了推動力，進而該圓盤2又與前面的個葉輪I之間因轉速不同而產生壓力差推動力，最終將高壓氣流從出口 104排出。
在本實施方式中，圓盤2還可設有多個，其位置位於每一個葉輪I的背風面一側，圓盤迎風面201與葉輪背風面102之間產生高速流體層3，共同與葉輪迎風面101之間產生壓力差，而逐級形成從前向後的高壓力向低壓力的壓力差轉移，從而形成壓力差，促成增壓效果，然後共同累加形成更大的壓力差從出口 104排出，產生更大的推動力。
本實施方式可作為電動機驅動的電動工具或設備，通過多個葉輪I和至少一個圓盤2之間產生的高速流體層，與葉輪I的另一面產生壓力差，從而加快風扇轉動，達到提高效率和節能的目的，或葉輪更快轉動，更好幫助從內部散熱。
實施例四:
實施例一中的圓盤還可以具有如下形狀，請參閱圖4，所述圓盤2的周緣設有一圈邊框204，所述邊框204上均布有多個任意幾何形狀的導出口 205，在圓盤迎風面201或圓盤背風面202上還 設有線型的凸起或凹陷。當轉軸4帶動葉輪I和圓盤2轉動時，由於圓盤2的直徑小，負載少，重量輕，同時在軸承203和加速裝置的作用下，使圓盤2比葉輪I具有更高的轉動速度，在葉輪背風面102和圓盤迎風面201之間形成高速流體層3，流體進入高速轉動的圓盤2內，產生很大的離心力，把流體從邊框204上均布的多個導出口 205高速噴出，在四周形成旋轉的、高速運動的、有一定厚度的圓形流體層，與高速流體層形成一體，為更大直徑的高速流體層3，與葉輪迎風面101之間形成更大的壓力差，產生更大的推動力。優選地，圓盤2中心可以向外凸起形成具有均勻弧面的圓盤，這樣可以延長流體經過的路徑。
實施例五:
請參閱圖5，包括葉輪I和發電機6，葉輪I固定在發電機6的轉軸4上，葉片圓盤21設於葉輪I的背風面一側，葉片圓盤21的四周邊緣設有小葉片206，在葉片圓盤21與轉軸4連接處設有軸承203和加速裝置。
當風力驅動葉輪I轉動時，葉片圓盤21四周邊緣的小葉片206帶動葉片圓盤21更快地轉動，同時，由於葉片圓盤21直徑小，重量輕，負載少，同時還有軸承203和加速裝置的加速作用，葉片圓盤21的轉速快於葉輪I的轉速，在葉輪背風面102和圓盤迎風面201之間形成高速流體層3，共同與葉輪迎風面101之間產生壓力差和推動力，使葉輪I更快地轉動，從而帶動轉軸4更快地轉動,使發電機6發出更多電能。
請參閱圖6和圖7，在本實施方式中，葉片圓盤21的迎風面和背風面上設有條型的凸起或凹陷或者在圓盤的迎風面上設有凸起的葉片207，凸起、凹陷或者凸起的葉片207能夠受風力驅動從而使葉片圓盤21獲得更高的轉速。
請參閱圖8，在本實施方式中，葉片圓盤21還可以設於葉輪I的迎風面一側，葉片圓盤21的直徑和厚度都比葉輪I直徑和厚度小，同時又在軸承203和變速裝置的作用下，葉片圓盤21的轉速比葉輪I的轉速更快，所以葉片圓盤21上下表面在離心力作用下，向四周拋出比葉輪I流速更快的流體層向四周運動，越向外，速度逐漸減慢到等同葉輪I流速的流體，與四周流體一起向後對葉輪迎風面101運動，並與其連成一整體，此時葉片圓盤21前後表面向四周拋出的流體共同形成附加高速流體層301，圓盤背風面202把內部的流體向四周拋出就形成高速流體層3 ，即相對負壓區。由於附加高速流體層301比葉輪I帶動的流體更快，兩股不同流速的流體相遇後容易形成氣旋，又因為葉片圓盤21帶動的附加高速流體層301快於葉輪轉動，並形成有一定厚度的，快速轉動的，流速更高的流體層，葉輪帶動的周圍較慢流體，就只能順著附加高速流體層301轉動一圈又一圈直到與葉輪迎風面101相交時，流體經過的路徑長，流速快與葉輪背風面102流體經過葉輪寬度方向很短路徑之間，因路徑不同，流速不同而產生很大壓力差促成了增壓效果，壓力差就是推動力，壓力差帶動葉輪周圍更大範圍內的流體更快流動，從而推動葉輪和轉軸更快轉動，壓力差越大轉速越快，發電量越大，從而使發電機6產生更多電能。優選地，葉片圓盤21與葉輪I之間設有伸縮裝置401，該伸縮裝置401可用於控制葉片圓盤21和葉輪I之間的距離，可根據風力大小及需要來產生附加高速流體層301，從而使葉輪產生不同的壓力差和推動力。
葉輪I直徑越大，用於驅動的外力就越大，現實中很難做到，如風力驅動的大葉輪，風力較小時，很難驅動，即使能驅動，但轉速很慢，發電量不高，所以風力發電受風大風小地區的影響很嚴重，這就是風力發電很難普及的原因。而本發明提出，通過在葉輪I上設置圓盤2或葉片圓盤21，使之與葉輪I 一面形成高速流體層，與另一面產生很大壓力，使葉輪前後面產生很大壓力差，來驅動其快速轉動，從而使發電量快速提高，而根本上區別於傳統發電機僅通過外力來驅動葉輪，所以如風力驅動的葉輪，只要有一定的不大的風速，通過壓力差這種新的推動力來源驅動葉輪更快轉動，從而使很多地方都可普及風力發電機，取之不竭的當下，就顯得非常重要。
本實施方式中的葉輪I可以是各種風力、水力、蒸汽、火力等發電機的葉輪形狀，通過在葉輪I的迎風面或背風面設置圓盤2，通過外力來驅動葉輪I與圓盤2產生壓力差，使葉輪I帶動轉軸4更快轉動，從而更多地產生發電量，葉輪I直徑越大，轉速越快，發電量越大。
進一步地，葉輪I可以是汽輪機的葉輪結構，設有一級或多級，至少一個圓盤2設置在葉輪I的迎風面或背風面上，蒸汽噴嘴的高速蒸汽噴向葉輪I的多個葉片，產生對葉片的衝擊力，推動葉輪I快速轉動，把蒸汽動能轉變為轉軸4旋轉的機械能，從而在圓盤2與葉輪I之間形成高速流體層，與葉輪I另一面產生壓力差，從而產生更大推動力。
本實施方式包括各種汽輪機驅動的葉輪，如核反應堆產生的水蒸汽來驅動葉輪I和圓盤2快速轉動，產生很大壓力差來產生更大發電量，這就使核電站以及使用葉輪I和圓盤2的反應堆的設備的發電量大大提高。同理，各種風力、水力、蒸汽、火力、核能等發電，都是通過外力來驅動葉輪旋轉帶動轉軸運動而產生發電。通過葉輪I與圓盤2之間產生出壓力差來更好的驅動葉輪I轉動，從而發出更多的電，為各種發電機找到另一種新的推動力來源一壓力差。
實施例六:
請參閱圖9和圖10，帶有葉輪增壓裝置的風力發電機，發電機6採用轉軸4向上的方式垂直布置，在發電機6上設有起支撐作用的支撐架7 ;葉輪I設於轉軸4的下部，圓盤2設於轉軸4的上部，圓盤2通過軸承203與轉軸4連接形成圓盤2與葉輪I同軸不同心，圓盤2的高度小於葉輪I的高度，且圓盤2和葉輪I上都設有多片弧形葉片8。
當風力驅動弧形葉片8使葉輪I和圓盤2轉動，由於葉輪I和圓盤2同軸不同心，同時圓盤2高度低、重量輕、體積小，轉動負載小，受同樣風力驅動，圓盤2的轉速比葉輪更快，於是圓盤2與葉輪I之間的間隙中形成高速流體層3，其流速比下部葉輪I更快，因為兩股不同流速的流體相遇，容易形成氣旋，又因為上部圓盤2的旋轉更快於下部葉輪，所以更快轉速的圓盤2與較慢轉速的葉輪I之間產生很大的壓力差促成了增壓效果，壓力差帶動周圍流體更快匯集於風力發電機周圍，使流體更快的從下向上流動，從而帶動葉輪I更快轉動，使發電機6產生更多電能。
在本實施方式中，圓盤2還可設在葉輪I的下部，在葉輪I與圓盤2之間的間隙形成高速流體層3，使葉輪I的流體向下`部加速運動。圓盤2還可以設在兩個葉輪I的中間，形成圓盤2上下部與葉輪I的間隙之間為上下二層高速流體層3，使葉輪I上下部流體加速向中間運動。還可以設有兩個或兩個以上直徑和高度不同的圓盤2分別設置在葉輪I的上部，其中上部圓盤直徑和高度小於下部圓盤，上下部圓盤之間的間隙為高速流體層3，下部圓盤與葉輪I之間的間隙也為高速流體層3，受同樣風力驅動，使上部圓盤更快轉動，而下部圓盤及更慢轉速的葉輪I形成低流速，高壓力向速度更快的上部圓盤低壓力轉移壓力差。總之，圓盤2和葉輪I之間的合理組合，都可以產生更大壓力差和推動力。
在本實施方式中，葉輪I還可以是水輪機葉輪，圓盤2和葉輪I具有同樣的結構，圓盤2與葉輪I之間間隙為高速流體層3，葉輪I和圓盤2之間因直徑不同，高度不同，重量不同，負載不同受同樣壓力的水力驅動，而使葉輪I和圓盤2之間產生不同轉速，葉輪I和圓盤2之間的間隙形成高速流體層3，而產生更大壓力差和更大推動力，使汽輪機的發電效率提高。
其中，本實施方式中的圓盤2還可以是其它形狀的能轉動更快的圓盤，例如可以是扇葉形的。
以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專 利保護範圍內。
權利要求
1.一種葉輪增壓裝置，其特徵在於:包括同軸連接的電動機、葉輪和離心裝置，所述離心裝置的轉速快於葉輪。
2.根據權利要求1所述的葉輪增壓裝置，其特徵在於:所述葉輪和離心裝置之間的距離可通過控制裝置來調整。
3.根據權利要求1所述的葉輪增壓裝置，其特徵在於:所述葉輪與離心裝置為同軸不同心連接，所述離心裝置與轉軸連接處設有軸承和變速盒中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的葉輪增壓裝置，其特徵在於:所述離心裝置為通過轉動而產生離心力的裝置，離心裝置可以是一種圓盤。
5.根據權利要求4所述的葉輪增壓裝置，其特徵在於:在所述圓盤的迎風面或背風面中至少一面上設有線型的凸起或凹陷，所述圓盤的迎風面或背風面中至少有一面的剖面曲線呈中間高周緣低的弧形，且當兩面的剖面曲線皆為弧形時背風面的弧度大於迎風面的弧度，在所述圓盤的周緣上設有多個小葉片。
6.根據權利要求4所述的葉輪增壓裝置，其特徵在於:所述圓盤的周緣設有一圈邊框，所述邊框上均布有多個任意幾何形狀的導出口。
7.根據權利 要求4所述的葉輪增壓裝置，其特徵在於:所述圓盤的迎風面和背風面可以都是平面或弧面，也可以一面為弧面另一面為平面。
8.根據權利要求4所述的葉輪增壓裝置，其特徵在於:所述圓盤為直徑和厚度較小的葉輪，至少設有一個所述圓盤與葉輪同軸不同心想連接。
9.根據權利要求1至8任意一項所述的葉輪增壓裝置，其特徵在於:所述電動機為一種電動機。
10.根據權利要求1至8任意一項所述的葉輪增壓裝置，其特徵在於:所述電動機為一種發電機。
全文摘要
本發明公開了一種可作為動力裝置或者發電裝置的葉輪增壓裝置，包括電動機、葉輪和圓盤，葉輪固定在電動機的轉軸上，圓盤比葉輪具有更高轉速地設於電動機的轉軸上，圓盤設於葉輪的迎風面或背風面的一側，圓盤的直徑和厚度均不大於葉輪，電動機可通過轉軸帶動葉輪和圓盤一起轉動，或者葉輪和圓盤在受外力產生轉動時通過轉軸帶動電動機轉動來發電。與葉輪同軸設置的轉速更快的圓盤可以使葉輪的迎風面或背風面與圓盤之間形成高速流體層，從而與葉輪的另一面之間產生壓力差，壓力差就是推動力，從而驅動葉輪更快轉動，使葉輪產生更大的風力；同理，當本發明用於發電時，圓盤與葉輪間形成的壓力差能夠高速驅動發電機運轉從而提高發電效率。
文檔編號F04D25/08GK103233783SQ20131011706
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月7日 優先權日2013年4月7日
發明者朱曉義 申請人:朱曉義