雙筒式流體動力渦輪的製作方法

2023-07-06 16:35:06 1

專利名稱：雙筒式流體動力渦輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及流體動力技術，具體是一種可以廣泛適用於風力發電動力系統、流體計量、水力動力的雙筒式流體動力渦輪。
背景技術：
目前，大型或小型風力發電機大多為發電機與葉片同軸式葉片發電機風力動力形式，類似於電風扇式的發電動力形式，以下簡稱為電風扇式。電風扇形式的風力動力葉片系統的體積表現為體積較大，對風向方向有要求。大型系統中對風向的方向上不但有一定的要求通過風向標的改變在同過電子控制調整扇面的迎風面。同時對其自身葉片的角度的可 轉變角度也有所要求，角度的變化以用來控制動力輪的轉速，在通過齒輪變數箱調整對發電機的轉速，導致設備造價昂貴。這種裝置用於廣闊的原野，山區，海濱等有能形成風場的地段，不能用在城市或家庭當做家用電器使用。尤其是大型風力發電機不能固定在城市建築物的頂上或牆壁上。另外，大型設備要求必須有國家電力部門的批准和允許為風電場地區才能使用安裝風場風力發電場。小型機大風的時候轉速高，噪音大，比較接近地面或物體有一定的危險性。就小型化的風機而言，由於其轉速較高而扭矩會相對降低，葉片變角度的齒輪電控功能會成本提高，不能實現市場的經濟價值。水輪機大部分的水輪機依然也以渦扇，類似於電風扇形式的方式為主，不適合和流量、流向多變的場合。發明目的本發明目的在於提供一種不受流體方向限制，廣泛適用於風力發電、潮汐發電，流體計量等方面利用不規則方向流體產生較均衡的定向動力，能夠提高效率同時能減少其自身能量消耗的雙筒式流體動力渦輪。

發明內容
雙筒式流體動力渦輪由外筒I、內筒2和中心軸6組成，外筒I和內筒2是同心圓套筒結構，外筒固定安裝，內筒裝在中心軸6上，外筒I裝有進、排通道導流葉片3，內筒2裝有動力葉片4，內筒的中心部分8為空心，內筒外圓與外筒內圓互不接觸。內筒外圓與外筒內圓間隙不大於I毫米。外筒上安裝有流量控制門7。外筒導流葉片為10片以上，導流葉片與中心軸徑向夾角a為20度到45度排列。外筒導流葉片形狀為S形反向相切弧形，內、外弧弧度18至25度。內筒動力葉片為10片以上，動力葉片與導流葉片之間夾角b互為90度排列。內筒動力葉片形狀為S形反向相切弧形，其外端部90度弧形，內端部為15-30度弧形。在內筒動力葉片間安裝有穩流葉片5。穩流葉片寬度是動力葉片寬度的1/3至1/4。外筒的為側裝有10片以上的流量控制門7。
本發明可以廣泛應用於提供一種不受流體方向限制，廣泛適用於風力發電、潮汐發電，流體計量等方面。利用不規則方向流體產生較均衡的定向運動動力，提高效率同時能減少其自身能量消耗的自抗阻力。利用流體的動力勢能產生動力以達到實現對能量或能源的有效利用。本發明還可以用於流體計量儀器上對不規則流體通過某部分裝置進行測量，轉動計數形式記錄流體的流量等。


圖I為本發明內、外截面筒圖；圖2為本發明剖面圖；圖3為本發明另一實施例截面圖； 圖4為本發明安裝實施例圖；圖5為本發明屋頂安裝實施例圖；圖6為本發明風筒工作效率百分比例說明圖。
具體實施例方式以下結合附圖詳細說明本發明，圖I是本發明內、外截面筒圖，圖2為本發明剖面圖。雙筒式流體動力渦輪由外筒I、內筒2和中心軸6組成，外筒I和內筒2是同心圓套筒結構，外筒固定安裝，內筒裝在中心軸6上，在外筒中轉動，外筒I裝有進、排通道導流葉片3，內筒2裝有動力葉片4，內筒的中心部分8為空心，內筒外圓與外筒內圓互不接觸。內筒外圓與外筒內圓間隙不大於I毫米。外筒上安裝有可調節角度的流量控制門7。流量控制門對如流體有效控制，可以實現無剎車片控制轉速。或停止轉動等操作。不需要用碟片剎車片制動，節約安裝材料和成本。外筒導流葉片為10片以上，導流葉片與中心軸徑向夾角a為20度到45度排列。外筒導流葉片的形狀或外形葉片的數量的增減直接對進氣道有流量的影響。例如外筒最佳葉片數量為16-20片，太多減少流體流量增加流動阻力，減少了對內筒的壓力，葉片太少；流體洩漏對內筒產生部分抵抗阻力。外筒導流葉片形狀為直線形或S形反向相切弧形，內、外弧弧度18至25度。內筒動力葉片為10片以上，動力葉片與導流葉片之間夾角b互為90度排列。外筒、內筒葉片的數量可相等或不等，如圖3為本發明另一實施例截面圖。內筒動力葉片形狀為直線形或S形反向相切弧形，其外端部90度弧形，內端部為15-30度弧形。在內筒動力葉片之間可以安裝穩流葉片5，穩流葉片寬度是動力葉片寬度的1/3至 1/4。導流葉片3、動力葉片4和穩流葉片5沿圓周徑向均布。以空氣動力為例，圖中外兩兩筒導流葉片組成進、排起通道，有風力增壓功能。進氣道外入口大內出口小，對流體產生向內的擠壓做用，提高密度和速度。進氣道側壁對空氣或流體的風力或流體的方向的改變提高空氣的自身密度和流速產生較大的正面壓力。從而產生較大流體動力推力。反之當其用作為排氣道時，內口小；外出口大利於排出的氣體的擴散和減壓。排氣順暢減小氣動阻力。風向流體從圖3右側向左側流動，在上半部分的風遇到外風筒之後由於外風筒葉片3的導流作用使得大量的空氣改變方向順進氣道進入氣室部分在從外筒的出口部分直接撞擊到內筒的動力葉片4(助力葉片5)上推動內筒逆時針旋轉運動，無論葉片內筒外筒是否對應或數量相等與否。沿著X軸線方向即中部或稱為正方向從右向左的空氣同樣進入其向對應的進氣道部分在葉片3的誘導下對內筒葉片4產生正向壓力實現運轉運動。在圖3的下半部分即內外筒的下半部分，空氣除部分靠近中部軸線的進入進氣道做功以外其他的在葉片3背面的誘導下向下方流動划過外筒不進入進氣道，葉片3對進氣道有遮擋的作用，於此同時被遮擋的部分在葉片3的作用下形成背風面的負渦流空氣倒流，其正好起到把相對應的內筒部分的多餘的空氣抽出的功效。另外由於進氣道外口大，內口下有利於空氣的吸出和迅速的散開。從外筒整體而言由於其正面受到空氣的流入的壓力，絕大部分進入進氣道其對內筒的直接推動作用，其他部分產生幫助排氣作用，在整體風力受外筒阻擋的作用下起被風面產生紊亂空氣排氣渦流和不規則空氣移動形式。在高氣流的時候其混亂被風面的空氣渦流將對渦輪內筒的排氣產生一定的影響導致排氣相對受阻從而減緩了內筒的超速旋轉，防止了渦輪的飛車。本發明圖6為本發明風筒工作效率百分比例說明圖，即當流體方自圖右向左流動時，風筒有55%的面積是做有用功，5-8%做輔助有用功。因此本發明可以利用不規則方向流體產生較均衡的定向運動動力，不受流體方向限制，利用流體的動力勢能產生動力以達到實現對能量或能源的有效利用。例如風力發電，在河流裡雙輪沉於水下由於河水的流動的方向性可以直接推動內輪轉動。在海濱，海流環境中由於潮汐的運動方向不規整水流方向不穩定，通過此種渦輪能得到任何方向的受力推動力，從而產生不停的旋轉動力。本發明可以作為風力發電的動力系統可以再任何場合使用，由於其適合小型風力發電，佔地小，噪音小，適合於城市使用，圖4圖5是本發明安裝在房屋的牆角、陽臺和屋頂實施例。本發明還可以用在船舶上，可減少船舶的燃料的消耗，節省燃料提高續航能力，這是大型的電風扇式樣的風電機所不能的。
本發明可以完全侵入水下或半水下使用，因此可以建立浮橋式水電站漂浮發電場，而減少了築壩的成本，甚至不會導致由於築壩導致魚類的生態問題不阻斷航運等。還可以利用與海洋的潮汐，海流得到相應的動力，不影響海洋生態。
權利要求
1.一種雙筒式流體動力渦輪由外筒(I)、內筒(2)和中心軸(6)組成，特點是外筒(I) 和內筒(2)是同心圓套筒結構，外筒固定安裝，內筒裝在中心軸(6)上，外筒(I)裝有進、排通道導流葉片(3)，內筒(2)裝有動力葉片(4)，內筒的中心部分(8)為空心，內筒外圓與外筒內圓互不接觸。
2.根據權利要求I的雙筒式流體動力渦輪，特點是所述的內筒外圓與外筒內圓間隙不大於I毫米。
3.根據權利要求I的雙筒式流體動力渦輪，特點是安裝有流量控制門(7)。
4.根據權利要求I的雙筒式流體動力渦輪，特點是所述的外筒導流葉片為10片以上， 沿圓周徑向均布，導流葉片與中心軸徑向夾角(a)為20度到45度排列。
5.根據權利要求I或4的雙筒式流體動力渦輪，特點是所述的外筒導流葉片形狀為S 形反向相切弧形，內、外弧弧度18至25度。
6.根據權利要求I的雙筒式流體動力渦輪，特點是所述的內筒動力葉片為10片以上， 沿圓周徑向均布，動力葉片與導流葉片之間夾角(b)互為90度排列。
7.根據權利要求I或6的雙筒式流體動力渦輪，特點是內筒動力葉片形狀為S形反向相切弧形，其外端部90度弧形，內端部為15-30度弧形。
8.根據權利要求I的雙筒式流體動力渦輪，特點是在內筒動力葉片間安裝有穩流葉片 (5)，沿圓周徑向均布。
9.根據權利要求I或8的雙筒式流體動力渦輪，特點是穩流葉片寬度是動力葉片寬度的 1/3 至 1/4。
10.根據權利要求I或3的雙筒式流體動力渦輪，特點是外筒的外側裝有10片以上的流量控制門(7)。
全文摘要
本發明涉及流體動力技術，是雙筒式流體動力渦輪，由外筒、內筒和中心軸組成，外筒和內筒是同心圓套筒結構，外筒固定安裝，內筒裝在中心軸上，外筒裝有進、排通道導流葉片，內筒裝有動力葉片，內筒的中心部分為空心，內筒外圓與外筒內圓互不接觸。本發明可以廣泛應用於無流體方向限制的風力發電、潮汐發電，流體計量等方面，可利用不規則方向流體產生較均衡的定向運動動力，提高效率同時能減少其自身能量消耗的自抗阻力。利用流體的動力勢能產生動力以達到實現對能量或能源的有效利用。
文檔編號F03D3/06GK102619678SQ20111003032
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月28日 優先權日2011年1月28日
發明者李政, 馬泉 申請人:馬泉