軌道控制變槳高效流體動力機的製作方法

2023-05-13 15:19:57

本發明涉及一種流體動力裝置，特別涉及一種軌道控制變槳高效流體動力機。

背景技術：

現有流體動力裝置，如風力動力機、水力動力機，都普遍存在低風速或者低壓差或低速度水流不能工作、能量轉化效率低的問題。

技術實現要素：

本發明目的在於克服困難現有技術的上述缺陷，提供一種動力流體流速低時也能正常工作，能量轉化效率高的軌道控制變槳高效流體動力機。

為實現上述目的，本發明軌道控制變槳高效流體動力機包括一根主立軸，所述主立軸上端和中部分別向外固裝周向均勻分布的、上下對應的兩對或者兩對以上的多對上下橫臂，每對上下橫臂的外端之間共同周向鉸接一根副豎軸，所述副豎軸固裝能夠自由通過主立軸與上下橫臂之間的風葉；

所述主立軸下部鉸接基座，所述基座上面固裝一個環繞所述主立軸的環形軌道；所述副豎軸向下橫臂下面伸出有副豎軸端，所述副豎軸端通過連杆傳動機構鉸接軌道輪座，所述軌道輪座下面通過豎軸鉸接與所述環形軌道外周軌道面配合的外橫軌道輪和與所述環形軌道內周軌道面配合的內橫軌道輪；

所述主立軸或者橫臂配有能夠使環形軌道的特定部位始終迎風的定向機構；所述環形軌道形狀及與副豎軸的位置關係滿足：所述上下橫臂順時針或者逆時針旋轉中，風向與風葉斜交時始終能夠推動風葉同向旋轉。具有動力流體流速低時也能正常工作，能量轉化效率高，動力性能強的優點。

作為優化，所述副豎軸向下橫臂下面伸出有固裝外旋臂的副豎軸端，下橫臂中部下面通過豎軸鉸接與所述外旋臂平行的內旋臂，外旋臂和內旋臂外端下面各自通過豎軸共同鉸接向內伸出、並且與下橫臂平行的內向橫連杆，內向橫連杆內端下面通過豎軸鉸接軌道輪座。

作為優化，所述上下橫臂逆時針旋轉，並且上下橫臂迎風角位為0度角位、上下橫臂順風角位為180度角位：

所述上下橫臂位於225角位點時，風葉向外伸出，並且與上下橫臂在同一平面內為起 點，上下橫臂逆時針旋轉360度時，風葉也隨之順時針旋轉360度；

或者所述上下橫臂位於90角位點時，風葉順風指向為起點，上下橫臂逆時針旋轉360度時，風葉也隨之順時針旋轉360度；

或者所述上下橫臂位於270角位點時，風葉順風指向為起點，上下橫臂逆時針旋轉360度時，風葉也隨之順時針旋轉360度；

或者上下橫臂位於315角位點時，風葉向內伸出，並且與上下橫臂在同一平面內為起點，上下橫臂逆時針旋轉360度時，風葉也隨之順時針旋轉360度。

作為優化，所述上下橫臂逆時針旋轉，並且上下橫臂迎風角位為0度角位、上下橫臂順風角位為180度角位時，所述環形軌道的45度角位至135度角位段和270度角位點位於以所述主立軸心為圓心的同一圓周上；所述環形軌道的135度角位至270度角位段為與所述主立軸軸心距離大於所述圓周半徑的外凸弧段，所述環形軌道的270度角位至45度逆時針角位段為與所述主立軸軸心距離小於所述圓周半徑的內縮弧段。

作為優化，所述環形軌道的315度角位點和225度角位點分別為內縮弧段的最小半徑點和外凸弧段的最大半徑點。

作為優化，所述環形軌道的0度角位半徑為45度角位半徑與315度角位半徑合的一半，所述環形軌道的180度角位半徑為135度角位半徑與225度角位半徑合的一半。

作為優化，鉸接軌道輪座的豎軸與鉸接內旋臂外端的豎軸和鉸接外旋臂外端的豎軸在同一平面內；所述風葉為基部厚端部薄的尖板；

所述上下橫臂由迎風角位至順風角位逆時針旋轉時，其風葉由與其內斜夾角45度、至與其內伸平行、至與其垂直並順風向、至與其外伸平行、至與其外斜伸225度夾角依次轉換；所述上下橫臂由順風角位至迎風角位逆時針旋轉時，其風葉由與其外斜伸夾角225度、至與其垂直斜風向、至與其垂直並順風向、與其垂直並斜風向、至與其內伸45度夾角依次轉換。

作為優化，鉸接軌道輪座的豎軸與鉸接內旋臂外端的豎軸為一體式雙頭豎軸或者為異體式同心軸；所述風葉為基部厚、端部薄、中部向外凸出的流線形板。

作為優化，所述環形軌道是所述基座上端面固裝一個中部帶主立軸孔的基盤或者基架，所述基盤或者基架外周向上制有或者固連的環形軌道。

作為優化，所述內向橫連杆由通過徑向彈簧連接的內連杆段和外連杆段組成，這樣，遇到強風時，可以通過彈簧的伸縮緩解強風對風葉及其驅動部件的衝擊，延長使用壽命；所述主立軸與所述基座之間配置限速裝置，這樣遇到超強風時，可以通過限速度來避免風 葉及其驅動部件的損壞，還可以使主立軸轉速在一個合理的限度內，保證正常工作。也就是能夠將上下橫臂旋轉速度限制在破壞速度以下。

作為優化，所述內連杆段和外連杆段的相對端面分別制有或者固有相向內外套裝徑向滑配的內套管和外套管，內套管基部與內套管基部之間連接所述彈簧；所述限速裝置是基座下面與所述主立軸之間配置離心式限速器或者離合式限速器。離心式限速器優選離心棘爪式限速器。

作為優化，所述定向機構是通過軸承偏心配裝主立軸的圓形基座外周通過軸承配裝外套座。

外套座進一步向下固裝與地面或建築物或或構築物固連的地座或塔架。所述地座為空心錐筒形地座，副豎軸下端向下連接位於所述空心錐筒形地座內的發電機。

使用時，本發明動力機可以正置，即所述基座或者外套座朝下配置，也可以倒置，即所述基座或者外套座朝上配置。既可以作為風力機配置在風區，也可以作為水力機配置在水道上。

採用上述技術方案後，本發明軌道控制變槳高效流體動力機具有動力流體流速低時也能正常工作，能量轉化效率高，動力性能強的優點。

附圖說明

圖1是本發明軌道控制變槳高效流體動力機的俯視結構示意圖；

圖2是本發明軌道控制變槳高效流體動力機的豎向剖視結構示意圖。

具體實施方式

如圖所示，本發明軌道控制變槳高效流體動力機包括一根主立軸1，所述主立軸1上端和中部分別向外固裝周向均勻分布的、上下對應的兩對或者兩對以上的多對，具體為八對上下橫臂11、12，每對上下橫臂11、12的外端之間共同周向鉸接一根副豎軸2，所述副豎軸2固裝能夠自由通過主立軸1與上下橫臂11、12之間的風葉3；

所述主立軸1下部鉸接基座4，所述基座4上面固裝一個環繞所述主立軸1的環形軌道5；所述副豎軸2向下橫臂12下面伸出有副豎軸端，所述副豎軸端通過連杆傳動機構鉸接軌道輪座7；具體是所述副豎軸2向下橫臂12下面伸出有固裝外旋臂51的副豎軸端，下橫臂12中部下面通過豎軸鉸接與所述外旋臂51平行的內旋臂52，外旋臂51和內旋臂52外端下面各自通過豎軸共同鉸接向內伸出、並且與下橫臂12平行的內向橫連杆6，內向橫連杆6內端下面通過豎軸鉸接軌道輪座7，所述軌道輪座7下面通過豎軸鉸接與所述環形軌道5外周軌道面配合的外橫軌道輪81和與所述環形軌道內周軌道面配合的內橫軌道輪 82；

所述主立軸1或者橫臂配有能夠使環形軌道5的特定部位始終迎風的定向機構；所述環形軌道5形狀及與副豎軸2的位置關係滿足：所述上下橫臂11、12順時針或者逆時針旋轉中，風向與風葉斜交時始終能夠推動風葉同向旋轉。

所述上下橫臂11、12逆時針旋轉，並且上下橫臂11、12迎風角位為0度角位、上下橫臂順風角位為180度角位：

所述上下橫臂11、12位於225角位點時，風葉向外伸出，並且與上下橫臂11、12在同一平面內為起點，上下橫臂11、12逆時針旋轉360度時，風葉3也隨之順時針旋轉360度；

或者所述上下橫臂11、12位於90角位點時，風葉順風指向為起點，上下橫臂11、12逆時針旋轉360度時，風葉3也隨之順時針旋轉360度；

或者所述上下橫臂11、12位於270角位點時，風葉順風指向為起點，上下橫臂11、12逆時針旋轉360度時，風葉3也隨之順時針旋轉360度；

或者上下橫臂11、12位於315角位點時，風葉向內伸出，並且與上下橫臂11、12在同一平面內為起點，上下橫臂11、12逆時針旋轉360度時，風葉3也隨之順時針旋轉360度。

具體是所述上下橫臂11、12由迎風角位至順風角位逆時針旋轉時，其風葉3由與其內斜夾角45度、至與其內伸平行、至與其垂直並順風向、至與其外伸平行、至與其外斜伸45度夾角依次轉換；所述上下橫臂11、12由順風角位至迎風角位逆時針旋轉時，其風葉3由與其外斜伸夾角45度、至與其垂直斜風向、至與其垂直並順風向、與其垂直並斜風向、至與其內伸45度夾角依次轉換。

或者具體是所述上下橫臂11、12逆時針旋轉，並且上下橫臂11、12迎風角位為0度角位、上下橫臂11、12順風角位為180度角位時，所述環形軌道5的45度角位至135度角位段和270度角位點位於以所述主立軸1心為圓心的同一圓周上；所述環形軌道5的135度角位至270度角位段為與所述主立軸1軸心距離大於所述圓周半徑的外凸弧段，所述環形軌道5的270度角位至45度逆時針角位段為與所述主立軸1軸心距離小於所述圓周半徑的內縮弧段。

具體是所述環形軌道5的315度角位點和225度角位點分別為內縮弧段的最小半徑點和外凸弧段的最大半徑點。所述環形軌道5是所述基座4上端面固裝一個中部帶主立軸孔的基盤或者基架，所述基盤或者基架外周向上制有或者固連環形軌道5。

優選所述環形軌道5的0度角位半徑為45度角位半徑與315度角位半徑合的一半，所述環形軌道的180度角位半徑為135度角位半徑與225度角位半徑合的一半。

鉸接軌道輪座7的豎軸與鉸接內旋臂52外端的豎軸和鉸接外旋臂51外端的豎軸在同一平面內；所述風葉3為基部厚端部薄的尖板。具體是鉸接軌道輪座7的豎軸與鉸接內旋臂52外端的豎軸為一體式雙頭豎軸(或者為異體式同心軸)；所述風葉3為基部厚、端部薄、中部向外凸出的流線形板。

所述內向橫連杆6由通過徑向彈簧連接的內連杆段和外連杆段組成；所述主立軸1與所述基座4之間配置的限速機構。具體是所述內連杆段和外連杆段的相對端面分別制有或者固有相向內外套裝徑向滑配的內套管和外套管，內套管基部與內套管基部之間連接所述彈簧16；所述限速鎖定機構是基座4下面與所述主立軸1之間配置離心式限速器。

所述定向機構是通過軸承偏心配裝主立軸1的圓形基座4外周通過軸承配裝外套座9。外套座9進一步向下固裝與地面或建築物或構築物固連的地座90或者塔架。所述地座90為空心錐筒形地座90，副豎軸下端向下連接位於所述空心錐筒形地座90內的發電機。使用時，本發明動力機可以正置，即所述基座或者外套座朝下配置，也可以倒置，即所述基座或者外套座朝上配置。既可以作為風力機配置在風區，也可以作為水力機配置在水道上。