專利名稱：運(yùn)輸工具上減阻的風(fēng)輪發(fā)電及螺旋槳推進(jìn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一利在運(yùn)行中的運(yùn)輸工具，可消減流體阻力，并同時(shí)產(chǎn)生推進(jìn)力的裝置。即在大氣中運(yùn)行的各種車輛、飛機(jī)、火箭，水中航行的多種船舶、艦艇。在其運(yùn)輸載體前端設(shè)置一套風(fēng)輪發(fā)電機(jī)或水輪發(fā)電機(jī)。當(dāng)其運(yùn)行時(shí)輪葉片沖擊流體使葉片旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，并將電力輸送到后部電機(jī)，使其帶動(dòng)螺旋漿向后排斥流體產(chǎn)生推力，起到減阻和提速作用。
自從車輛、飛行器、船艦發(fā)明以來(lái)，運(yùn)行中就存在流體阻力問(wèn)題，特別是加速度運(yùn)行時(shí)阻力成倍增加。有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)人員研究減阻提速辦法取得不少成果。1、利用空氣動(dòng)力學(xué)原理和技術(shù)及風(fēng)洞試驗(yàn)手段，改進(jìn)運(yùn)輸工具的形狀和結(jié)構(gòu)，將其前端頭制成錐形、流線型以消減阻力，但這種改進(jìn)已達(dá)到一定極限，而過(guò)份尖錐的端頭，減少有效裝載量。2、用優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，或采用新的高強(qiáng)度輕質(zhì)材料來(lái)制造部件，取得了相應(yīng)的節(jié)能提速效果。但對(duì)消減流體阻力效果不明顯，因?yàn)楫?dāng)運(yùn)行速度成平方增加時(shí)流體阻力成立方增加。3、后一種只有利用加大發(fā)動(dòng)機(jī)功率來(lái)進(jìn)一步提速的辦法，但這樣會(huì)大幅度增加燃料消耗，增加運(yùn)輸成本，造成更大的環(huán)境污染。
本實(shí)用新型的目的是提供一種運(yùn)輸工具上減阻的風(fēng)輪發(fā)電及螺旋漿推進(jìn)裝置，當(dāng)其運(yùn)行時(shí)可起到按比例消減運(yùn)行中的流體阻力增加推力、提高運(yùn)行速度、降低能源消耗的作用。
本實(shí)用新型有以下兩種實(shí)現(xiàn)方案1、用于運(yùn)輸工具前端安設(shè)風(fēng)輪或水輪發(fā)電機(jī)，后部安設(shè)電機(jī)與螺旋漿及調(diào)控器。當(dāng)其運(yùn)行時(shí)流體阻力使風(fēng)輪或水輪轉(zhuǎn)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生電力帶動(dòng)后部電機(jī)與螺旋漿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推進(jìn)力。由于現(xiàn)行運(yùn)輸工具前端頭已制成流線型、錐形或尖角形，因此風(fēng)輪或水輪葉片也制成相應(yīng)形狀，相隔一定距離(5-30cm)，當(dāng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其掃掠面能覆蓋運(yùn)輸工具的前端面，葉片斷面多為機(jī)翼狀的流線型，葉片與輪軸成一定沖角運(yùn)行時(shí)才能吸收和轉(zhuǎn)換大部分流體阻力，并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。本裝置的組成包括葉片、葉片梁、前端沖頭與發(fā)電機(jī)連接的傳動(dòng)軸及齒輪，固定在載體骨架上的軸承及一側(cè)的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)齒輪經(jīng)增速用變速箱與軸上齒輪相嚙合，發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)包括變壓器的配電屏及儲(chǔ)能用的蓄電瓶。在沖頭后設(shè)有葉片沖角調(diào)控器及葉片轉(zhuǎn)速的電子調(diào)控裝置。另外設(shè)有風(fēng)輪與螺旋漿同軸裝置。
葉片制成外寬內(nèi)窄的三角形，中部設(shè)一圈加強(qiáng)筋如果某些運(yùn)輸工具風(fēng)輪葉片遮擋駕駛員視線，則葉片用透明合成塑料或玻璃鋼制造。在大氣中高速運(yùn)行的大型運(yùn)輸工具上風(fēng)輪只使用2-3葉片，發(fā)電機(jī)能負(fù)荷的最大功率應(yīng)大于最高轉(zhuǎn)速風(fēng)輪發(fā)出的電力。必要時(shí)在傳動(dòng)軸上用聯(lián)接多臺(tái)發(fā)電機(jī)。用變速箱，離合器控制需要的電機(jī)數(shù)量。發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率用電子調(diào)控裝置作調(diào)頻控制。
在航天運(yùn)載火箭前頭錐上設(shè)置一套由兩葉傘形風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，在頭錐后細(xì)頸處用導(dǎo)線接通上下左右四組由電機(jī)及組成的推進(jìn)螺旋漿。如圖4，此電機(jī)螺旋漿根據(jù)需要也可安設(shè)多臺(tái)于火箭尾發(fā)動(dòng)機(jī)噴口的間隙中。
2、是一種雙輪連軸的減阻和推進(jìn)裝置，不設(shè)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)。在一根較短的軸前端，設(shè)有風(fēng)輪或水輪，軸后端設(shè)一漿葉沖角與前輪相反的推進(jìn)用的螺旋漿。將其安裝在短小的運(yùn)輸載體上，如摩托車、微型汽車、小飛行器，小汽艇上。當(dāng)小運(yùn)輸載體運(yùn)行時(shí)，前后兩輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，可起減阻和推進(jìn)作用，該裝置設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)要達(dá)到雙輪轉(zhuǎn)動(dòng)的最佳預(yù)定速度(每分鐘轉(zhuǎn)300-3000圈)否則減阻和推進(jìn)受影響，制造時(shí)前輪直徑要大于后漿的30％-50％，兩輪葉片沖角與轉(zhuǎn)速應(yīng)設(shè)有機(jī)械和電子調(diào)控裝置，必要時(shí)前風(fēng)輪或水輪與后螺旋漿各設(shè)一根傳動(dòng)軸，由變速齒輪箱嚙合聯(lián)接。兩軸各設(shè)有相應(yīng)的軸承固定在載體上。
本實(shí)用新型比現(xiàn)行技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是1、在不增大發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和能源消耗情況下，利用運(yùn)行載體前端風(fēng)輪或水輪發(fā)電機(jī)，將流體部分阻力轉(zhuǎn)換為電力，再用此電力驅(qū)動(dòng)螺旋漿轉(zhuǎn)動(dòng)，起推進(jìn)作用。2、本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造難度和成本低，且有大幅度降低能源消耗和有害氣體排放的效果。


第一頁(yè)，圖1為客機(jī)上風(fēng)輪發(fā)電與電機(jī)螺旋漿推進(jìn)裝置立體圖，圖2為其前視圖。第二頁(yè)，圖3為運(yùn)載火箭與風(fēng)輪發(fā)電機(jī)及電機(jī)螺旋漿側(cè)視圖，圖4為其斜視圖，圖5為其前視圖。第三頁(yè)，圖6為摩托車上雙輪連軸減阻推進(jìn)裝置側(cè)視圖，圖7為其后視圖，圖8為其前視圖。第四頁(yè)，圖9為風(fēng)輪發(fā)電與電機(jī)螺旋漿裝置斜視圖。
以下為具體實(shí)施例1、為用于客機(jī)上的風(fēng)輪發(fā)電及螺旋漿推進(jìn)裝置。如圖1(此圖只適用小型飛機(jī))在流線型機(jī)頭1、設(shè)置一套風(fēng)輪21，風(fēng)輪上設(shè)三個(gè)葉片2，傳動(dòng)軸3前為沖頭8，其后設(shè)機(jī)械調(diào)控葉片沖角及電子調(diào)控風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的調(diào)控器7，在傳動(dòng)軸3上設(shè)固定在機(jī)架上兩個(gè)軸承4上，中段設(shè)變速齒輪箱5，并與發(fā)電機(jī)6聯(lián)接，發(fā)電機(jī)一側(cè)設(shè)包括變壓器的配電屏10，另一側(cè)設(shè)儲(chǔ)能用的蓄電瓶9，其電力可供機(jī)上照明、空調(diào)等用。風(fēng)輪葉片斷面呈流線型與機(jī)頭表面相距約15cm轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能覆蓋機(jī)頭前端而，為吸收更多流體阻力，葉片沖角可以調(diào)節(jié)，發(fā)電機(jī)發(fā)出電力經(jīng)導(dǎo)線11輸送到后部電機(jī)12，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可使由變速箱與連接的向后排風(fēng)的螺旋漿13旋轉(zhuǎn)，可對(duì)客機(jī)航行有助推作用。由于大型噴氣客機(jī)機(jī)頭大，速度高，前風(fēng)輪發(fā)電機(jī)需要相當(dāng)大的功率才能適應(yīng)，在傳動(dòng)軸上應(yīng)聯(lián)接多臺(tái)發(fā)電機(jī)，用離合器、變速箱根據(jù)運(yùn)行速度控制所需要決定發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)。同時(shí)應(yīng)相應(yīng)加設(shè)多套偶數(shù)的電機(jī)螺旋漿，可對(duì)稱安裝在兩側(cè)機(jī)翼上，電機(jī)與螺旋漿也可共同安裝在同一軸上。
2、在運(yùn)載火箭14前頭錐18上安裝能覆蓋頭錐前端面的風(fēng)輪21，包括沖頭8，斷面為流線型葉片2，兩只固定在頭錐上的軸承4與發(fā)電機(jī)6聯(lián)接的變速齒輪箱5，在火箭頭后細(xì)頸部安裝四套電機(jī)12，及相聯(lián)的螺旋漿13。
3、在摩托車賽車17前端安設(shè)帶網(wǎng)罩20的風(fēng)輪21，風(fēng)輪上一般設(shè)三只葉片當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能覆蓋車頭前端面，在連軸桿19前后由兩個(gè)軸承支撐固定在車架上，后端設(shè)帶網(wǎng)罩的螺旋漿13，兩輪后設(shè)有沖角調(diào)控器7，風(fēng)輪及螺旋漿也可設(shè)各自的軸及軸承，用齒輪活動(dòng)聯(lián)接。
權(quán)利要求1.一種運(yùn)輸工具上減阻的風(fēng)輪發(fā)電及螺旋漿推進(jìn)裝置，包括風(fēng)輪[21]、葉片[2]、傳動(dòng)軸[3]、軸承[4]、調(diào)控器[7]、變速箱[5]、發(fā)電機(jī)[6]、導(dǎo)線[11]，及電機(jī)[12]、螺旋漿[13]、組成，其特征在于；風(fēng)輪或水輪其葉片[2]安裝在運(yùn)輸工具前端頭，風(fēng)輪或水輪上的傳動(dòng)軸[3]前為沖頭[8]，后設(shè)調(diào)控器[7]，傳動(dòng)軸兩頭設(shè)固定在運(yùn)輸工具骨架上軸承[4]，變速箱[5]使與傳動(dòng)軸聯(lián)接的發(fā)電機(jī)[6]，再用導(dǎo)線[11]，接通蓄電瓶[9]，配電屏[10]，及運(yùn)輸工具后部的電機(jī)[12]，與其用變速箱聯(lián)接的螺旋漿[13]，一側(cè)也設(shè)有調(diào)控器[7]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)輸工具上減阻的風(fēng)輪發(fā)電及螺旋漿推進(jìn)裝置，其特征在于風(fēng)輪或水輪[21]轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)葉片[2]能覆蓋運(yùn)輸工具前端面，葉片斷面呈流線型，成相應(yīng)可調(diào)沖角，葉片中段設(shè)一圈加強(qiáng)筋，葉片有時(shí)使用高強(qiáng)度透明材料制造。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)輸工具上減阻的風(fēng)輪發(fā)電及螺旋漿推進(jìn)裝置，其特征在于在沖頭[8]后設(shè)機(jī)械調(diào)控葉片沖角及后部的電子調(diào)控器[7]，后設(shè)增速用的變速箱[5]，聯(lián)接與風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)力相應(yīng)功率的交流發(fā)電機(jī)[6]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的運(yùn)輸工具上減阻的風(fēng)輪發(fā)電的螺旋漿推進(jìn)裝置，其特征在于大型高速運(yùn)行的運(yùn)輸工具的前端頭應(yīng)安設(shè)有多臺(tái)功率相應(yīng)發(fā)電機(jī)[6]，其后部的電機(jī)[12]，螺旋漿[13]，調(diào)控器[7]也設(shè)有相應(yīng)可增減的多套裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述運(yùn)輸工具上減阻的風(fēng)輪發(fā)電機(jī)及螺旋漿推進(jìn)裝置，其特征在于對(duì)于大型高速的運(yùn)輸工具上安設(shè)的電機(jī)與螺旋漿可用同軸聯(lián)接，當(dāng)以多臺(tái)安裝在運(yùn)輸工具載體上時(shí)，可安裝在尾部或?qū)ΨQ安裝在兩側(cè)或下部。
6.一種設(shè)計(jì)為小型減阻推進(jìn)裝置，是在一根傳動(dòng)軸桿[19]前端設(shè)風(fēng)輪或水輪[21]后端設(shè)螺旋漿[13]，用兩個(gè)軸承[4]支撐固定在小型運(yùn)輸工具載體上，在風(fēng)輪及螺旋漿側(cè)也各設(shè)一個(gè)調(diào)控器[7]。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的運(yùn)輸工具上減阻的風(fēng)輪發(fā)電及螺旋漿推進(jìn)裝置，其特征在于在小型運(yùn)輸工具上安裝的同軸風(fēng)輪[21]螺旋漿[13]上各套裝一只網(wǎng)罩，有時(shí)也可各自安裝帶齒輪的傳動(dòng)軸[3]，由中間的變速箱聯(lián)接，風(fēng)輪直徑應(yīng)相應(yīng)大于螺旋漿的直徑。
專利摘要本實(shí)用新型是一種運(yùn)輸工具上減阻的風(fēng)輪發(fā)電及螺旋槳推進(jìn)裝置，是在陸、海、空各種運(yùn)輸工具前端設(shè)置風(fēng)輪或水輪發(fā)電機(jī)，能將其運(yùn)行中的流體阻力轉(zhuǎn)換為輪轉(zhuǎn)動(dòng)力并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。將電力輸送后部設(shè)置的電機(jī)使帶動(dòng)一側(cè)的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，向后排斥流體產(chǎn)生推力。另外一種設(shè)計(jì)是風(fēng)輪或水輪與螺旋槳是同軸的，但兩種葉片沖角相反，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同時(shí)產(chǎn)生減阻和推進(jìn)作用，本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、制造材料少、在不增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率和能耗條件下，可大幅度達(dá)到消減流體阻力和提速效果。
文檔編號(hào)B60K16/00GK2335819SQ9723932
公開(kāi)日1999年9月1日 申請(qǐng)日期1997年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月1日
發(fā)明者吳晨鐘 申請(qǐng)人:吳晨鐘