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一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置的制作方法

文檔序號(hào):5190863閱讀:112來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱:一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,尤其是采用雙喇叭形流管結(jié)構(gòu), 具有提高流體流速、增強(qiáng)流體壓力,利用采能葉輪獲得大規(guī)模機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)
能源是人類(lèi)生存發(fā)展的重要基礎(chǔ)資料。近百年來(lái),隨著人類(lèi)生活需求的不斷提高和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,對(duì)能源的需求也越來(lái)越殷切。進(jìn)入二十一世紀(jì),能源危機(jī)正在日益制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng),傳統(tǒng)使用的化石能源日益匱乏,價(jià)格不斷攀升,成為引起世界經(jīng)濟(jì)動(dòng)蕩和影響和平的重要因素。而且化石能源的大量使用,Co2、So2等溫室氣體大量排放,導(dǎo)致氣候變暖,生態(tài)變遷,危及人類(lèi)生存環(huán)境。為了解決日益嚴(yán)重的能源危機(jī),緩解由于大量使用化石能源帶來(lái)的環(huán)境污染,長(zhǎng)期以來(lái),世界各國(guó)紛紛投入巨資尋找開(kāi)發(fā)可再生能源。目前列入重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)的清潔能源有水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能、生物質(zhì)能等。因此,如何使得水能、風(fēng)能等流體能得到高效地利用是目前急需解決的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型采用的為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,包括流管裝置、偏航座和塔筒,流管裝置通過(guò)偏航座固定在塔筒的頂部,所述流管裝置包括來(lái)流段、收縮段和尾流段,所述來(lái)流段朝向流體的來(lái)流方向設(shè)置,所述收縮段設(shè)置在來(lái)流段與尾流段之間,所述收縮段內(nèi)設(shè)置有機(jī)艙,所述機(jī)艙內(nèi)設(shè)置有傳動(dòng)軸、固定在傳動(dòng)軸上的傳動(dòng)齒輪和由傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)耗功機(jī)組,所述傳動(dòng)軸的兩端分別固定有一組葉輪或數(shù)組葉輪。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)提供大規(guī)模能源。本發(fā)明可以大量聚集自然界風(fēng)能或水能,形成大功率機(jī)械能,為人們生產(chǎn)生活提供大量的、多種形式的能源,緩解目前地球上日益嚴(yán)重的能源危機(jī);(2)清潔環(huán)保。本發(fā)明提供的流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置是完全環(huán)保的,不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)任何的污染;(3)投資省。依據(jù)本發(fā)明建造的風(fēng)能、潮汐能發(fā)電機(jī)組投資省,每千瓦裝機(jī)投資額遠(yuǎn)低于現(xiàn)行的火電、核電、水電、太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)電等。
圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的流體為風(fēng)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的流體為水時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型的葉輪結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、流管裝置,2、偏航座,3、塔筒,4、來(lái)流段,5、收縮段,6、尾流段,7、機(jī)艙,8、 傳動(dòng)軸,9、傳動(dòng)齒輪,10、目標(biāo)耗功機(jī)組,11、葉輪,12、固定部分,13、轉(zhuǎn)動(dòng)部分,14、支承軸承,15、轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪,16、驅(qū)動(dòng)電機(jī)a, 17、剎車(chē)a, 18、輪轂,19、輻條,20、輪盤(pán),21、葉片,22、葉片
轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,23、連桿,24、轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán),25、驅(qū)動(dòng)電機(jī)b,26、槳距測(cè)量?jī)x,27、導(dǎo)流片,28、減壓口, 29、自動(dòng)測(cè)量裝置,30、控制裝置,31、防護(hù)網(wǎng),32、剎車(chē)c,33、防凍防雪網(wǎng),34、避雷裝置,35、 變速箱,36、空氣壓縮機(jī),37、永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī),38、葉軸。
具體實(shí)施方式
如圖1所示,一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,包括流管裝置1、偏航座2和塔筒3, 流管裝置1通過(guò)偏航座2固定在塔筒3的頂部,流管裝置1包括來(lái)流段4、收縮段5和尾流段6,來(lái)流段4朝向流體的來(lái)流方向設(shè)置,收縮段5設(shè)置在來(lái)流段4與尾流段6之間,收縮段5內(nèi)設(shè)置有機(jī)艙7,機(jī)艙7內(nèi)設(shè)置有傳動(dòng)軸8、固定在傳動(dòng)軸8上的傳動(dòng)齒輪9和由傳動(dòng)齒輪9驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)耗功機(jī)組10,傳動(dòng)軸8的兩端分別固定有一組或數(shù)組葉輪11,在傳動(dòng)軸 8上還設(shè)置有剎車(chē)c32。本實(shí)用新型可收集自然界的風(fēng)能或水能,形成大功率的機(jī)械能。為了加速增壓,聚集能量,來(lái)流段4采用口徑逐漸收縮呈喇叭形的敞口結(jié)構(gòu),收縮段5采用管狀結(jié)構(gòu),尾流段 6采用口徑逐漸擴(kuò)張呈喇叭形的敞口結(jié)構(gòu)。這樣采用的雙喇叭形流管裝置1,通過(guò)設(shè)置逐漸擴(kuò)張的尾流段6來(lái)擴(kuò)大尾流空間,使尾流段6的流場(chǎng)比來(lái)流段4的壓力低,減少湍流干擾, 有利于降低流管裝置1內(nèi)的流體壅塞,對(duì)提高流管裝置1內(nèi)的流體通量起到重要作用。為更好地控制流體運(yùn)動(dòng),減少湍流紊流,在來(lái)流段4的內(nèi)側(cè)壁上沿順軸向設(shè)置有多個(gè)帶有螺旋旋向的向心型導(dǎo)流片27,材質(zhì)為鋼材或其他硬質(zhì)材料,導(dǎo)流片27還可以用導(dǎo)流管或?qū)Я鞑蹃?lái)代替。為適應(yīng)極端流場(chǎng)條件下,避免高流速流體損壞內(nèi)部設(shè)施,在來(lái)流段4上設(shè)置有若干個(gè)可開(kāi)閉的減壓口 28,減壓口 28處設(shè)置有自動(dòng)測(cè)量裝置29和控制減壓口 28開(kāi)閉的控制裝置30,當(dāng)局部壓力超過(guò)設(shè)定量值時(shí),位于來(lái)流段4上的減壓口 28可以自動(dòng)開(kāi)啟,卸除內(nèi)部過(guò)高的壓力。為防止人、動(dòng)物或其他物體被快速流體卷進(jìn)流管裝置1,傷及生命和葉輪11設(shè)施, 在來(lái)流段4和尾流段6內(nèi)均設(shè)置有網(wǎng)柵形防護(hù)網(wǎng)31,為鋼材或其他材料制成。由于流體的流向轉(zhuǎn)動(dòng)方向經(jīng)常發(fā)生變化,為了達(dá)到最大限度地采集能量的目的, 偏航座2包括支承軸承14、固定在支承軸承14上的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪15、帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪15轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)al6和與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪15相配合設(shè)置的剎車(chē)al7,支承軸承14包括固定部分12和轉(zhuǎn)動(dòng)部分13,固定部分12與塔筒3的頂部固定連接,轉(zhuǎn)動(dòng)部分13與收縮段5的底部固定連接,這樣可根據(jù)流體來(lái)流方向來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)al6驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪15動(dòng)作,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)部分13 轉(zhuǎn)動(dòng),在流管裝置1達(dá)到預(yù)設(shè)位置時(shí),剎車(chē)al7動(dòng)作,鎖定流管裝置1的方向,以達(dá)到最大限度地采集能量。 為了使得葉輪11最大限度地將風(fēng)能或水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,如圖4所示,葉輪11包括輪轂18、輻條19、輪盤(pán)20、若干個(gè)葉片21和葉片轉(zhuǎn)動(dòng)裝置22,輪轂18固定套接在傳動(dòng)軸 8上,輻條19的一端固定在輪轂18上、另一端與輪盤(pán)20固定連接,若干個(gè)葉片21通過(guò)葉軸 38均勻分布在輪盤(pán)20上,可根據(jù)流體類(lèi)別和流速來(lái)設(shè)計(jì)葉片21的形狀。為了使得葉片21獲得穩(wěn)定的或盡量大的流體能,葉片轉(zhuǎn)動(dòng)裝置22包括連桿23、轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)24、帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)24轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)b25和槳距測(cè)量?jī)x26,轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)24固定在輪轂18與輪盤(pán)20之間,葉軸38通過(guò)連桿23固定在轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)24上,驅(qū)動(dòng)電機(jī)b25設(shè)置在輻條19上,槳距測(cè)量?jī)x26固定在輪盤(pán)20上,這樣可根據(jù)流體的流向或大小來(lái)調(diào)節(jié)葉片21的迎角。 如圖2所示,當(dāng)流體為風(fēng)時(shí),除了上述結(jié)構(gòu)外,在防護(hù)網(wǎng)31的內(nèi)側(cè)還設(shè)置有防凍防雪網(wǎng)33,該防凍防雪33網(wǎng)采用的是電熱網(wǎng)。為了防止受雷電的影響,在流管裝置1的上方設(shè)置有避雷裝置34。目標(biāo)耗功機(jī)組10為功率為3000kw的永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)37,傳動(dòng)齒輪9 通過(guò)變速箱35來(lái)驅(qū)動(dòng)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)39運(yùn)作。如圖3所示,當(dāng)流體為水時(shí),葉輪11采用水輪機(jī)葉輪,目標(biāo)耗功機(jī)組10為空氣壓縮機(jī)組36,傳動(dòng)齒輪9通過(guò)變速箱35來(lái)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)36動(dòng)作。
權(quán)利要求1.一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于包括流管裝置、偏航座和塔筒,流管裝置通過(guò)偏航座固定在塔筒的頂部,所述流管裝置包括來(lái)流段、收縮段和尾流段,所述來(lái)流段朝向流體的來(lái)流方向設(shè)置,所述收縮段設(shè)置在來(lái)流段與尾流段之間,所述收縮段內(nèi)設(shè)置有機(jī)艙,所述機(jī)艙內(nèi)設(shè)置有傳動(dòng)軸、固定在傳動(dòng)軸上的傳動(dòng)齒輪和由傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)耗功機(jī)組,所述傳動(dòng)軸的兩端分別固定有一組葉輪或數(shù)組葉輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于所述偏航座包括支承軸承、固定在支承軸承上的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪、帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)a和與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪相配合設(shè)置的剎車(chē)a,所述支承軸承包括固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分,所述固定部分與塔筒的頂部固定連接,所述轉(zhuǎn)動(dòng)部分與收縮段的底部固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于所述葉輪包括輪轂、輻條、輪盤(pán)、若干個(gè)葉片和葉片轉(zhuǎn)動(dòng)裝置,所述輪轂固定套接在傳動(dòng)軸上,所述輻條的一端固定在輪轂上、另一端與輪盤(pán)固定連接,所述若干個(gè)葉片通過(guò)葉軸均勻分布在輪盤(pán)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于所述葉片轉(zhuǎn)動(dòng)裝置包括連桿、轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)、帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)b和槳距測(cè)量?jī)x,所述轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)固定在輪轂與輪盤(pán)之間,所述葉軸通過(guò)連桿固定在轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)上,所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)b設(shè)置在輻條上,所述槳距測(cè)量?jī)x固定在輪盤(pán)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于所述來(lái)流段為口徑逐漸收縮呈喇叭形的敞口結(jié)構(gòu),所述收縮段為管狀結(jié)構(gòu),所述尾流段為口徑逐漸擴(kuò)張呈喇叭形的敞口結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于所述來(lái)流段的內(nèi)側(cè)壁上沿順軸向設(shè)置有多個(gè)帶有螺旋旋向的向心型導(dǎo)流片、導(dǎo)流管或?qū)Я鞑邸?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于所述來(lái)流段上設(shè)置有若干個(gè)可開(kāi)閉的減壓口,所述減壓口處設(shè)置有自動(dòng)測(cè)量裝置和控制減壓口開(kāi)閉的控制裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于所述來(lái)流段和尾流段內(nèi)均設(shè)置有網(wǎng)柵形防護(hù)網(wǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于所述傳動(dòng)軸上還設(shè)置有剎車(chē)C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于所述目標(biāo)耗功機(jī)組為發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)、油壓泵或水泵。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置,包括流管裝置、偏航座和塔筒,流管裝置通過(guò)偏航座固定在塔筒的頂部,所述流管裝置包括來(lái)流段、收縮段和尾流段,所述來(lái)流段朝向流體的來(lái)流方向設(shè)置,所述收縮段設(shè)置在來(lái)流段與尾流段之間,所述收縮段內(nèi)設(shè)置有機(jī)艙,所述機(jī)艙內(nèi)設(shè)置有傳動(dòng)軸、固定在傳動(dòng)軸上的傳動(dòng)齒輪和由傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)的目標(biāo)耗功機(jī)組,所述傳動(dòng)軸的兩端分別固定有一組葉輪或數(shù)組葉輪。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是提供大規(guī)模能源,緩解目前地球上日益嚴(yán)重的能源危機(jī);提供的流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置是完全環(huán)保的,不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)任何的污染;建造的風(fēng)能、潮汐能發(fā)電機(jī)組投資省,每千瓦裝機(jī)投資額遠(yuǎn)低于現(xiàn)行的火電、核電、水電、太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)電等。
文檔編號(hào)F03D1/04GK202117850SQ20112016816
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者施建勇 申請(qǐng)人:江蘇聚源風(fēng)電科技有限公司
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