專利名稱：流體能量轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種能量轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及一種鏈傳動式的流體能量轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
流體能量(包括風能、水能等)作為儲量大、分布廣、無污染的新能源，開發(fā)利用受到了世界各國的高度重視。目前已經(jīng)出現(xiàn)了流體能量的轉(zhuǎn)換裝置，例如風力機等。但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有廣泛應用的水平軸風力機存在很多缺點。例如葉片只能捕獲一次風能，能量轉(zhuǎn)換的效率較低。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種流體能量轉(zhuǎn)換裝置，目的在于最大限度地截獲流體能量，提高流體能量轉(zhuǎn)換的效率。根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種流體能量轉(zhuǎn)換裝置，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置包括:傳動輪，通過支承軸安裝在支撐部件上，并且在垂直于所述支承軸的方向上安裝有鏈條；多個柔性葉片，由可彎曲變形的柔性材料制成，所述柔性葉片一端通過葉片轉(zhuǎn)軸與所述鏈條連接，另一端通過葉片束縛部件與所述鏈條連接；驅(qū)動輪，通過輸出軸連接負載，并且在垂直于所述輸出軸的方向上安裝所述鏈條；所述多個柔性葉片通過所述傳動輪、所述驅(qū)動輪和所述鏈條而形成兩層；導流部件，安裝在兩層柔性葉片之間，將經(jīng)過第一層柔性葉片的流體引導到第二層柔性葉片。根據(jù)本實用新型的另一個方面，其中，所述導流部件進行導流的角度是可控的。根據(jù)本實用新型的另一個方面，其中，所述鏈條為兩條，分別連接所述葉片轉(zhuǎn)軸的兩端以及所述葉片束縛部件。根據(jù)本實用新型的另一個方面，其中，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括:固定部件，加裝在所述柔性葉片上，來控制所述柔性葉片的變形范圍。根據(jù)本實用新型的另一個方面，其中，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括:外框，與所述支撐部件固定設(shè)置，所述外框迎流面的集流段采用符合五次方曲線的形狀，并且所述外框的中間采用直線過渡，以及背面由擴散段組成。根據(jù)本實用新型的另一個方面，其中，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括:導流機構(gòu)，設(shè)置于所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置的頂端，將迎流面的流體引導到第二層柔性葉片。根據(jù)本實用新型的另一個方面，其中，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括:光電片，設(shè)置于所述柔性葉片或所述外框上，以實現(xiàn)流體能量與光能的互補。[0020]根據(jù)本實用新型的另一個方面，其中，所述柔性葉片以簡支架的力學模型架設(shè)在所述支撐部件上。本實用新型實施例的有益效果在于:通過設(shè)置兩層柔性葉片，可以使得葉片具有自適應能力，并且在流體掠過第一層葉片后仍可被第二層葉片利用；以及通過在兩層柔性葉片之間設(shè)置導流部件，可以進一步提高第二層柔性葉片的流體能量獲取量。由此，可以最大限度地截獲流體能量，大大提高流體能量的利用率。參照下面的描述和附圖，將清楚本實用新型的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本實用新型的特定實施方式，來表示實施本實用新型的原理的一些方式，但是應當理解，本實用新型的范圍不受此限制。相反，本實用新型包括落入所附權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。參照以下附圖，將更好地理解本實用新型的許多方面。附圖中的組成部分不一定按比例繪制，重點在于清楚地例示出本實用新型的原理。為了便于例示和描述本實用新型的一些部分，可以將附圖中的對應部分在尺寸上放大，例如，放大得相對于其他部分比在根據(jù)本實用新型實際制成的示例性設(shè)備中的要大。在本實用新型的一個圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅牟考吞卣骺梢耘c一個或更多個其它圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅牟考吞卣飨嘟Y(jié)合。此外，在附圖中，相同的標號在全部圖中都標示對應的部分，并且可以用來標示一個以上實施方式中的相同或類似部分。

所包括的附圖用來提供對本實用新型的進一步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部分，例示了本實用新型的優(yōu)選實施方式，并與文字說明一起用來解釋本實用新型的原理，其中對于相同的要素，始終用相同的附圖標記來表示。在附圖中:圖1是本實用新型的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的一結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的柔性葉片受力的一示意圖；圖3是圖1所示的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一視圖；圖4是圖1所示的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一視圖；圖5是本實用新型的導流部件的一示意圖；圖6是圖5所示的導流部件的一局部放大圖；圖7是圖5所示的導流部件安裝在支撐部件上之后的一局部放大圖；圖8是圖5所示的導流部件的導流板之間的一局部放大圖；圖9是本實用新型的固定部件的一示意圖；圖10是圖9中柔性葉片變形后的一示意圖；圖11是圖10的固定部件的側(cè)面示意圖；圖12是本實用新型的固定部件的另一示意圖；圖13是本實用新型的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一示意圖；圖14是本實用新型的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一示意圖。
具體實施方式
[0040]針對一個實施方式描述和/或例不的特征，可以在一個或更多個其它實施方式中以相同方式或以類似方式使用，和/或與其他實施方式的特征相結(jié)合或代替其他實施方式的特征使用。應當強調(diào)的是，術(shù)語“包括”當在本說明書中使用時用來指所述特征、要件、步驟或組成部分的存在，但不排除一個或更多個其它特征、要件、步驟、組成部分或它們的組合的存在或增加。本實用新型提供一種流體能量轉(zhuǎn)換裝置，圖1是本實用新型的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的一結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示,該流體能量轉(zhuǎn)換裝置100包括:傳動輪101，通過支承軸102安裝在支撐部件上，并且在垂直于支承軸102的方向上安裝鏈條103 ；多個柔性葉片104，由可彎曲變形的柔性材料制成；其中，每個柔性葉片104的一端通過葉片轉(zhuǎn)軸105與鏈條103連接，另一端通過葉片束縛部件106與鏈條103連接；驅(qū)動輪107，通過輸出軸108連接負載，并且在垂直于輸出軸108的方向上安裝鏈條103 ;多個柔性葉片104通過傳動輪101、驅(qū)動輪107和鏈條103而形成兩層；導流部件109，安裝在兩層柔性葉片之間，將經(jīng)過第一層柔性葉片的流體引導到第二層柔性葉片。在本實用新型中，柔性葉片104可以由可彎曲變形的柔性材料制成，可以采用鐵片或者帆布片等。但本實用新型不限于此，可以根據(jù)實際應用選擇優(yōu)化，以保證達到柔性自適應的特點。圖2是本實用新型的柔性葉片受力的一示意圖。如圖2所示，流體(例如風)以一定速度經(jīng)過該流體能量轉(zhuǎn)換裝置100時，柔性葉片可以自動彎曲，此時第一層葉片會受到風壓向上的作用力。風經(jīng)過第一層葉片后改變方向，繼續(xù)作用于第二層葉片，使第二層葉片仍然彎曲，產(chǎn)生向下的作用力。這樣，兩層葉片所受到的作用力方向相反。葉片再通過轉(zhuǎn)軸將力傳遞給鏈條，使環(huán)狀鏈條向一致的方向運動，帶動驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，從而在輸出軸上輸出驅(qū)動力矩。發(fā)電機可以在該驅(qū)動力矩的作用下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。在具體實施時，鏈條103可以為兩條，分別連接葉片轉(zhuǎn)軸105的兩端以及葉片束縛部件106。圖3是圖1所示的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一視圖。如圖3所示,鏈條103可以包括兩條環(huán)狀鏈條1031、1032。其中，對于每個柔性葉片104，可以具有一葉片轉(zhuǎn)軸105和兩個葉片束縛部件1061、1062。該葉片束縛部件1061、1062例如可以為細繩等，但本實用新型不限于此。如圖3所示，環(huán)狀鏈條1031與該柔性葉片104的葉片轉(zhuǎn)軸105的一端連接，并與該柔性葉片104的一個葉片束縛部件1061連接；環(huán)狀鏈條1032與該柔性葉片104的葉片轉(zhuǎn)軸105的另一端連接，并與該柔性葉片104的另一個葉片束縛部件1062連接。但本實用新型不限于此，例如還可以設(shè)置兩個以上的鏈條。在本實用新型中，柔性葉片104以簡支架的力學模型架設(shè)在支撐部件上。由此，有利于提高流體能量轉(zhuǎn)換裝置的使用壽命。圖4是圖1所示的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一視圖。如圖4所示，在兩層柔性葉片之間安裝有導流部件109。該導流部件109可以由多個導流板組成，可以將從第一層柔性葉片反射回來的流體導流到第二層柔性葉片上，以提高第二層柔性葉片的流體能量獲取量。在本實用新型中，導流部件109進行導流的角度是可控的?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)角度，更好地進行導流，從而提高導流的效率。在具體實施時，可以通過轉(zhuǎn)軸來調(diào)節(jié)導流部件109的角度。圖5是本實用新型的導流部件的一示意圖，如圖5所示，導流部件109可以包括多個導流板501，可通過轉(zhuǎn)軸502對導流部件的角度進行控制。圖6是圖5所示的導流部件的一局部放大圖，圖7是圖5所示的導流部件安裝在支撐部件上之后的一局部放大圖，圖8是圖5所示的導流部件的導流板之間的一局部放大圖。在本實用新型中，還可以對柔性葉片進行約束，以控制柔性葉片的變形范圍。流體能量轉(zhuǎn)換裝置100還可以包括:固定部件110，加裝在柔性葉片104上，來控制柔性葉片104的變形范圍。固定部件110可以為肋結(jié)構(gòu)，但本實用新型不限于此。圖9是本實用新型的固定部件的一示意圖，如圖9所示，可以將柔性葉片104限制在固定部件110的范圍之內(nèi)。圖10是圖9中柔性葉片變形后的一示意圖，圖11是圖10的固定部件的側(cè)面示意圖。圖12是本實用新型的固定部件的另一示意圖，如圖12所示，可以將柔性葉片104限制在固定部件Iio的范圍之內(nèi)。圖9和圖12中的固定部件110的形狀不同，但本實用新型不限于此，可以根據(jù)實際情況確定具體的實施方式。在本實用新型中，還可以給流體能量轉(zhuǎn)換裝置加裝外框，以進一步提高流體能量的利用率。圖13是本實用新型的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一示意圖。如圖13所示，流體能量轉(zhuǎn)換裝置100還可以包括:外框201，與支撐部件固定設(shè)置，該外框201迎流面的集流段采用符合五次方曲線的形狀，并且外框201的中間采用直線過渡，以及背面由擴散段組成。如圖13所示，外框201可以與支撐部件203固定設(shè)置。該外框201迎流面的集流段采用符合五次方曲線的形狀，并且外框201的中間采用直線過渡，以及背面由擴散段組成。由此，可以保證集流并獲得均勻的入流，減少尾部繞流損失。圖14是本實用新型的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一示意圖。如圖14所示，流體能量轉(zhuǎn)換裝置100還可以包括:導流機構(gòu)202，設(shè)置于流體能量轉(zhuǎn)換裝置的頂端，將迎流面的流體引導到第二層柔性葉片。由此，可以更加充分地利用第二層柔性葉片，提高流體能量的轉(zhuǎn)換效率。在本實用新型中，流體能量轉(zhuǎn)換裝置還可以包括:光電片，設(shè)置于柔性葉片104或外框201)，以實現(xiàn)流體能量與光能的互補。由此，可以進一步提高流體能量的轉(zhuǎn)換效率。由上述實施例可知，通過設(shè)置兩層柔性葉片，可以使得葉片具有自適應能力，并且在流體掠過第一層葉片后仍可被第二層葉片利用；以及通過在兩層柔性葉片之間設(shè)置導流部件，可以進一步提高第二層柔性葉片的流體能量獲取量。由此，可以最大限度地截獲流體能量，大大提高流體能量的利用率。以上參照附圖描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式。這些實施方式的許多特征和優(yōu)點根據(jù)該詳細的說明書是清楚的，因此所附權(quán)利要求旨在覆蓋這些實施方式的落入其真實精神和范圍內(nèi)的所有這些特征和優(yōu)點。此外，由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到很多修改和改變，因此不是要將本實用新型的實施方式限于所例示和描述的精確結(jié)構(gòu)和操作，而是可以涵蓋落入其范圍內(nèi)的所有合適修改和等同物。在此公開了本實用新型的特定實施方式。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地認識至IJ，本實用新型在其他環(huán)境下具有其他應用。實際上，還存在許多實施方式和實現(xiàn)。所附權(quán)利要求絕非為了將本實用新型的范圍限制為上述具體實施方式
。另外，任意對于“用于……的裝置”的引用都是為了描繪要素和權(quán)利要求的裝置加功能的闡釋，而任意未具體使用“用于……的裝置”的引用的要素都不希望被理解為裝置加功能的元件，即使該權(quán)利要求包括了“裝置”的用詞。盡管已經(jīng)針對特定優(yōu)選實施方式或多個實施方式示出并描述了本實用新型，但是顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀和理解說明書和附圖時可以想到等同的修改例和變型例。尤其是對于由上述要素(部件、組件、裝置、組成等)執(zhí)行的各種功能，除非另外指出，希望用于描述這些要素的術(shù)語(包括“裝置”的引用)對應于執(zhí)行所述要素的具體功能的任意要素(即，功能等效)，即使該要素在結(jié)構(gòu)上不同于在本實用新型的所例示的示例性實施方式或多個實施方式中執(zhí)行該功能的公開結(jié)構(gòu)。另外，盡管以上已經(jīng)針對幾個例示的實施方式中的僅一個或更多個描述了本實用新型的具體特征，但是可以根據(jù)需要以及從對任意給定或具體應用有利的方面考 慮，將這種特征與其他實施方式的一個或更多個其他特征相結(jié)合。
權(quán)利要求1.一種流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置包括: 傳動輪(101 )，通過支承軸(102)安裝在支撐部件上，并且在垂直于所述支承軸(102)的方向上安裝有鏈條(103)； 多個柔性葉片(104)，由可彎曲變形的柔性材料制成,所述柔性葉片(104) 一端通過葉片轉(zhuǎn)軸(105)與所述鏈條(103)連接，另一端通過葉片束縛部件(106)與所述鏈條(103)連接； 驅(qū)動輪(107)，通過輸出軸(108)連接負載，并且在垂直于所述輸出軸(108)的方向上安裝所述鏈條(103);所述多個柔性葉片(104)通過所述傳動輪(101 )、所述驅(qū)動輪(107)和所述鏈條(103)而形成兩層； 導流部件(109)，安裝在兩層柔性葉片之間，將經(jīng)過第一層柔性葉片的流體引導到第二層柔性葉片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述導流部件(109)進行導流的角度是可控的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述鏈條(103)為兩條，分別連接所述葉片轉(zhuǎn)軸(105)的兩端以及所述葉片束縛部件(106)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括: 固定部件(110)，加裝在所述柔性葉片(104)上，來控制所述柔性葉片(104)的變形范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括: 外框(201)，與所述支撐部件固定設(shè)置，所述外框(201)迎流面的集流段采用符合五次方曲線的形狀，并且所述外框(201)的中間采用直線過渡，以及背面由擴散段組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括: 導流機構(gòu)(202)，設(shè)置于所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置的頂端，將迎流面的流體引導到第二層柔性葉片。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括: 光電片，設(shè)置于所述柔性葉片(104)或所述外框(201)上，以實現(xiàn)流體能量與光能的互補。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述柔性葉片(104)以簡支架的力學模型架設(shè)在所述支撐部件上。
專利摘要本實用新型提供一種流體能量轉(zhuǎn)換裝置，包括傳動輪，通過支承軸安裝在支撐部件上，并且在垂直于支承軸的方向上安裝有鏈條；多個柔性葉片，由可彎曲變形的柔性材料制成，柔性葉片的一端通過葉片轉(zhuǎn)軸與鏈條連接，另一端通過葉片束縛部件與鏈條連接；驅(qū)動輪，通過輸出軸連接負載，并且在垂直于輸出軸的方向上安裝鏈條；多個柔性葉片通過傳動輪、驅(qū)動輪和鏈條而形成兩層；導流部件，安裝在兩層柔性葉片之間，將經(jīng)過第一層柔性葉片的流體引導到第二層柔性葉片。通過本實用新型，可以大大提高流體能量的利用率。
文檔編號F03B9/00GK203161439SQ201320093969
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者宋力, 田瑞, 林麗華, 張亮, 張雷, 蘇猛, 叢雨 申請人:內(nèi)蒙古工業(yè)大學