百葉式流體動(dòng)力裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種百葉式流體動(dòng)力裝置，放置于有氣流存在的大氣中或有水流存在的水域中，包括：輪軸；多個(gè)輪葉，沿所述輪軸的軸向固定在所述輪軸上，多個(gè)所述輪葉在所述輪軸上均勻分布并呈輻射狀設(shè)置，在水流或氣流的流體動(dòng)力作用下所述輪葉帶動(dòng)所述輪軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)；其中所述輪葉包括輪葉骨架和形成在所述輪葉骨架內(nèi)的多個(gè)窗口，所述窗口上設(shè)置有在順流區(qū)用于蓋住窗口而在逆流區(qū)自動(dòng)打開(kāi)窗口的窗葉，并且所有窗葉都置于所述輪葉的同一側(cè)。本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，可以在世界各地的河流和洋流中以及有風(fēng)吹的地方推廣及應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】百葉式流體動(dòng)力裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)力裝置，特別涉及一種百葉式流體動(dòng)力裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自從工業(yè)革命以后，世界逐漸進(jìn)入機(jī)械動(dòng)力取代人力的時(shí)代，能源由原來(lái)的物理能源占主導(dǎo)地位轉(zhuǎn)而由化學(xué)能源占主導(dǎo)地位。以煤、石油以及其他有機(jī)物作為燃料，燃燒以產(chǎn)生能量。在燃料燃燒的過(guò)程中，釋放出有害物質(zhì)，有害物質(zhì)混入到空氣中，造成環(huán)境的污染。另外，為了獲取更多的燃料，以產(chǎn)生更多的能量，人們過(guò)度的開(kāi)采，因此，加重了環(huán)境的污染，以及產(chǎn)生溫室效應(yīng)，而危及人類未來(lái)發(fā)展。有識(shí)之士轉(zhuǎn)而提倡使用再生能源，如風(fēng)力、水力及潮汐能等，以其減少化學(xué)能源的應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、能利用流體動(dòng)力不斷向外輸出動(dòng)力的百葉式流體動(dòng)力裝置。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:
[0005]一種百葉式流體動(dòng)力裝置，放置于有氣流存在的大氣中或有水流存在的水域中，包括:
[0006]輪軸；
[0007]多個(gè)輪葉，沿所述輪軸的軸向固定在所述輪軸上，多個(gè)所述輪葉在所述輪軸上均勻分布并呈輻射狀設(shè)置，在水流或氣流的流體動(dòng)力作用下所述輪葉帶動(dòng)所述輪軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)；其中
[0008]所述輪葉包括輪葉骨架和形成在所述輪葉骨架內(nèi)的多個(gè)窗口，所述窗口上設(shè)置有在順流區(qū)用于蓋住窗口而在逆流區(qū)自動(dòng)打開(kāi)窗口的窗葉，并且所有窗葉都置于所述輪葉的同一側(cè)。
[0009]作為優(yōu)選，所述窗口由相互垂直的橫向桿狀體和縱向桿狀體交叉形成，其中橫向桿狀體平行于所述輪軸，相鄰兩個(gè)所述橫向桿狀體的間距相等，而相鄰兩個(gè)所述縱向桿狀體的間距相等。
[0010]作為優(yōu)選，當(dāng)使用狀態(tài)下所述輪軸水平設(shè)置時(shí)，所述窗葉轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述窗口與所述輪軸平行的外緣上，當(dāng)使用狀態(tài)下所述輪軸垂直設(shè)置時(shí)，所述窗葉轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述窗口與所述輪軸平行的外緣上或者所述窗葉轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述窗口垂直于輪軸的上緣上。
[0011 ] 作為優(yōu)選,所述窗葉通過(guò)鉸鏈鉸接在所述窗口的外緣或上緣上。
[0012]作為優(yōu)選，所述窗口的外緣或上緣上設(shè)置有榫眼，所述窗葉上設(shè)置凸出的用于插入所述榫眼內(nèi)以使所述窗葉轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述窗口上的榫頭。
[0013]作為優(yōu)選，所述窗口的外緣或上緣上設(shè)置軸桿，所述窗葉上設(shè)有用于使所述軸桿穿入的窗葉孔，從而使所述窗葉轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述窗口上。
[0014]作為優(yōu)選，所述窗葉的面積大于所對(duì)應(yīng)的所述窗口的面積，致使所述窗葉足以完全封蓋所對(duì)應(yīng)的所述窗口，而相鄰的所述窗葉之間不重疊。
[0015]作為優(yōu)選，所述窗葉的面積小于等于所對(duì)應(yīng)的所述窗口的面積，所述窗口的邊緣上設(shè)置用于使所述窗葉永遠(yuǎn)位于所述窗口的同一側(cè)而不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)至所述窗口的另一側(cè)的擋條。
[0016]作為優(yōu)選，所述窗葉的一面內(nèi)凹而另一面外凸，內(nèi)凹的一面靠貼所述輪葉骨架，夕卜凸的一面背向所述輪葉骨架。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置的有益效果在于:
[0018]1、本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置利用處于順流區(qū)內(nèi)的輪葉上的窗葉可以自動(dòng)掩蓋以關(guān)閉輪葉上的窗口及處于逆流區(qū)內(nèi)的輪葉上的窗葉可以自動(dòng)翻開(kāi)以打開(kāi)輪葉上的窗口，使半數(shù)輪葉迎著流體流動(dòng)方向回轉(zhuǎn)時(shí)其上的窗口處于打開(kāi)狀態(tài)，大大降低對(duì)流體流動(dòng)所造成的阻力，同時(shí)又使半數(shù)輪葉上的窗口處于關(guān)閉狀態(tài)，受流體動(dòng)力帶動(dòng)而不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的輪軸可以不斷的向外輸出動(dòng)力。
[0019]2、本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置置于大氣中有風(fēng)流動(dòng)的地方時(shí)，因可以擴(kuò)大輪葉受風(fēng)面積，用作風(fēng)力發(fā)電的效果更顯著。
[0020]3、本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置又可整個(gè)藏于水中，因此對(duì)自然環(huán)境及生態(tài)環(huán)境造成的損害甚輕微，而且亦對(duì)船只通航航道不會(huì)有太大影響，同時(shí)該百葉式流體動(dòng)力裝置置于河流及洋流中時(shí)，受環(huán)境局限較小，可以建造較大體積以求得到較大輸出功率。
[0021]4、本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置由于利用的是風(fēng)力或水流動(dòng)力能源，二者同樣都是物理能源，具有一直存在、力量龐大、用之不盡以及不會(huì)污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。
[0022]5、本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本較低，可以在全世界范圍推廣應(yīng)用。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置于輪軸水平放置時(shí)的橫切面示意圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置于輪軸水平放置時(shí)的一個(gè)輪葉的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置的窗口與窗葉榫接的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為圖3中窗葉處于關(guān)閉窗口的狀態(tài)的側(cè)視圖；
[0027]圖5為圖3中窗葉被流體推動(dòng)而處于翻開(kāi)狀態(tài)的側(cè)視圖；
[0028]圖6為本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置的窗口與窗葉鉸接的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7為圖6中窗葉處于關(guān)閉窗口的狀態(tài)的側(cè)視圖；
[0030]圖8為圖6中窗葉被流體推動(dòng)而處于翻開(kāi)狀態(tài)的側(cè)視圖；
[0031]圖9為本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置的窗口與窗葉另一種連接方式的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖10為圖9窗葉處于關(guān)閉窗口的狀態(tài)的側(cè)視圖；
[0033]圖11為圖9中窗葉被流體推動(dòng)而處于翻開(kāi)狀態(tài)的側(cè)視圖；
[0034]圖12為本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置于輪軸呈第二種軸向豎直方式放置時(shí)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖13為本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置于輪軸呈第二種軸向豎直方式放置時(shí)的一個(gè)輪葉的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖14為本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置于輪軸軸向水平放置時(shí)的一種工作狀態(tài)不意圖；
[0037]圖15為本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置于輪軸軸向水平放置時(shí)的另一種工作狀態(tài)示意圖。
[0038]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0039]1-輪葉2-輪軸
[0040]3-窗葉4-窗口
[0041]5-窗口外緣 6-輪軸軸線
[0042]7-輪葉骨架 8-榫頭
[0043]9-榫眼10-鉸鏈
[0044]11-順流區(qū) 12-逆流區(qū)
[0045]13-轉(zhuǎn)向面 14-中垂面
[0046]15-擋條 16-軸桿
[0047]17-窗葉孔 18-窗口上緣
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0049]首先需要說(shuō)明的是:下文中提到的轉(zhuǎn)向面指的是當(dāng)輪軸呈水平狀態(tài)放置于大氣中或水中時(shí)，平行于流體流動(dòng)方向且經(jīng)過(guò)輪軸軸線的平面。所述轉(zhuǎn)向面把空間劃分了兩個(gè)區(qū)域，所述輪葉順著流體流動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)域是順流區(qū)，所述輪葉逆著流體流動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)域是逆流區(qū)。中垂面是指與流體流動(dòng)方向垂直且經(jīng)過(guò)輪軸軸線的平面。
[0050]本實(shí)用新型提出的百葉式流體動(dòng)力裝置放置于有氣流存在的大氣中或有水流存在的水域中，處于所述順流區(qū)內(nèi)的所述輪葉上的窗葉因流體推動(dòng)作用而自然地掩蓋著所對(duì)應(yīng)的所述窗口，同時(shí)處于所述逆流區(qū)內(nèi)的所述輪葉上的窗葉亦因流體推動(dòng)作用而自然地翻開(kāi)所對(duì)應(yīng)的所述窗口，使所述輪葉受流體流動(dòng)作用帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)以向外不斷的輸出動(dòng)力。
[0051]具體地，如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型公開(kāi)的一種百葉式流體動(dòng)力裝置包括輪軸2和多個(gè)輪葉1，輪葉I沿輪軸2的軸向固定在輪軸2上，且多個(gè)輪葉I在輪軸2上均勻分布并呈輻射狀設(shè)置，在水流或氣流的流體動(dòng)力作用下輪葉I的旋動(dòng)將帶動(dòng)輪軸2單向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0052]輪葉I由圖2所示的一個(gè)輪葉骨架7構(gòu)成，輪葉骨架7內(nèi)形成多個(gè)中空疏通的窗口 4。本實(shí)施例中，窗口 4通過(guò)橫縱交叉設(shè)置的桿狀體分隔而成。而每個(gè)窗口 4上都設(shè)置有在順流區(qū)11用于蓋住窗口 4而在逆流區(qū)12自動(dòng)打開(kāi)窗口 4的窗葉3，并且所有窗葉3都置于輪葉I的同一側(cè)。如圖2所示，本實(shí)施例中公開(kāi)的輪葉骨架7為長(zhǎng)方形，而每個(gè)窗口 4也為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)方形窗口在制造上最為經(jīng)濟(jì)并且制造效率最高。并且使長(zhǎng)方形窗口較長(zhǎng)的一邊與輪軸軸線6平行，這樣，鉸接在窗口外緣5的窗葉3翻開(kāi)時(shí)較為方便。實(shí)際上，本實(shí)用新型中的輪葉骨架7和窗口 4并不僅限于此種形式，比如輪葉骨架7的結(jié)構(gòu)為曲線形或扇形，窗口 4的形狀也可以為弧形或其他形狀，只要在流體的推動(dòng)下能實(shí)現(xiàn)輪葉I帶動(dòng)輪軸2單向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)即可。此時(shí)，窗葉3要根據(jù)窗口 4的形狀變化而變化，但窗葉3翻開(kāi)及掩蓋動(dòng)作的方向不變。
[0053]另外，圖2中本實(shí)施例中的每個(gè)輪葉I沿輪軸2的徑向開(kāi)設(shè)四個(gè)窗口 4只是一種示意，實(shí)際上徑向窗葉3的數(shù)目可以按實(shí)際要求而定并沒(méi)有限制。而且每個(gè)輪葉I沿輪軸軸線6方向設(shè)置的窗口 4的數(shù)量也不僅限于八個(gè)，可以根據(jù)實(shí)際需要而定。為了清楚起見(jiàn)，圖2僅示出了窗口 4，而沒(méi)有顯示出窗葉3，圖2中以深色標(biāo)示其中一窗口空間。
[0054]為了實(shí)現(xiàn)窗葉3轉(zhuǎn)動(dòng)連接在窗口 4上，以使窗葉3在流體的推動(dòng)下在順流區(qū)11掩蓋住窗口 4，而在逆流區(qū)12打開(kāi)窗口 4，窗葉3可采取多種方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)連接。如圖3至圖5所示，窗口 4遠(yuǎn)離輪軸2的邊緣(該實(shí)施例中即為與輪軸2平行的邊緣，以下簡(jiǎn)稱窗口外緣5)上設(shè)置有榫眼9，窗葉3上設(shè)置凸出的用于插入榫眼9內(nèi)以使窗葉3轉(zhuǎn)動(dòng)連接在窗口4上的榫頭8。如圖6至圖8所示，窗葉3也可以通過(guò)鉸鏈10鉸接在窗口外緣5上。還可以通過(guò)如圖9至圖11所示的方式實(shí)現(xiàn)窗葉的轉(zhuǎn)動(dòng)連接，窗口外緣5上設(shè)置軸桿16，窗葉3上設(shè)有用于使軸桿16穿入的窗葉孔17，從而使窗葉3轉(zhuǎn)動(dòng)連接在窗口外緣5。如果窗口外緣5本身是圓桿狀的，則可以取消增設(shè)的軸桿，可直接使窗口外緣5穿過(guò)窗葉孔17，使窗葉3轉(zhuǎn)動(dòng)連接在窗口外緣5上。
[0055]繼續(xù)結(jié)合圖3至圖8，為了使窗葉3掩蓋住窗口 4，以使在順流區(qū)11內(nèi)輪葉受到流體的推動(dòng)力增大，本實(shí)施例中的窗葉3的面積稍大于所對(duì)應(yīng)的窗口 4的面積,致使窗葉3足以完全封蓋所對(duì)應(yīng)的窗口 4，而為了保證彼此之間的動(dòng)作不相互影響，相鄰的窗葉3之間應(yīng)
不重疊。
[0056]當(dāng)然，如果窗葉3的面積不大于窗口 4的面積也是可以的，如圖9至圖11所示，窗葉3的面積稍小于或等于所對(duì)應(yīng)的窗口 4的面積，窗口 4的邊緣上設(shè)置擋條15用于使窗葉3永遠(yuǎn)位于窗口 4的同一側(cè)而不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)至窗口 4的另一側(cè)。擋條15的作用主要是當(dāng)窗葉3位于順流區(qū)11受流體作用力時(shí)使其壓著輪葉骨架7，因?yàn)閾鯒l15的存在，窗葉3所受的流體的作用力便通過(guò)擋條15傳遞到輪葉骨架7，從而帶動(dòng)輪軸2轉(zhuǎn)動(dòng)。擋條15的設(shè)置形式可以有多種，而并不僅限于圖9中示出的短小條形的情況，例如，擋條15可以設(shè)置為貫穿整個(gè)窗口 4的長(zhǎng)條形，條形既可以是水平的也可以是豎直的，當(dāng)然還可以是傾斜的，而且擋條15也可以設(shè)置為多條。另外，擋條15也可以是在窗口 4內(nèi)形成的多格狀結(jié)構(gòu)。
[0057]如圖4、圖5、圖7、圖8、圖10和圖11所示，本實(shí)施例中的窗葉3為非平面的，而是帶有一定的弧度，即窗葉3的一側(cè)面向另一側(cè)面內(nèi)凹，而另一側(cè)面則相應(yīng)的外凸，內(nèi)凹的一面靠貼輪葉骨架7，外凸的一面背向輪葉骨架7。這樣設(shè)置的目的是使在順流區(qū)11的窗葉3更好的貼靠在窗口 4上，并且也能相應(yīng)增大流體作用到窗葉3上的推動(dòng)力。當(dāng)然，如果窗葉3設(shè)置為平而沒(méi)弧度的也是可以的，窗葉3也會(huì)在流體的推動(dòng)作用下，在逆流區(qū)12內(nèi)打開(kāi)窗口 4，而在順流區(qū)11內(nèi)則關(guān)閉著窗口 4。
[0058]另外，繼續(xù)參照?qǐng)D2，本實(shí)施例中的窗口 4是由相互垂直的橫向桿狀體和縱向桿狀體交叉形成，相鄰兩個(gè)所述橫向桿狀體的間距相等，而相鄰兩個(gè)所述縱向桿狀體的間距相等，從而使形成的窗口 4的大小形狀完全相同，實(shí)際上，各窗口 4之間的大小形狀可以不相同。而且本實(shí)施例中示出的是每個(gè)窗口 4上分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接了一個(gè)窗葉3，實(shí)際上也可以兩個(gè)甚至更多個(gè)窗口 4共用一個(gè)窗葉3?；蛘咭粋€(gè)窗口 4設(shè)置兩個(gè)或更多個(gè)窗葉3也是可行的。但應(yīng)保證窗葉3永遠(yuǎn)位于窗口 4的同一面，而在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中不轉(zhuǎn)到窗口 4的另一面。當(dāng)多個(gè)窗口 4共用一個(gè)窗葉3時(shí)，相鄰兩個(gè)窗口 4之間的框架則起到了擋條15的作用。[0059]本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置使用時(shí)可以依輪軸軸向水平設(shè)置(如圖1至圖2所示)，或可以依輪軸軸向垂直豎立設(shè)置(未給出圖示)。但無(wú)論是水平設(shè)置還是垂直設(shè)置，百葉式流體動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)是相同的，而且工作的原理也是相同的，窗葉3鉸接于窗口外緣5。當(dāng)本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置放置于流體中時(shí)，如有氣流存在的大氣中或有水流存在的水域中，流體流動(dòng)方向與輪軸軸線相交構(gòu)成了轉(zhuǎn)向面13，所述轉(zhuǎn)向面13把空間劃分了順流區(qū)11及逆流區(qū)12，處于順流區(qū)11的輪葉I上的窗葉3會(huì)因?yàn)榱黧w推動(dòng)作用而掩蓋著窗口 4，處于逆流區(qū)12的輪葉I上的窗葉3會(huì)因?yàn)榱黧w推動(dòng)作用而翻開(kāi)打開(kāi)著窗口 4，使在逆流區(qū)12中的輪葉I逆流回轉(zhuǎn)時(shí)減小阻力，同時(shí)使在順流區(qū)11的輪葉I受流體流動(dòng)作用帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)以向外不斷的輸出動(dòng)力。
[0060]另外，當(dāng)輪軸2豎直放置時(shí)，本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置除了采用和輪軸2水平放置時(shí)的結(jié)構(gòu)相同外，還可以采用如圖12和圖13所示的結(jié)構(gòu)。如圖1和圖12所示，兩者的區(qū)別僅在于窗葉3鉸接在窗口 4上的位置不同，而其他結(jié)構(gòu)完全相同。繼續(xù)結(jié)合圖12，窗葉3轉(zhuǎn)動(dòng)連接在窗口 4垂直于輪軸軸向的一側(cè)邊緣上，即，如圖13所示，當(dāng)輪軸2豎直放置時(shí)，窗葉3鉸接在窗口 4的窗口上緣18上。
[0061]下面結(jié)合附圖以輪軸水平設(shè)置為例對(duì)本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置的工作原理和工作過(guò)程簡(jiǎn)要介紹如下:
[0062]使用時(shí)，將本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置置于流體中，即如圖1的方式放置。
[0063]下面以其中四片輪葉I為例進(jìn)行說(shuō)明，如圖14和圖15所示，現(xiàn)將該四片輪葉分別定義為輪葉la、輪葉lb、輪葉Ic和輪葉ld，并且圖14和圖15中的箭頭方向標(biāo)示流體的流動(dòng)方向。
[0064]如圖14所示，在順流區(qū)11中的輪葉Ia轉(zhuǎn)動(dòng)至接近轉(zhuǎn)向面13時(shí)，稍微外凸的窗葉3的凸面仍受流體推動(dòng)作用而關(guān)閉著窗口 4 (如果窗葉3不外凸也是一樣的)，輪葉Ia繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而越過(guò)轉(zhuǎn)向面13進(jìn)入逆流區(qū)12，跟著如圖15所示，輪葉Ib的窗葉3的凹面迎著流動(dòng)的流體，受流體推動(dòng)作用而自然翻開(kāi)打開(kāi)窗口 4。
[0065]基本上，輪葉Ia在進(jìn)入順流區(qū)11而還沒(méi)越過(guò)中垂面14時(shí)，所受流體推動(dòng)的作用力最顯著，輪葉Ia越過(guò)中垂面14后，受流體推動(dòng)的作用力便減弱了，此時(shí)流體仍會(huì)依原流動(dòng)方向流動(dòng)，除了重力外，再?zèng)]有其它力作用在窗葉3上，若置于水中，窗葉3會(huì)采用比重或有效比重與水相當(dāng)?shù)奈锪现圃?，使輪葉Ia所受重力與水的浮力抵銷了，所以輪葉Ia在越過(guò)中垂面14后，窗葉3仍然會(huì)靠貼著窗口 4，畢竟在實(shí)際情況下，流體流動(dòng)方向或許稍有變化，但因窗葉3鉸接在窗口外緣5而可以自由活動(dòng)，盡管在輪葉Ia還沒(méi)越過(guò)轉(zhuǎn)向面13進(jìn)入逆流區(qū)12，窗葉3可能會(huì)因受實(shí)際情況而變化的流體作用力稍為翻開(kāi)，但也不會(huì)構(gòu)成對(duì)輪葉Ia轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力。若置于大氣中，窗葉3會(huì)用較輕的物料制造，窗葉3或許會(huì)在未越過(guò)轉(zhuǎn)向面13進(jìn)入逆流區(qū)12前稍為翻開(kāi)也不會(huì)構(gòu)成對(duì)輪葉Ia轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力。
[0066]再如圖14所示，在逆流區(qū)12中的輪葉Ic轉(zhuǎn)動(dòng)至接近轉(zhuǎn)向面13時(shí)，稍微外凸的窗葉3的凸面受流體推動(dòng)作用而半關(guān)閉著窗口 4 (如果窗葉3不外凸也是一樣的)，輪葉Ic繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而越過(guò)轉(zhuǎn)向面13進(jìn)入順流區(qū)11，跟著如圖15所示，輪葉Id的窗葉3的凸面迎著流動(dòng)的流體，受流體推動(dòng)作用而關(guān)閉著窗口 4。
[0067]因?yàn)榱黧w動(dòng)力作用，流體不斷這樣穿過(guò)本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置，不斷帶動(dòng)輪葉I進(jìn)而帶動(dòng)輪軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，川流不息，以產(chǎn)生動(dòng)能,輪軸2所產(chǎn)生的動(dòng)能都可以向外輸出用于發(fā)電。
[0068]本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置的能量損耗主要在四部分:1)輪軸2的機(jī)械摩擦力；2)輪葉I進(jìn)入逆流區(qū)12時(shí)翻開(kāi)窗葉3所耗損的能量；3)輪葉I在逆流區(qū)12回轉(zhuǎn)時(shí)輪葉骨架7的實(shí)際面積阻擋流體所耗損的能量；4)本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置本身所具整體質(zhì)量在轉(zhuǎn)動(dòng)中的耗能。
[0069]以上四部分能量損耗接近固定，按理，在強(qiáng)風(fēng)的氣流中或在河流或洋流的巨大能量作用力下，流體穿過(guò)本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置帶動(dòng)輪葉I旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的能量，遠(yuǎn)超過(guò)能量損耗，抵消能量損耗后，還有大量剩余能量，以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
[0070]下面是對(duì)本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置所產(chǎn)生的能量通過(guò)初步估算進(jìn)行說(shuō)明:
[0071]假設(shè)輪葉I的徑向長(zhǎng)度為R，假設(shè)輪葉I的軸向長(zhǎng)度為L(zhǎng)，輪葉I的面積為RL。假設(shè)流體依轉(zhuǎn)向面13方向流過(guò)r的距離所用的時(shí)間為t，則流體速度v=r/t。流體密度為P。
[0072]初步估算功率P=(l/2)mv2/t=(l/2) P rRLv2/t= (1/2) P RLv3。
[0073]若置于水流中，水密度P =1000Kg/m3。
[0074]假設(shè)R為I米，輪葉的長(zhǎng)L=IOOO米，水流速度V為I米/秒，功率P= (1/2) X 1000 X I X 1000 X I3=0.5百萬(wàn)瓦。同樣的裝置，若置于水流速度v為3米/秒的水流中，則功率 Ρ=(1/2) Χ 1000Χ1Χ1000Χ33=13.5 百萬(wàn)瓦。
[0075]若置于強(qiáng)風(fēng)中，空氣密度P =0.225Kg/m3。
[0076]假設(shè)R為I米，輪葉的長(zhǎng)L=IOO米，風(fēng)速V為10米/秒時(shí)，功率P= (1/2) X0.225X 1X 100X 103=11.2千瓦。同樣的裝置，若置于風(fēng)速v為20米/秒的強(qiáng)風(fēng)中，功率 P= (1/2) X0.2 2 5X 1X 100 X 203=90 千瓦。
[0077]發(fā)電容量比較:
[0078]三峽大壩水電站，共安裝32臺(tái)70萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組，另外還有兩臺(tái)5萬(wàn)千瓦的電源機(jī)組，總裝機(jī)容量為2250萬(wàn)千瓦，即22500百萬(wàn)瓦。長(zhǎng)江中游長(zhǎng)一千公里，平均流速為I米/秒，可設(shè)置數(shù)萬(wàn)個(gè)輪葉徑向長(zhǎng)度I米及軸向長(zhǎng)度1000米的百葉式流體動(dòng)力裝置在河流中，發(fā)電量可超過(guò)三峽大壩水電站的發(fā)電量。長(zhǎng)江上游的水流速度達(dá)3米/秒，同一裝置的發(fā)電量更提升十?dāng)?shù)倍。事實(shí)上，長(zhǎng)江流域年均水資源總量9960億立方米，全流域水能理論蘊(yùn)藏量約2.8億千瓦，可開(kāi)發(fā)量約2.6億千瓦，約為三峽大壩水電站發(fā)電量的11倍，若能夠發(fā)揮一半功效已有5倍三峽大壩水電站的發(fā)電量。
[0079]另外，洋流能源更為巨大，中國(guó)沿海洋流的理論平均功率為1.4億千瓦。美國(guó)墨西哥灣流總流量便達(dá)到7400?9300萬(wàn)立方米/秒，比陸地上所有河流的總量則要超出80倍。若與我國(guó)的河流相比，它大約相當(dāng)于長(zhǎng)江流量的2600倍，或黃河的57000倍。美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所的研究人員指出，墨西哥灣流受到風(fēng)力、地球自轉(zhuǎn)和朝向北極前進(jìn)的熱量所驅(qū)使，所帶來(lái)的能量等同于美國(guó)發(fā)電能力的2000倍。
[0080]世界上河流洋流能量資源豐富，若考慮全世界河流洋流適當(dāng)設(shè)置本實(shí)用新型的百葉式流體動(dòng)力裝置，所產(chǎn)生的發(fā)電量，足可以取代現(xiàn)有所有火力發(fā)電及核能發(fā)電設(shè)施，大大減少因火力發(fā)電排出的廢氣所帶給人類的危害，并同時(shí)能大大減少核電泄露輻射所存在的危險(xiǎn)。
[0081]以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，不用于限制本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種百葉式流體動(dòng)力裝置，放置于有氣流存在的大氣中或有水流存在的水域中，其特征在于，包括: 輪軸； 多個(gè)輪葉，沿所述輪軸的軸向固定在所述輪軸上，多個(gè)所述輪葉在所述輪軸上均勻分布并呈輻射狀設(shè)置，在水流或氣流的流體動(dòng)力作用下所述輪葉帶動(dòng)所述輪軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)；其中 所述輪葉包括輪葉骨架和形成在所述輪葉骨架內(nèi)的多個(gè)窗口，所述窗口上設(shè)置有在順流區(qū)用于蓋住窗口而在逆流區(qū)自動(dòng)打開(kāi)窗口的窗葉，并且所有窗葉都置于所述輪葉的同一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉式流體動(dòng)力裝置，其特征在于，所述窗口由相互垂直的橫向桿狀體和縱向桿狀體交叉形成，其中橫向桿狀體平行于所述輪軸，相鄰兩個(gè)所述橫向桿狀體的間距相等，而相鄰兩個(gè)所述縱向桿狀體的間距相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的百葉式流體動(dòng)力裝置，其特征在于，當(dāng)使用狀態(tài)下所述輪軸水平設(shè)置時(shí)，所述窗葉轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述窗口與所述輪軸平行的外緣上，當(dāng)使用狀態(tài)下所述輪軸垂直設(shè)置時(shí)，所述窗葉轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述窗口與所述輪軸平行的外緣上或者所述窗葉轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述窗口垂直于輪軸的上緣上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的百葉式流體動(dòng)力裝置，其特征在于，所述窗葉通過(guò)鉸鏈鉸接在所述窗口的外緣或上緣上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的百葉式流體動(dòng)力裝置，其特征在于，所述窗口的外緣或上緣上設(shè)置有榫眼，所述窗葉上設(shè)置凸出的用于插入所述榫眼內(nèi)以使所述窗葉轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述窗口上的榫頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的百葉式流體動(dòng)力裝置，其特征在于，所述窗口的外緣或上緣上設(shè)置軸桿，所述窗葉上設(shè)有用于使所述軸桿穿入的窗葉孔，從而使所述窗葉轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述窗口上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉式流體動(dòng)力裝置，其特征在于，所述窗葉的面積大于所對(duì)應(yīng)的所述窗口的面積，致使所述窗葉足以完全封蓋所對(duì)應(yīng)的所述窗口，而相鄰的所述窗葉之間不重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉式流體動(dòng)力裝置，其特征在于，所述窗葉的面積小于等于所對(duì)應(yīng)的所述窗口的面積，所述窗口的邊緣上設(shè)置用于使所述窗葉永遠(yuǎn)位于所述窗口的同一側(cè)而不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)至所述窗口的另一側(cè)的擋條。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的百葉式流體動(dòng)力裝置，其特征在于，所述窗葉的一面內(nèi)凹而另一面外凸，內(nèi)凹的一面靠貼所述輪葉骨架，外凸的一面背向所述輪葉骨架。
【文檔編號(hào)】F03B3/12GK203655515SQ201320782213
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】曹鴻輝 申請(qǐng)人:曹鴻輝