一種流體動(dòng)力裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種可取代螺旋槳驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)的流體動(dòng)力裝置。該裝置是在一個(gè)空心軸兩端固定兩塊形狀相同的葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪上安裝數(shù)量≥2葉片，葉片軸一端固定安裝葉片齒輪或葉片鏈輪。中心軸從葉片支撐輪中心穿過(guò)，中心軸上安裝中心齒輪或中心鏈輪，中心齒輪或中心鏈輪與葉片齒輪或葉片鏈輪在葉片支撐輪的同一端，葉片齒輪或葉片鏈輪與中心齒輪或中心鏈輪的齒數(shù)比為2︰1，葉片齒輪或葉片鏈輪與中心齒輪或中心鏈輪，用傳動(dòng)齒輪或鏈條傳動(dòng)。因葉片齒輪或葉片鏈輪與中心齒輪或中心鏈輪的齒數(shù)比為2︰1，又因?yàn)槿~片以葉片軸為中心完全對(duì)稱，所以，葉片支撐輪的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠使葉片直接推動(dòng)流體向設(shè)定的方向流動(dòng)，同時(shí)葉片獲得相反的動(dòng)力。
【專利說(shuō)明】一種流體動(dòng)力裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種用在氣體、液體等流體領(lǐng)域的動(dòng)力機(jī)械裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]到目前，公知的流體動(dòng)力裝置是螺旋槳。螺旋槳在流體動(dòng)力領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，比如給飛行器提供前進(jìn)和上升的動(dòng)力，給船舶提供前進(jìn)的動(dòng)力，風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電中給發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力等。螺旋槳的工作原理是利用一斜面擠壓流體使槳葉一面產(chǎn)生正壓，一面產(chǎn)生負(fù)壓從而推動(dòng)流體流動(dòng)，而螺旋槳也獲得與流體流動(dòng)方向相反的動(dòng)力。但是在這一過(guò)程中，槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)所在的面與流體流動(dòng)方向垂直，也就是槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與流體的流動(dòng)方向不一致，而且由于槳葉寬度的限制導(dǎo)致槳葉對(duì)流體的作用距離有限。以上兩種因素使螺旋槳效率不高，并且目前流體動(dòng)力裝置的種類單一，無(wú)法滿足不同情況下對(duì)流體動(dòng)力裝置的個(gè)性要求。另外，要想改變對(duì)流體的驅(qū)動(dòng)方向就必須將螺旋槳與螺旋槳的支撐體一起轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)，這樣很不方便。因此，非常需要這樣一種流體動(dòng)力裝置:它效率更高又能夠方便地改變對(duì)流體的驅(qū)動(dòng)方向，并且還能滿足人們?cè)诓煌闆r下對(duì)流體動(dòng)力裝置的選擇需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下方案:在一空心軸兩端固定兩塊形狀相同的葉片支板，兩葉片支板中心與空心軸圓心在同一直線，這樣空心軸與兩葉片支板就構(gòu)成葉片支撐輪。中心軸從空心軸中心穿過(guò)。以中心軸為圓心，在兩葉片支板相同的圓周上開有軸孔，這些軸孔在同一圓周上平均分布，數(shù)量>2。兩葉片支板上的軸孔一一對(duì)應(yīng)。在兩葉片支板對(duì)應(yīng)的兩個(gè)軸孔安裝葉片軸，葉片軸從任一葉片支板穿出，在穿出的葉片軸上安裝葉片齒輪。在兩葉片支板之間的葉片軸上安裝葉片。葉片以葉片軸為中心完全對(duì)稱。在葉片支板外側(cè)的中心軸上裝有中心齒輪。中心齒輪與葉片齒輪在同一葉片支板的外側(cè)。中心齒輪與葉片齒輪之間的葉片支板外側(cè)安裝傳動(dòng)倒向齒輪。中心齒輪與葉片齒輪的齒數(shù)比為I: 2，中心齒輪、傳動(dòng)倒向齒輪及葉片齒輪在同一直線上并相互嚙合。
[0004]將中心軸兩端安裝于兩支架上，兩支架固定在安裝體上。流體動(dòng)力裝置工作時(shí)，先調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)中心齒輪，中心齒輪通過(guò)傳動(dòng)倒向齒輪傳動(dòng)，使葉片齒輪跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，因葉片齒輪與葉片軸固定在一起，所以，葉片也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)某一葉片端側(cè)的中心線與由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪的直徑線重合時(shí)，將中心齒輪與支架鎖定。與該葉片的兩個(gè)面垂直的方向即為流體的流動(dòng)方向，以該葉片所處的位置為起點(diǎn)，用動(dòng)力裝置通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪上的葉片也被帶著繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。由于葉片齒輪、傳動(dòng)倒向齒輪及中心齒輪相互嚙合，因此，葉片也將繞葉片軸自傳。在轉(zhuǎn)動(dòng)的起點(diǎn)處，葉片的兩個(gè)面與流體的流動(dòng)方向垂直，并且葉片的運(yùn)動(dòng)方向與流體流動(dòng)方向一致，葉片將直接推動(dòng)流體向由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方向流動(dòng)。當(dāng)由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°時(shí)，葉片的運(yùn)動(dòng)方向?qū)⑴c流體的流動(dòng)方向相反，但由于中心齒輪與葉片齒輪的齒數(shù)比是1: 2，所以葉片將自轉(zhuǎn)90°，這樣葉片的兩個(gè)面就與流體的流動(dòng)方向平行，葉片就對(duì)流體不產(chǎn)生作用。由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪從起點(diǎn)分別轉(zhuǎn)動(dòng)90°與270°時(shí)，葉片在這兩處將自轉(zhuǎn)45°與135°，葉片的作用面對(duì)于流體流動(dòng)的方向成45°的斜面。由于這兩處葉片的運(yùn)動(dòng)方向與流體流動(dòng)的方向垂直，因此，葉片將推擠流體向由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方向流動(dòng)，這與該葉片在起點(diǎn)處對(duì)流體的驅(qū)動(dòng)方向一致。由于葉片以葉片軸為中心完全對(duì)稱，所以，由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪在以后每一圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片都將重復(fù)以上過(guò)程，其它葉片與該葉片運(yùn)行過(guò)程相同。這樣由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪的轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)驅(qū)動(dòng)流體向設(shè)定的方向流動(dòng)，同時(shí)流體動(dòng)力裝置也獲得一個(gè)與流體流動(dòng)方向相反的動(dòng)力。通過(guò)以上過(guò)程可知，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)中心齒輪就可以改變流體流動(dòng)的方向。
[0005]將流體流動(dòng)時(shí)的動(dòng)能作為源動(dòng)力，本發(fā)明還可以輸出動(dòng)能驅(qū)動(dòng)其他設(shè)備做功。比如，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0006]將以上方案中的傳動(dòng)倒向齒輪去掉，同時(shí)將中心齒輪與葉片齒輪用同樣齒數(shù)的鏈輪代替，改變?yōu)橹行逆溳喤c葉片鏈輪，在中心鏈輪與葉片鏈輪上安裝鏈條傳動(dòng)也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。本方案中的鏈輪和鏈條也可用同步輪和同步帶等可控制傳速比的機(jī)構(gòu)代替。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:葉片的運(yùn)動(dòng)方向與流體的流動(dòng)方向一致，對(duì)流體的驅(qū)動(dòng)更為直接效率提高，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)中心齒輪就可以改變對(duì)流體的驅(qū)動(dòng)方向，改變流體的流動(dòng)方向時(shí)操作簡(jiǎn)單方便，在不同情況下使用流體動(dòng)力裝置時(shí)有了更多選擇。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為具體實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為具體實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖1中，1、2為葉片，3、4為葉片軸，5為空心軸，6、7為葉片支板，8為中心軸，9為中心齒輪,10、11為葉片齒輪,12、13為傳動(dòng)倒向齒輪,17為傳動(dòng)齒輪,18為電機(jī)主軸齒輪，19為電機(jī)，20、21為支架，22安裝體。
[0011]圖2中，1、2為葉片，3、4為葉片軸，5為空心軸，6、7為葉片支板，8為中心軸，9、10、
11、12為壓鏈輪，13為鏈條，14、15為葉片鏈輪，16為中心鏈輪，17為傳動(dòng)齒輪，18為電機(jī)主軸齒輪，19為電機(jī)，20、21為支架，22安裝體。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1:空心軸5兩端固定葉片支板6與葉片支板7構(gòu)成葉片支撐輪。中心軸8從空心軸5中心穿過(guò)。以中心軸8為圓心，在葉片支板6與葉片支板7相同的圓周上各開兩個(gè)軸孔，同一葉片支板上的兩個(gè)軸孔的位置相互為180°，葉片支板6與葉片支板7上的軸孔一一對(duì)應(yīng)。在葉片支板6與葉片支板7對(duì)應(yīng)的軸孔安裝葉片軸3與葉片軸4。葉片軸3上安裝葉片1，葉片軸4上安裝葉片2。葉片軸3、葉片軸4穿過(guò)葉片支板7。在葉片支板7外側(cè)的葉片軸3上固定安裝葉片齒輪10，葉片軸4上固定安裝葉片齒輪11，葉片支板7外側(cè)的中心軸8上固定安裝中心齒輪9。中心齒輪9與葉片齒輪10、葉片齒輪11的齒數(shù)比為
I: 2。在中心齒輪9與葉片齒輪10 ;中心齒輪9與葉片齒輪11之間的葉片支板7外側(cè)安裝傳動(dòng)倒向齒輪12、傳動(dòng)倒向齒輪13，中心齒輪9與傳動(dòng)倒向齒輪12、傳動(dòng)倒向齒輪13及葉片齒輪10、葉片齒輪11相互嚙合。中心軸8兩端安裝在支架20、支架21上。葉片支板6外側(cè)固定安裝傳動(dòng)齒輪17，傳動(dòng)齒輪17與電機(jī)主軸齒輪18嚙合。支架20、支架21與電機(jī)19固定安裝在安裝體22上。葉片I豎向安裝，葉片2水平安裝，葉片I垂直于葉片2。中心齒輪9通過(guò)中心軸8與支架21固定。電機(jī)19帶動(dòng)電機(jī)主軸齒輪18轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)齒輪17帶動(dòng)由空心軸5、葉片支板6、葉片支板7構(gòu)成的葉片支撐輪轉(zhuǎn)動(dòng)。葉片I與葉片2也繞中心軸8轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)葉片I繞葉片軸3自轉(zhuǎn)，葉片2繞葉片軸4自轉(zhuǎn)。以葉片I處為起點(diǎn)，與葉片I的兩個(gè)面垂直的方向?yàn)榱黧w的流動(dòng)方向。由空心軸5、葉片支板6、葉片支板7構(gòu)成的葉片支撐輪從起點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)90°、180°、270°時(shí)，葉片I的作用面對(duì)于流體的流動(dòng)方向?qū)⒊尸F(xiàn)垂直、45°、平行、45°的一個(gè)過(guò)程，這一過(guò)程，葉片I將驅(qū)動(dòng)流體向設(shè)定的方向流動(dòng)，同時(shí)葉片I也獲得一個(gè)相反的動(dòng)力。葉片2與葉片I的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程相同，效果相同。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)中心齒輪9就能改變對(duì)流體的驅(qū)動(dòng)方向
實(shí)施例2:圖2中，在葉片支板7外側(cè)的葉片軸3上安裝葉片鏈輪15，葉片軸4上安裝葉片鏈輪14，中心軸8上安裝中心鏈輪16。葉片鏈輪15、葉片鏈輪14、中心鏈輪16用鏈條13傳動(dòng)。中心鏈輪16附近的鏈條13外側(cè)，用壓鏈輪9、壓鏈輪10、壓鏈輪11、壓鏈輪12將鏈條13壓緊，使鏈條13與中心鏈輪16嚙合。葉片鏈輪15、葉片鏈輪14與中心鏈輪16的齒數(shù)比為2: I。本實(shí)施例其它部分的結(jié)構(gòu)特征及工作過(guò)程與運(yùn)行效果與實(shí)施例一相同。
【權(quán)利要求】
1.一種流體動(dòng)力裝置，其特征在于:在一空心軸兩端固定兩塊形狀相同的葉片支板，兩葉片支板中心與空心軸圓心在同一直線，空心軸與兩葉片支板構(gòu)成葉片支撐輪，中心軸從空心軸中心穿過(guò)，以中心軸為圓心，在兩葉片支板相同的圓周上開有軸孔，這些軸孔在同一圓周上平均分布，數(shù)量> 2，兩葉片支板上的軸孔一一對(duì)應(yīng)，在兩葉片支板對(duì)應(yīng)的兩個(gè)軸孔安裝葉片軸，葉片軸從任一葉片支板穿出，在穿出的葉片軸上安裝葉片齒輪，在兩葉片支板之間的葉片軸上安裝葉片，葉片以葉片軸為中心完全對(duì)稱，在葉片支板外側(cè)的中心軸上裝有中心齒輪，中心齒輪與葉片齒輪在同一葉片支板的外側(cè)，中心齒輪與葉片齒輪之間的葉片支板外側(cè)安裝傳動(dòng)倒向齒輪，中心齒輪與葉片齒輪的齒數(shù)比為1: 2,中心齒輪、傳動(dòng)倒向齒輪及葉片齒輪在同一直線上并相互嚙合； 將以上方案中的傳動(dòng)倒向齒輪去掉，同時(shí)將中心齒輪與葉片齒輪用同樣齒數(shù)的鏈輪代替，改變?yōu)橹行逆溳喤c葉片鏈輪，在中心鏈輪與葉片鏈輪上安裝鏈條傳動(dòng)；本方案中的鏈輪和鏈條也可用同步輪和同步帶等可控制傳速比的機(jī)構(gòu)代替。
2.一種由權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置構(gòu)成的飛行器，其特征是:將權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置中的中心軸兩端安裝于飛行器的機(jī)體，用驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置中由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.一種由權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置構(gòu)成的艦船，其特征是:將權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置中的中心軸兩端安裝于艦船的機(jī)體，用驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置中由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.一種由權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置構(gòu)成的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征是:將權(quán)利要求I所述的流體動(dòng)力裝置中的中心軸兩端安裝于風(fēng)力發(fā)電裝置的機(jī)體，用權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置中由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。
5.一種由權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置構(gòu)成的水力發(fā)電裝置，其特征是:將權(quán)利要求I所述的流體動(dòng)力裝置中的中心軸兩端安裝于水力發(fā)電裝置的機(jī)體，用權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置中由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。
6.一種由權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置構(gòu)成的鼓風(fēng)機(jī)，其特征是:將權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置中的中心軸兩端安裝于鼓風(fēng)機(jī)的機(jī)體，用驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力裝置中由空心軸與兩葉片支板構(gòu)成的葉片支撐輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F03D9/00GK103775275SQ201410045505
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月8日
【發(fā)明者】何紅軍 申請(qǐng)人:何紅軍