本發(fā)明涉及一種具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)。

本發(fā)明尤其涉及一種具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)，基于操作流體，其類型是作為驅(qū)動(dòng)機(jī)器以及作為操作機(jī)器。

背景技術(shù)：

正如公知的，用于轉(zhuǎn)換流體類型能量的系統(tǒng)能夠?qū)⒂闪黧w擁有的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，或者反之亦然。這種系統(tǒng)通常稱為“流體機(jī)械”，能夠?yàn)轵?qū)動(dòng)類型或者操作類型，或者具有水平軸線或者具有垂直軸線。操作式流體機(jī)械執(zhí)行的功能是增加流體的內(nèi)能，這通過使用其他形式的能量來處理。例如，網(wǎng)電能夠由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，然后可用于液壓泵或者流體機(jī)械，液壓泵或者流體機(jī)械當(dāng)流體拍打它們時(shí)依靠機(jī)械葉片又將其傳輸至流體本身。

不同的是，驅(qū)動(dòng)式流體機(jī)械，諸如任何類型的渦輪(液壓、風(fēng)力等)能夠以處理的流體為代價(jià)形成可用機(jī)械能。實(shí)際上，這些機(jī)器通過特定形狀和幾何形狀的機(jī)械構(gòu)件或者葉片接觸流體，推斷流體擁有的能量并且將這些能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。

但是，這種機(jī)器具有的問題是，由于葉片的構(gòu)造而不具有高效率，葉片不能夠沿流體流的方向自動(dòng)調(diào)節(jié)，具有限制范圍，相對于單個(gè)水平或者垂直軸線旋轉(zhuǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的范圍是提供一種簡單及經(jīng)濟(jì)構(gòu)造的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)，沿流體流的方向積聚以及再利用能量，因而具有一些特性，諸如克服仍影響公知領(lǐng)域先前描述的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的限制。尤其，本發(fā)明的目的是提供一種具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)，用于在兩個(gè)相互垂直的軸線上同步工作，在每個(gè)實(shí)施例中相等。

根據(jù)本發(fā)明，提供了如權(quán)利要求1限定的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)。

附圖說明

為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在參考附圖純依靠非限制示例描述一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其中：

-圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的二維視圖；

-圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的詳細(xì)二維視圖；

-圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的移動(dòng)同步及傳輸組的頂視圖；

-圖4示出了沿著根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的剖面a-a截取的二維視圖，該系統(tǒng)包括機(jī)械傳輸構(gòu)件；

-圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的橫向示意圖；

-圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的第二實(shí)施例的立體圖，以及第二實(shí)施例中移動(dòng)同步及傳輸組的放大視圖；

-圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的第三實(shí)施例的立體圖，以及第三實(shí)施例中移動(dòng)同步及傳輸組的放大視圖；

-圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的具有繞轉(zhuǎn)軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的第四實(shí)施例的立體圖，以及第四實(shí)施例中移動(dòng)同步及傳輸組的放大視圖；

-圖9a-圖9b示出了根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的第四實(shí)施例的操作步驟的立體圖。

具體實(shí)施方式

參考這些附圖，尤其圖1-圖5，示出了根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的第一實(shí)施例。更詳細(xì)地，具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)100包括：具有內(nèi)齒的內(nèi)傳輸軸101；具有外齒的內(nèi)傳輸軸102；運(yùn)動(dòng)同步及傳輸組103；輸出傳輸軸104；兩個(gè)扇形葉片105，即一個(gè)垂直葉片105以及一個(gè)水平葉片105，它們依靠支撐結(jié)構(gòu)或者元件106連接至運(yùn)動(dòng)同步及傳輸組103，每個(gè)依靠鉸鏈107和108繞傳輸軸101和102之一樞轉(zhuǎn)；互聯(lián)設(shè)備109，其用于將扇形葉片105相互連接，例如是能夠振蕩的桿。

根據(jù)本發(fā)明的方案，具有內(nèi)齒的傳輸軸101的第一端部互連在具有外齒的傳輸軸102的第一端部，以便形成單個(gè)驅(qū)動(dòng)軸，單個(gè)驅(qū)動(dòng)軸確定依靠支撐結(jié)構(gòu)106連接至它們的葉片105的同步運(yùn)動(dòng)。而且，運(yùn)動(dòng)同步及傳輸組103包括齒錐齒輪111a和111b，它們分別鍵接在軸101和104上并且充當(dāng)運(yùn)動(dòng)的同步及傳輸?shù)臋C(jī)構(gòu)。輸出傳輸軸104在與運(yùn)動(dòng)同步及傳輸組103連接的上端部包括齒錐齒輪111b，齒錐齒輪111b剛性連接至錐形齒輪111a，錐形齒輪111a又耦合至傳輸軸101的第一端部。以該方式，輸出傳輸軸104剛性連接至傳輸軸101和102。

如圖4所示，根據(jù)第一實(shí)施例。葉片105旋轉(zhuǎn)和振蕩，依靠傳輸軸101和102發(fā)生同步。

每個(gè)傳輸軸101和102分別依靠鉸鏈107和108與構(gòu)造106之一相互連接。每個(gè)鉸鏈107和108在第一端部剛性連接于支撐結(jié)構(gòu)106之一，并且在第二端部依靠銷112連接至傳輸軸101和102之一。尤其，鉸鏈107的第二端部連接至傳輸軸101，而鉸鏈108的第二端部連接至傳輸軸102。由于鉸鏈107和108，扇形葉片105能夠分別繞傳輸軸101和102的軸線旋轉(zhuǎn)。

有利地，根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)扇形葉片105剛性連接至對應(yīng)支撐結(jié)構(gòu)106，從而與其構(gòu)成單個(gè)主體。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，扇形葉片105依靠互連設(shè)備109剛性相互連接。在這種用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)100的構(gòu)造中，運(yùn)動(dòng)同步及傳輸組103具有元件110，元件110作用為支點(diǎn)，繞該支點(diǎn)能夠發(fā)生互連桿109的振蕩，因而引起葉片105的振蕩。

正如甚至圖5中更好地強(qiáng)調(diào)的，具有相應(yīng)支撐結(jié)構(gòu)106的扇形葉片105布置成相應(yīng)的軸線彼此成90°，并且定向成它們的表面法線彼此成90°，例如朝向左定向的垂直葉片105的法線垂直于向下定向的水平葉片105的法線。尤其，圖1-5示出了，扇形葉片105將占據(jù)彼此完全隔離但是毗鄰的不同空間以及在該空間中工作。更精確地，考慮到將空間分隔為四個(gè)象限，其中的兩個(gè)象限用字母a和b指示(分別為左區(qū)域和右區(qū)域)，其中的兩個(gè)象限用字母c和d指示d(分別為上區(qū)域和下區(qū)域)，它們在具體案例參考系統(tǒng)的中央點(diǎn)o交叉，垂直葉片105占據(jù)空間的象限c-a，垂直葉片105構(gòu)造為在該象限中操作，尤其振蕩，水平葉片105占據(jù)空間的象限c-b，水平葉片105構(gòu)造為在該象限中操作，尤其振蕩。在系統(tǒng)100的該特定構(gòu)造中，每個(gè)葉片105位于它們自己工作區(qū)域的象限中，葉片的每個(gè)象限與其他葉片的象限被區(qū)分以及隔開，在它們的象限中葉片能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和振蕩二者，繞通過軸101和102的軸線x進(jìn)行一個(gè)完整旋轉(zhuǎn)，以及繞垂直于軸線x且通過銷112的y軸線振蕩。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，為了使振蕩正確地發(fā)生，葉片105必須布置成它們之間為90°并且彼此以預(yù)定距離布置。

根據(jù)本發(fā)明的另一方案，葉片之間的角度為90°(這是它們的法線之間的角度)。

有利地，根據(jù)本發(fā)明，異相90°的葉片105構(gòu)造為在0°-90°的整個(gè)角度范圍接收流體的推力，或者反之亦然，以將其傳輸至流體。

有利地，根據(jù)本發(fā)明，扇形葉片105以及傳輸及同步器件(諸如齒錐齒輪111a和111b)的數(shù)量是可變的，能夠是兩的倍數(shù)。在該情況下，有利地，根據(jù)本發(fā)明，更多扇形葉片能夠通過另外的傳輸機(jī)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)和振蕩運(yùn)動(dòng)下移動(dòng)。

有利地，根據(jù)本發(fā)明，通過運(yùn)動(dòng)同步及傳輸組103、傳輸軸101、102、鉸鏈107和108以及銷112，葉片在流體(諸如空氣)的作用下能夠執(zhí)行振蕩和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。該流體能夠?qū)⒛芰總鬏斨寥~片或者從葉片接收能量。

圖6示出了具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的第二實(shí)施例200，具有多個(gè)扇形葉片205。每個(gè)葉片205的同步是通過一組1：1比例的三個(gè)錐形齒輪210、209d、209e進(jìn)行的，用于每個(gè)葉片205。尤其，第一錐形齒輪210安裝在傳輸組203上，與傳輸軸202共軸以及自由旋轉(zhuǎn)，其他兩個(gè)錐形齒輪209d和209e剛性連接在定位在象限a-c中的鉸鏈207內(nèi)以及定位在象限c-b中的鉸鏈208內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，固定齒輪210的齒僅存在于一半齒冠中，另一半是平滑的。兩個(gè)側(cè)齒輪209d和209e每180°交替嚙合固定齒輪210，因而實(shí)現(xiàn)了同步葉片205之間的移動(dòng)。兩個(gè)齒輪209d和209e與支撐結(jié)構(gòu)206形成了單個(gè)塊，葉片205依靠鉸鏈207和208固定在支撐結(jié)構(gòu)206上，單個(gè)塊依靠銷212分別與軸201和202聯(lián)接。在該實(shí)施例中，葉片在區(qū)域c-a和c-b中執(zhí)行旋轉(zhuǎn)和震蕩。

有利地，根據(jù)本發(fā)明，具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的葉片處于這樣的構(gòu)造中，使得始終沿流體的方向工作，而不管流體是用來接收能量還是用于提供能量。

有利地，根據(jù)本發(fā)明，傳輸組在三側(cè)設(shè)置有適當(dāng)?shù)妮斎?，諸如以便能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸軸的輸入/輸出，并且構(gòu)造為使得允許扇形葉片沿流體流撞擊葉片的方向移動(dòng)。

因此，在操作期間，根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)從移動(dòng)的流體接收能量。例如，該系統(tǒng)構(gòu)造為從風(fēng)接收風(fēng)能或者可替換地，構(gòu)造為從海洋或者河水水流接收能量。同時(shí)，對于逆向操作的原理，具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)能夠充當(dāng)用于生成能量的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，尤其依靠例如連接至傳輸軸的電動(dòng)機(jī)而供給能量至葉片。因此，具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)執(zhí)行中間機(jī)構(gòu)的任務(wù)，能夠?qū)⒘黧w擁有的動(dòng)能傳輸至軸，或者相反地，能夠?qū)⑤S擁有的機(jī)械能量傳輸至流體。

更精確地，使用具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的第一實(shí)施例，第一葉片接合流體因此接收或者傳輸為了運(yùn)動(dòng)的目的有用的推力，第一葉片不被其他葉片影響。實(shí)際上，由于第二葉片相對于第一葉片異相90°，因此第二葉片沿平行于流體的方向定位，因此，第二葉片不接收也不傳輸推力，即其被卸載。當(dāng)?shù)谝蝗~片已經(jīng)旋轉(zhuǎn)而沿平行于流體的方向時(shí)，第二葉片變得垂直于流體，進(jìn)入作業(yè)步驟并且變得準(zhǔn)備好用于增壓。

基本上，由于每個(gè)葉片使用0°-90°增加的弧形以及由于葉片自身之間不相互作用，所以它們均受到流體的更大流動(dòng)，結(jié)果，系統(tǒng)具有更高效率。

圖7示出了具有多個(gè)扇形葉片305的第三實(shí)施例300。支撐結(jié)構(gòu)306支撐象限c-a中的垂直葉片305以及象限c-b中的第二水平片305，其聯(lián)接至(例如，分別依靠齒座309da和309ea螺紋連接至)系統(tǒng)300的象限c-a的錐形齒輪309d以及系統(tǒng)300的象限c-b的錐形齒輪309e。在該構(gòu)造中，銷312的軸線yl與齒輪309d和309e的軸線重合并且被移相90°，例如象限c-b中的軸線yl垂直布置，象限c-a中的軸線yl水平布置并且進(jìn)入紙面。

在操作期間，考慮系統(tǒng)300的同步組303具有的水平軸線x，葉片305僅占據(jù)上半空間，每個(gè)葉片305從象限c-a通向象限c-b進(jìn)行軌道運(yùn)動(dòng)。實(shí)際上，每個(gè)葉片305相對于與齒輪309d或者309e集成在一起的軸線y1旋轉(zhuǎn)，齒輪309d或者309e又在齒輪310上繞軸302的軸線旋轉(zhuǎn)，依靠連接銷312，軸302的軸線重合于軸線x。如果x軸線是垂直的，則葉片305將僅在右半空間b中或者僅在左半空間a中。這引起每個(gè)葉片305始終受到的流體流大于用于轉(zhuǎn)換能量的當(dāng)前系統(tǒng)受到的流體流。

有利地，根據(jù)本發(fā)明，葉片305構(gòu)造為接收流體的推力，或者反之亦然，其將流體的推力傳輸至流體，用于0°-180°的整個(gè)角度范圍。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，該系統(tǒng)能夠包括：單個(gè)扇形葉片305，例如其經(jīng)由與齒座309da螺紋連接的端部連接至右半空間b中的齒輪309e；以及平衡錘，其相對于左半空間a中的葉片305放置在90°處并且位于軸線yl上。

圖8示出了第四實(shí)施例400，其中，支撐結(jié)構(gòu)406支撐第一上部葉片405和第二下部葉片405，其被剛性連接，例如依靠端部螺紋連接至錐形齒輪409d的齒座409da。

葉片405布置成使得它們具有的支撐結(jié)構(gòu)406彼此隔180°并且支撐結(jié)構(gòu)406的表面法線彼此隔90°，例如一個(gè)指向左邊，而一個(gè)離開紙面，一個(gè)布置在半空間c-a中而另一個(gè)布置在半空間d-a中。

錐形齒輪409d、錐形齒輪409e和軸402經(jīng)由銷412聯(lián)接，相對于軸402的軸線y2一起旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，錐形齒輪409d和409e相對于其自身軸線x2在與組403一體的錐形齒輪410上旋轉(zhuǎn)。因此在操作期間，放置在軸402左邊的一對葉片405占據(jù)右半空間b，在該空間中進(jìn)行軌道運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閥2軸線是垂直的。如果y2是水平的，那么葉片405會(huì)占據(jù)上半空間c或者下半空間d，這取決于情況。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，系統(tǒng)能夠包括：上半空間c中的單個(gè)扇形葉片405，例如其經(jīng)由螺紋連接至齒座409da的端部連接至左半空間a中的齒輪409d；以及平衡錘，其相對于下半空間d中的葉片405放置在180°處，其連接至齒輪409d的齒座409da。

根據(jù)本發(fā)明的另一方案，第四實(shí)施例僅包括一對左葉片。

根據(jù)本發(fā)明的另一方案，系統(tǒng)400能夠包括一對右葉片和在軸402的左邊的一對葉片。

更詳細(xì)地，如圖9a-9b所示，以4個(gè)步驟展示了具有單對葉片405的系統(tǒng)400的操作，例如，步驟1代表這樣的構(gòu)造，一對葉片405放置在處于垂直位置的軸402的左邊，即第一葉片405定位在半空間c中并且定向成表面法線在左邊，第二葉片405定位在半空間d中并且定向成表面法線離開紙面。軸402繞軸線y2的90°旋轉(zhuǎn)涉及進(jìn)入步驟2，在步驟2，一對葉片405布置成水平，第一葉片405在半空間b中位于軸的右邊并且表面法線離開紙面，第二葉片405在半空間a中位于軸402的左邊并且表面法線朝向下方。還注意到的是，在從步驟1過渡至步驟2期間，第一葉片405從半空間a移動(dòng)至半空間b，并且第二葉片405定位在半空間a中。從步驟2向前，直到返回至開始條件，即返回至步驟1，第一葉片405將在半空間b中移動(dòng)，第二葉片405將在半空間a中移動(dòng)。軸402繞軸線y2進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)90°涉及從步驟2進(jìn)入步驟3。在步驟3，一對葉片405返回為垂直，第二葉片405在半空間c中且表面法線離開紙面，第一葉片405在半空間d中并且其表面法線朝向左邊。在軸402繞軸線y2進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)90°時(shí)，系統(tǒng)從步驟3進(jìn)入步驟4，在步驟4，一對葉片405返回水平位置。第一葉片405在半空間b中在軸402的右邊，其表面法線離開紙面，第二葉片405在半空間a中軸的左邊，其表面法線面向上方。依靠軸402繞軸線y2的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)90°，系統(tǒng)從步驟4進(jìn)入步驟1，恢復(fù)初始操作狀態(tài)。

還在該第四實(shí)施例中，葉片405是垂直的(兩個(gè)法線呈90度)。

有利地，根據(jù)本發(fā)明，軸線x、x2和y1、y2能夠分別與單獨(dú)平面c-d以及a-b一致。

有利地，根據(jù)本發(fā)明，在具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的所有實(shí)施例中，葉片和傳輸軸在操作期間具有相同角速率。

有利地，根據(jù)本發(fā)明，在具有繞轉(zhuǎn)軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的所有實(shí)施例中，支撐結(jié)構(gòu)能夠?yàn)檩喞螤睢?/p>

有利地，根據(jù)本發(fā)明，具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)還能夠使用在工業(yè)用或家用的混合機(jī)器中，從而允許更有效的混合以及合并混合物以進(jìn)行制備。

因此，根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)允許交替地定向扇形葉片，每個(gè)扇形葉片在其自身分配的空間，并且以自動(dòng)方式沿流體的方向，因而可在接收以及傳輸上都最大化能量效率。

根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)的另一優(yōu)勢是簡化構(gòu)造以及組裝。

此外，根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)具有較低成本。

最后，根據(jù)本發(fā)明的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)是萬能的并且可重新配置，能夠改變扇形葉片以及傳輸及同步器件的數(shù)量。

最后，清楚的是，正如附隨的權(quán)利要求中限定的，此處描述的以及示出的具有軌道運(yùn)行軸的用于轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)能夠修改以及改變，這并不超出本發(fā)明的保護(hù)范圍。