專利名稱:高效流水能轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
本裝置屬于流水發(fā)電設(shè)備的改進(jìn)。
目前的流水能轉(zhuǎn)換裝置存在兩類問題一是不能有效的解決不規(guī)則沖撞，流水轉(zhuǎn)換的能量大部份都消耗在自身的不規(guī)則沖撞上。甘肅皋蘭地區(qū)直徑達(dá)二十公尺的筒車，就是屬于這類情況，這種裝置只能安裝在流速很大的流水中，轉(zhuǎn)換流水表面的能量。二是工藝復(fù)雜，成本太高，例如美國4163905號(hào)專利，這類裝置工藝復(fù)雜，密封性要求高，配套設(shè)備要求也很高。本裝置不存在這些問題，即可以轉(zhuǎn)換流水表面的能量，也能轉(zhuǎn)換流水深處的能量，只有微小的不規(guī)則沖撞配套裝置簡單，安裝也十分方便，能同時(shí)轉(zhuǎn)換不同深度流水的能量。本裝置可以派生出兩種類型一種是調(diào)整部份在水外；另一種是調(diào)整部份在水下，兩種原理一樣，各有特點(diǎn)，下面以第二種來說明。
該裝置的核心是葉輪，流水能轉(zhuǎn)換主要靠它進(jìn)行。葉輪由主軸1葉桿盤2，葉桿3，葉片轉(zhuǎn)軸4，葉片5，限位桿6等組成。葉桿盤固定在主軸上，以葉桿盤和主軸中心為圓心，每60度固定一對(duì)葉桿，葉桿在葉桿盤上的橫向距離為2倍于內(nèi)側(cè)葉片寬度。葉桿長度和葉片面積可以根據(jù)不同的流速、深度的流水和負(fù)載情況而定，葉桿在葉片寬度上的位置內(nèi)側(cè)小于外側(cè)，葉片轉(zhuǎn)軸按此比例固定在葉片上下，葉片通過葉片轉(zhuǎn)軸套在葉桿上，葉片可以在葉桿上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，上限位桿和下限位桿固定在葉桿上葉片轉(zhuǎn)軸上端和下葉片轉(zhuǎn)軸下端，限制葉片在葉桿上下滑動(dòng)和控制葉片的工作姿態(tài)。見圖1，2。
該裝置的工作原理見圖3，由于葉桿在葉片寬度上的位置內(nèi)側(cè)比外側(cè)小，外側(cè)葉片重力大于內(nèi)側(cè)。葉片對(duì)在葉桿上轉(zhuǎn)動(dòng)呈半撐開狀入水，進(jìn)入a角(a角5度稱為入水角)。由于流水的作用，葉片轉(zhuǎn)軸外側(cè)接受流水沖擊力大于內(nèi)側(cè)，葉片對(duì)這時(shí)調(diào)整到完全撐開狀進(jìn)入b角(b角90度稱為做功角)這時(shí)葉片最大面積接觸流水，轉(zhuǎn)換的能量由葉片轉(zhuǎn)軸經(jīng)葉桿傳給葉桿盤推動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在b角內(nèi)同時(shí)有兩組葉片對(duì)轉(zhuǎn)換不同深度的流水能量。當(dāng)葉片運(yùn)行到c角，(c角75度稱為非做功角)葉片處的角度已經(jīng)接受不到流水的能量，這時(shí)葉片對(duì)的受力情況發(fā)生變化由原來葉片傳動(dòng)能給主軸變成主軸把動(dòng)能經(jīng)葉桿盤由葉桿傳給葉片轉(zhuǎn)軸。因葉桿在葉片寬度上的位置內(nèi)側(cè)比外側(cè)小。外側(cè)所受的水的阻力大于內(nèi)側(cè)，稍受一點(diǎn)阻力就發(fā)生偏轉(zhuǎn)，向外側(cè)偏轉(zhuǎn)90度(由限位桿限定)，以最小與水接觸面積出水。這時(shí)只有葉桿和葉片厚度與水產(chǎn)生不規(guī)則沖撞，而這些能量損耗只占全部能量轉(zhuǎn)換的3％。
圖4、5是一種高效能流水轉(zhuǎn)換裝置的示意圖整個(gè)裝置錨定在流水中，葉輪2安裝在船體1的兩側(cè)。葉輪轉(zhuǎn)換流水能后轉(zhuǎn)動(dòng)、經(jīng)變速箱3變?yōu)榘l(fā)電機(jī)4所需的轉(zhuǎn)速，發(fā)出的電由輸電裝置5輸出，穩(wěn)定翼6的作用是使葉輪處于轉(zhuǎn)換流水能的最佳方向。
該裝置結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可以不用專人管理可靠工作。由于只有葉片，葉片轉(zhuǎn)軸和葉桿一部份交替工作在水中，所以故障很少，維修也十分方便?？蔀榻砂兜木用裉峁┥a(chǎn)和生活用電，在內(nèi)河上行駛的船只停泊后的生活用電，內(nèi)河航線上的航標(biāo)燈用電，及在江河面上設(shè)置漂浮電站和無壩固定電站。
權(quán)利要求
1.高效流水能轉(zhuǎn)換裝置的葉輪，由主軸，葉桿盤、葉桿、葉片轉(zhuǎn)軸、葉片等組成。以葉桿盤和主軸中心為圓心，每60度固定一對(duì)葉桿，葉片通過葉片轉(zhuǎn)軸套在葉桿上，其特征在于葉桿③在葉桿盤②上的橫向距離為2倍于內(nèi)側(cè)葉片⑤寬度。
2.按權(quán)利要求
1所述的葉輪，其特征在于葉桿③在葉片⑤寬度上的位置內(nèi)側(cè)小于外側(cè)。
專利摘要
一種高效流水能轉(zhuǎn)換裝置。本實(shí)用新型屬于流水發(fā)電裝置的改進(jìn)，在轉(zhuǎn)換流水能的過程中，該裝置的葉輪能自動(dòng)調(diào)整葉片的工作狀態(tài)；當(dāng)葉輪的葉片轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)換流水能的最佳角度時(shí)，葉片完全撐開，以最大與流水接觸面積做功，當(dāng)葉輪的葉片轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)換不到流水能的角度時(shí)，葉片呈垂直狀態(tài)，把葉片與流水產(chǎn)生的阻力減到最小，因此有較高的轉(zhuǎn)換效率?？稍趦?nèi)河水域廣泛應(yīng)用。
文檔編號(hào)F01D23/00GK85200711SQ85200711
公開日1986年7月9日 申請(qǐng)日期1985年4月4日
發(fā)明者周勤 申請(qǐng)人:周勤導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan