專利名稱：一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，尤其是采用雙喇叭形流管結(jié)構(gòu)， 具有提高流體流速、增強流體壓力，利用采能葉輪獲得大規(guī)模機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
能源是人類生存發(fā)展的重要基礎(chǔ)資料。近百年來，隨著人類生活需求的不斷提高和生產(chǎn)規(guī)模的擴大，對能源的需求也越來越殷切。進入二十一世紀(jì)，能源危機正在日益制約社會經(jīng)濟活動，傳統(tǒng)使用的化石能源日益匱乏，價格不斷攀升，成為引起世界經(jīng)濟動蕩和影響和平的重要因素。而且化石能源的大量使用，Co2、So2等溫室氣體大量排放，導(dǎo)致氣候變暖，生態(tài)變遷，危及人類生存環(huán)境。為了解決日益嚴(yán)重的能源危機，緩解由于大量使用化石能源帶來的環(huán)境污染，長期以來，世界各國紛紛投入巨資尋找開發(fā)可再生能源。目前列入重點研究開發(fā)的清潔能源有水能、風(fēng)能、太陽能、潮汐能、生物質(zhì)能等。因此，如何使得水能、風(fēng)能等流體能得到高效地利用是目前急需解決的問題。
實用新型內(nèi)容本實用新型采用的為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，包括流管裝置、偏航座和塔筒，流管裝置通過偏航座固定在塔筒的頂部，所述流管裝置包括來流段、收縮段和尾流段，所述來流段朝向流體的來流方向設(shè)置，所述收縮段設(shè)置在來流段與尾流段之間，所述收縮段內(nèi)設(shè)置有機艙，所述機艙內(nèi)設(shè)置有傳動軸、固定在傳動軸上的傳動齒輪和由傳動齒輪驅(qū)動的目標(biāo)耗功機組，所述傳動軸的兩端分別固定有一組葉輪或數(shù)組葉輪。本發(fā)明的優(yōu)點是(1)提供大規(guī)模能源。本發(fā)明可以大量聚集自然界風(fēng)能或水能，形成大功率機械能，為人們生產(chǎn)生活提供大量的、多種形式的能源，緩解目前地球上日益嚴(yán)重的能源危機；(2)清潔環(huán)保。本發(fā)明提供的流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置是完全環(huán)保的，不會給環(huán)境帶來任何的污染；(3)投資省。依據(jù)本發(fā)明建造的風(fēng)能、潮汐能發(fā)電機組投資省，每千瓦裝機投資額遠低于現(xiàn)行的火電、核電、水電、太陽能發(fā)電和風(fēng)電等。
圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的流體為風(fēng)時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型的流體為水時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型的葉輪結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、流管裝置，2、偏航座，3、塔筒，4、來流段，5、收縮段，6、尾流段，7、機艙，8、 傳動軸，9、傳動齒輪，10、目標(biāo)耗功機組，11、葉輪，12、固定部分，13、轉(zhuǎn)動部分，14、支承軸承，15、轉(zhuǎn)動齒輪，16、驅(qū)動電機a, 17、剎車a, 18、輪轂，19、輻條，20、輪盤，21、葉片，22、葉片
轉(zhuǎn)動裝置，23、連桿，24、轉(zhuǎn)動環(huán)，25、驅(qū)動電機b，26、槳距測量儀，27、導(dǎo)流片，28、減壓口， 29、自動測量裝置，30、控制裝置，31、防護網(wǎng)，32、剎車c，33、防凍防雪網(wǎng)，34、避雷裝置，35、 變速箱，36、空氣壓縮機，37、永磁風(fēng)力發(fā)電機，38、葉軸。
具體實施方式
如圖1所示，一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，包括流管裝置1、偏航座2和塔筒3， 流管裝置1通過偏航座2固定在塔筒3的頂部，流管裝置1包括來流段4、收縮段5和尾流段6，來流段4朝向流體的來流方向設(shè)置，收縮段5設(shè)置在來流段4與尾流段6之間，收縮段5內(nèi)設(shè)置有機艙7，機艙7內(nèi)設(shè)置有傳動軸8、固定在傳動軸8上的傳動齒輪9和由傳動齒輪9驅(qū)動的目標(biāo)耗功機組10，傳動軸8的兩端分別固定有一組或數(shù)組葉輪11，在傳動軸 8上還設(shè)置有剎車c32。本實用新型可收集自然界的風(fēng)能或水能，形成大功率的機械能。為了加速增壓，聚集能量，來流段4采用口徑逐漸收縮呈喇叭形的敞口結(jié)構(gòu)，收縮段5采用管狀結(jié)構(gòu)，尾流段 6采用口徑逐漸擴張呈喇叭形的敞口結(jié)構(gòu)。這樣采用的雙喇叭形流管裝置1，通過設(shè)置逐漸擴張的尾流段6來擴大尾流空間，使尾流段6的流場比來流段4的壓力低，減少湍流干擾， 有利于降低流管裝置1內(nèi)的流體壅塞，對提高流管裝置1內(nèi)的流體通量起到重要作用。為更好地控制流體運動，減少湍流紊流，在來流段4的內(nèi)側(cè)壁上沿順軸向設(shè)置有多個帶有螺旋旋向的向心型導(dǎo)流片27，材質(zhì)為鋼材或其他硬質(zhì)材料，導(dǎo)流片27還可以用導(dǎo)流管或?qū)Я鞑蹃泶?。為適應(yīng)極端流場條件下，避免高流速流體損壞內(nèi)部設(shè)施，在來流段4上設(shè)置有若干個可開閉的減壓口 28，減壓口 28處設(shè)置有自動測量裝置29和控制減壓口 28開閉的控制裝置30，當(dāng)局部壓力超過設(shè)定量值時，位于來流段4上的減壓口 28可以自動開啟，卸除內(nèi)部過高的壓力。為防止人、動物或其他物體被快速流體卷進流管裝置1，傷及生命和葉輪11設(shè)施， 在來流段4和尾流段6內(nèi)均設(shè)置有網(wǎng)柵形防護網(wǎng)31，為鋼材或其他材料制成。由于流體的流向轉(zhuǎn)動方向經(jīng)常發(fā)生變化，為了達到最大限度地采集能量的目的， 偏航座2包括支承軸承14、固定在支承軸承14上的轉(zhuǎn)動齒輪15、帶動轉(zhuǎn)動齒輪15轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機al6和與轉(zhuǎn)動齒輪15相配合設(shè)置的剎車al7，支承軸承14包括固定部分12和轉(zhuǎn)動部分13，固定部分12與塔筒3的頂部固定連接，轉(zhuǎn)動部分13與收縮段5的底部固定連接，這樣可根據(jù)流體來流方向來控制驅(qū)動電機al6驅(qū)動轉(zhuǎn)動齒輪15動作，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動部分13 轉(zhuǎn)動，在流管裝置1達到預(yù)設(shè)位置時，剎車al7動作，鎖定流管裝置1的方向，以達到最大限度地采集能量。 為了使得葉輪11最大限度地將風(fēng)能或水能轉(zhuǎn)換成機械能，如圖4所示，葉輪11包括輪轂18、輻條19、輪盤20、若干個葉片21和葉片轉(zhuǎn)動裝置22，輪轂18固定套接在傳動軸 8上，輻條19的一端固定在輪轂18上、另一端與輪盤20固定連接，若干個葉片21通過葉軸 38均勻分布在輪盤20上，可根據(jù)流體類別和流速來設(shè)計葉片21的形狀。為了使得葉片21獲得穩(wěn)定的或盡量大的流體能，葉片轉(zhuǎn)動裝置22包括連桿23、轉(zhuǎn)動環(huán)24、帶動轉(zhuǎn)動環(huán)24轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機b25和槳距測量儀26，轉(zhuǎn)動環(huán)24固定在輪轂18與輪盤20之間，葉軸38通過連桿23固定在轉(zhuǎn)動環(huán)24上，驅(qū)動電機b25設(shè)置在輻條19上，槳距測量儀26固定在輪盤20上，這樣可根據(jù)流體的流向或大小來調(diào)節(jié)葉片21的迎角。 如圖2所示，當(dāng)流體為風(fēng)時，除了上述結(jié)構(gòu)外，在防護網(wǎng)31的內(nèi)側(cè)還設(shè)置有防凍防雪網(wǎng)33，該防凍防雪33網(wǎng)采用的是電熱網(wǎng)。為了防止受雷電的影響，在流管裝置1的上方設(shè)置有避雷裝置34。目標(biāo)耗功機組10為功率為3000kw的永磁風(fēng)力發(fā)電機37，傳動齒輪9 通過變速箱35來驅(qū)動永磁風(fēng)力發(fā)電機39運作。如圖3所示，當(dāng)流體為水時，葉輪11采用水輪機葉輪，目標(biāo)耗功機組10為空氣壓縮機組36，傳動齒輪9通過變速箱35來驅(qū)動空氣壓縮機36動作。
權(quán)利要求1.一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于包括流管裝置、偏航座和塔筒，流管裝置通過偏航座固定在塔筒的頂部，所述流管裝置包括來流段、收縮段和尾流段，所述來流段朝向流體的來流方向設(shè)置，所述收縮段設(shè)置在來流段與尾流段之間，所述收縮段內(nèi)設(shè)置有機艙，所述機艙內(nèi)設(shè)置有傳動軸、固定在傳動軸上的傳動齒輪和由傳動齒輪驅(qū)動的目標(biāo)耗功機組，所述傳動軸的兩端分別固定有一組葉輪或數(shù)組葉輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述偏航座包括支承軸承、固定在支承軸承上的轉(zhuǎn)動齒輪、帶動轉(zhuǎn)動齒輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機a和與轉(zhuǎn)動齒輪相配合設(shè)置的剎車a，所述支承軸承包括固定部分和轉(zhuǎn)動部分，所述固定部分與塔筒的頂部固定連接，所述轉(zhuǎn)動部分與收縮段的底部固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述葉輪包括輪轂、輻條、輪盤、若干個葉片和葉片轉(zhuǎn)動裝置，所述輪轂固定套接在傳動軸上，所述輻條的一端固定在輪轂上、另一端與輪盤固定連接，所述若干個葉片通過葉軸均勻分布在輪盤上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述葉片轉(zhuǎn)動裝置包括連桿、轉(zhuǎn)動環(huán)、帶動轉(zhuǎn)動環(huán)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機b和槳距測量儀，所述轉(zhuǎn)動環(huán)固定在輪轂與輪盤之間，所述葉軸通過連桿固定在轉(zhuǎn)動環(huán)上，所述驅(qū)動電機b設(shè)置在輻條上，所述槳距測量儀固定在輪盤上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述來流段為口徑逐漸收縮呈喇叭形的敞口結(jié)構(gòu)，所述收縮段為管狀結(jié)構(gòu)，所述尾流段為口徑逐漸擴張呈喇叭形的敞口結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述來流段的內(nèi)側(cè)壁上沿順軸向設(shè)置有多個帶有螺旋旋向的向心型導(dǎo)流片、導(dǎo)流管或?qū)Я鞑邸?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述來流段上設(shè)置有若干個可開閉的減壓口，所述減壓口處設(shè)置有自動測量裝置和控制減壓口開閉的控制裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述來流段和尾流段內(nèi)均設(shè)置有網(wǎng)柵形防護網(wǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述傳動軸上還設(shè)置有剎車C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述目標(biāo)耗功機組為發(fā)電機、空氣壓縮機、油壓泵或水泵。
專利摘要本實用新型涉及一種流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置，包括流管裝置、偏航座和塔筒，流管裝置通過偏航座固定在塔筒的頂部，所述流管裝置包括來流段、收縮段和尾流段，所述來流段朝向流體的來流方向設(shè)置，所述收縮段設(shè)置在來流段與尾流段之間，所述收縮段內(nèi)設(shè)置有機艙，所述機艙內(nèi)設(shè)置有傳動軸、固定在傳動軸上的傳動齒輪和由傳動齒輪驅(qū)動的目標(biāo)耗功機組，所述傳動軸的兩端分別固定有一組葉輪或數(shù)組葉輪。本實用新型的優(yōu)點是提供大規(guī)模能源，緩解目前地球上日益嚴(yán)重的能源危機；提供的流體能量提升和轉(zhuǎn)換裝置是完全環(huán)保的，不會給環(huán)境帶來任何的污染；建造的風(fēng)能、潮汐能發(fā)電機組投資省，每千瓦裝機投資額遠低于現(xiàn)行的火電、核電、水電、太陽能發(fā)電和風(fēng)電等。
文檔編號F03D1/04GK202117850SQ20112016816
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者施建勇 申請人:江蘇聚源風(fēng)電科技有限公司