專利名稱：流體能量轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能量轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及一種鏈傳動(dòng)式的流體能量轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
流體能量(包括風(fēng)能、水能等)作為儲(chǔ)量大、分布廣、無污染的新能源，開發(fā)利用受到了世界各國的高度重視。目前已經(jīng)出現(xiàn)了流體能量的轉(zhuǎn)換裝置，例如風(fēng)力機(jī)等。但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有廣泛應(yīng)用的水平軸風(fēng)力機(jī)存在很多缺點(diǎn)。例如葉片只能捕獲一次風(fēng)能，能量轉(zhuǎn)換的效率較低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種流體能量轉(zhuǎn)換裝置，目的在于最大限度地截獲流體能量，提高流體能量轉(zhuǎn)換的效率。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種流體能量轉(zhuǎn)換裝置，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置包括:傳動(dòng)輪，通過支承軸安裝在支撐部件上，并且在垂直于所述支承軸的方向上安裝有鏈條；多個(gè)柔性葉片，由可彎曲變形的柔性材料制成，所述柔性葉片一端通過葉片轉(zhuǎn)軸與所述鏈條連接，另一端通過葉片束縛部件與所述鏈條連接；驅(qū)動(dòng)輪，通過輸出軸連接負(fù)載，并且在垂直于所述輸出軸的方向上安裝所述鏈條；所述多個(gè)柔性葉片通過所述傳動(dòng)輪、所述驅(qū)動(dòng)輪和所述鏈條而形成兩層；導(dǎo)流部件，安裝在兩層柔性葉片之間，將經(jīng)過第一層柔性葉片的流體引導(dǎo)到第二層柔性葉片。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，其中，所述導(dǎo)流部件進(jìn)行導(dǎo)流的角度是可控的。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，其中，所述鏈條為兩條，分別連接所述葉片轉(zhuǎn)軸的兩端以及所述葉片束縛部件。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，其中，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括:固定部件，加裝在所述柔性葉片上，來控制所述柔性葉片的變形范圍。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，其中，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括:外框，與所述支撐部件固定設(shè)置，所述外框迎流面的集流段采用符合五次方曲線的形狀，并且所述外框的中間采用直線過渡，以及背面由擴(kuò)散段組成。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，其中，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括:導(dǎo)流機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置的頂端，將迎流面的流體引導(dǎo)到第二層柔性葉片。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，其中，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括:光電片，設(shè)置于所述柔性葉片或所述外框上，以實(shí)現(xiàn)流體能量與光能的互補(bǔ)。[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，其中，所述柔性葉片以簡支架的力學(xué)模型架設(shè)在所述支撐部件上。本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果在于:通過設(shè)置兩層柔性葉片，可以使得葉片具有自適應(yīng)能力，并且在流體掠過第一層葉片后仍可被第二層葉片利用；以及通過在兩層柔性葉片之間設(shè)置導(dǎo)流部件，可以進(jìn)一步提高第二層柔性葉片的流體能量獲取量。由此，可以最大限度地截獲流體能量，大大提高流體能量的利用率。參照下面的描述和附圖，將清楚本實(shí)用新型的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本實(shí)用新型的特定實(shí)施方式，來表示實(shí)施本實(shí)用新型的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型的范圍不受此限制。相反，本實(shí)用新型包括落入所附權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。參照以下附圖，將更好地理解本實(shí)用新型的許多方面。附圖中的組成部分不一定按比例繪制，重點(diǎn)在于清楚地例示出本實(shí)用新型的原理。為了便于例示和描述本實(shí)用新型的一些部分，可以將附圖中的對(duì)應(yīng)部分在尺寸上放大，例如，放大得相對(duì)于其他部分比在根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)際制成的示例性設(shè)備中的要大。在本實(shí)用新型的一個(gè)圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅牟考吞卣骺梢耘c一個(gè)或更多個(gè)其它圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅牟考吞卣飨嘟Y(jié)合。此外，在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)在全部圖中都標(biāo)示對(duì)應(yīng)的部分，并且可以用來標(biāo)示一個(gè)以上實(shí)施方式中的相同或類似部分。

所包括的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部分，例示了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，并與文字說明一起用來解釋本實(shí)用新型的原理，其中對(duì)于相同的要素，始終用相同的附圖標(biāo)記來表示。在附圖中:圖1是本實(shí)用新型的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的一結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的柔性葉片受力的一示意圖；圖3是圖1所示的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一視圖；圖4是圖1所示的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一視圖；圖5是本實(shí)用新型的導(dǎo)流部件的一示意圖；圖6是圖5所示的導(dǎo)流部件的一局部放大圖；圖7是圖5所示的導(dǎo)流部件安裝在支撐部件上之后的一局部放大圖；圖8是圖5所示的導(dǎo)流部件的導(dǎo)流板之間的一局部放大圖；圖9是本實(shí)用新型的固定部件的一示意圖；圖10是圖9中柔性葉片變形后的一示意圖；圖11是圖10的固定部件的側(cè)面示意圖；圖12是本實(shí)用新型的固定部件的另一示意圖；圖13是本實(shí)用新型的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一示意圖；圖14是本實(shí)用新型的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一示意圖。
具體實(shí)施方式
[0040]針對(duì)一個(gè)實(shí)施方式描述和/或例不的特征，可以在一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中以相同方式或以類似方式使用，和/或與其他實(shí)施方式的特征相結(jié)合或代替其他實(shí)施方式的特征使用。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，術(shù)語“包括”當(dāng)在本說明書中使用時(shí)用來指所述特征、要件、步驟或組成部分的存在，但不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、要件、步驟、組成部分或它們的組合的存在或增加。本實(shí)用新型提供一種流體能量轉(zhuǎn)換裝置，圖1是本實(shí)用新型的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的一結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示,該流體能量轉(zhuǎn)換裝置100包括:傳動(dòng)輪101，通過支承軸102安裝在支撐部件上，并且在垂直于支承軸102的方向上安裝鏈條103 ；多個(gè)柔性葉片104，由可彎曲變形的柔性材料制成；其中，每個(gè)柔性葉片104的一端通過葉片轉(zhuǎn)軸105與鏈條103連接，另一端通過葉片束縛部件106與鏈條103連接；驅(qū)動(dòng)輪107，通過輸出軸108連接負(fù)載，并且在垂直于輸出軸108的方向上安裝鏈條103 ;多個(gè)柔性葉片104通過傳動(dòng)輪101、驅(qū)動(dòng)輪107和鏈條103而形成兩層；導(dǎo)流部件109，安裝在兩層柔性葉片之間，將經(jīng)過第一層柔性葉片的流體引導(dǎo)到第二層柔性葉片。在本實(shí)用新型中，柔性葉片104可以由可彎曲變形的柔性材料制成，可以采用鐵片或者帆布片等。但本實(shí)用新型不限于此，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇優(yōu)化，以保證達(dá)到柔性自適應(yīng)的特點(diǎn)。圖2是本實(shí)用新型的柔性葉片受力的一示意圖。如圖2所示，流體(例如風(fēng))以一定速度經(jīng)過該流體能量轉(zhuǎn)換裝置100時(shí)，柔性葉片可以自動(dòng)彎曲，此時(shí)第一層葉片會(huì)受到風(fēng)壓向上的作用力。風(fēng)經(jīng)過第一層葉片后改變方向，繼續(xù)作用于第二層葉片，使第二層葉片仍然彎曲，產(chǎn)生向下的作用力。這樣，兩層葉片所受到的作用力方向相反。葉片再通過轉(zhuǎn)軸將力傳遞給鏈條，使環(huán)狀鏈條向一致的方向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而在輸出軸上輸出驅(qū)動(dòng)力矩。發(fā)電機(jī)可以在該驅(qū)動(dòng)力矩的作用下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。在具體實(shí)施時(shí)，鏈條103可以為兩條，分別連接葉片轉(zhuǎn)軸105的兩端以及葉片束縛部件106。圖3是圖1所示的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一視圖。如圖3所示,鏈條103可以包括兩條環(huán)狀鏈條1031、1032。其中，對(duì)于每個(gè)柔性葉片104，可以具有一葉片轉(zhuǎn)軸105和兩個(gè)葉片束縛部件1061、1062。該葉片束縛部件1061、1062例如可以為細(xì)繩等，但本實(shí)用新型不限于此。如圖3所示，環(huán)狀鏈條1031與該柔性葉片104的葉片轉(zhuǎn)軸105的一端連接，并與該柔性葉片104的一個(gè)葉片束縛部件1061連接；環(huán)狀鏈條1032與該柔性葉片104的葉片轉(zhuǎn)軸105的另一端連接，并與該柔性葉片104的另一個(gè)葉片束縛部件1062連接。但本實(shí)用新型不限于此，例如還可以設(shè)置兩個(gè)以上的鏈條。在本實(shí)用新型中，柔性葉片104以簡支架的力學(xué)模型架設(shè)在支撐部件上。由此，有利于提高流體能量轉(zhuǎn)換裝置的使用壽命。圖4是圖1所示的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一視圖。如圖4所示，在兩層柔性葉片之間安裝有導(dǎo)流部件109。該導(dǎo)流部件109可以由多個(gè)導(dǎo)流板組成，可以將從第一層柔性葉片反射回來的流體導(dǎo)流到第二層柔性葉片上，以提高第二層柔性葉片的流體能量獲取量。在本實(shí)用新型中，導(dǎo)流部件109進(jìn)行導(dǎo)流的角度是可控的。可以通過調(diào)節(jié)角度，更好地進(jìn)行導(dǎo)流，從而提高導(dǎo)流的效率。在具體實(shí)施時(shí)，可以通過轉(zhuǎn)軸來調(diào)節(jié)導(dǎo)流部件109的角度。圖5是本實(shí)用新型的導(dǎo)流部件的一示意圖，如圖5所示，導(dǎo)流部件109可以包括多個(gè)導(dǎo)流板501，可通過轉(zhuǎn)軸502對(duì)導(dǎo)流部件的角度進(jìn)行控制。圖6是圖5所示的導(dǎo)流部件的一局部放大圖，圖7是圖5所示的導(dǎo)流部件安裝在支撐部件上之后的一局部放大圖，圖8是圖5所示的導(dǎo)流部件的導(dǎo)流板之間的一局部放大圖。在本實(shí)用新型中，還可以對(duì)柔性葉片進(jìn)行約束，以控制柔性葉片的變形范圍。流體能量轉(zhuǎn)換裝置100還可以包括:固定部件110，加裝在柔性葉片104上，來控制柔性葉片104的變形范圍。固定部件110可以為肋結(jié)構(gòu)，但本實(shí)用新型不限于此。圖9是本實(shí)用新型的固定部件的一示意圖，如圖9所示，可以將柔性葉片104限制在固定部件110的范圍之內(nèi)。圖10是圖9中柔性葉片變形后的一示意圖，圖11是圖10的固定部件的側(cè)面示意圖。圖12是本實(shí)用新型的固定部件的另一示意圖，如圖12所示，可以將柔性葉片104限制在固定部件Iio的范圍之內(nèi)。圖9和圖12中的固定部件110的形狀不同，但本實(shí)用新型不限于此，可以根據(jù)實(shí)際情況確定具體的實(shí)施方式。在本實(shí)用新型中，還可以給流體能量轉(zhuǎn)換裝置加裝外框，以進(jìn)一步提高流體能量的利用率。圖13是本實(shí)用新型的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一示意圖。如圖13所示，流體能量轉(zhuǎn)換裝置100還可以包括:外框201，與支撐部件固定設(shè)置，該外框201迎流面的集流段采用符合五次方曲線的形狀，并且外框201的中間采用直線過渡，以及背面由擴(kuò)散段組成。如圖13所示，外框201可以與支撐部件203固定設(shè)置。該外框201迎流面的集流段采用符合五次方曲線的形狀，并且外框201的中間采用直線過渡，以及背面由擴(kuò)散段組成。由此，可以保證集流并獲得均勻的入流，減少尾部繞流損失。圖14是本實(shí)用新型的流體能量轉(zhuǎn)換裝置的另一示意圖。如圖14所示，流體能量轉(zhuǎn)換裝置100還可以包括:導(dǎo)流機(jī)構(gòu)202，設(shè)置于流體能量轉(zhuǎn)換裝置的頂端，將迎流面的流體引導(dǎo)到第二層柔性葉片。由此，可以更加充分地利用第二層柔性葉片，提高流體能量的轉(zhuǎn)換效率。在本實(shí)用新型中，流體能量轉(zhuǎn)換裝置還可以包括:光電片，設(shè)置于柔性葉片104或外框201)，以實(shí)現(xiàn)流體能量與光能的互補(bǔ)。由此，可以進(jìn)一步提高流體能量的轉(zhuǎn)換效率。由上述實(shí)施例可知，通過設(shè)置兩層柔性葉片，可以使得葉片具有自適應(yīng)能力，并且在流體掠過第一層葉片后仍可被第二層葉片利用；以及通過在兩層柔性葉片之間設(shè)置導(dǎo)流部件，可以進(jìn)一步提高第二層柔性葉片的流體能量獲取量。由此，可以最大限度地截獲流體能量，大大提高流體能量的利用率。以上參照附圖描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。這些實(shí)施方式的許多特征和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)該詳細(xì)的說明書是清楚的，因此所附權(quán)利要求旨在覆蓋這些實(shí)施方式的落入其真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這些特征和優(yōu)點(diǎn)。此外，由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到很多修改和改變，因此不是要將本實(shí)用新型的實(shí)施方式限于所例示和描述的精確結(jié)構(gòu)和操作，而是可以涵蓋落入其范圍內(nèi)的所有合適修改和等同物。在此公開了本實(shí)用新型的特定實(shí)施方式。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)至IJ，本實(shí)用新型在其他環(huán)境下具有其他應(yīng)用。實(shí)際上，還存在許多實(shí)施方式和實(shí)現(xiàn)。所附權(quán)利要求絕非為了將本實(shí)用新型的范圍限制為上述具體實(shí)施方式
。另外，任意對(duì)于“用于……的裝置”的引用都是為了描繪要素和權(quán)利要求的裝置加功能的闡釋，而任意未具體使用“用于……的裝置”的引用的要素都不希望被理解為裝置加功能的元件，即使該權(quán)利要求包括了“裝置”的用詞。盡管已經(jīng)針對(duì)特定優(yōu)選實(shí)施方式或多個(gè)實(shí)施方式示出并描述了本實(shí)用新型，但是顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀和理解說明書和附圖時(shí)可以想到等同的修改例和變型例。尤其是對(duì)于由上述要素(部件、組件、裝置、組成等)執(zhí)行的各種功能，除非另外指出，希望用于描述這些要素的術(shù)語(包括“裝置”的引用)對(duì)應(yīng)于執(zhí)行所述要素的具體功能的任意要素(即，功能等效)，即使該要素在結(jié)構(gòu)上不同于在本實(shí)用新型的所例示的示例性實(shí)施方式或多個(gè)實(shí)施方式中執(zhí)行該功能的公開結(jié)構(gòu)。另外，盡管以上已經(jīng)針對(duì)幾個(gè)例示的實(shí)施方式中的僅一個(gè)或更多個(gè)描述了本實(shí)用新型的具體特征，但是可以根據(jù)需要以及從對(duì)任意給定或具體應(yīng)用有利的方面考 慮，將這種特征與其他實(shí)施方式的一個(gè)或更多個(gè)其他特征相結(jié)合。
權(quán)利要求1.一種流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置包括: 傳動(dòng)輪(101 )，通過支承軸(102)安裝在支撐部件上，并且在垂直于所述支承軸(102)的方向上安裝有鏈條(103)； 多個(gè)柔性葉片(104)，由可彎曲變形的柔性材料制成,所述柔性葉片(104) 一端通過葉片轉(zhuǎn)軸(105)與所述鏈條(103)連接，另一端通過葉片束縛部件(106)與所述鏈條(103)連接； 驅(qū)動(dòng)輪(107)，通過輸出軸(108)連接負(fù)載，并且在垂直于所述輸出軸(108)的方向上安裝所述鏈條(103);所述多個(gè)柔性葉片(104)通過所述傳動(dòng)輪(101 )、所述驅(qū)動(dòng)輪(107)和所述鏈條(103)而形成兩層； 導(dǎo)流部件(109)，安裝在兩層柔性葉片之間，將經(jīng)過第一層柔性葉片的流體引導(dǎo)到第二層柔性葉片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流部件(109)進(jìn)行導(dǎo)流的角度是可控的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述鏈條(103)為兩條，分別連接所述葉片轉(zhuǎn)軸(105)的兩端以及所述葉片束縛部件(106)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括: 固定部件(110)，加裝在所述柔性葉片(104)上，來控制所述柔性葉片(104)的變形范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括: 外框(201)，與所述支撐部件固定設(shè)置，所述外框(201)迎流面的集流段采用符合五次方曲線的形狀，并且所述外框(201)的中間采用直線過渡，以及背面由擴(kuò)散段組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括: 導(dǎo)流機(jī)構(gòu)(202)，設(shè)置于所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置的頂端，將迎流面的流體引導(dǎo)到第二層柔性葉片。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述流體能量轉(zhuǎn)換裝置還包括: 光電片，設(shè)置于所述柔性葉片(104)或所述外框(201)上，以實(shí)現(xiàn)流體能量與光能的互補(bǔ)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述柔性葉片(104)以簡支架的力學(xué)模型架設(shè)在所述支撐部件上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種流體能量轉(zhuǎn)換裝置，包括傳動(dòng)輪，通過支承軸安裝在支撐部件上，并且在垂直于支承軸的方向上安裝有鏈條；多個(gè)柔性葉片，由可彎曲變形的柔性材料制成，柔性葉片的一端通過葉片轉(zhuǎn)軸與鏈條連接，另一端通過葉片束縛部件與鏈條連接；驅(qū)動(dòng)輪，通過輸出軸連接負(fù)載，并且在垂直于輸出軸的方向上安裝鏈條；多個(gè)柔性葉片通過傳動(dòng)輪、驅(qū)動(dòng)輪和鏈條而形成兩層；導(dǎo)流部件，安裝在兩層柔性葉片之間，將經(jīng)過第一層柔性葉片的流體引導(dǎo)到第二層柔性葉片。通過本實(shí)用新型，可以大大提高流體能量的利用率。
文檔編號(hào)F03B9/00GK203161439SQ201320093969
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者宋力, 田瑞, 林麗華, 張亮, 張雷, 蘇猛, 叢雨 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)