一種葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示一種葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪，包括葉輪骰、葉片，以及一個由與葉片數(shù)量相同的支撐桿、軸套管和彈簧等組成的支撐裝置。在支撐桿與葉片保持同步轉(zhuǎn)動的同時，如果流體流速超出設(shè)計的額定指標(biāo)并發(fā)生變化，則流體力和彈簧力的作用將會失衡，使得軸套管在中心軸上自行滑動，實(shí)現(xiàn)同時改變?nèi)~輪上各葉片與中心軸間的夾角，這樣即改變了流體對葉輪作用的橫截面積，同時也改變了流體力在葉輪上的著力點(diǎn)到轉(zhuǎn)動軸的距離，使得葉輪轉(zhuǎn)矩基本保持穩(wěn)定。適用風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電等領(lǐng)域，極大改善了葉輪的工作穩(wěn)定性，使發(fā)電達(dá)到自動穩(wěn)頻、穩(wěn)壓目的，以及增強(qiáng)設(shè)備抵抗自然災(zāi)害的能力，延長設(shè)備使用壽命。
【專利說明】—種葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及葉輪，具體是一種葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪。
【背景技術(shù)】
[0002]此前，在公開的資料中，對于可調(diào)葉片的葉輪中主要為各葉片在流體力(風(fēng)力、水力)作用下各自繞葉片根部一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，以達(dá)到改變?nèi)~片質(zhì)點(diǎn)切面與中心軸法面間的夾角，這樣雖然能在外力變化情況下起到穩(wěn)定葉輪扭矩的作用，但由于其葉輪機(jī)整體運(yùn)動空間不變，即外力在葉片上的著力點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸間的距離保持不變，因而穩(wěn)定葉輪扭矩的作用效果較為有限，抵抗臺風(fēng)等自然災(zāi)害的能力仍較弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是將其設(shè)計成為一個葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪，使得同時改變流體力(風(fēng)力、水力)作用葉輪的橫截面積大小和流體力在葉輪上的著力點(diǎn)到轉(zhuǎn)動軸的距離(力臂/位失)，以提高穩(wěn)定葉輪轉(zhuǎn)矩的作用效果，避免和減輕流體流速劇烈變化時對葉輪所造成的破壞。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是:葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪，除葉輪骰、葉片外，還包含一個由與葉片數(shù)量相同的支撐桿和一個可在中心軸上滑動的軸承、軸承套和彈簧等組成的支撐裝置。每個葉片根部與葉輪骰間進(jìn)行活動連接，葉片根部稍外凸出位置與一條支撐桿的一端進(jìn)行活動連接；各支撐桿的另一端與軸承套活動連接；軸承可以在中心軸上滑動，彈簧硬靠并作用軸承。
[0005]所述支撐裝置可以設(shè)置在葉輪的前面，也可以設(shè)置在葉輪的后面，具體設(shè)計方案不同，所選用的彈簧類型及支撐桿所起到的作用不相同。如果彈簧設(shè)置在滑動軸承的后面，則要采用壓簧，相反則要采用拉簧；而支撐桿位于葉輪的前面，則主要起到對葉片的拉扶作用，相反則主要起到對葉片的支撐作用。
[0006]本發(fā)明主要技術(shù)特征是:葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪形同一個傘架一樣，支撐桿與葉片保持同步轉(zhuǎn)動的同時，如果流體流速超出設(shè)計的額定指標(biāo)并發(fā)生變化，則流體力和彈簧力的作用將會失衡，使得支撐裝置中各支撐桿連接軸承套的一端隨軸承套在中心軸上自行滑動，實(shí)現(xiàn)同時改變?nèi)~輪上各葉片與中心軸間的夾角，這樣即改變了流體對葉輪作用的橫截面積，同時也改變了流體力在葉輪上的著力點(diǎn)到轉(zhuǎn)動軸的距離(力臂/位失)，而使葉輪轉(zhuǎn)矩保持基本穩(wěn)定。
[0007]所述軸承和軸承套，可以直接用一個可在中心軸上滑動的軸套管代替，各支撐桿的另一端與軸套管活動連接，如果流體流速超出設(shè)計的額定指標(biāo)并發(fā)生變化，同樣使得支撐裝置中各支撐桿連接軸套管的一端隨軸套管在中心軸上自行滑動，以同時改變和調(diào)節(jié)葉片與中心軸夾角，尤其適合葉輪與中心軸同步轉(zhuǎn)動的情況。
[0008]本發(fā)明葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪適用于所有流體力做功的場合，如風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電等，尤其適合風(fēng)速和水流速度變化較大的情況，利用葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電，將極大改善自然風(fēng)力和水力發(fā)電設(shè)備的工作穩(wěn)定性，達(dá)到自動穩(wěn)頻、穩(wěn)壓目的，以及增強(qiáng)發(fā)電設(shè)備抵抗自然災(zāi)害的能力，延長設(shè)備使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]附圖1為一種單葉輪型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0010]附圖2為一種雙葉輪型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0011]圖中:1.葉片，2.葉輪骰，3.支撐桿，4.軸承套，5.軸承，6、9.彈簧，7.彈簧座，
8.端固件，10.“T”形軸套管。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步的說明，但不是對本發(fā)明的限定。
[0013]實(shí)施例1:參照附圖1，具體為一種單葉輪型葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪的結(jié)構(gòu)原理示意圖，主要包括若干葉片(I)、一個葉輪骰(2)、與葉片相同數(shù)量的支撐桿(3)、一個軸承套(4 )、一個軸承(5 )、一個彈簧(6 )和一個彈簧座(7 )等。
[0014]附圖1中，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是:每個葉片(I)根部與葉輪骰(2)間進(jìn)行活動連接，葉片根部稍外凸出處又與一條支撐桿(3)的一端進(jìn)行活動連接；各支撐桿的另一端與軸承套(4)活動連接；軸承(5)可以在中心軸上滑動，彈簧(6)位于軸承與彈簧座(7)之間，緊靠并作用軸承。
[0015]本實(shí)施例1主要技術(shù)特征是:支撐桿與葉片保持同步轉(zhuǎn)動的同時，如果流體流速超出設(shè)計的額定指標(biāo)并發(fā)生變化，則流體力和彈簧力的作用將會失衡，使得支撐裝置中各支撐桿連接軸承套的一端隨軸承套在中心軸上自行滑動，實(shí)現(xiàn)同時改變?nèi)~輪上各葉片與中心軸間的夾角，這樣即改變了流體對葉輪作用的橫截面，同時也改變了流體力在葉輪上的著力點(diǎn)到轉(zhuǎn)動軸的距離(力臂/位失)，而使葉輪轉(zhuǎn)矩保持基本穩(wěn)定。
[0016]本實(shí)施例1中，彈簧類型為壓簧，而支撐桿則主要起到對葉片的支撐作用。
[0017]本實(shí)施例1中，彈簧座(7)如果設(shè)計為可前后移動的彈簧座，則本實(shí)施例涉及的葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪還具有可調(diào)節(jié)葉輪傳輸功率和可收放的特點(diǎn)，適用輕便可攜帶的小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和小型水力發(fā)電設(shè)備。
[0018]本實(shí)施例1單葉輪型葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪可以應(yīng)用到所有流體力做功的場合，如風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電等，尤其適合風(fēng)速和水流速度變化較大的情況。利用葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪，將極大改善自然風(fēng)力和水力發(fā)電設(shè)備的工作穩(wěn)定性，以及增強(qiáng)發(fā)電設(shè)備抵抗自然災(zāi)害的能力，延長設(shè)備使用壽命。
[0019]實(shí)施例2:參照附圖2，具體為一種雙葉輪型葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪的結(jié)構(gòu)原理示意圖，包含兩個葉輪的葉片(I)、葉輪骰(2)，以及一個聯(lián)動的支撐裝置，主要由與葉片相同數(shù)量的支撐桿(3)、一個軸承套(4)、一個軸承(5)、二個彈簧(6、9)、一個“T”形軸套管(10)和“T”形軸套管上一個端固件(8)等構(gòu)成。
[0020]附圖2中，實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例2的技術(shù)方案與實(shí)施例1基本相同，主要區(qū)別在于調(diào)節(jié)兩個葉輪上葉片與中心軸夾角是由一個聯(lián)動的支撐裝置來實(shí)現(xiàn)的，該支撐裝置位于兩葉輪之間，中心部位為中心軸上一個可滑動的“T”形軸套管(10)，彈簧(6)為公共作用的彈簧，位于“T”形軸套管與第二葉輪骰之間，“T”形軸套管上有一個彈簧(9)，彈簧(9)前端為軸承(5)，軸承(5)的前端為端固件(8)，以限定軸承在“T”形軸套管上滑動，第一葉輪的支撐桿一端與軸承套(4)活動連接，第二葉輪的支撐桿一端與“Τ”形軸套管凸出的一端活動連接。
[0021]本實(shí)施例2除與實(shí)施例1有基本相同的技術(shù)特征外，兩個葉輪上的葉片還具有同時調(diào)節(jié)受控的特點(diǎn)，但由于彈簧(9)的作用，使得前端葉輪上的葉片向后傾的幅度會額外增大。如果彈簧(9)更換為非伸縮件，即為軸承(5)直接固定在“Τ”形軸套管的前端，則前后兩個葉輪上的葉片會完全同步調(diào)節(jié)控制。
[0022]本實(shí)施例2中，兩個葉輪各自獨(dú)立轉(zhuǎn)動，實(shí)際應(yīng)用時，一般需要與一個混合動力合成裝置連接，以實(shí)現(xiàn)合二為一的目的。
[0023]實(shí)施例2中，彈簧(6、9)均為壓簧，而前后兩組支撐桿分別起到對前后葉輪上葉片的支撐和拉扶作用。
[0024]本實(shí)施例2雙葉輪型葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪的應(yīng)用范圍及特點(diǎn)與實(shí)施例1相同，但雙葉輪型葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪，會更加高效利用風(fēng)能和水力能。
【權(quán)利要求】
1.葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪，主要包括葉片(I)、葉輪骰(2)，以及一個由與葉片數(shù)量相同的支撐桿(3)和一個軸承(5)、軸承套(4)、彈簧(6)和彈簧座(7)等組成的支撐裝置，每個葉片根部與葉輪骰間進(jìn)行活動連接，葉片根部稍外凸出處又與一條支撐桿的一端進(jìn)行活動連接，各支撐桿的另一端與軸承套活動連接，彈簧硬靠并作用軸承，主要特征是:葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪形同一個傘架一樣，支撐桿與葉片保持同步轉(zhuǎn)動的同時，如果流體流速超出設(shè)計的額定指標(biāo)并發(fā)生變化，則流體力和彈簧力的作用將會失衡，使得軸承在中心軸上滑動，以同時改變?nèi)~輪上各葉片與中心軸間的夾角，改變流體對葉輪作用的橫截面積和流體力在葉輪上的著力點(diǎn)到轉(zhuǎn)動軸的距離，使葉輪轉(zhuǎn)矩保持基本穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪涉及的軸承(5)和軸承套(4)，可以直接用一個可在軸上滑動的軸套管來代替，各支撐桿的另一端與軸套管活動連接，如果流體流速超出設(shè)計的額定指標(biāo)并發(fā)生變化，同樣使得支撐裝置中各支撐桿連接中心軸套管的一端隨軸套管在中心軸上自行滑動，以同時改變和調(diào)節(jié)葉片與中心軸夾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪涉及的彈簧座(7)，可以將其設(shè)為可前后移動的彈簧座，使得本發(fā)明涉及的葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪，同時還具有可調(diào)節(jié)葉輪傳輸功率和與傘一樣可收放的特點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪涉及為二個獨(dú)立轉(zhuǎn)動的葉輪時，除相應(yīng)的葉輪骰(2)、葉片(I)外，還包含一個位于兩葉輪之間的聯(lián)動支撐裝置，該聯(lián)動支撐裝置主要由與葉片相同數(shù)量的支撐桿(3)、一個軸承套(4)、一個軸承(5)、二個彈簧(6、9)、一個“T”形軸套管(10)和軸套管上一個端固件(8)等構(gòu)成；其中可滑動的“T”形軸套管(10)位于中心部位，彈簧(6)位于“T”形軸套管與第二葉輪骰之間，“T”形軸套管上有一個彈簧(9)，彈簧(9)前端為軸承(5),軸承(5)的前端為軸套管上的端固件(8),第一葉輪的支撐桿一端與軸承套(4)活動連接，第二葉輪的支撐桿一端與“T”形軸套管的凸出端活動連接；主要特征是:支撐桿與直接相連葉片保持同步轉(zhuǎn)動的同時，如果流體流速超出設(shè)計的額定指標(biāo)并發(fā)生變化，則流體力和彈簧力的作用將會失衡，使得軸承(5)在軸套管(10)上滑動和軸套管(10)在中心軸上滑動，以同時改變兩個葉輪上各葉片與中心軸間的夾角，彈簧(9 )的作用使得前端葉輪上的葉片向后傾的幅度會額外增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙葉輪型的葉片與中心軸夾角可調(diào)的葉輪涉及的位于軸套管(10)上的彈簧(9)，可以用非伸縮件代替，即為軸承(5)直接固定在軸套管(10)前端部位，其特征在于前后兩個葉輪上的葉片與中心軸的夾角會完全受公共彈簧(6)作用，并實(shí)現(xiàn)完全冋步調(diào)節(jié)控制。
【文檔編號】F03D1/06GK104005908SQ201410172196
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】周耀瑜 申請人:周耀瑜