專利名稱：轉(zhuǎn)葉車式流體機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
轉(zhuǎn)葉車式流體機(jī)屬于流體機(jī)械，用于風(fēng)能、水動能(江河流、潮汐、洋流)的提取。
背景技術(shù)：
地球上的風(fēng)與水流蘊(yùn)涵著大量能量。風(fēng)能的利用目前主要是水平軸螺旋漿式風(fēng)機(jī)，其葉 片只能夠利用流體動能中由升力作用而產(chǎn)生的機(jī)械能， 一次截能有限。江河中的水能，現(xiàn)在 是建壩截流利用水的勢能推動水輪機(jī)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，江河建壩的周期長，工程浩大，需要進(jìn) 行廣泛地地質(zhì)與生態(tài)的考察研究，會影響周圍的生態(tài)環(huán)境；在農(nóng)業(yè)中有用水車將水的動能提 取轉(zhuǎn)換成水的勢能用于農(nóng)業(yè)的灌溉。潮汐能的開發(fā)目前是在海灣建壩，利用漲落潮的海面勢 差推動低水頭的慣流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，能建壩的海灣有限對于寬廣海域的潮汐能僅是 很小的一部分，而且慣流式水輪機(jī)發(fā)電機(jī)是在水下體積龐大，建造、安裝、維護(hù)成本高。寬 廣海域中的潮流與海流的流體機(jī)械目前主要為慣流式水輪機(jī)與螺旋漿式水輪機(jī)平軸風(fēng)機(jī)，且 未市場化。

發(fā)明內(nèi)容
為了能夠以較低的成本有效地提取風(fēng)能與水能就有了本發(fā)明轉(zhuǎn)葉車式流體機(jī)。流體機(jī)配 合傳動系、發(fā)電機(jī)構(gòu)成發(fā)電站。流體機(jī)由三葉可以在一定角度轉(zhuǎn)動葉片及載轉(zhuǎn)葉的車(以下 稱轉(zhuǎn)葉車)、循環(huán)軌道、傳動鏈條組成。轉(zhuǎn)葉沿循環(huán)軌道上均布，由鏈條將每條軌道的轉(zhuǎn)葉車 連在一起；循環(huán)軌道由兩段直線軌道與兩段半圓弧軌道兩兩頭尾相連組成。轉(zhuǎn)葉車在軌道的 一直線段在流體的作用下轉(zhuǎn)葉與流體流動方向成垂直狀態(tài)，即轉(zhuǎn)葉與轉(zhuǎn)葉車成垂直狀態(tài)，并 在此直線段的前后一段圓弧形軌道上，轉(zhuǎn)葉與轉(zhuǎn)葉車就保持垂直相對位置不變，流體對轉(zhuǎn)葉 的推力大；轉(zhuǎn)葉車在另一直線段及另兩段圓弧形軌道上，在流體的作用下轉(zhuǎn)葉與流體流動方 向成平行狀態(tài)，轉(zhuǎn)葉受到流體的推力小；三片轉(zhuǎn)葉至少有一片處于受流體推力大的軌道段， 三片轉(zhuǎn)葉在流體的作用下帶動轉(zhuǎn)葉車及鏈條朝一個方向循環(huán)移動。這樣三片轉(zhuǎn)葉順序循環(huán)截 取流體動能到鏈條上并通過傳動系將能量傳遞給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成電能。
傳動系有液力傳動與機(jī)械傳動。液力傳動是主要由鏈條泵、管路、蓄能器、水輪機(jī)、控 制系統(tǒng)組成。機(jī)械傳動有鏈條直接驅(qū)動鏈輪與鏈鏈傳動兩種方式。
鏈條泵是由鏈條、擺動葉片、有直線段的回形槽、有直線段的兩循環(huán)軌道、單向閥、濾 器、控制擺動葉片的液壓回路組成。鏈條鏈節(jié)的底部是一平面，兩側(cè)有滾子，鏈節(jié)之間是密 封鉸接，鏈條中有一鏈節(jié)有刮板，鏈條的兩側(cè)與刮板的兩側(cè)分別在兩個平面上，擺動葉片在 回形槽的直線段，單向閥在擺動葉片的一側(cè)。隨著鏈條移動兩側(cè)滾子在兩條回形軌道內(nèi)滾動， 刮板除了在擺動葉片段，刮板的兩側(cè)面、底面分別與回形槽的兩側(cè)面、底面保持蜜封；擺動 葉片兩側(cè)面與回形槽的兩側(cè)面密封，擺動葉片末端面與鏈的底部平面保持密封，擺動葉片在 與刮板相碰之前液壓回路控制擺動葉片讓過刮板后回轉(zhuǎn)到原來位置。在擺動葉片與鏈條底面 接觸時鏈條、回形槽、擺動葉片形成兩容腔。當(dāng)鏈條的移動到液壓回路控制擺動葉片讓過刮 板后回轉(zhuǎn)到原來位置后擺動葉片帶單向閥側(cè)的容腔變小，容腔內(nèi)的流體被壓從單向閥排出； 擺動葉片的另一側(cè)容腔變大，流體從擺動葉片的另一側(cè)的進(jìn)口被吸入，當(dāng)鏈條繼續(xù)移動到擺 動葉片將與刮板再次相碰時，完成一次吸入與排出流體循環(huán)。隨著鏈條不斷地循環(huán)移動，流
體就不斷的被吸入與排出。
流體機(jī)用于提取風(fēng)能的風(fēng)力機(jī)特點
1、 風(fēng)力機(jī)是阻力型，工作的風(fēng)速范圍寬，效率高；
2、 結(jié)構(gòu)上使得其能夠超越水平螺旋漿風(fēng)力機(jī)的單機(jī)功率極限，實現(xiàn)超大功率的風(fēng)力機(jī)；
3、 風(fēng)力機(jī)可以從地面到高空多臺疊加安裝，提取風(fēng)能空間大；
4、 可以安裝在飛艇上，實現(xiàn)高空風(fēng)力發(fā)電；
5、 地面固定的風(fēng)力機(jī)需要調(diào)向裝置。 流休機(jī)用于提取水流能的水力機(jī)特點-
1、 水力機(jī)是阻力型，工作的水流速度范圍寬，效率高；
2、 水力機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，直接安裝在水流場中，對生態(tài)影響?。?br> 3、 水力機(jī)的安裝基礎(chǔ)可以為固定的，也可為浮動的平臺，浮動平臺可以移動避開惡劣天 氣的影響；
4、 水力機(jī)可以安裝在水下，提取水下的水能轉(zhuǎn)換成水壓力能輸送到水面或陸地上的水輪 發(fā)電機(jī)組發(fā)電；
5、 水下水力機(jī)可以雙向運行，適合往復(fù)流動潮流能的提??；
6、 結(jié)構(gòu)簡單，建造周期短，在潮汐能的開發(fā)成本大大低于建壩式潮沙電站；
7、 可以廣闊的海域及深度建造，在海上可建造的空間大。


圖1:水下水力機(jī)的爆炸圖。許多零件是左右對稱件，爆炸圖中只爆炸對稱件的一半零件。
圖2:爆炸圖中B局部放大圖。
圖3:水下水力機(jī)的俯視圖。
圖4:水下水力機(jī)A-A剖視圖。
圖5: A水下水力機(jī)-A剖視圖中C局部放大圖。
圖6:水下水力機(jī)的隱去部分零件的主視圖。
隱去爆炸圖中對稱件的左邊零件及右邊零件(2)、 (3)、 (6)、 (7)。 圖7:隱去部分零件的主視圖中D局部放大圖。 圖8:發(fā)電站的水壓傳動系統(tǒng)原理圖。
圖中M與G為水輪發(fā)電機(jī)組。
圖9:水下水力機(jī)與風(fēng)力機(jī)的工作原理圖。 圖10、圖ll:水下水力機(jī)的工作原理圖。 圖12:水面水力機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理圖。
圖中剖視部分為鏈條及鏈條滾子導(dǎo)軌的截面放大圖。 圖13:鏈鏈傳動軸測圖。
直線箭頭為長節(jié)距直板滾子鏈的移動方向，曲線箭頭為帶撥齒短鏈節(jié)距鏈的移動方 向。
圖14:懸臂式轉(zhuǎn)葉車的軸測圖。 圖1-14中的標(biāo)號意義如下
1、機(jī)架2、轉(zhuǎn)葉3、主蓋板
4、鏈條5、轉(zhuǎn)葉車6、輔蓋板
7、濾網(wǎng)8、轉(zhuǎn)葉車A軌道9、刮板道
10、管道11、鏈條滾子軌道12、閥銷
13、閥葉14、閥座15、擺動葉片
16、兩位三通閥驅(qū)動凸輪17、頂桿18、兩位三通閥
19、轉(zhuǎn)葉車B滾輪20、轉(zhuǎn)葉車A滾輪21、轉(zhuǎn)葉限位副A
22、轉(zhuǎn)葉車架23、滑塊24、鏈銷
25、鏈滾子26、傳動銷27、帶刮板及傳動銷孔鏈節(jié)
28、轉(zhuǎn)葉軸29、轉(zhuǎn)葉軸承30、轉(zhuǎn)葉車B軌道
31、單向閥32、轉(zhuǎn)葉限位副B33、擺動葉片限位塊
34-38、容腔39、管道40、轉(zhuǎn)葉重心
41-46轉(zhuǎn)葉車在軌道上的--位置47、長節(jié)距直板滾子鏈
48、帶撥齒短鏈節(jié)距鏈49、撥齒50、受動鏈輪
51、受動鏈輪軸52、張緊輪53、壓輪
54、壓輪軸55、支撐塊56、加長傳動鏈銷
57、長節(jié)距鏈外鏈板58、長節(jié)距鏈內(nèi)鏈板59、長節(jié)距鏈滾子
60、長節(jié)距鏈導(dǎo)軌61、長節(jié)距鏈鏈銷62、滾軸
63、64、轉(zhuǎn)葉車在軌道上的一位置65、半軸套
66、轉(zhuǎn)葉車c軌道67、轉(zhuǎn)葉車C滾輪
實施方式
方式l:由水下水力機(jī)、鏈條泵、管道、蓄能器、濾器、水輪發(fā)電機(jī)組組成的發(fā)電站。 1、水力機(jī)
如圖1-7:將左右對稱的機(jī)架(1)固定在水下基礎(chǔ)上，水下基礎(chǔ)固定于水底面或錨系于 水中。左右對稱的機(jī)架上有轉(zhuǎn)葉車A軌道(8)與轉(zhuǎn)葉車B軌道(30)，轉(zhuǎn)葉車A軌道(8)由 兩等長直線段與兩半等長等半徑的圓弧段組成，轉(zhuǎn)葉車A軌道(8)的直線段長度在3/2 nR 到2^R之間(R為圓弧段的半徑)，軌道的直線段與其所處流體場中的流體方向平行。 一側(cè) 有三輛轉(zhuǎn)葉車(5)均在軌道上。轉(zhuǎn)葉車由轉(zhuǎn)葉車架(22)、轉(zhuǎn)葉車B滾輪(19)、轉(zhuǎn)葉車A滾 輪(20)、轉(zhuǎn)葉軸(28)組成，轉(zhuǎn)葉軸(28)固定在轉(zhuǎn)葉車架(22)上。兩側(cè)對稱的六輛轉(zhuǎn)葉 車(5)的轉(zhuǎn)葉軸(28)兩兩套著轉(zhuǎn)葉軸承(29)與轉(zhuǎn)葉(2)，轉(zhuǎn)葉(2)軸兩側(cè)葉片的軸向 寬度一樣而徑向?qū)挾炔坏惹覐较驅(qū)挾认嗖钶^大。每側(cè)的三輛轉(zhuǎn)葉車通過轉(zhuǎn)葉車架(22)、滑塊 (23)、傳動銷(26)、帶傳動銷孔鏈節(jié)與鏈條(4)連接。每輛轉(zhuǎn)葉車架上有轉(zhuǎn)葉限位副A(21)、 轉(zhuǎn)葉(2)的每側(cè)面有兩轉(zhuǎn)葉限位副B (32)使得轉(zhuǎn)葉從轉(zhuǎn)葉車兩A滾輪(20)軸線平面繞軸
左右旋轉(zhuǎn)最大角度為90度，兩側(cè)轉(zhuǎn)葉車架上的轉(zhuǎn)葉限位副A (21)與轉(zhuǎn)葉(2)兩側(cè)面的轉(zhuǎn) 葉限位副B (32)是左右對稱的。兩側(cè)的轉(zhuǎn)葉車上的轉(zhuǎn)葉車B滾輪(19)在轉(zhuǎn)葉車B軌道(30) 上滾動起到對轉(zhuǎn)葉車與轉(zhuǎn)葉的導(dǎo)向作用。 2、鏈條泵
如圖1-7:鏈條(4)的鏈節(jié)底面是一平面，鏈節(jié)的兩側(cè)有鏈滾子(25)，鏈節(jié)的兩側(cè)面 是平面，鏈條中有一帶刮板的鏈節(jié)(27)，鏈節(jié)之間是密封鉸接，鉸接后鏈條中的所有鏈節(jié)兩 側(cè)面與刮板的兩側(cè)面分別在兩平面上，以下稱這兩平面為鏈條側(cè)面。機(jī)架(1)上與固定在機(jī) 架上的蓋板(3)、輔蓋板(6)有鏈條滾子軌道(11)，鏈條滾子軌道(11)與轉(zhuǎn)葉車A軌道
(8)是共軛關(guān)系。機(jī)架(1)上有與蓋板(3)、輔蓋板(6)形成鏈條泵槽的刮板道(9)，鏈 條泵槽的底面與刮板的底面保持滑動密封，鏈條泵槽的兩側(cè)面與鏈條的兩側(cè)面保持滑動密封。 如圖7所示，鏈條泵槽的一直線段上有擺動葉片(15)，擺動葉片有兩葉片， 一葉片在鏈條泵 槽內(nèi)并與鏈條泵槽的側(cè)面、鏈條底面保持滑動密封；另一葉片與機(jī)架(1)、固定的輔蓋板(6) 形成三個容腔(34)、 (35)、 (36)，另一葉片兩末端弧形面分別與機(jī)架上兩弧形面保持滑動密 封，另一葉片的兩側(cè)面分別與機(jī)架(1)、輔蓋板(6)保持滑動密封；擺動葉片(15)的軸座 落在機(jī)架與輔蓋板(6)上；容腔(34)有孔(39)與管道(10)相通，容腔(35)通過兩位 三通閥(18)與管道(10)相通或與容腔(36)相通；機(jī)架上的擺動葉片限位塊(33)使得 擺動葉片(15)只能擺動到圖7所示的虛線位置(擺動葉片在此位置刮板經(jīng)過時不會相碰)； 鏈條(4)、蓋板(3)、輔蓋板(6)、刮板道(9)、刮板、擺動葉片(15)形成容腔(37)、 (38); 容腔(36)、 (37)通過濾網(wǎng)(7)與外界相通；容腔(38)經(jīng)單向閥(31)通到管道(10); 單向閥(31)由閥座(14)、閥葉(13)、閥銷(12)組成；當(dāng)容腔(34)、 (35)、 (38)的壓 力相等時，容腔內(nèi)的水對擺動葉片(15)產(chǎn)生的力矩的數(shù)值容腔(35)大于容腔(34)大于 容腔(38)，且相差值對擺動葉片的慣性矩來說較大使得擺動葉片獲得足夠大的擺動速度，能 夠在刮板經(jīng)過時不相碰。有兩位三通閥驅(qū)動凸輪(16)固定在與帶刮板及傳動銷孔鏈節(jié)(27) 的轉(zhuǎn)葉車架上，凸輪(16)經(jīng)過安在輔蓋板(6)上的頂桿(17)時，驅(qū)動兩位三通閥(18) 換位，過后兩位三通閥(18)復(fù)位(兩位三通閥驅(qū)動凸輪也可安裝在鏈條上)。以上是一側(cè)鏈 條泵，另一側(cè)的鏈條泵的結(jié)構(gòu)是與之左右對稱的。
以上的流體機(jī)與鏈條泵與管道、蓄能器、濾器、水輪發(fā)電機(jī)組可實現(xiàn)提取水下水流能， 轉(zhuǎn)換成電能。其工作原理如下-
如圖9:轉(zhuǎn)葉在沒有水流時，轉(zhuǎn)葉的重心(40)在長半葉上，浮心也在附近，重力大于 浮力，轉(zhuǎn)葉的長邊就下垂，當(dāng)有水流轉(zhuǎn)葉的長邊就在軌道的內(nèi)側(cè)。實線直線箭頭為水流的流 動方向，兩側(cè)的六輛轉(zhuǎn)葉車(5)與三片轉(zhuǎn)葉組成三組均布在軌道上圖示實線位置。轉(zhuǎn)葉車(5) 在圖示上半部時，由于轉(zhuǎn)葉(2)軸兩側(cè)的葉片的軸向?qū)挾纫粯佣鴱较驅(qū)挾炔坏惹覐较驅(qū)挾认?差較大，轉(zhuǎn)葉在水流的作用下產(chǎn)生的扭矩使得轉(zhuǎn)葉轉(zhuǎn)到圖示轉(zhuǎn)葉限位副A (21)、轉(zhuǎn)葉限位副 B (32)相觸位置即轉(zhuǎn)葉(2)與轉(zhuǎn)葉車架(22)垂直位置，轉(zhuǎn)葉車(5)在圖示上部直線段時 水流對轉(zhuǎn)葉(2)推力最大；轉(zhuǎn)葉車(5)在圖示下半部時，轉(zhuǎn)葉(2)在水流的的作用下轉(zhuǎn)到 與水流方向平行的位置，水流對轉(zhuǎn)葉(2)的推力小。這樣無輪三組轉(zhuǎn)葉(2)、轉(zhuǎn)葉車(5) 怎樣在軌道上均布，總有一組位于圖示上半部直線段或兩組位于上圖示上半部圓弧段上，水 流對圖示上半部轉(zhuǎn)葉的推力大大于下半部轉(zhuǎn)葉的推力，使得轉(zhuǎn)葉車及連接它們的鏈條按圖示 點劃線箭頭方向沿轉(zhuǎn)葉車A軌道(8)移動。當(dāng)轉(zhuǎn)葉車(5)移動到(41)虛線位置后，轉(zhuǎn)葉
(2)在水流的作用按弧線箭頭方向轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)葉長半葉在流體的下流方向如(42)虛線位置所 示。當(dāng)轉(zhuǎn)葉車移動到(43)虛線位置時，轉(zhuǎn)葉限位副A (21)、轉(zhuǎn)葉限位副B (32)相觸，隨
后在水流的作用下保持轉(zhuǎn)葉與轉(zhuǎn)葉車的相對位置到(41)虛線位置。之后三組轉(zhuǎn)葉與轉(zhuǎn)葉車 就順序按虛線位置(43)到虛線位置(41)到虛線位置(42)再到虛線位置(43)的過程循 環(huán)移動了，不斷地提取水流能轉(zhuǎn)換成鏈條移動的機(jī)械能。。
當(dāng)水流方向相反時。如圖10所示在重力作用下下垂轉(zhuǎn)葉在水流的作用下，轉(zhuǎn)葉限位 副A (21)、轉(zhuǎn)葉限位副B (32)相觸且轉(zhuǎn)葉的長半葉在軌道的外側(cè)，轉(zhuǎn)葉與轉(zhuǎn)葉車在水流的 作用下按圖示點劃線箭頭方向移動。如圖ll所示在第一循環(huán)內(nèi)當(dāng)轉(zhuǎn)葉車移動到(44)虛線 位置時，轉(zhuǎn)葉限位副A (21)、轉(zhuǎn)葉限位副B (32)相觸且轉(zhuǎn)葉的長半葉在軌道的內(nèi)側(cè)，隨后 在水流的作用下保持轉(zhuǎn)葉與轉(zhuǎn)葉車的相對位置到(45)虛線位置，這過程轉(zhuǎn)葉的長半葉在軌 道的內(nèi)側(cè)，之后轉(zhuǎn)葉按圖示弧線箭頭方向轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)葉長半葉在水流的下流方向如(46)虛線位 置所示，接著轉(zhuǎn)葉保持與水流方向平行移動到(44)虛線位置，以后三組轉(zhuǎn)葉與轉(zhuǎn)葉車就順 序按轉(zhuǎn)虛線位置(44)到虛線位置(45)到虛線位置(46)再到虛線位置(44)的過程循環(huán) 移動了，不斷地提取水流能轉(zhuǎn)換成鏈條移動的機(jī)械能。
轉(zhuǎn)葉(2)與鏈條(4)的能量傳遞過程是當(dāng)轉(zhuǎn)葉(2)在移動方向與水流同向的直線軌 道段及前后一段弧形軌道上移動時，轉(zhuǎn)葉(2)提取流體的能量通過轉(zhuǎn)葉車架(22)、滑塊(23)、 傳動銷(26)、帶傳動銷孔鏈節(jié)傳遞給鏈條(4);轉(zhuǎn)葉(2)在其它段軌道上移動時鏈條反過 來將能量傳遞給轉(zhuǎn)葉(2)克服水流的阻力返回。由于轉(zhuǎn)葉(2)順流方向從水流截取的能量 大大于轉(zhuǎn)葉(2)逆流方向消耗的能量，這樣隨著轉(zhuǎn)葉(2)的循環(huán)移動，不斷地提取水流能 轉(zhuǎn)換成鏈條移動的機(jī)械能。
鏈條獲取了能量，而鏈條又是鏈條泵的一部分。以下講述鏈條泵的工作原理 前面鏈條是朝著容腔(38)變小的方向移動。當(dāng)刮板將要與擺動葉片(15)產(chǎn)生千涉時， 凸輪(16)通過頂桿(17)驅(qū)動兩位三通閥(18)換位，在蓄能器的壓力作用下管道(10) 中的高壓水進(jìn)入容腔(35)，容腔(34) (35)、 (38)的高壓水對擺動葉片(15)產(chǎn)生一個使 得擺動葉片(15)向圖7虛線位置擺動的力矩，即刻容腔(37)、 (38)相通、單向閥(31〉 關(guān)閉，容腔(34) (35)的高壓水繼續(xù)使擺動葉片(15)擺動直到到達(dá)圖7虛線位置；鏈條移 動到刮板過了擺動葉片(15)后，凸輪(16)讓頂桿(17)返回，兩位三通閥(18)復(fù)位， 容腔(35)、 (36)相通，容腔(34)對擺動葉片(15)產(chǎn)生一個返回的力矩使擺動葉片(15) 擺回到原來的位置，擺動葉片(15)在鏈條泵槽內(nèi)的葉片末端與鏈條底面密封，容腔(38) 形成，鏈條繼續(xù)移動到容腔(38)的壓力升高可以打開單向閥時，容腔(34)、 (38)對擺動 葉片(15)的合力矩仍使得擺動葉片在鏈條泵槽內(nèi)的葉片末端與鏈條底面保持密封。鏈條繼 續(xù)移動，容腔(38)的水頂開單向閥(31)排入管道(10)到蓄能器；容腔(37)的容積變 大，水經(jīng)過濾網(wǎng)(7)吸入；當(dāng)帶刮板的鏈節(jié)(27)再次移動到將與擺動葉片相千涉時，鏈條 泵就完成一次工作循環(huán)。隨著鏈條的不斷移動與擺動葉片的定時擺動，鏈條泵就不斷地吸入 水同時泵出高壓水由管道輸送到蓄能器。
連接在管道(10)上的水輪發(fā)電機(jī)組將水力機(jī)與鏈條泵產(chǎn)生的高壓水轉(zhuǎn)換成電能。這樣 一個發(fā)電站就形成了。發(fā)電站的水壓傳動系統(tǒng)如圖8所示。鏈條泵泵泵送容腔(38)的水經(jīng) 過單向閥一路經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥送到水輪發(fā)電機(jī)組，另一路經(jīng)兩位三通閥到的容腔(35)控制擺 動葉片擺動，管道上的蓄能器維持管道的壓力。
以上的發(fā)電站適用于往復(fù)潮流、洋流、江河流。水力機(jī)與鏈條泵可以是多臺，由管道連 接到蓄能器，蓄能器連接著多臺水輪發(fā)電機(jī)組，根據(jù)工況選擇單臺或多臺水輪發(fā)電機(jī)組運行， 提高運行效率與可靠性。管道上可加截止閥隔開各設(shè)備的管道，方便檢修。
方式2:作為水面水力機(jī)
水面水力機(jī)的結(jié)構(gòu)與水下水力機(jī)基本相同。如圖12、圖13所示轉(zhuǎn)葉的形狀為月牙形 且只有一個轉(zhuǎn)葉限位副B (32)，轉(zhuǎn)葉車及轉(zhuǎn)葉車的軌道結(jié)構(gòu)一樣。傳動系采用鏈鏈傳動。連 接轉(zhuǎn)葉車的鏈條改成長節(jié)距直板滾子鏈(47)，它是種常規(guī)的輸送鏈，其鏈節(jié)由長節(jié)距鏈外鏈 板(57)、長節(jié)距鏈內(nèi)鏈板(58)、長節(jié)距鏈滾子(59)長節(jié)距鏈鏈銷(61)組成；長節(jié)距鏈 的滾子在固定的軌道(60)上滾動，軌道(60)在兩半圓弧段及其末端切線方向延伸一小直 線段有；轉(zhuǎn)葉車與長節(jié)距直板滾子鏈(47)的連接采用加長傳動鏈銷(56)連接。機(jī)架是固 定在固定的基礎(chǔ)上或浮體上，水面水力機(jī)的機(jī)架在水面的部分的轉(zhuǎn)葉車直線軌道下方有多根 等間距的滾軸(62)，滾軸的間距小于轉(zhuǎn)葉長邊的長度，轉(zhuǎn)葉車軌道的在水中的高度要小于水 面上的高度，轉(zhuǎn)葉的長度要大于1/4半圓弧弦長使得轉(zhuǎn)葉車移動到圖12的(63)虛線位置前 后，在轉(zhuǎn)葉短邊入水時而長邊還靠在滾軸(62)上。鏈鏈傳動系如圖13所示長節(jié)距直板滾 子鏈(47)與帶撥齒短鏈節(jié)距鏈(48)被支撐塊(55)與壓輪(53)壓在一起，壓在一起的 長度大于長節(jié)距鏈的節(jié)距，壓輪軸(54)是固定的；帶撥齒短鏈節(jié)鏈(48)的撥齒(49)間 的距離在鏈拉直時等于長節(jié)距直板滾子鏈(47)的節(jié)距，帶撥齒短鏈節(jié)距鏈(48)連著受動 鏈輪(50)與張緊輪(52)。鏈鏈傳動系是左右對稱的兩套，受動鏈輪軸是連接在一起的，這 樣兩側(cè)轉(zhuǎn)葉車與轉(zhuǎn)葉就能同步移動，結(jié)構(gòu)中就不用方式1中的起導(dǎo)向作用的轉(zhuǎn)葉車B滾輪(19) 與轉(zhuǎn)葉車B軌道(30)。
工作原理
如圖12所示水流朝實線直線箭頭流動，推動在水下轉(zhuǎn)葉(2)轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)葉限位副A (21) 與轉(zhuǎn)葉限位副B (32)相觸位置，并使得轉(zhuǎn)葉車按點劃線箭頭方向移動。當(dāng)水面上的轉(zhuǎn)葉車 移動到(63)虛線位置時在水流與重力的共同作用下轉(zhuǎn)到(64)虛線位置，這時轉(zhuǎn)葉限位副 A (21)與轉(zhuǎn)葉限位副B (32)相觸，隨后該轉(zhuǎn)葉車轉(zhuǎn)葉的長邊的遠(yuǎn)端先入水，保持轉(zhuǎn)葉限位 副A (21)與轉(zhuǎn)葉限位副B (32)相觸到轉(zhuǎn)葉(2)出水。出水后轉(zhuǎn)葉軸移過滾軸(62)，滾軸 (62)托起轉(zhuǎn)葉的長邊，使得轉(zhuǎn)葉受到風(fēng)的阻力小，并留出部分的水面空間。這樣三組轉(zhuǎn)葉 車與轉(zhuǎn)葉不斷地順序循環(huán)入水出水提取水流的動能傳給長節(jié)距直板滾子鏈(47)，在通過鏈鏈 傳動到受動鏈輪(52)，由受動鏈輪軸(51)輸出扭矩。受動鏈輪軸(51)連接到發(fā)電機(jī)將機(jī) 械能轉(zhuǎn)換成電能。
該水面水力機(jī)應(yīng)用于提取河流水能時，為保持機(jī)架與水面的相對位置，對于水深的河流 可用浮體托著機(jī)架，將浮體系在兩岸；淺水區(qū)可用浮體與平衡重物托著機(jī)架即用繩系著浮體 的繞過滑輪組另一端掛著平衡重物；這樣只要浮體沒有接觸到水底就能保持機(jī)架與水面的相 對位置不變。應(yīng)用于海面潮流能的提取時，機(jī)架裝在浮體上，浮體單點錨系于海中，能夠隨 海流的變化而自動調(diào)整方向。
方式3:
以上兩種實施方式中，轉(zhuǎn)葉都是橋臂結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)葉也可用懸臂結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)葉車架(22)改成 如圖14的結(jié)構(gòu)，機(jī)架(1)上有兩轉(zhuǎn)葉車C軌道(66)與轉(zhuǎn)葉車A軌道(8)，轉(zhuǎn)葉車架(22) 上有四個轉(zhuǎn)葉車C滾輪(67)與兩個轉(zhuǎn)葉車A滾輪(20)。兩轉(zhuǎn)葉車C軌道(66)與四個轉(zhuǎn)葉 車C滾輪(67)平衡著重力與流體對轉(zhuǎn)葉車產(chǎn)生的力矩。采用圖14所示轉(zhuǎn)葉軸(28)與兩半 軸套(65)結(jié)構(gòu)使得兩半軸套(65)只能繞轉(zhuǎn)葉軸(28)轉(zhuǎn)動，兩半軸套(65)不產(chǎn)生軸向 移動，兩半軸套(65)連接著轉(zhuǎn)葉?？偨Y(jié)構(gòu)上機(jī)架(1)兩側(cè)含兩組左右對稱的上述零件結(jié)構(gòu)。 機(jī)架(1)兩側(cè)伸出懸臂轉(zhuǎn)葉，使得機(jī)架在流體中能受力平衡。
方式4:作為風(fēng)力機(jī)
大型風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能提取采用方式1中的橋臂轉(zhuǎn)葉、轉(zhuǎn)葉車結(jié)構(gòu)或方式3中懸臂轉(zhuǎn)葉、轉(zhuǎn) 葉車結(jié)構(gòu)，傳動系采用方式2中的鏈鏈傳動機(jī)構(gòu)，配上對風(fēng)調(diào)向裝置就成為一風(fēng)力機(jī)。調(diào)向
裝置為將機(jī)架(1)的一端安裝在固定在地面上的旋轉(zhuǎn)副上，將機(jī)架(1)的另一端安裝在 一行走車上，行走車?yán)@旋轉(zhuǎn)副軸線行走，控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)向儀的信號與機(jī)架的位置信號，控 制行走車?yán)@旋轉(zhuǎn)副軸線行走，使得轉(zhuǎn)葉車處于正對風(fēng)位置。
小型風(fēng)力采用方式3中的懸臂轉(zhuǎn)葉結(jié)構(gòu)，機(jī)架前端套在固定的軸上，機(jī)架可以自由轉(zhuǎn)動， 連接轉(zhuǎn)葉車的鏈條改用短節(jié)距鏈條，鏈條直接驅(qū)動鏈輪，將機(jī)架兩側(cè)受動鏈輪軸連接且將轉(zhuǎn) 葉車，安裝在對稱位置，機(jī)架與對稱的懸臂轉(zhuǎn)葉在風(fēng)力的作用下就能夠自動調(diào)向?qū)︼L(fēng)。自動 對風(fēng)過程是這樣的，風(fēng)對機(jī)架與懸臂轉(zhuǎn)葉產(chǎn)生的力的方向要穿過轉(zhuǎn)軸(稱此位置為穩(wěn)定位置)， 不然就會產(chǎn)生一扭距使得機(jī)架轉(zhuǎn)到穩(wěn)定位置，機(jī)架本身起舵的作用，而轉(zhuǎn)葉是對稱的在穩(wěn)定 位置轉(zhuǎn)葉軸與風(fēng)向垂直也起舵的作用，當(dāng)風(fēng)向轉(zhuǎn)變了，風(fēng)力機(jī)就能自動對風(fēng)了。
工作原理 -
如圖9所示風(fēng)力中的調(diào)向裝置，使得轉(zhuǎn)葉(2)在圖示上半部軌道直線段時是正迎風(fēng)。 接下的過程同方式1工作原理對圖9的敘述，只是流體由水改成了空氣。即轉(zhuǎn)葉(2)在風(fēng)的 作用下產(chǎn)生的扭矩使得轉(zhuǎn)葉(2)轉(zhuǎn)到圖示轉(zhuǎn)葉限位副A (21)、轉(zhuǎn)葉限位副B (32)相觸位置 即轉(zhuǎn)葉(2)與轉(zhuǎn)葉車架(22)垂直位置，轉(zhuǎn)葉車(5)在圖示上部直線段時風(fēng)對轉(zhuǎn)葉(2)推 力最大；轉(zhuǎn)葉車(5)在圖示下半部時，轉(zhuǎn)葉(2)在風(fēng)的作用下轉(zhuǎn)到與風(fēng)方向平行的位置， 風(fēng)對轉(zhuǎn)葉(2)的推力小。這樣無輪三組轉(zhuǎn)葉(2)、轉(zhuǎn)葉車(22)怎樣在軌道上均布，總有一 組位于圖示上半部直線段或兩組位于上圖示上半部圓弧段上，風(fēng)對圖示上半部轉(zhuǎn)葉(2)的推 力大大于下半部轉(zhuǎn)葉(2)的推力，使得轉(zhuǎn)葉車(5)及連接它們的鏈條按圖示點劃線箭頭方 向沿轉(zhuǎn)葉車A軌道(8)移動。當(dāng)轉(zhuǎn)葉車(5)移動到(41)虛線位置后，轉(zhuǎn)葉(2)在風(fēng)的作 用按弧線箭頭方向轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)葉長半葉在風(fēng)的下風(fēng)方向如(42)虛線位置所示。當(dāng)轉(zhuǎn)葉車移動 到(43)虛線位置時，轉(zhuǎn)葉限位副A (21)、轉(zhuǎn)葉限位副B (32)相觸，隨后在風(fēng)的作用下保 持轉(zhuǎn)葉與轉(zhuǎn)葉車的相對位置到(41)虛線位置。之后三組轉(zhuǎn)葉(2)與轉(zhuǎn)葉車(5)就順序按 轉(zhuǎn)虛線位置(43)到虛線位置(41)到虛線位置(42)再到虛線位置(43)的過程循環(huán)移動 了，不斷地提取風(fēng)能轉(zhuǎn)換成鏈條移動的機(jī)械能。鏈條移動的機(jī)械能直接或通過鏈鏈傳動給傳 給受動鏈輪，受動鏈輪軸驅(qū)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能。
權(quán)利要求
1、一種流體機(jī)，包括a)、含兩平行直線段的循環(huán)軌道(8)；b)、在循環(huán)軌道(8)上運行的車；c)、在車上轉(zhuǎn)動、轉(zhuǎn)軸與軌道面垂直、兩側(cè)葉片不等長、被限制轉(zhuǎn)動角度的轉(zhuǎn)葉(2)；d)、連接三輛在同一循環(huán)軌道上運行的車的鏈條。
2、 一種容積泵，包括a) 、鏈條(4)，其特征為兩側(cè)帶滾子、 一個鏈節(jié)含(27)含刮板、多個鏈節(jié)含驅(qū)動銷孔、除含刮板鏈節(jié)外其它鏈節(jié)的底面為平面、鏈節(jié)之間是密封鉸接的、鏈節(jié)及刮板的兩側(cè)面是在兩平面上；b) 、鏈條滾子滾動的兩條含直線段的循環(huán)導(dǎo)軌(11); C)、含直線段兩側(cè)面與鏈條兩側(cè)面滑動密封的槽；d) 、擺動葉片(15)，其特征為擺動葉片的一側(cè)的葉片末端面與鏈條底面滑動密封，另 一側(cè)的葉片有兩個半徑不等的圓弧末端面；e) 、與擺動葉片形成空間(34)、 (35)、 (36)的機(jī)架；f) 、使得擺動葉片(15)與刮板干涉時讓過刮板后復(fù)位的液壓系統(tǒng)。
3、 如權(quán)利1所述的閉合軌道由兩等長直線段與兩半徑相等半圓弧首尾相接組成，直線段的長 度在3/2nR到2JtR之間(R為圓弧半徑)。
4、 如權(quán)利1所述限制轉(zhuǎn)葉(2)轉(zhuǎn)動角度的裝置為固定在循環(huán)軌道(8)上運行的車架的轉(zhuǎn)葉 限位副A (21)與在轉(zhuǎn)葉(2)上的轉(zhuǎn)葉限位副B (32)。
5、 由如權(quán)利1所述的流體是水的流體機(jī)、如權(quán)利2所述的容積泵、管道、蓄能器、水輪發(fā)電 機(jī)組組成的水能電站。
6、 由如權(quán)利1所述的流體是水的流體機(jī)、鏈-鏈傳動機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)組成的水能電站。
7、 由如權(quán)利1所述的流體是氣體的流體機(jī)、鏈-鏈傳動機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)組成的風(fēng)力電站。
全文摘要
轉(zhuǎn)葉車式流體發(fā)動機(jī)是鏈條連著三組轉(zhuǎn)葉車及轉(zhuǎn)葉在循環(huán)軌道上均布，循環(huán)軌道由兩段直線軌道與兩段半圓弧軌道兩兩頭尾相連組成。轉(zhuǎn)葉車在軌道的一直線段在流體的作用下轉(zhuǎn)葉與流體流動方向成垂直狀態(tài)，流體作用力大；轉(zhuǎn)葉車在另一直線段，在流體的作用下轉(zhuǎn)葉與流體流動方向成平行狀態(tài)，流體的作用力小。在流體的作用下三組轉(zhuǎn)葉車及轉(zhuǎn)葉沿軌道循環(huán)運行，截取流體動能到鏈條并通過傳動系將能量傳遞給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成電能。應(yīng)用于水下提取水流能傳動系由鏈條泵、管道、蓄能器、水輪機(jī)組成，使得發(fā)電機(jī)可以安裝在水面上。應(yīng)用于風(fēng)力提取是阻力型風(fēng)力機(jī)，采用鏈鏈傳動，適用風(fēng)速低、效率高。應(yīng)用于潮汐能電站，建設(shè)周期短、成本低、不受地理與地質(zhì)條件的限制。
文檔編號F03B9/00GK101100974SQ20071012954
公開日2008年1月9日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者崟 陳 申請人:崟 陳