專利名稱：鏈?zhǔn)剿Πl(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是屬于一種液力發(fā)動裝置，更具體地說是涉及利用水流推動鏈索上的槳葉旋轉(zhuǎn)進(jìn)行的發(fā)動機(jī)。
現(xiàn)廣泛使用的水輪機(jī)的槳葉的運(yùn)轉(zhuǎn)平面為圓形，只有將水集中在圓形的涵道內(nèi)通過，才能推動水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，這就限制了這種水輪機(jī)的適用范圍。對于不宜構(gòu)筑水壩的江河中的水流，便無法利用。美國專利4352990，1982年10月5日公開了一種“用水作動力的發(fā)電機(jī)”，是使水流入水渠內(nèi)，在水渠上架設(shè)浮橋，水流入浮橋內(nèi)，沖擊槳葉進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，由槳葉的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機(jī)。這種裝置運(yùn)動機(jī)構(gòu)龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對水流的利用率很低，機(jī)械效率甚微，以致不能推廣使用。美國專利4112686，1978年9月12日公開了一種“利用流水的動力的方法和裝置”，是將水流注進(jìn)儲水器內(nèi)并在那里排出，利用水的重量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，這種裝置同樣由于機(jī)械效率太低，耗資太大而不能推廣使用。
本實(shí)用新型的目的是提供一種不需要在江河上筑大壩，能適應(yīng)任何地形，能直接置于水中，以水流推動槳葉運(yùn)動的鏈?zhǔn)剿Πl(fā)動機(jī)。這種發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、機(jī)械效率高，使多臺發(fā)動機(jī)在同一區(qū)域工作而互不干擾，使之不造成環(huán)境污染和不破壞生態(tài)平衡。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本實(shí)用新型由槳葉、槳軸、槳轂、鏈輪、滑軌、支架組成的將水力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的鏈?zhǔn)剿Πl(fā)動機(jī)，其特征是a、在兩根平行的鏈索上垂直裝有數(shù)十根槳軸、槳葉，槳軸的兩端有滾輪，槳軸按一定距離間隔；b、運(yùn)動至任何位置均能受到水力推進(jìn)的槳葉斜置于鏈索上；c、槳葉中央部位有一孔，所述的孔套在一根槳軸上，槳葉的一端固定在槳軸上；d、槳轂一端連接在槳軸上，槳轂另一端連接在槳葉孔的后端。
本實(shí)用新型的槳葉與槳軸于鏈輪、鏈索上同步運(yùn)轉(zhuǎn)，槳葉與水流的交角在20°～45°之間。
本實(shí)用新型的槳葉鏈索和槳軸在滾輪滑軌上作直線循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。
本實(shí)用新型根據(jù)某處河流的寬度、水深和水的流速，安裝相應(yīng)的長度(即河流的寬度)和高度(即水的深度)的鏈?zhǔn)桨l(fā)動機(jī)，橫截水流，使這段水流全部利用。利用水力推動槳葉作直線運(yùn)動，再由槳葉通過鏈索驅(qū)動鏈輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
本實(shí)用新型還可以沒入海底利用水流來發(fā)電，同樣可以利用風(fēng)力和波力及潮汐發(fā)電。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型葉輪的傳動結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型槳軸及其軸套結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號1、槳葉，2、槳軸，3、槳轂，4、鏈索，5、鏈輪，6、輪槽，7、滾輪，8、滑軌，9、槳葉孔，10、大軸，11、軸承，12、支架，13、伸縮口，14、14A、14B、軸套，15A、15B、傘形齒輪，16、發(fā)電機(jī)軸。
以下通過實(shí)施例，結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例(參見
圖1)具有一定強(qiáng)度的槳葉1、槳軸2、槳轂3連接為一體。槳葉1與槳軸2、槳轂3呈三角形。
槳軸2與槳轂3、槳葉1也可以分別鑄造再對接，槳轂3與槳軸2的交角為90°；槳轂3與槳葉1的交角隨槳葉1與槳軸2的大小而定。當(dāng)槳葉1與槳軸2交角為45°時(shí)，槳轂3與槳葉1交角亦為45°；當(dāng)槳葉1與槳軸2交角為60°時(shí)，槳轂3與槳葉1交角為30°，余類推。每根槳軸2的兩端都有一直徑與滾輪7中心軸直徑相同的孔，使?jié)L輪7的中心能插入其孔內(nèi)，每個(gè)滾輪7都是兩個(gè)小輪子和一根小軸構(gòu)成，小軸的兩端呈方柱形，并有一小孔，小輪子的中心亦有一方孔，使小輪子上的方孔能套在軸的方柱上。小輪子套在方柱上后，用一根插銷插入其孔內(nèi)，使其輪子緊固在小軸上。滾輪7滾動時(shí)，連軸一起在槳軸2的孔內(nèi)滾動。
由于大軸10既要承受徑向的力(支承重量和傳遞扭力)又要承受軸向的力(即水對槳葉、鏈索、鏈輪的沖擊力)，大軸10的末端應(yīng)裝有軸向受力的軸承，大軸兩端都裝有徑向受力的軸承。
槳葉1與槳軸2的交錯(cuò)角可根據(jù)需要可在70°～45°之間(即槳葉與水流的交角20°～45°之間)。槳軸2接近兩端處，各套兩個(gè)可轉(zhuǎn)動的軸套14A、14B，并將槳軸2插入另外固定在兩根鏈索4上的軸套14內(nèi)，使槳軸2能在軸套14內(nèi)轉(zhuǎn)動自如。兩根鏈索4每根首尾相接，分別緊套在兩個(gè)鏈輪5上。每根槳軸2運(yùn)動至鏈輪5圓周中心時(shí)均卡入鏈輪5上的輪槽6內(nèi)。每根槳軸2的兩端各裝一個(gè)可滾動的滾輪7(參見圖3)。槳軸運(yùn)動時(shí)，兩端的滾輪7可在截面為方框形的滑軌8內(nèi)滾動(參見圖2)，使槳軸2不至于軸向移動和上下波動。每片槳葉1的前端開有一定長度的槳葉孔9。每根槳軸2均從后面一個(gè)槳葉的槳葉孔9中穿過。如此若干個(gè)槳葉1首尾相接。連接在鏈輪5上的大軸10由軸承11與支架12相連。這樣就構(gòu)成了一種能將槳葉的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換為鏈輪的旋運(yùn)動的裝置。
以下結(jié)合附圖將本發(fā)明的工作情況作詳細(xì)說明。
當(dāng)水沖擊槳葉時(shí)，整體便受到橫向的力，鏈索4便受到側(cè)向的張力，由于水與槳葉1相交一定的角度(一般為20°～45°)。這時(shí)，作用在槳葉1上的力即被槳葉分解為兩個(gè)分力，一個(gè)分力推動槳葉1沿著與水流方向相垂直的方向作直線運(yùn)動，由于所有的槳葉1均與每根鏈索4相連并首尾相接，槳葉的直線運(yùn)動就通過鏈索驅(qū)動了鏈輪作旋運(yùn)動；另一個(gè)分力把槳葉1推向水流方向。由于每根槳軸2的兩端均有滾輪7卡在滑軌8內(nèi)的，這個(gè)與水流相平行的力就抵消在滑軌8上。使槳軸不至于軸向移動和上下波動。槳葉1就沿著滑軌8作直線運(yùn)動。當(dāng)槳葉1運(yùn)動至鏈輪5圓周中心時(shí)，由直線運(yùn)動改為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。由于槳葉1與水流相交的角度始終不變，所以槳葉1無論處于什么位置，水總是把槳葉1向前推進(jìn)，循環(huán)旋轉(zhuǎn)，周而復(fù)始。由于槳軸2與槳葉1相互垂直并運(yùn)轉(zhuǎn)同步，每個(gè)槳葉孔9都是套在前一根槳軸2上，槳葉1槳軸2槳轂3又呈三角形，槳葉1不至于下俯和翻倒。當(dāng)槳葉1運(yùn)動至鏈輪5中心時(shí)，鏈索4在鏈輪5上是呈弧形，而槳葉1卻不能彎曲，它仍是一個(gè)直線，槳葉孔9須在前一根槳軸2上滑動一段距離。(以槳葉的間距為0.4米、鏈輪的直徑為1米為例，槳葉孔9須在前一根槳軸2上滑動10毫米)鏈輪5上的大軸10由軸承11與支架12連接。大軸10通過兩對傘形齒輪15A、15B改變旋轉(zhuǎn)方向后與發(fā)電機(jī)軸16相接。根據(jù)需要，發(fā)電機(jī)可以安裝在發(fā)動機(jī)的上方，也可以用萬向接頭將發(fā)電機(jī)安裝在岸上。
由于每個(gè)槳葉孔9都是套在前一根槳軸2上的，槳轂3在槳葉孔9與槳軸2之間相接，這就相當(dāng)于一根十分堅(jiān)固的鏈條，分擔(dān)了鏈索4在驅(qū)動鏈輪5時(shí)所承受的拉力。在大功率鏈?zhǔn)剿Πl(fā)動機(jī)中，可在槳軸2的兩端都裝上一根或幾根槳轂3，槳轂前端與槳葉孔9一樣套在前一根槳軸2上，使之能傳遞巨大的拉力。鏈索4和鏈輪5也不限于兩組，可以安多組。
隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長，鏈索4會被拉長，槳葉孔9會被磨損，整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)會被拉伸一定的長度。被拉伸的長度可以通過伸縮口13來張緊。伸縮口13可以做成齒狀，將大軸10上的軸承殼(未畫出)上的限位齒限位。因?yàn)檎麄€(gè)循環(huán)系統(tǒng)的重量是通過槳軸2上的滾輪7支承在滑軌上的，所以，鏈索4張緊的力很小。對于槳軸2與槳軸2之間每一段所拉伸的距離是很有限的，每個(gè)槳軸2在卡入鏈輪槽6時(shí)，軸套14的滾動能使槳軸與鏈輪5嚴(yán)格嚙合。
以下將本實(shí)用新型在各種流場中的工作情況作進(jìn)一部描述。
本實(shí)用新型在急流、緩流、瀑布這幾種流速相差較大的流場中。所采用的槳葉1與槳軸2的交錯(cuò)角也不同。(槳軸與槳葉的交角不為槳葉與水流的交角，以下簡稱槳、軸交角)當(dāng)然，相同槳、軸交角可以用于幾種不同的流場。一般地，當(dāng)流速在2米／秒以上時(shí)，槳、軸交角在55°～45°之間；當(dāng)流速在3米／秒以上時(shí)，槳、軸交角應(yīng)在65°～55°之間，當(dāng)流速很大時(shí)，如高速瀑布，槳、軸交角就更大。流速、槳軸交角的大小與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。鏈?zhǔn)桨l(fā)動機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速計(jì)算式為n＝Vegβη／C；機(jī)械效率計(jì)算式為η＝(N有／VS)×100％；本實(shí)用新型與配套的發(fā)電機(jī)功率計(jì)算式為N＝0.735(1000VS／75)×η(其中，η為機(jī)械效率，n為轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)／秒；V為水流平均速度、米／秒；Vegβ為單位時(shí)間內(nèi)，水流推動槳葉在無摩擦的情況下應(yīng)推進(jìn)的距離；S為水流截面積、平方米；C為鏈輪周長、轉(zhuǎn)／秒；N為功率、千瓦)。
當(dāng)水流流速很大時(shí)，槳軸交角就更大，槳葉與水流的交角就更小，槳葉就要長一些，整體就寬一些。槳葉的長度應(yīng)略超過從前一個(gè)槳軸到后一個(gè)槳軸這條直線。使水流經(jīng)槳葉時(shí)必須改變方向才能通過，這樣，水就對槳葉做了功。為了提高本實(shí)用新型的機(jī)械效率，減小水對各部件的阻力，支架、滑軌的截面鑄成流線型。鏈輪平面上應(yīng)鑄有風(fēng)扇形小槳葉，小槳葉與水流的交角和大槳葉相同。鏈輪中心(即大軸、軸承、軸承殼)迎流水方向應(yīng)安裝錐形防水分流罩蓋。
本實(shí)用新型由于整個(gè)裝置放入水中，兩根大軸上的四個(gè)軸承殼內(nèi)，需要裝上油封和水封，軸承殼內(nèi)裝有一定數(shù)量的潤滑油，并加一定的壓力。大軸旋時(shí)，由于摩擦產(chǎn)生的高溫產(chǎn)生一定的壓力，這種壓力和水向軸承內(nèi)的壓力大致相等，使水不能滲入軸殼內(nèi)。槳葉、槳軸、滑軌、機(jī)架、鏈輪、大軸等這些非摩擦部件的表面涂有防銹漆，使其永不生銹?；墐?nèi)壁靠滑輪的一側(cè)和滑輪槽由于經(jīng)常摩擦，和其他機(jī)件一樣不會生銹。鋼索的表面應(yīng)涂上惰性油和彈性涂料。雖然鋼索與鏈輪接觸的一面的涂料易被磨掉，但磨掉的部分正是經(jīng)常磨擦的部分，故而不會生銹。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、設(shè)計(jì)周期短，全部圖紙還不足叁拾張。工藝和材料要求低。槳葉為鑄鋼，也可以使用高強(qiáng)度塑料；鏈輪、滾輪、軸套為鑄鋼；支架和滑軌為鑄鐵；大軸為中碳鋼；鏈索為普通鏈索。
安裝鏈?zhǔn)剿Πl(fā)動機(jī)時(shí)只要將其拉入水中固定，即可得到動力。
權(quán)利要求1.一種由槳葉、槳軸、槳轂、鏈輪、滑軌、支架組成的將水力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的鏈?zhǔn)剿Πl(fā)動機(jī)，其特征是a、在兩根平行的鏈索上垂直裝有數(shù)十根槳軸、槳葉，槳軸的兩端有滾輪、槳軸按一定距離間隔；b、運(yùn)動至任何位置均能受到水力推進(jìn)的槳葉斜置于鏈索上；c、槳葉中央部位有一孔，所述的孔套在一根槳軸上，槳葉的一端固定在槳軸上；d、槳轂一端連接在槳軸上，槳轂另一端連接在槳葉孔的后端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，其特征是槳葉與槳軸于鏈輪、鏈索上同步運(yùn)轉(zhuǎn)，槳葉與水流的交角在20°～45°之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)，其特征是槳葉鏈索和槳軸在滾輪滑軌上作直線循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種以流水為動力的發(fā)動機(jī)，由槳葉、槳軸、槳轂、鏈輪、滑軌、支架組成將水力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，其特征是在兩根平行的鏈索上垂直裝有數(shù)十根槳軸、槳葉。槳葉、槳軸和槳轂呈三角形。槳葉在鏈索上作直線循環(huán)運(yùn)動。槳葉與水流的交角為20°～45°之間。本實(shí)用新型無需在江河構(gòu)筑大壩，橫向放置在水中或河流中，也能安裝在湖底或海底。利用水流，以解決現(xiàn)有水輪機(jī)不能利用水力資源而提供發(fā)電。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低。
文檔編號F03B9/00GK2069931SQ8922187
公開日1991年1月23日 申請日期1989年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月31日
發(fā)明者劉興和 申請人:劉興和