專利名稱：推進(jìn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種推進(jìn)器，更具體地說(shuō)，是一種改進(jìn)的推進(jìn)器，其推進(jìn)器葉轂有一球面部分，并且，推進(jìn)器葉片能以提高效率的方式安裝在葉轂上。本發(fā)明還可以包括有分開(kāi)式葉轂的推進(jìn)器，使推進(jìn)器葉轂的間距可以變化。本發(fā)明可以應(yīng)用于推進(jìn)器，也可以應(yīng)用于其他類型的風(fēng)扇裝置。
在無(wú)通道和有通道風(fēng)扇以及推進(jìn)器的某些應(yīng)用中，希望在運(yùn)行之間或運(yùn)行當(dāng)中調(diào)整葉片的間距。這可以用手工的方式進(jìn)行，或通過(guò)在操作時(shí)使葉片能自我調(diào)整。
在普通的無(wú)管道風(fēng)扇和特別是推進(jìn)器中，對(duì)風(fēng)扇和推進(jìn)器葉片間距的調(diào)整是已知的。因?yàn)橥七M(jìn)器或風(fēng)扇是簡(jiǎn)單的空氣推動(dòng)器，并且不在排出側(cè)產(chǎn)生任何大的壓力，所以用于調(diào)整間距的機(jī)構(gòu)是合適的。
許多管道風(fēng)扇要求產(chǎn)生一些形式的排出壓力，甚至在空氣在葉片之間大致平行于風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸的通道中運(yùn)行的軸向位置也是如此。這種形式的一個(gè)例子是一氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的軸流壓縮機(jī)部分。這種類型的軸流風(fēng)扇僅產(chǎn)生小的排出壓力，并且為了增加壓力，需要是多級(jí)的。徑向或離心風(fēng)扇比軸流風(fēng)扇產(chǎn)生一更大的排出壓力。
在本申請(qǐng)人的早期的推進(jìn)器中(其描述于國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/AU9300581中)，提供了一種增壓推進(jìn)器，其有連接于葉轂的重疊的葉片，葉轂是截錐形的。葉片相對(duì)于轉(zhuǎn)軸傾斜，其產(chǎn)生一大的頸部區(qū)域，以在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)減少脫流。推進(jìn)器能作為一軸流推進(jìn)器使用，同時(shí)依然產(chǎn)生適當(dāng)?shù)呐懦鰤毫?，這能通過(guò)相鄰葉片間的收斂達(dá)到。
在使用中，本申請(qǐng)人的早期推進(jìn)器位于一外殼中，葉片的端部緊密地沿外殼內(nèi)壁掃過(guò)，葉片的根部能樞轉(zhuǎn)地裝在葉轂上，使葉片的間距可調(diào)。希望葉片有可調(diào)性以保持高的效率。因?yàn)槿~轂僅在一個(gè)方向彎曲，所以轉(zhuǎn)動(dòng)葉片調(diào)整間距就會(huì)在葉片根部和葉轂表面之間和葉片端部和護(hù)罩內(nèi)壁之間產(chǎn)生一小的但是不希望有的間隙。這一小的間隙使流體通過(guò)推進(jìn)器回流，而使效率降低。
因本人的推進(jìn)器可以高速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以希望以一可調(diào)的方式將葉片裝在葉轂上，但葉片不能由于慣性力而破裂或從葉轂上脫離。
澳大利亞專利210289公開(kāi)了一種徑向流動(dòng)推進(jìn)器，能對(duì)氣體進(jìn)行加壓，其是通過(guò)氣體速度的突然變化而增加氣體速度的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的。該推進(jìn)器有一組不重疊的葉片，其通過(guò)一軸頸圓盤連接于葉轂。葉轂有一環(huán)形部分，其在兩個(gè)方向彎曲，并能看作是球面的一部分。其優(yōu)點(diǎn)是允許葉片扭轉(zhuǎn)，而不增加葉片端部和外殼或葉片根部和葉轂之間的間隙。圓盤的頂面是平的，其不存在專利210289的風(fēng)扇的問(wèn)題；并且實(shí)際上該專利在這方面未提供任何教導(dǎo)。
軸流式或混合流動(dòng)風(fēng)扇有一包含轉(zhuǎn)軸的中心葉轂部分，和一組連接于中央葉轂部分的葉片。為了提高風(fēng)扇的效率，或改變其工作參數(shù)，葉片的間距可以改變。其典型地可以通過(guò)使葉片可相對(duì)于葉轂轉(zhuǎn)動(dòng)或扭轉(zhuǎn)的方式連接于葉轂而實(shí)現(xiàn)。為使葉片的間距變化提供了各種復(fù)雜的內(nèi)部機(jī)構(gòu)。
已知結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是風(fēng)扇或推進(jìn)器有大量的葉片，所以內(nèi)部結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，同時(shí)風(fēng)扇或推進(jìn)器的直徑較小，并且葉轂也較小，所以，其通常不能提供一堅(jiān)固的和耐用的機(jī)構(gòu)以改變?nèi)~片的間距。
在國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/AU93/00581中，公開(kāi)了一種增壓式推進(jìn)器，其有可樞轉(zhuǎn)安裝在葉轂上的葉片，這些葉片可以自由樞轉(zhuǎn)，并且在推進(jìn)器高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片能產(chǎn)生顫動(dòng)或其他不希望有的振動(dòng)。該國(guó)際專利申請(qǐng)未描述任何能改變?nèi)~片間距和將其固定在位的機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是提供一種推進(jìn)器，其葉片能在葉轂上樞轉(zhuǎn)，而不會(huì)在葉片和葉轂之間產(chǎn)生過(guò)分的間隙。本發(fā)明還可包括一簡(jiǎn)單和可靠的系統(tǒng)，使安裝于中央葉轂部分上的一組葉片的間距可以變化并固定在位。
本發(fā)明提供了一種推進(jìn)器，具有一葉轂和一組連接于葉轂的葉片，葉轂有一前表面，和一后表面，和一在前后表面之間的局部的球面部分，葉片有一根部和一端部，根部的形狀與球面部分互補(bǔ)，葉片在球面部分連接于葉轂，使相鄰的葉片之間形成通道，通道有一流體入口和一流體出口，通道在入口和出口之間是收斂的。
在整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求中，所使用的術(shù)語(yǔ)“葉片”有非限定的意義。葉片的作用是形成流體從中流過(guò)的通道的壁。其他形式的壁也可以使用，而不局限于術(shù)語(yǔ)葉片之中。本發(fā)明可以看為一組轉(zhuǎn)動(dòng)通道，其中，葉片只是形成通道的壁的最佳形式。然而，為了方便，在說(shuō)明書和權(quán)利要求中使用葉片這一術(shù)語(yǔ)。
在球面部分設(shè)置葉片，并使各葉片根部的形狀與球面部分互補(bǔ)，葉片能樞轉(zhuǎn)，而不產(chǎn)生明顯的間隙，或在任何點(diǎn)的位置改變間隙。
球面部分在相互垂直的兩個(gè)方向形成弧形表面。球面部分的曲率是最佳的，能使彎曲的半徑在兩個(gè)方向都是相同的。
葉轂有一平的前端部，球面部分可以相鄰于前端部分延伸。葉轂的后部可以大致是平的。
通過(guò)提供具有能伸入葉轂凹座中的銷的葉片，使葉片能連接于葉轂。凹座可以繞葉轂以相同的間隔設(shè)置于球面部分。
為了改善對(duì)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的控制，銷可以從葉片前緣延伸，使葉片在其前部或在其中弦點(diǎn)連接于葉轂。凹座可以相鄰于球面部分的上部，使凹座可以延伸穿過(guò)更厚和更牢固的葉轂部分。
為了加固葉片與葉轂的連接，銷可以包括一套管部分，其至少部分延伸進(jìn)入凹座。可以提供一臺(tái)肩，進(jìn)一步加強(qiáng)葉片與葉轂的連接。臺(tái)肩可以有一上表面，其與球面部分平齊，其上表面可以在兩個(gè)方向是弧形的，允許葉片樞轉(zhuǎn)，而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)分的間隙。
相鄰的葉片可以連接于葉轂，并可以相互有相間隔的重疊關(guān)系。葉片之間的間隔在其后緣附近可小于在其前緣，以產(chǎn)生收斂，這可以防止后緣處的流體流回相鄰葉片形成的通道，或流入相鄰?fù)ǖ馈Ａ硪环矫?，在相鄰葉片之間形成的通道可以在入口和出口之間在整個(gè)長(zhǎng)度上或部分長(zhǎng)度上是收斂的。
在另一種形式中，本發(fā)明提供了一種推進(jìn)器，其有一葉轂和一組連接于葉轂的葉片，至少一些葉片有延伸進(jìn)入葉轂上凹座的銷，葉片也有一延伸的臺(tái)階部分，相鄰葉片的根部可以穿過(guò)這一部分，從而防止葉片離開(kāi)凹座。
適當(dāng)?shù)兀~片有一板形或圓盤形臺(tái)階部分，其可穿入對(duì)應(yīng)的凹座，使臺(tái)階的上表面大致與葉轂表面平齊。另一方面，臺(tái)階部分也可以凸出凹座，并要求相鄰葉片的根部也被構(gòu)形，使其能通過(guò)臺(tái)階部分而不會(huì)碰撞它。
在上述布置中，能允許葉片轉(zhuǎn)動(dòng)或定位，使一個(gè)葉片的根部至少部分重疊相鄰葉片的臺(tái)階部分，以致當(dāng)葉片松馳時(shí)，相鄰葉片能限制其而防止其從葉轂中甩出或拉出，特別是在葉片高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。
合適地，推進(jìn)器有一前葉轂部分和一后葉轂部分，它們可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，和一組葉片，至少一些葉片可樞轉(zhuǎn)地連接于前葉轂部分，也連接于后葉轂部分，使葉轂部分之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能引起葉片間距的變化。
由于葉轂由可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)葉轂部分形成，并且葉片可樞轉(zhuǎn)地連接于葉轂部分中的一個(gè)，并可滑動(dòng)地連接于另一葉轂部分，于是，提供了一簡(jiǎn)單有效的改變?nèi)~片間距的機(jī)構(gòu)。最好，葉片樞轉(zhuǎn)地連接于前葉轂部分，并可滑動(dòng)地連接于后葉轂部分。葉轂可以有一大致平的前端和后端面，和一在前和后端面之間延伸的側(cè)壁。前端面可以包括前葉轂部分的前部，后端面包括后葉轂部分的后部。
轉(zhuǎn)軸可以延伸穿過(guò)葉轂，并且葉轂可以連接于轉(zhuǎn)軸。
如果葉轂由兩個(gè)葉轂部分構(gòu)成，葉轂可以在一個(gè)或兩個(gè)方向是弧形的。在一個(gè)實(shí)施例中，側(cè)壁在繞轉(zhuǎn)軸延伸的一個(gè)方向彎曲，以形成大致為圓柱形或錐形的葉轂。在另一實(shí)施例中，葉轂的側(cè)壁可以在相互成直角的兩個(gè)方向彎曲，以形成一部分的球體表面。
葉轂的側(cè)壁可以由前葉轂部分的側(cè)壁和后葉轂部分的側(cè)壁構(gòu)成。最好，側(cè)壁的形狀在前葉轂部分和后葉轂部分之間是連續(xù)的。例如，如果整個(gè)葉轂的側(cè)壁是部分球面形狀，則部分球面形狀從前葉轂部分轉(zhuǎn)移到后葉轂部分。
前葉轂部分可以包括一葉轂的主要部分，和組合的葉轂部分的側(cè)壁的主要部分。例如，前葉轂部分可以構(gòu)成組合葉轂表面積的50％-90％之間，而其它的由后葉轂部分構(gòu)成。
在前葉轂部分和后葉轂部分可相對(duì)移動(dòng)的同時(shí)，最好后葉轂部分固定于推進(jìn)器的軸上，后葉轂部分可相對(duì)于前葉轂部分移動(dòng)或調(diào)整。前葉轂部分和后葉轂部分可連接在一起，使前葉轂部分的后壁與后葉轂部分的前壁靠接或接近地隔開(kāi)，同時(shí)，仍然允許兩個(gè)葉轂部分相對(duì)移動(dòng)。
可以提供一導(dǎo)向裝置，以助于兩個(gè)葉轂部分的相對(duì)移動(dòng)。在一個(gè)形式中，導(dǎo)向裝置可以包括一個(gè)在葉轂部分上的突起，其位于另一葉轂部分上的凹部之中，其結(jié)構(gòu)和形狀可以是如此，使兩個(gè)葉轂部分仍能相對(duì)移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，突起可以包括一環(huán)形肋，其位于一環(huán)形槽中。其有助于兩個(gè)葉轂部分的相對(duì)調(diào)整。
可提供一閉鎖裝置將兩個(gè)葉轂部分閉鎖在所需的位置。閉鎖裝置包括一可松開(kāi)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的閉鎖機(jī)構(gòu)，其可以包括一閉鎖螺栓或其他形式的緊固裝置。
在兩個(gè)葉轂部分可以手動(dòng)調(diào)整的同時(shí)，但在許多情況下，推進(jìn)器可以位于一外殼或護(hù)罩中，所以通常是不可以接近的。為此，要進(jìn)行葉轂的調(diào)整，而不從外殼中取下推進(jìn)器。在有許多調(diào)整兩個(gè)葉轂部分相對(duì)位置的促動(dòng)裝置的同時(shí)，一最佳的促動(dòng)裝置是一遠(yuǎn)距離促動(dòng)裝置，其能相對(duì)調(diào)整葉轂部分。
不要求手動(dòng)調(diào)整葉轂部分，或使用一促動(dòng)裝置。在一簡(jiǎn)單形式中，葉轂部分能相對(duì)自由移動(dòng)，使葉片的間距可根據(jù)推進(jìn)器的工作條件(例如排出壓力或流體類型)進(jìn)行調(diào)整。在這簡(jiǎn)單的“自由轉(zhuǎn)動(dòng)”中，葉片與兩個(gè)葉轂部分的連接將縮小使用中施加在推進(jìn)器上的不均勻的力或負(fù)載。
推進(jìn)器包括一組葉片。葉片可以有一連接于前葉轂部分的前部，和一連接于后葉轂部分的后部。葉片的前部可以有一伸入前葉轂側(cè)壁孔中的銷，銷連接于葉轂，使葉片能在孔中轉(zhuǎn)動(dòng)或樞轉(zhuǎn)，但不能離開(kāi)孔。
葉片的后部也可以包括一銷，其延伸進(jìn)入后葉轂部分的槽。槽成一定角度，使兩個(gè)葉轂部分的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起前葉片部分的樞轉(zhuǎn)，和后葉片部分上的銷沿后葉轂部分的槽滑動(dòng)。
下面通過(guò)實(shí)施例并參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的推進(jìn)器的平面圖；圖2是圖1推進(jìn)器的側(cè)視圖；圖3顯示了相鄰葉片之間的收斂；圖4是一分解圖，顯示了葉片連接于推進(jìn)器葉轂；圖5是一剖視圖，顯示了兩個(gè)葉片連接于葉轂，其中葉轂是在一外殼或護(hù)罩中；圖6顯示了一葉片與葉轂的連接結(jié)構(gòu)，其中，葉片是在一不同的角度；圖7顯示了葉片在葉轂上的另一種連接結(jié)構(gòu)；圖8有分裂式葉轂的推進(jìn)器的視圖；圖9是圖8中推進(jìn)器的部件組裝圖；圖10是圖8中推進(jìn)器的側(cè)剖視圖；圖11是葉片與葉轂連接方法的剖視圖；圖12是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的葉片。
參照?qǐng)D1，其顯示了一推進(jìn)器10。推進(jìn)器10包括一組葉片11a，11b等，其繞葉轂12延伸。葉轂12有一中央轉(zhuǎn)軸30，其為一穿過(guò)葉轂的孔，使葉轂?zāi)軌号浜匣蛞云渌绞窖b在軸上。各葉片有一前緣14和一后緣15，一根部16和一端部17。
如圖1-3所示，相鄰葉片相互重疊，使當(dāng)推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，流體通過(guò)相鄰葉片之間，相鄰葉片之間的區(qū)域可以看作為流體從中經(jīng)過(guò)的通道。各葉片有一加厚的前端部(見(jiàn)圖3和4)，其用于將流體刮入相鄰葉片之間的通道。并減少紊流。然而這不是必需的，前緣也可以是尖銳的。推進(jìn)器有一后排出區(qū)18，其大致是平的。隨著流體進(jìn)入通道，由于其沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的表面而被壓縮。通道尾部的收斂被調(diào)整到接近于流體壓縮層的“厚度”，使當(dāng)流體流出通道時(shí)，低壓區(qū)最小。可以認(rèn)為，這使流體的回流最小，或使流體從一個(gè)通道繞葉片的尾緣流到相鄰?fù)ǖ赖倪\(yùn)動(dòng)最小。該收斂不需要在尾端，其可以在通道中為相同的距離。
圖4顯示了有一個(gè)葉片的推進(jìn)器的分解圖。如圖4所示，推進(jìn)器10有一平的前端部20，在使用中，一前端錐部21(圖5)與之連接。與端部20相鄰的是一球面部分22。
一組相等間隔的圓形凹座23a，23b等等繞球面部分22隔開(kāi)。凹座開(kāi)始為一大的孔，然后為一內(nèi)部臺(tái)階，其穿過(guò)一小的圓孔。各凹座位于環(huán)形部分22的上部，其更接近于平的端部20。
一葉片11a可樞轉(zhuǎn)地裝在或固定在葉轂12上。葉片11a有一銷25，其延伸穿過(guò)葉片，并從根部16向下延伸。另一方面，銷25可以與葉片11a整體成形。如圖4所示，銷從葉片的前部延伸，即，銷不是從葉片的中部延伸。這使葉片能從其前部而不是其中部樞轉(zhuǎn)。繞銷25有一套管26，圍繞套管26是一環(huán)形臺(tái)肩或圓盤27。
如圖中所示，臺(tái)肩27平滑地裝在相應(yīng)凹座(例如23a)的初始大孔中，同時(shí)套管26平滑地裝在凹座中第二個(gè)較小的圓形孔中。臺(tái)肩27的底部靠在各凹座(例如23a)內(nèi)部臺(tái)階的頂壁上。這種布置使葉片牢固地固定在葉轂上，并防止葉片由于高速轉(zhuǎn)動(dòng)而從葉轂中拉出。有一墊圈30和一鎖緊螺母31，將葉片固定在葉轂上。圖5顯示了兩個(gè)葉片固定于葉轂的方法。
各葉片的根部16是彎曲的，與球面部分22的形狀互補(bǔ)。于是，各葉片的樞轉(zhuǎn)使根部16與球面部分22有一細(xì)線的間隙，而與其轉(zhuǎn)動(dòng)角度無(wú)關(guān)。并且，由于凹座23a，23b位于球面部分22的上部，所以，凹座是穿過(guò)葉轂的較厚而牢固的部分，如圖5所示。
因?yàn)樵谌~片扭轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)360°之前，其將靠在相鄰葉片上，所以能防止其扭轉(zhuǎn)。然而，在葉片樞轉(zhuǎn)的區(qū)域，根部16與球面部分22保持一細(xì)線的間隙。
當(dāng)葉片相互靠近時(shí)，并且特別是當(dāng)推進(jìn)器有一小直徑時(shí)，葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)能引起一個(gè)葉片的根部16掃過(guò)臺(tái)肩27的頂壁。其頂壁也是球形的并與球面部分22的形狀一致，所以，如果一個(gè)葉片掃過(guò)這一部分，其仍然與臺(tái)肩的頂壁保持一細(xì)線的間隙，由此，使所形成的間隙最小。
推進(jìn)器可設(shè)計(jì)成保證一個(gè)葉片重疊于相鄰葉片臺(tái)肩部分的頂壁。于是，如果在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)葉片變松，相鄰葉片將使其固定在位，將不會(huì)從葉轂中甩出或拉開(kāi)。
圖5顯示了一外殼或護(hù)罩32，推進(jìn)器在其中轉(zhuǎn)動(dòng)。護(hù)罩32有一內(nèi)球形面，并且葉片端部17是彎曲的，所以在端部和護(hù)罩32的內(nèi)壁之間保持一最小的細(xì)線間隙，而與葉片如何樞轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)。為此，如圖5所示，各葉片銷25的縱軸與形成表面的球面部分22的球面的假想的死點(diǎn)33對(duì)齊。如果能保持這一結(jié)構(gòu)，葉片能在球面部分22上并于護(hù)罩32中樞轉(zhuǎn)，而不產(chǎn)生間隙。
圖6和7顯示了推進(jìn)器的變型，但在任一種情況中，推進(jìn)器的原理是相同的，并且相同的部件標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。
圖8中顯示了一推進(jìn)器40，其由金屬構(gòu)成(但也不限于此)，其包括一中央葉轂41和一組葉片42。各葉片42有一前緣43，一后緣44，一端部45和一根部46(清楚地顯示于圖9和12中)。推進(jìn)器40有一吸入?yún)^(qū)域，其由各葉片42的前緣43和端部45的連接部限定。推進(jìn)器有一排出區(qū)域，其形成于葉片42的后緣44之間。葉轂41有一中央孔47，使推進(jìn)器能壓配合在軸上，而與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
推進(jìn)器葉片是為相互至少部分重疊的關(guān)系，以在相鄰葉片之間形成通道48。相鄰葉片可以有30％-70％之間的重疊區(qū)域，以保證一存在一合理尺寸的通道48。如圖8所示，葉片相對(duì)于轉(zhuǎn)軸向外擴(kuò)散，而形成一大的吸入?yún)^(qū)域。各葉片有一厚的前端部分，用于將流體刮入通道48。當(dāng)流體進(jìn)入通道時(shí)，由于其沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的表面而被壓縮。相鄰葉片能收斂(聚匯)，以致相鄰葉片之間在排出端的間隙小于其在吸入端的間隙。這一收斂或間隙被調(diào)到接近于通過(guò)通道的流體壓縮層的“厚度”，以使當(dāng)流體流出通道時(shí)，低壓區(qū)域最小。可以想到，這使流體的回流最小，或使從一個(gè)通道繞葉片尾緣運(yùn)動(dòng)到相鄰?fù)ǖ赖牧黧w最少。在尾緣也不必需有收斂，在通道中也可以為相同距離。并且，本發(fā)明也適用于分開(kāi)式葉轂結(jié)構(gòu)，而不一定是連接于葉轂的葉片的形式。
一端部錐體49連接于葉轂41，以使流體通過(guò)，使空氣或水進(jìn)入相鄰葉片之間形成的通道48。
葉轂41由兩個(gè)葉轂部分形成，一個(gè)前葉轂部分50和一后葉轂部分51，其清楚地示于圖9和10中。前葉轂部分50有一大致平的前表面52，端部錐體49可安裝在其上，還有一大致平的后表面53，其示于圖10中。后葉轂部分51也有一平的前表面54(圖10)，和一大致平的后表面。前葉轂部分50有一側(cè)壁56，后葉轂部分51也有一側(cè)壁57。在本實(shí)施例中側(cè)壁56和57在相互垂直的兩個(gè)方向都是弧形的，以形成一部分球面。另外，側(cè)壁56和57是連續(xù)的，使組合的側(cè)壁形狀也是球面的一部分。
一組相等間隔的圓形凹座58繞前葉轂部分50設(shè)置(圖9)。凹座有一開(kāi)始的大的圓形孔，其后面為一內(nèi)臺(tái)階，其穿過(guò)一較小的圓形孔。各葉片42能樞轉(zhuǎn)地安裝在前葉轂部分50中。葉片42有一銷59，其從葉片根部46向下延伸。銷59從葉片42前部延伸，即，位于葉片前緣43和葉片中部之間。一有更大直徑的套管60圍繞銷59，可以看到，套管60平滑地裝在各凹座58的開(kāi)始的大孔中，同時(shí)銷59平滑地裝在凹座58中的第二個(gè)較小的孔中。這一布置對(duì)葉片與葉轂提供了一牢固的固定，并能在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，防止葉片從葉轂上脫開(kāi)?？梢蕴峁┮婚]鎖螺母61(圖11)，或一卡環(huán)62(圖12)或其他形式的緊固裝置，將葉片固定在凹座58中，同時(shí)，依然允許葉片在其相應(yīng)的凹座58中轉(zhuǎn)動(dòng)。在高負(fù)荷的情況下，銷可以穿過(guò)軸承，例如一球軸承，輥?zhàn)虞S承，或滾針軸承等等。
各葉片的根部46是弧形的，以配合葉轂球面部分的形狀。于是，各葉片在凹座58中的樞轉(zhuǎn)使根部46與葉轂的球面部分有一細(xì)線的間隙，而與其轉(zhuǎn)動(dòng)角度無(wú)關(guān)。各葉片被防止轉(zhuǎn)動(dòng)360°，因?yàn)樵谄浒l(fā)生之前，它們將靠在相鄰葉片上。然而，在葉片樞轉(zhuǎn)的區(qū)域內(nèi)，根部46與葉轂球面部分保持一細(xì)小的間隙。當(dāng)葉片相互靠近時(shí)，特別是如果推進(jìn)器是一小直徑推進(jìn)器時(shí)，葉片在凹座58中的樞轉(zhuǎn)能引起葉片根部46掃過(guò)相鄰葉片套管60的頂壁65。頂壁65也是球面形狀，并與葉轂球面部分的形狀相同，以致如果一葉片掃過(guò)頂壁65，其將依然保持一細(xì)線間隙，由此使形成的間隙最小。
推進(jìn)器可以設(shè)計(jì)成保證一個(gè)葉片重合于相鄰葉片套管60的頂壁65。于是，如果在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一個(gè)葉片變松，相鄰葉片將使其固定在位，不會(huì)從葉轂上甩出和拉開(kāi)。
各葉片42有一第二銷66，其從根部46延伸并相鄰于葉片后緣44。銷66伸入槽67，槽位于后葉轂部分51上。銷66位于槽67中，一卡環(huán)(圖12)或一鎖緊螺母(圖11)能將銷66固定于槽67中，同時(shí)仍允許銷沿槽移動(dòng)。槽67與轉(zhuǎn)軸成一角度延伸，并且槽的縱軸指向?qū)?yīng)的凹座58。銷66可以與銷59有相同的結(jié)構(gòu)，即，其也可以有一套管，套管有一頂壁，其形狀為球面部分，并且，槽67的形狀能以類似于銷59的方式接受套管。
如圖9和11所示，葉片42能樞轉(zhuǎn)地連接于前葉轂部分50，其是通過(guò)延伸穿過(guò)相應(yīng)凹座58的銷59實(shí)現(xiàn)的，并被閉鎖在該處防止脫出，但能允許葉片樞轉(zhuǎn)。葉片42的后部通過(guò)延伸進(jìn)入槽67的銷66連接于后葉轂部分51。
后葉轂部分相對(duì)于前葉轂部分的轉(zhuǎn)動(dòng)使所有葉片在相應(yīng)的凹座58中樞轉(zhuǎn)，并使銷66跨在相應(yīng)的槽67中。為了減少在根部46和葉轂球面部分之間形成的間隙，銷59和66的縱軸應(yīng)指向部分由葉轂球面部分形成的球體的中心死點(diǎn)。圖11顯示了這種布置，其假想中心點(diǎn)表示為70。如果能保持這種形狀，葉片能在葉轂球面部分上并在球面護(hù)罩中運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)產(chǎn)生間隙。
如圖10所示，前葉轂部分50和后葉轂部分51能裝配在一起，能使用一導(dǎo)向裝置以協(xié)助兩個(gè)葉轂部分的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，導(dǎo)向裝置包括一環(huán)形突緣71，其從前葉轂部分50的后平面延伸，突緣位于后葉轂部分51的前表面的環(huán)形槽72中。突緣71和槽72的尺寸能合適地配合，同時(shí)能允許兩個(gè)葉轂部分能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。一旦所需的相對(duì)運(yùn)動(dòng)已完成，一螺栓73形式的閉鎖裝置能使前葉轂部分50和后葉轂部分51閉鎖在一起。螺栓73能被取下或松開(kāi)，以允許進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。螺栓73有一螺紋部分，其伸入突緣71的螺紋槽中(圖10)，并且后葉轂部分51可以有一弧形槽74，使螺栓73僅需要被松開(kāi)并沿槽74移動(dòng)，然后再擰緊以?shī)A緊兩個(gè)葉轂部分?？梢岳斫?，其僅是閉鎖裝置的一個(gè)最佳形式。
為了允許兩個(gè)葉轂部分可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，而不需要取下推進(jìn)器或部分拆卸包含推進(jìn)器的組件，可以提供一葉轂促動(dòng)裝置，以允許兩個(gè)葉轂部分之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)更為容易。圖10中顯示了葉轂促動(dòng)裝置的一最佳形式。
在圖10中，顯示了一推桿80。在桿80的端部有一軸承座81，其固定一扭桿82的一端部，扭桿82可操作地連接于一花鍵軸83?；ㄦI軸83是驅(qū)動(dòng)推進(jìn)器的前驅(qū)動(dòng)軸84(或是其一部分)。
推桿80可以作朝向或背離座85的運(yùn)動(dòng)，并使扭軸82作進(jìn)出座85的運(yùn)動(dòng)。扭軸82連接于圓盤86，圓盤能隨著前驅(qū)動(dòng)軸84的轉(zhuǎn)動(dòng)而在軸承座81中自由轉(zhuǎn)動(dòng)。座85有一內(nèi)孔，扭軸82可以穿過(guò)內(nèi)孔。內(nèi)孔也有一扭轉(zhuǎn)部分，以致當(dāng)推桿80推扭軸進(jìn)入座85中時(shí)，引起座85轉(zhuǎn)動(dòng)，然后座又使整個(gè)后葉轂部分51轉(zhuǎn)動(dòng)。前葉轂部分50通過(guò)閉鎖螺栓87牢固地閉鎖于驅(qū)動(dòng)軸84。扭軸82的線性運(yùn)動(dòng)由花鍵軸83調(diào)節(jié)，花健軸有一組位于外殼88花鍵槽中的縱向花鍵。于是，前驅(qū)動(dòng)軸84的轉(zhuǎn)動(dòng)使扭軸82轉(zhuǎn)動(dòng)，并且花鍵軸83調(diào)節(jié)扭軸82的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在使用中，連接于前葉轂部分50和后葉轂部分51的葉片的間距可以通過(guò)如下變化使推桿80運(yùn)動(dòng)，推桿使扭軸82運(yùn)動(dòng)，再使后葉轂部分51相對(duì)于固定的前葉轂部分50運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，這首先要松開(kāi)螺栓73。所有在推進(jìn)器上的葉片42都可以轉(zhuǎn)動(dòng)一相同的量，并且，只要推桿80被固定在位，葉片就能固定在位。
本發(fā)明允許對(duì)葉片進(jìn)行各種調(diào)整，并且能調(diào)整葉片間距，而基本不改變?nèi)~片根部或端部的間隙。甚至很大的葉片彎曲也不會(huì)使葉片接觸護(hù)罩。
如實(shí)施例中所示，除了葉片連接的部分，葉轂的其他部分不需要有球面或彎壁。
本發(fā)明可以有許多變型，都在本發(fā)明精神范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種推進(jìn)器，具有一葉轂和一組連接于葉轂的葉片，葉轂有一前表面，和一后表面，和一在前后表面之間的局部的球面部分，葉片有一根部和一端部，根部的形狀與球面部分互補(bǔ)，葉片在球面部分連接于葉轂，使相鄰的葉片之間形成通道，通道有一流體入口和一流體出口，通道在入口和出口之間是收斂的。
2.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)器，其特征在于葉片具有延伸銷，其延伸進(jìn)入葉轂上部的凹座，銷在葉片前緣到葉片中弦點(diǎn)之間的位置從葉片上延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的推進(jìn)器，其特征在于延伸銷有一臺(tái)肩，以加強(qiáng)葉片與葉轂的連接，臺(tái)肩有一與葉轂球面部分平齊的上表面，上表面有一與葉轂互補(bǔ)的部分球面形狀，使葉片能樞轉(zhuǎn)，而不在葉片根部和葉轂之間形成過(guò)分的間隙。
4.如權(quán)利要求3所述的推進(jìn)器，其特征在于葉片相互為一有間隔的重疊關(guān)系，以形成通道部分，在鄰近后葉轂部分處相鄰葉片之間的間隔小于前葉轂部分處的間隔，以提供一收斂的通道。
5.如權(quán)利要求4所述的推進(jìn)器，其特征在于各葉片的根部至少部分在相鄰葉片臺(tái)肩上表面延伸，以限制葉片在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)從葉轂上拉出。
6.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)器，其特征在于推進(jìn)器有一前葉轂部分和一后葉轂部分，它們可相互移動(dòng)，和一組葉片，至少一些葉片可樞轉(zhuǎn)地連接于前葉轂部分，并連接于后葉轂部分，使兩葉轂部分之間的相對(duì)移動(dòng)引起葉片間距的變化。
7.如權(quán)利要求6所述的推進(jìn)器，其特征在于葉片可樞轉(zhuǎn)地連接于前葉轂部分，并可滑動(dòng)地連接于后葉轂部分。
8.如權(quán)利要求7所述的推進(jìn)器，其特征在于前葉轂部分固定于推進(jìn)器軸，后葉轂部分相對(duì)于前葉轂部分可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)。
9.如權(quán)利要求7所述的推進(jìn)器，其特征在于各葉片有一前部，一銷從前部延伸進(jìn)入前葉轂部分上的凹座，一后部，一銷從后部延伸，其可沿后葉轂部分上的槽滑動(dòng)，槽相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線成一角度。
10.如權(quán)利要求1或6所述的推進(jìn)器，其特征在于推進(jìn)器在一護(hù)罩中轉(zhuǎn)動(dòng)，護(hù)罩至少有部分球面內(nèi)壁，葉片各有弧形的端部，其形狀允許葉片在護(hù)罩中轉(zhuǎn)動(dòng)，并允許葉片間距可進(jìn)行調(diào)整，而不會(huì)在葉片端部和護(hù)罩內(nèi)壁之間形成不希望有的間隙。
全文摘要
一種推進(jìn)器，具有一葉轂和一組連接于葉轂的葉片，葉轂有一前表面，和一后表面，和一在前后表面之間的局部的球面部分，葉片有一根部和一端部，根部的形狀與球面部分互補(bǔ)，葉片在球面部分連接于葉轂，使相鄰的葉片之間形成通道，通道有一流體入口和一流體出口，通道在入口和出口之間是收斂的。
文檔編號(hào)F04D29/32GK1169179SQ9619160
公開(kāi)日1997年12月31日 申請(qǐng)日期1996年1月3日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月25日
發(fā)明者特倫斯·R·戴 申請(qǐng)人:美吉浮控股公司