專利名稱：側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體能利用裝置，特別是一種側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，適合作為風(fēng)能利用、海洋能發(fā)電及其它動(dòng)力裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)中，有很大一部分是取自于自然界的能源，如太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能等，例如在風(fēng)能利用方面，長期以來，人們設(shè)計(jì)了多種形式和結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電裝置，依據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸在空間方向與位置的不同，又可分為水平方向的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直方向的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，目前應(yīng)用最多還是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，水平軸水力發(fā)電機(jī)有它的優(yōu)點(diǎn)，如水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已經(jīng)完全達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)，配套生產(chǎn)與運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)全面，但垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)體積小、無方向性要求、維修方便等特點(diǎn)，垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)還具有安全、高效、噪聲低、成本低、維護(hù)方便等優(yōu)勢。目前的絕大部分垂直軸發(fā)電機(jī)為固定迎風(fēng) 角的葉片結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有效力矩較小，并且還可能在特定條件存在負(fù)力矩，降低了整體效率，所以影響了這種類型發(fā)電裝置的推廣和應(yīng)用，所以目前垂直軸發(fā)電機(jī)還有一些不足和缺點(diǎn)有待改善。同時(shí)，海洋中所蘊(yùn)藏的能量更為巨大，在漲潮的過程中，洶涌而來的海水具有很大的動(dòng)能，而隨著海水水位的升高，就把海水的巨大動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能；在落潮的過程中，海水奔騰而去，水位逐漸降低，勢能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，潮汐能的利用方式主要是發(fā)電，潮汐發(fā)電與普通水利發(fā)電原理類似，通過出水庫，在漲潮時(shí)將海水儲(chǔ)存在水庫內(nèi)，以勢能的形式保存，然后，在落潮時(shí)放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這樣的話，就要修建儲(chǔ)水水庫，就有大量的土建工程以及運(yùn)行以后的維護(hù)工作，所以，目前這種能量利用方式還有很大的改善空間。而對(duì)于風(fēng)能和海洋能，都可以看成是一個(gè)流體能量利用的問題，在具備一定條件的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)具有一種基本工作形式或結(jié)構(gòu)，可以將此類的能量利用或挖掘出來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是提供一種啟動(dòng)力矩小、效率高、應(yīng)用范圍廣的垂直軸流體能利用裝置，可以自動(dòng)切換，并且具有防震的效果。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)解決方案一種側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，至少包括動(dòng)力軸、葉片、葉片軸，葉片軸水平橫向設(shè)置，葉片軸的中心與動(dòng)力軸或動(dòng)力軸的延長線垂直相交，在葉片軸的兩端設(shè)置有葉片；葉片設(shè)置在葉片軸端部的一側(cè)，以形成一側(cè)的驅(qū)動(dòng)力矩；設(shè)在同一葉片軸兩端的葉片不在同一平面內(nèi)，兩個(gè)葉片平面具有夾角；葉片軸通過連接結(jié)構(gòu)與動(dòng)力軸裝配；葉片軸可以旋轉(zhuǎn)，葉片、葉片軸至少之一具有限位裝置，可以限定葉片及葉片軸旋轉(zhuǎn)的角度；在葉片、葉片軸至少之一與非旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)件之間具有旋轉(zhuǎn)緩沖裝置；由一個(gè)葉片軸和兩端的葉片組成一個(gè)葉片組，至少具有兩組或以上的葉片組，并在動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)均勻分布，構(gòu)成一個(gè)與動(dòng)力軸垂直的工作面；葉片軸具有兩個(gè)工作狀態(tài)，在動(dòng)力軸轉(zhuǎn)動(dòng)的不同的角度時(shí)，葉片及葉片軸在流體的作用下，以及限位裝置的限制下，在兩種狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；兩種狀態(tài)對(duì)于流體阻力分別是最大和最小；在重復(fù)切換的過程中，流體能作用使葉片及葉片軸產(chǎn)生力矩，并傳遞到動(dòng)力軸。進(jìn)一步的，所述的同一葉片軸兩端的葉片之間的夾角為60-120度之間，最優(yōu)選為90度。進(jìn)一步的，所述的葉片、葉片軸至少之一具有限位裝置，可以限定葉片在繞葉片軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，所限定的角度為90度。進(jìn)一步的，所述限位裝置由靜限位塊與動(dòng)限位塊組成，靜限位塊與動(dòng)限位塊位于同一平面內(nèi)，并分別裝配于軸承架和葉片軸上。進(jìn)一步的，所述的葉片、葉片軸至少之一具有限位裝置，所限定葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍為水平方向至垂直向下90度的范圍，隨著動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)角度的不同有著水平和垂直不同的狀態(tài)。 進(jìn)一步的，所述的葉片、葉片軸至少之一具有限位裝置，所限定葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍為水平方向至垂直向上約90度的范圍，隨著動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)角度的不同有著水平和垂直不同的狀態(tài)。進(jìn)一步的，所述的限位裝置由限位塊、限位條、限位板至少之一組成，可以設(shè)置于葉片、葉片軸、軸承、軸承架、動(dòng)力軸等部件之上。另外，還有一種側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，至少包括動(dòng)力軸、葉片、葉片軸，葉片軸水平橫向設(shè)置，葉片軸的一端的延長線與動(dòng)力軸或動(dòng)力軸的延長線垂直相交，在葉片軸的一端設(shè)置有葉片；葉片設(shè)置在葉片軸端部的一側(cè)，與軸承裝配，以形成一側(cè)的驅(qū)動(dòng)力矩；葉片軸不穿過動(dòng)力軸的軸線及延長線的，葉片軸通過連接結(jié)構(gòu)與動(dòng)力軸裝配；葉片軸可以旋轉(zhuǎn)，葉片、葉片軸至少之一具有限位裝置，可以限定葉片及葉片軸旋轉(zhuǎn)的角度；在葉片、葉片軸至少之一與非旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)件之間具有旋轉(zhuǎn)緩沖裝置；由一個(gè)葉片軸和一端的葉片組成一個(gè)葉片組，至少具有三組或以上的葉片組，并在動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)均勻分布，構(gòu)成一個(gè)與動(dòng)力軸垂直的工作面；葉片軸具有兩個(gè)工作狀態(tài)，在動(dòng)力軸轉(zhuǎn)動(dòng)的不同的角度時(shí)，葉片及葉片軸在流體能的作用下，以及限位裝置的限制下，在兩種狀態(tài)之間進(jìn)行切換；兩種狀態(tài)對(duì)于流體阻力分別是最大和最小；在重復(fù)切換的過程中，流體能作用使葉片及葉片軸產(chǎn)生力矩，并傳遞到動(dòng)力軸。進(jìn)一步的，所述的緩沖裝置為金屬、橡膠、塑料等至少之一類型材料制成的各類減震部件。進(jìn)一步的，在葉片軸上設(shè)置有葉片軸力矩平衡部件，葉片軸力矩平衡部件設(shè)置在葉片軸重力力矩較小一側(cè)。本發(fā)明效果和特點(diǎn)體現(xiàn)在以下
這種流體能利用裝置的具有兩個(gè)工作狀態(tài)，對(duì)于來自于任何一個(gè)方向的流體能量都能夠形成一個(gè)單向驅(qū)動(dòng)力，在旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠自動(dòng)切換，使阻力面所受的阻力最小，而使動(dòng)力面所受到的動(dòng)力最大，葉片始終處于做正功的狀態(tài)，形成正扭矩，它能夠最大程度地迎著風(fēng)向或水流流向，克服現(xiàn)有機(jī)械的葉片在某些位置處做負(fù)功的狀態(tài)，提高流體能利用率。不但可以自動(dòng)切換，還具有防震裝置，可以防止的旋轉(zhuǎn)切換時(shí)由于部件的撞擊而過早損壞。這種垂直軸流體能利用裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、啟動(dòng)力矩小、效率高、易于維護(hù)的特點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明提出的側(cè)矩葉片垂直軸流體能裝置的外觀示意圖。圖2是本發(fā)明提出的側(cè)矩葉片垂直軸流體能裝置的正視圖。圖3是本發(fā)明提出的側(cè)矩葉片垂直軸流體能裝置的俯視圖。圖4是本發(fā)明提出的側(cè)矩葉片垂直軸流體能裝置的側(cè)視圖。圖5是本發(fā)明提出的側(cè)矩葉片垂直軸流體能的緩沖裝置正視圖。圖6是本發(fā)明提出的側(cè)矩葉片垂直軸流體能的緩沖裝置俯視圖。圖7是本發(fā)明提出的側(cè)矩葉片垂直軸流體能的緩沖裝置效果圖。
圖8是本發(fā)明提出的側(cè)矩葉片垂直軸流體能的緩沖裝置正視圖。 圖9是本發(fā)明提出的側(cè)矩葉片垂直軸流體能裝置的實(shí)施例二俯視圖。圖10是本發(fā)明提出的側(cè)矩葉片垂直軸流體能裝置的實(shí)施例二正視圖。圖11是本發(fā)明提出的側(cè)矩葉片垂直軸流體能裝置的葉片軸力矩平衡部件示意圖。圖中說明
I為動(dòng)力軸；
2為發(fā)電機(jī)；
3為葉片；
4為葉片軸；
5為軸承架 51為軸承；
52為靜限位塊；
53為動(dòng)限位塊；
6為緩沖裝置；
7為葉片軸力矩平衡部件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉并且具有高效率的流體能量收集方法及裝置，并且具有撞擊的緩沖裝置，因此，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所涉及的技術(shù)方案進(jìn)行了改進(jìn)與提高。例如，在垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置中，葉片角度的改變會(huì)產(chǎn)生撞擊以及局部的過度勞損，為了避免這種情況的發(fā)生，在本實(shí)施例中采用改進(jìn)和優(yōu)化的技術(shù)方案。實(shí)施例一
這是一種側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，基本結(jié)構(gòu)至少包括動(dòng)力軸I、葉片3、葉片軸4，以及由動(dòng)力軸帶動(dòng)的發(fā)電裝置發(fā)電機(jī)2，由圖I、圖2中可以看出，在本說明所提及的裝置中，沒有涉及一些其它的輔助部件，如垂直流體能裝置的支架等，因?qū)Πl(fā)明實(shí)質(zhì)內(nèi)容沒有影響，因而沒有做過多的描述。如圖I至圖4所示，葉片軸水平橫向設(shè)置，葉片軸4的中心與動(dòng)力軸或動(dòng)力軸I的延長線垂直相交，這樣的設(shè)置可以使效率最高，避免偏心力矩的產(chǎn)生，在葉片軸4的兩端設(shè)置有葉片3，并且兩者固定設(shè)置，葉片3是受風(fēng)力或水力的主要部件，如圖2和圖3所示，風(fēng)向或液體的流動(dòng)方向如附圖3中箭頭所示，葉片3設(shè)置在葉片軸4端部的一側(cè)，而不是偏心設(shè)置，這樣，不但可以形成完全在一側(cè)的驅(qū)動(dòng)力矩，避免在葉片軸4的兩側(cè)分別作用大小不同的力矩以產(chǎn)生抵消，而且在狀態(tài)切換時(shí)更加容易和方便。為了使能夠充分利用能量和方便自動(dòng)切換，使設(shè)在同一葉片軸4兩端的葉片3不在同一平面內(nèi)，使兩個(gè)葉片3之間具有夾角；如圖1、2、3所示，在同一葉片軸4兩端的葉片3之間的夾角可為60-120度之間,最優(yōu)選為90度,在本實(shí)施例中就是采用90度夾角。圖4是顯示的側(cè)視圖，也是這個(gè)效果。葉片軸4通過連接結(jié)構(gòu)與動(dòng)力軸I進(jìn)行裝配，這個(gè)連接結(jié)構(gòu)為軸承架5，如圖1-4和圖5所示，在軸承架內(nèi)具有軸承51，可以對(duì)葉片軸4進(jìn)行裝配固定，同時(shí)，因?yàn)槭禽S承裝置，所以葉片軸4還可以旋轉(zhuǎn)，也就是說，葉片軸4和葉片3可以旋轉(zhuǎn)。 葉片3與葉片軸4可以旋轉(zhuǎn)，但是，如果沒有限制的旋轉(zhuǎn)是無法實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的的，因?yàn)椋驗(yàn)?，如果沒有限位的話，葉片3與葉片軸4就無法在受到流體動(dòng)力最大時(shí)保證葉片3的穩(wěn)定性及受力最大，也就是說，在流體方向的葉片3受到的動(dòng)力最大，即葉片3平面垂直于流體流動(dòng)方向，受力截面積最大，而在同一軸上、在流體反方向的葉片3受到的阻力最小，即葉片3平面平行于流體流動(dòng)方向，受力截面積最小，因而，葉片軸4或葉片3必須具有限位裝置，可以限定葉片3及葉片軸4旋轉(zhuǎn)的角度。在本實(shí)施例中，限位裝置是這樣來設(shè)置的所述限位裝置由靜限位塊52與動(dòng)限位塊53組成，靜限位塊52與動(dòng)限位塊53位于同一平面內(nèi)，如圖6、7、8所示，靜限位塊52與動(dòng)限位塊53并分別裝配于軸承架5和葉片軸4上，這樣，在受到力時(shí)，葉片軸4及葉片3可以隨力矩旋轉(zhuǎn)并有所限制。為了達(dá)到預(yù)期的目的，所述的限位裝置靜限位塊52與動(dòng)限位塊53并分別裝配于軸承架5和葉片軸4上，如圖6、7、8所示，其中靜限位塊52呈現(xiàn)半圓狀，固定在軸承架5上，而動(dòng)限位塊53為四分這一圓狀，固定在葉片軸4上，這樣，在兩者之間就有四分之一圓的空間可以轉(zhuǎn)動(dòng)，大約為90角，因此，所限定葉片3在繞葉片軸4轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為60-120度之間，最優(yōu)選為90度。還有，由于葉片3、葉片軸4在旋轉(zhuǎn)時(shí)，與固定部件之間一定會(huì)有一個(gè)撞擊，特別是在風(fēng)速或流體速度較大的情況下，長期受力會(huì)產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象，容易損壞，因而，在葉片3、葉片軸4至少之一與非旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)件之間具有旋轉(zhuǎn)緩沖裝置6，可以防止的旋轉(zhuǎn)切換時(shí)由于部件的撞擊而過早損壞，如附圖5-10都有所描述。另外，本裝置由一個(gè)葉片軸4和兩端的葉片3組成一個(gè)葉片組，這種葉片組在一個(gè)完整圓周內(nèi)只能夠產(chǎn)生非連續(xù)或不穩(wěn)定的作用力，如果需要產(chǎn)生連續(xù)的、較為穩(wěn)定的作用力，至少具有兩組或以上的葉片組，并在動(dòng)力軸I旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)均勻分布，構(gòu)成一個(gè)與動(dòng)力軸I垂直的工作面，因此，在本實(shí)施例中是由兩組葉片組構(gòu)成了一個(gè)工作面。上面，已經(jīng)介紹了本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，下面來說明一下基本的工作過程，在上述裝置的基礎(chǔ)上，以及在風(fēng)能或水力的作用下，葉片軸4以及葉片3是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，并分別會(huì)穩(wěn)定在兩個(gè)狀態(tài)，也就是具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，即葉片3分別是垂直或水平的狀態(tài)，也可以這樣表示，在同一葉片軸4上兩端的兩個(gè)葉片3分別是具有兩個(gè)工作狀態(tài)阻力狀態(tài)和動(dòng)力狀態(tài)，可以結(jié)構(gòu)圖3以及圖2、圖4來進(jìn)一步說明，在圖3中，標(biāo)示出了四個(gè)位置，分別是A、B、C、D四個(gè)位置,A/B為動(dòng)力狀態(tài),C/D為阻力狀態(tài),把位置A作為來風(fēng)面,或是來水面,也就是正視2的一面，在動(dòng)力軸4轉(zhuǎn)動(dòng)的不同的角度或不同位置時(shí)，葉片3及葉片軸4在流體的作用下，以及限位裝置靜限位塊52、動(dòng)限位塊53的作用下，在阻力狀態(tài)、動(dòng)力狀態(tài)兩種狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換或切換時(shí)會(huì)在旋轉(zhuǎn)件與固定件之間產(chǎn)生撞擊，那么通過緩沖裝置6就得到減緩或消除，這個(gè)固定件可以是軸承架5、軸承51外邊緣或其它相對(duì)固定的結(jié)構(gòu)或部件，兩種狀態(tài)對(duì)于流體阻力分別是最大和最小，而形成的動(dòng)力也就分別是最小和最大。更具體的說，在流體方向B位置的葉片3受到的動(dòng)力最大，即葉片3平面垂直于流體流動(dòng)方向，受力截面積也最大；而在同一軸上、在流體反方向的D位置葉片3受到的阻力最小，即葉片3平面平行于流體流動(dòng)動(dòng)方向，受力截面積也最小，而在位置A和C，由于葉片3截面與流體流向平行，不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力，同時(shí)阻力也最小，也就是說，這時(shí)在動(dòng)力軸4上的兩個(gè)葉片3都沒有出力，同時(shí)阻力也更小，但是在轉(zhuǎn)過這個(gè)位置之后，處在原來位置C的葉片3繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)受到來自于流體方向的阻力，迫使此位置的葉片3由垂直方向轉(zhuǎn)換為水平位置，這樣，就會(huì)帶動(dòng)同一動(dòng)力軸4另外軸的葉片3發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是原來位置A的葉片發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，由原來的水平方向轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪狈较?，并且其截面逐漸與流體方向垂直，且面積逐漸變大，直到到達(dá)位置B，此時(shí)，受力的動(dòng)力狀態(tài)，而在同一動(dòng)力軸4另一端的葉片3為水平狀態(tài)，受到的阻力最小，這種狀態(tài)一直穩(wěn)定到位置C，這樣經(jīng)過180度的旋轉(zhuǎn)就完成了一個(gè)基本的工作狀態(tài) 的切換。在重復(fù)切換的過程中，流體能作用使葉片及葉片軸產(chǎn)生力矩，并傳遞到動(dòng)力軸。也可以這樣表述在圖3中，在位置A時(shí)，風(fēng)力或水力流向葉片3，這時(shí)無論葉片3是垂直狀態(tài)或水平狀態(tài)，都不會(huì)產(chǎn)生力矩，但只是一個(gè)瞬間；在位置B時(shí)，葉片3的平面在限位裝置的作用下，為垂直向下狀態(tài)，在迎風(fēng)面上面積最大，所受到的動(dòng)力最大，所以稱之為動(dòng)力狀態(tài)時(shí)動(dòng)力最大；而在同一根葉片軸4的另一端D位置的葉片，因?yàn)榕c另一端成90度設(shè)置，所以此時(shí)呈現(xiàn)水平狀態(tài)，并且為迎風(fēng)(水)面，此時(shí)迎風(fēng)(水)面的面積最小，所以阻力最小，所以稱之為阻力狀態(tài)時(shí)阻力最??；在位置C時(shí)，也是一個(gè)臨界狀態(tài)，也同一葉片軸上另一端葉片3的狀態(tài)類似，在轉(zhuǎn)過臨界點(diǎn)的附近或瞬時(shí)，在此位置上的葉片3會(huì)受到風(fēng)(水)力的阻力，形成一個(gè)翻轉(zhuǎn)力矩，葉片3就由原來的動(dòng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽枇顟B(tài)，同時(shí)，在葉片軸4另一端的葉片就變成了動(dòng)力狀態(tài)，此時(shí)，也是由于靜限位52與動(dòng)限位塊53的作用，轉(zhuǎn)動(dòng)了 90度，而動(dòng)力軸I轉(zhuǎn)到了位置A、B時(shí)呈現(xiàn)為動(dòng)力狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)一直持續(xù)到位置C點(diǎn)，直至葉片3翻轉(zhuǎn)，大約為二分之一圓周在做功。這樣，在風(fēng)(水)力的作用下，在兩種狀態(tài)的不斷切換中，工作面對(duì)動(dòng)力軸形成了持續(xù)不斷的旋轉(zhuǎn)力矩。在本實(shí)施例中，所述的葉片軸4具有限位裝置，所限定葉片3轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍為水平方向至垂直向下90度的范圍，隨著動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)角度的不同有著水平和垂直不同的狀態(tài)，由圖1-4可以得到。同樣，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍為水平方向至垂直向下約90度的范圍，也可以為水平方向至垂直向上90度的范圍，這種葉片向上的情況下，葉片3在葉片軸4的上方，這樣所利用的風(fēng)能更加充分，效率更高一些。實(shí)施例二
這是一種側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，至少包括動(dòng)力軸、葉片3、葉片軸4，與前一實(shí)施基本相同，不同之處在于葉片軸4的一端的延長線與動(dòng)力軸的延長線垂直相交，如圖11、圖12所示，也就是說，葉片軸4是不穿過動(dòng)力軸I的軸線及延長線的，同樣，在葉片3、葉片軸4至少之一與非旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)件之間具有旋轉(zhuǎn)緩沖裝置6，在葉片軸4的一端設(shè)置有葉片3 ;葉片3設(shè)置在葉片軸4端部的一側(cè)，與軸承51裝配，以形成一側(cè)的驅(qū)動(dòng)力矩；由一個(gè)葉片軸4和一端的葉片3組成一個(gè)葉片組，至少具有三組或以上的葉片組，并在動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)均勻分布，構(gòu)成一個(gè)與動(dòng)力軸垂直的工作面。另外，上述幾個(gè)實(shí)施例的限位裝置由限位塊、限位條、限位板至少之一組成，可以設(shè)置于葉片、葉片軸、軸承、軸承架、動(dòng)力軸等部件之上，也可以達(dá)到同樣的效果和目的，因此，葉片、葉片軸至少之一具有限位裝置，是十分具有必要的。另外，所述的緩沖裝置6為金屬、橡膠、塑料等至少之一類型材料制成的各類減震部件。還有，在本實(shí)施例中，為了制作方便和降低成本，葉片3為平面，為了獲得更好的動(dòng)力性能，可以為曲面，特別是規(guī)則曲面。另外，在上述實(shí)施例中，由于在葉片軸4上的葉片3是安裝在葉片軸4的一側(cè)的，即在90度范圍內(nèi)，這樣會(huì)使受力不均，特別是受重力影響容易下垂，會(huì)使受力和運(yùn)行不穩(wěn) 定，為了改善這個(gè)不良影響，在葉片軸4上設(shè)置有葉片軸力矩平衡部件7，葉片軸力矩平衡部件7是設(shè)置在葉片軸4上并與葉片3相對(duì)的另一側(cè)，或重力力矩較小的一側(cè)，來平衡葉片3的重量，如圖11所示，葉片軸力矩平衡部件7的形狀可以為條狀、棒狀、重錘等其中一種或多種，或葉片3自身。因此，這種垂直軸流體能利用裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、啟動(dòng)風(fēng)力小、效率高、不易損壞、易于維護(hù)的特點(diǎn)。上述的實(shí)施例不僅是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)或海洋能潮汐動(dòng)力機(jī)，更可以是一風(fēng)力或水力動(dòng)力裝置，可以是流體能水泵、流體能氣泵、流體能磨機(jī)等各種動(dòng)力裝置。雖然這里只說明了本發(fā)明的部份優(yōu)選實(shí)施例，但其意并非限制本發(fā)明的范圍、適用性和配置。相反，對(duì)實(shí)施例的詳細(xì)說明可使本領(lǐng)域技術(shù)人員得以實(shí)施。應(yīng)能理解，在不偏離所附權(quán)利要求書確定的本發(fā)明精神和范圍情況下，可對(duì)一些細(xì)節(jié)做適當(dāng)變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，至少包括動(dòng)力軸、葉片、葉片軸，其特征在于: 葉片軸水平設(shè)置，葉片軸的中心與動(dòng)力軸或動(dòng)力軸的延長線垂直相交，在葉片軸的兩端設(shè)置有葉片； 葉片固定設(shè)置在葉片軸端部的一側(cè)，以形成一側(cè)的驅(qū)動(dòng)力矩； 設(shè)在同一葉片軸兩端的葉片不在同一平面內(nèi)，兩個(gè)葉片平面具有夾角； 葉片軸可以旋轉(zhuǎn)，葉片、葉片軸至少之一具有限位裝置，可以限定葉片及葉片軸旋轉(zhuǎn)的角度； 在葉片、葉片軸至少之一與非旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)件之間具有旋轉(zhuǎn)緩沖裝置； 由一個(gè)葉片軸和兩端的葉片組成一個(gè)葉片組，至少具有兩組或以上的葉片組； 葉片軸具有兩個(gè)工作狀態(tài)，在兩種狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換； 在重復(fù)切換的過程中，流體能作用使葉片及葉片軸產(chǎn)生力矩，并傳遞到動(dòng)力軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，其特征在于所述的同一葉片軸兩端的葉片之間的夾角為60-120度之間,最優(yōu)選為90度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，其特征在于所述的葉片、葉片軸至少之一具有限位裝置，可以限定葉片在繞葉片軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，所限定的角度為60-120度之間，最優(yōu)選為90度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，其特征在于所述限位裝置由靜限位塊與動(dòng)限位塊組成，靜限位塊與動(dòng)限位塊位于同一平面內(nèi)，并分別裝配于軸承架和葉片軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，其特征在于所述的葉片、葉片軸至少之一具有限位裝置，所限定葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍為水平方向至垂直向下90度的范圍，隨著動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)角度的不同有著水平和垂直不同的狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，其特征在于所述的葉片、葉片軸至少之一具有限位裝置，所限定葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍為水平方向至垂直向上約90度的范圍，隨著動(dòng)力軸旋轉(zhuǎn)角度的不同有著水平和垂直不同的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，其特征在于所述的限位裝置由限位塊、限位條、限位板至少之一組成，可以設(shè)置于葉片、葉片軸、軸承、軸承架、動(dòng)力軸等部件之上。
8.一種側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，至少包括動(dòng)力軸、葉片、葉片軸，其特征在于 葉片軸水平設(shè)置，葉片軸的一端的延長線與動(dòng)力軸或動(dòng)力軸的延長線垂直相交，在葉片軸的一端設(shè)置有葉片； 葉片固定設(shè)置在葉片軸端部的一側(cè)，與軸承裝配，以形成一側(cè)的驅(qū)動(dòng)力矩； 葉片軸不穿過動(dòng)力軸的軸線及延長線的； 葉片軸可以旋轉(zhuǎn)，葉片、葉片軸至少之一具有限位裝置，可以限定葉片及葉片軸旋轉(zhuǎn)的角度； 在葉片、葉片軸至少之一與非旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)件之間具有旋轉(zhuǎn)緩沖裝置； 由一個(gè)葉片軸和一端的葉片組成一個(gè)葉片組，至少具有三組或以上的葉片組； 葉片軸具有兩個(gè)工作狀態(tài)，在兩種狀態(tài)之間進(jìn)行切換； 在重復(fù)切換的過程中，流體能作用使葉片及葉片軸產(chǎn)生力矩，并傳遞到動(dòng)力軸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、8所述的側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，其特征在于所述的緩沖裝置為金屬、橡膠、塑料等至少之一類型材料制成的各類減震部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、8所述的側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，其特征在于在葉片軸上設(shè)置有葉片軸力矩平衡部件，葉片軸力矩平衡部件設(shè)置在葉片軸重力力矩較小一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種側(cè)矩葉片垂直軸流體能緩沖裝置，包括動(dòng)力軸、葉片、葉片軸，葉片設(shè)置在葉片軸端部的一側(cè)，設(shè)在同一葉片軸兩端的葉片不在同一平面內(nèi)，兩個(gè)葉片平面具有夾角這種流體能利用裝置的具有兩個(gè)工作狀態(tài)，對(duì)于來自于任何一個(gè)方向的流體能量都能夠形成一個(gè)單向驅(qū)動(dòng)力，在旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠自動(dòng)切換，使阻力面所受的阻力最小，而使動(dòng)力面所受到的動(dòng)力最大，同時(shí)，為了保證在切換時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的撞擊，設(shè)置有緩沖裝置，這種具有緩沖裝置的垂直軸流體能具有結(jié)構(gòu)簡單、啟動(dòng)力矩小、效率高、易于維護(hù)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F03D3/06GK102943742SQ20111023141
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月14日
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