CN101196159A

CN101196159A - 流体叶轮装置

Info

Publication number: CN101196159A
Application number: CNA2006101621014A
Authority: CN
Inventors: 万春雷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2008-06-11

Abstract

本发明为流体叶轮装置，涉及流体动力学的装置，在现有的叶轮装置中，叶片与传动轴是固定的，叶片所受液体的推力中，只有一部分推力能转化为叶轮的转动能量，如何减少能量的流失是本发明的目的，本发明改变了叶片固定在传动轴上的传统结构，采用叶片安装框架结构，框架的一边即侧轴安装叶片，传动轴为安装框架的另一边，框架另外两边为连接臂，叶片的宽度大于侧轴与传动轴两轴的相向轴面的垂直距离，在叶片绕侧轴转动，当转动到传动轴旁边时会受到传动轴的阻挡，因此叶片与传动轴接触而不能转动，叶片与传动轴为间隙性接触，此时叶片承受全部的流体推力，与此对应的在传动轴另一侧的叶片则被流体推力推开，成为流体的通道，此叶片几乎不受推力，这样大大减少了能量的流失，本发明具有结构简单、成本低、操作方便的有益效果。

Description

流体叶轮装置

技术领域

本发明涉及动力装置领域，尤其是涉及流体动力学的装置。

背景技术

目前获得流体动力的叶轮，都是在传动轴周围分布着固定的叶片，叶片受流体的冲击而转动，因叶片具备一定的弧度和倾斜度，叶片正面形成凹陷，叶片反面形成凸起，使叶片正反两面受力造成差异，正面受到全部力的推动作用，反面有相当多的力被分解掉，只有一部分起推动作用，当传动轴两侧相对应的叶片对准流体方向时，一侧的叶片受到接触流体的全部推力，另一侧叶片受到接触流体部分推力，正面受力叶片在两叶片推力差的作用下转动而获得动能，因此未能获得充分的能量转换，造成很大的能量流失。在目前能源紧缺的情况下，如何尽量减少能量流失，是本发明要解决的问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种结构简单，叶片正面受力，反面不受力，消除叶片反面推力，使叶片正面推力最大限度地转换为叶轮转动动力的流体叶轮装置。

实现上述目的的技术方案如下：

流体叶轮装置具有传动轴和多个叶片，在传动轴上装有多个均匀分布的四边形叶片安装框架，安装框架的一个边即为传动轴，对应边为侧轴，连接传动轴与侧轴的框架两个连接臂分别垂直连接测轴两端到对应的传动轴部分，侧轴与叶片的一边直接或间接地连接，侧轴为叶片的转动轴，与此边相对的叶片的另一边与传动轴轴面间隙性活动接触，叶片的高度小于安装框架两连接臂之间的垂直距离，叶片的宽度小于侧轴与传动轴两轴的同侧轴面之间的垂直距离，大于侧轴与传动轴两轴的相向轴面的垂直距离，所有叶片与连接的侧轴和传动轴三者的对应位置是相同的，工作时全部叶片与传动轴轴面接触的位置依次按顺时针或逆时针的方向进行。

叶片安装框架与侧轴的连接方式一种是叶片安装框架的两个连接臂与侧轴两端固定连接，另一种连接方式是叶片安装框架的两个连接臂与侧轴两端活动连接。

叶片与侧轴的连接方式可以是固定连接也可以是活动连接。

叶片安装框架的两个连接臂与传动轴的连接可以是固定连接，也可以是活动连接。

叶片安装框架的两个连接臂采用条状结构，也可以采用片状结构。

叶片安装框架可以在传动轴同一高度围绕轴面均匀安装多个叶片安装框架，在一个加宽的安装框架中依次安装多个叶片；也可以在传动轴不同高度安装多个叶片安装框架，也可以在传动轴不同高度围绕传动轴面均匀地安装多个叶片安装框架。

作用原理

当本发明装置处于流体中时，在传动轴一边的叶片A正面面向流动方向，叶片A受流体作用，叶片与传动轴接触，此时叶片A就被传动轴挡住，液流通道关闭，液流的作用力全部变为对叶片的推力，在传动轴另一边的叶片B反面面向流动方向，叶片B离开传动轴而打开，叶片B位置与液流的方向平行，叶片几乎不受液流推力的作用，所以正面面向液流的叶片A所受到的推力几乎全部转变成推动叶轮转动的动力。当叶片A转动到液流方向一致时，叶片A被液流推动而全部打开，叶片B则与传动轴接触，液流通道关闭，叶片B的位置也与流动方向一致，此刻两个叶片不受流体作用，叶轮靠惯性继续转动，叶片B逐渐受液体推动，直到其叶面正面垂直面向液流，即转动了180°，承受液流全部作用力，叶片A仍然全部打开，液流通道畅通，叶片A几乎不受液流推力作用，此时叶轮在叶片B的推动下转动，叶片A与叶片B的作用刚好相反。当叶轮再转过180°时候，叶片A与叶片B的位置就回到我们开始叙述的位置，如此周而复始的转动。

本发明的有益效果：

因为叶片采用了活动装配，传动轴一边的叶片受力时，对应的另一边叶片几乎不受力，液流的推力几乎能全部转换为叶轮转动的动力，大大减少了能量的流失，在不增加设备条件下，显著地增加了叶轮的动力，增加了能源的产生。

本发明还具有结构简单、成本低、操作方便的有益效果。

附图说明

图1为本发明流体叶轮装置原型的结构示意图。

图2为本发明流体叶轮装置的叶片、叶片安装框架和传动轴之间的不同连接方式示意图。

M为框架连接臂与传动轴固定连接，叶片与侧轴活动连接，框架连接臂与侧轴固定连接。

N为框架连接臂与传动轴活动连接，叶片与侧轴活动连接，框架连接臂与侧轴固定连接。

O为框架连接臂与传动轴固定连接，叶片与侧轴固定连接，框架连接臂与侧轴活动连接。

P为框架连接臂与传动轴活动连接，叶片与侧轴固定连接，框架连接臂与侧轴活动连接。

图3叶轮转动时叶片所处的不同状态I、II、III、IV、V、VI的示意图

图4为多个叶片安装框架沿着传动轴轴向分布的结构示意图

图5为多个叶片安装框架沿着传动轴径向分布和围绕传动轴轴面均匀分布的俯视结构示意图。

图中1为传动轴，2为侧轴，3为叶片，4为叶片安装框架连接臂，5为传动轮，6为支撑座，7为侧轴套筒，8为传动轴套筒，9为支撑柱。

具体实施方式

现结合下述实施例对本发明方案作进一步说明。

实施例1

在传动轴沿轴向分布三个叶片安装框架，第一安装框架与第二安装框架夹角为120°，与第三安装框架夹角为240°，安装框架中，在传动轴两侧各对应安装一个叶片，框架连接臂为条状结构，框架连接臂与传动轴和侧轴直接固定连接，叶片与套在侧轴上的套筒连接，所以叶片与侧轴为间接的活动连接。

实施例2

在传动轴的同一高度安装二个加宽的叶片安装框架，框架间的夹角为90°，在每个框架中在传动轴两侧各依次安装二个叶片，即内叶片和外叶片，外叶片一边与侧轴固定连接，另一边与传动轴平行的第一支撑柱接触，内叶片一边固定在第一支撑柱上，另一边与传动轴平行的第二支撑柱接触，所以第一支撑柱是内叶片的转动轴又是外叶片的阻挡柱。框架连接臂与装在传动轴上的套筒连接，则框架连接臂与传动轴为间接活动连接，框架连接臂与装在侧轴上的套筒连接，则框架连接臂与侧轴也为间接活动连接，叶片与侧轴固定连接，框架连接臂为圆片状结构。

实施例3

在传动轴的两个高度分别安装两层叶片安装框架，每层安装二个叶片安装框架，框架间的角度为90°，第一层框架与第二层框架在垂直投影上相邻框架的夹角为45°，在上层，每个框架中在传动轴两侧各依次安装二个叶片，在下层每各框架中在传动轴两侧各依次安装三个叶片，每个框架的结构与框架中叶片的安装方法与实施例2相同的。

Claims

1.流体叶轮装置，具有传动轴和多个叶片，其特征为在传动轴上装有多个均匀分布的四边形叶片安装框架，安装框架的一个边即为传动轴，对应边为侧轴，连接传动轴与侧轴的框架两个连接臂分别垂直连接侧轴两端到对应的传动轴部分，侧轴与叶片的一边直接或间接地连接，侧轴为叶片的转动轴，与此边相对的叶片的另一边与传动轴轴面间隙性活动接触，叶片的高度小于安装框架两连接臂之间的垂直距离，叶片的宽度小于侧轴与传动轴两轴的同侧轴面之间的垂直距离，大于侧轴与传动轴两轴的相向轴面的垂直距离，所有叶片与连接的侧轴和传动轴三者的对应位置是相同的，工作时全部叶片与传动轴轴面接触的位置依次按顺时针或逆时针的方向进行。

2.根据权利要求1所述的流体叶轮装置，其特征为叶片安装框架的两个连接臂与侧轴两端为固定连接，也可以为活动连接。

3.根据权利要求1所述的流体叶轮装置，其特征为叶片安装框架的两个连接臂与传动轴的连接可以是固定连接，也可以是活动连接。

4.根据权利要求1所述的流体叶轮装置，其特征为叶片与侧轴为固定连接，也可以为活动连接。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的流体叶轮装置，其特征为叶片安装框架两个连接臂采用条状结构，也可以采用片状结构。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的流体叶轮装置，其特征为叶片安装框架的配置方式，可以在传动轴同一高度围绕轴面均匀安装有多个叶片安装框架。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的流体叶轮装置，其特征为在传动轴不同高度安装多个叶片安装框架。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的流体叶轮装置，其特征为在传动轴不同高度围绕轴面均匀安装多个叶片安装框架。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的流体叶轮装置，其特征为在加宽的叶片框架内依次安装多个叶片。