CN104595103A - 一种发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发电装置,其中包括定子以及在定子中旋转的转子,所述转子包括叶轮以及围绕所述叶轮圆周方向设置的扇叶,所述扇叶的壳体内依次设有相通的外层流体通道和内层流体通道,所述外层流体通道通过至少一个的第一通气口与外界相通,所述外层流体通道内设有凹凸于表面的扰流装置。运用压力差概念在发电装置的叶轮的各扇叶内分别设有内、外两层流体通道,利用内层低流速产生的高压力,向外层高流速产生的低压力转移而形成的压力差而转变为九种推动力来源,使发电效率成倍提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电装置,具体说的是一种能够产生更大发电量的发电装置。
背景技术
发电装置是现代文明的心脏,把其它形式外力产生的各种能量转换为电能,进而驱动现代文明的正常运行。
现代的风力、水力、火力、蒸汽、以至核电,等发电装置,都是通过外力来驱动转子在定子中旋转,做切割磁力线的运动从而产生电流。
转子即叶轮、通过外力驱动叶轮转动,是作为发电机产生发电量的全部推动力来源。
现在叶轮的能源利用率很低,在叶轮被动接受其它形式的能量产生的外力作用下,需要消耗很大能量克服阻力,才能驱动叶轮转动,且转动速度上很难再有提高,所以发电效率不高。
因此,有必要提供一种能充分利用外力产生的能源,产生一种具有更大推动力的叶轮,使发电装置提高更大发电效率以解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种能够减少能耗,并能充分利用外力产生的能源来产生全新的推动力,由此产生一种发电效率更高的发电。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种发电装置,包括定子以及在定子中旋转的转子,所述转子包括叶轮以及围绕所述叶轮圆周方向设置的扇叶,所述扇叶的壳体内依次设有相通的外层流体通道和内层流体通道,所述外层流体通道通过至少一个的第一通气口与外界相通,所述外层流体通道内设有凹凸于表面的扰流装置。
本发明提供的第二个技术方案为:
一种发电装置,包括定子以及在定子中旋转的转子,所述转子包括叶轮以及围绕所述叶轮圆周方向设置的扇叶,所述扇叶的壳体内依次设有外层流体通道和内层流体通道;所述外层流体通道通过至少一个的第一通气口与外界相通,所述内层流体通道通过至少一个的第二通气口与外界相通;
所述外层流体通道内设有凹凸于表面的扰流装置。
本发明提供的第三个技术方案为:
一种发电装置,包括定子以及在定子中旋转的转子,所述转子包括叶轮以及围绕所述叶轮圆周方向设置的扇叶,还包括动力设备,所述扇叶的壳体内依次设有相通的外层流体通道和内层流体通道,所述外层流体通道通过至少一个的第一通气口与所述动力设备的吸气口相通。
本发明的有益效果在于:区别于现有技术的发电装置能源利用力不高,被动在接受其它形式的能量产生的外力作用下,驱动转子转动产生的推动力作为动力来源,存在能耗大,且发电效率很难再提升的不足。
本发明的发电的装置转子上的扇叶壳体设置有与外界相通的内外层流体通道,并通过各自的通气口与外界相通,且在外层流体通道内设有凹凸于表面的扰流装置。
利用扇叶壳体迎风面和背风面与外层流体通道相通形成高速层,与内层流体通道之间流速不同而产生很大压力差,于是围绕扇叶周围形成压力差转移层,与周围流体的压力方向相反而相互抵消,形成围绕其周围的压力差转移层,而这一压力差可转变为推动转子的动力。
通过改变流体压力的方向,将本来克服流体压力的能量转换为推动力来源,使扇叶壳体承受的压力大大减少,从而提高转子的转速,提升发电机的工作效率,从源头上减少能源的损耗,大大减少排碳量,更好的为环境的保护做出贡献。
附图说明
图1为本发明实施例一种发电装置中转子的部分结构示意图;
图2为本发明实施例一种发电装置的转子结构中A-A位置的剖视图;
图3为本发明实施例一种发电装置的转子结构中A-A位置的剖视图;
图4为本发明实施例一种发电装置的转子结构中A-A位置的剖视图;
图5为本发明实施例一种发电装置中转子的部分结构示意图;
图6为本发明实施例一种发电装置中转子的部分结构示意图。
标号说明:
1、叶轮;2、扇叶;3、外层流体通道;4、内层流体通道;401、障碍物;
5、第一通气口;6、第二通气口;7、第三通气口;
8、扰流装置;9、扰流面;10、螺旋形扰流面;
11、发动机;12、吸气口;
13、压力差转移层;14、高速流体层;15、低速流体层;
16、壳体;17、转轴;18、导管;20、内壳;21、外壳;
22、排水口;23、发电装置壳体。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于:充分利用外力产生的能源,在叶轮的扇叶的壳体内依次设有与外界相通的外层流体通道和内外层流体通道,利用内层低流速产生的高压力向外层高流速的低压力转移而形成的压力差,转变为推动转子转动的主要动力来源。
现有发电装置的转子在高速转动时,各扇叶壳体外周围自然形成内外两层不同流速的流体,内层流速快、外层流速慢,内层靠近壳体周围是大约等同其运动速度的快速流体层,而逐渐减少至到等同于环境流速是外层慢流速层、形成更大范围的低流速产生的高压力,一点不剩,只多不少非常完美的从外向内,统统都向内层快流速层产生的低压力转移压力差,形成巨大的包括环境流体的额外流体压力,统统作用在扇叶壳体上而不得不耗费大部分的动力来克服流体压力,只剩很少动力作为推动力的真正原因。
本发明与所有发电的装置叶轮流体分布相反:内层为低流速层,外层为快流速层,其必然由内层的低流速产生的高压力向外层高流速产生的低压力区转移压力差,由此围绕运动装置周围形成一圈压力差转移层,把转子在快速运动中由外向内作用在扇叶壳体上的流体压力朝相反方向由内向外转移流体压力差,压力差就是推动力,内外层之间流速相差越大、产生的压力差越大,获得的推动力就越大。
请参照图1至图6,本发明提供的第一个技术方案为:
一种发电装置,包括定子以及在定子中旋转的转子,所述转子包括叶轮1以及围绕所述叶轮1圆周方向设置的扇叶2,所述扇叶2的壳体16内依次设有相通的外层流体通道3和内层流体通道4,所述外层流体通道3通过至少一个的第一通气口5与外界相通,所述外层流体通道3内设有凹凸于表面的扰流装置8。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:本发明的发电装置中转子的叶轮1的扇叶2上设置有与外界相通的内外层流体通道3,并通过各自的通气口与外界相通,且在外层流体通道3内设有凹凸于表面的扰流装置8。利用扇叶2壳体16迎风面和背风面与外层流体通道3相通形成高速层,与中间的内层流体通道4之间流速不同而产生很大压力差,与周围流体的压力方向相反而相互抵消,形成围绕其周围的压力差转移层13,而这一压力差可转变为动力来源。
本发明通过改变流体压力的方向,将本来用于克服流体压力的能量转换为转子上叶轮1的推动力来源,使各扇叶2壳体16承受的压力大大减少,从而提高扇叶2的转速产生更大的推动力,从源头上减少能源的损耗,大大减少排碳量,更好的为环境的保护做出贡献。
进一步地,所述转子还包括转轴17,所述叶轮1与所述转轴17套接;所述扇叶2壳体16的整个迎风面和/或背风面布设有两个以上的所述第一通气口5与所述外层流体通道3相通。
进一步地,所述内层流体通道4通过两个以上的第三通气口7与外层流体通道3相通,所述第一通气口5的开口面积大于第三通气口7的开口面积。
进一步的,所述外层流体通道3与所述扇叶2壳体16的整个背风面上设有两个以上的所述第一通气口5相通;所述扇叶2壳体16沿扇叶2长度方向的叶尖位置设有排气口。
进一步的,所述扇叶2沿长度方向,远离所述叶轮1的前半部分设有所述第一通气口5,和/或在所述壳体16沿扇叶2长度方向,与所述扇叶2转动方向同一侧面位置设有所述第一通气口5。
由上述描述可知,流体从扇叶2迎风面的宽度方向绕到背风面从多个第一通气口5进入外层流体通道3内,经扇叶2壳体16长度方向到叶尖位置从排气口排出,于是在背风面长度方向与迎风面宽度方向之间因流体经过的路径不同,流速不同而产生压力差。通常扇叶2壳体16长度与宽度相差至少5倍左右,因此迎风面的慢流速与背风面的快流速产生至少5倍的压力差,而压力差就是推动力。
进一步的,所述外层流体通道3为中空管状结构,所述扰流装置8围绕设置在所述中空管状结构的外壁,所述扰流装置8为凹凸于表面的扰流面9或螺旋形扰流面10。
由上述描述可知,外层流体通道3内设有扰流装置8,能够更多延长流体经过外层通道内的路径。在转子高速转动时产生强大的离心力为动力作用下,使设有扰流装置8的外层流体通道3内的流体瞬间经过较长路径而加快流速,与内层流体通道4内低流速之间产生压力差。
本发明提供的第二个技术方案为:
一种发电装置,包括定子以及在定子中旋转的转子,所述转子包括叶轮1以及围绕所述叶轮1圆周方向设置的扇叶2,所述扇叶2的壳体16内依次设有外层流体通道3和内层流体通道4;所述外层流体通道3通过至少一个的第一通气口5与外界相通,所述内层流体通道4通过至少一个的第二通气口6与外界相通;
所述外层流体通道3内设有凹凸于表面的扰流装置8。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:当叶轮1转动时,大量流体从扇叶2壳体16上的第一通气口5进入外层流体通道3内,经扰流装置8很容易数倍延长其流体经过路径,使之流速加快,于是使扇叶2壳体16周围的多个均布的第一通气口5附近的流速加快,以致整个扇叶2壳体16表面与外层流体通道3内形成两层内外相通的高速流体层14,与内层流体通道4之间流速差异若干倍,从而使内层流通通道内低流速产生的高压力从多个不大的第二通气口6向外方向的高速流体层14产生的高流速低压力转移压力差,从而形成围绕扇叶2壳体16周围的压力差转移层13,与周围的流体的压力方向相反而部分抵消压力,这抵消的部分压力就转变为动力来源。
进一步的,所述内层流体通道4通过导管18与所述第二通气口6相通;
所述内层流体通道4通过至少一个的第三通气口7与外层流体通道3相通;
所述第一通气口5的开口面积分别大于第二通气口6、第三通气口7及导管18的开口面积。
所述内层流体通的部分压力通过第二通气口6,另一部分通过第三通气口7向外转移压力差。
本发明提供的第三个技术方案为:
一种发电装置,包括定子以及在定子中旋转的转子,所述转子包括叶轮1以及围绕所述叶轮1圆周方向设置的扇叶2,还包括动力设备,所述扇叶2的壳体16内依次设有相通的外层流体通道3和内层流体通道4,所述外层流体通道3通过至少一个的第一通气口5与所述动力设备的吸气口12相通。
进一步的,所述内层流体通道4通过至少一个的第二通气口6与外界相通;
所述内层流体通道4通过导管18或第三通气口7与所述第二通气口6相通;
所述第一通气口5的开口面积大于所述第三通气口7的开口面积,所述第一通气口5的开口面积大于所述导管18的开口面积。
请参照图1和图2,发明的实施例一为:
一种发电装置,包括定子以及在定子中旋转的转子,转子的叶轮1和周围连接的多个扇叶2。叶轮1受风力、水力、火力、蒸汽、以至核电,等外力驱动而转动。
转子的叶轮1和周围连接的多个扇叶2,在扇叶2的壳体16的迎水面和背水面依次设有外层流体通道3和内层流体通道4,分别通过各自的、多个均布在扇叶2壳体16上整个长度方向的第一通气口5和第二通气口6与外层流体通道3相通,其中第二通气口6通过导管18与扇叶2的壳体16相通,第一通气口5的进水面积大于第二通气口6和导管18的进水面积。
在外层流体通道3内设有凹凸于表面的扰流装置8来延长流体经过的路径,使之大于扇叶2外壳21上、更远大于内层流体通道4内的流体经过路径。
当转子的叶轮1在外力驱动下高速转动时,流体分别从多个较大的第一通气口5和较小的第二通气口6分别进入外层流体通道3和内层流体通道4内;外层流体通道3内设有扰流装置8为凹凸于表面的扰流面9使流体经过的路经延长。
由于内层流体通道4的作用是向外转移低流速产生的高压力,所以较小通气面积的第二通气口6,通过较小通气面积的导管18与在外层流体通道3后面位置,相对较远的内层流体通道4相通,使流体进出都受阻,同时在内层流体通道4内设有障碍物401,所以流速不畅而流速变慢。
而较大通气面积的第一通气口5,与外层流体通道3很近、使流体进出都流速畅通,其内又设有扰流面9,所以外层流体通道3内的流速远快于内层流体通道4内的流速很多。
此时因内外层流体通道3之间的流速不同,产生压力差和以下推动力来源:
1、叶轮1受外力驱动而快速转动时产生极大离心力,离心力把叶轮1中心的流体向外方向瞬间高速抛出,离心力与第一通气口5,与外层流体通道3同方向,所以在离心极强动力的牵引力作用下,使通道内而加快流速,流体以极高速度瞬间经过扰流面9延长后的外层流体通道3,从而带动多个第一通气口5使扇叶2迎风面和背风面的壳体16和与之相通的外层流体通道3内,共同形成快流速低压力的高速流体层14,与内层流体通道4之间因流速不同而产生压力差,而内外两层之间流速相差越大,产生的压力差就越大,把叶轮1上的流体压力向外方向转移的越多,就使叶轮1转速越快,由此转变为推动力就越大。
2、在扇叶2壳体16迎风面和背风面与外层流体通道3内,共同形成高速流体层14,把叶轮1上的流体阻力向外方向转移,于是围绕叶轮1的各扇叶2的壳体16周围形成压力差转移层13,而压力差转移层13与周围流体产生向内的压力方向相反,根据自然规律两种相反方向的流体压力相遇而相互抵消;而相互抵消的压力是多少,就使叶轮1的转速提高多少,也就增加推动力多少,这是一一对应的相互关系。
本发明改变自从转子的叶轮1出现几百年来,用于克服流体阻力为大部分能耗,仅剩很少动力来驱动叶轮1正常转动的现状产生逆转。
因此,发现第一推动力来源如下:
在扇叶2周围形成内外两层不同流速的流体层:如内层慢于外层流速就获得动力来源;反之就增大动力消耗。
其中内外层之间流速相差越大,产生的压力差就越大。其中;
本发明的叶轮1内层慢于外层流速越多,减少流体阻力越多、获得推动力来源越大。
反之,传统叶轮1内层快于外层流速,就增加的流体阻力越多,增加的动力消耗越大,转动速度就越慢,发电效率就越低。
不论本发明的叶轮1内层慢于外层,还是传统叶轮1内层快于外层,都是一一对应的相互关系。
因为高压力向低压力转移压力差,就如水向低处流一样,都是自然规律。
所以本发明的第一推动力来源就成立。
显而易见,传统发电的转子的叶轮1通过内外层之间产生的压力差,把外界周围的流体压力引向自身,而本发明却通过叶轮1内外层之间产生的压力差把自身的流体压力引向周围外界。
本发明与传统发电装置的唯一区别是:流体的压力方向相反而充分利用外力产生的能源。
进一步地,本实施例的叶轮1周围有4个扇叶2,同理可为多个扇叶2,或各种几何形状的扇叶2。
只要在扇叶2壳体16内形成内外两层不同流速的流体层,内层慢于外层而获得第一推动力来源;内层慢于外层流速越多,减少流体阻力越多,获得推动力来源越大。
如通常风力发电的叶轮1周围为3个扇叶2,通过支撑杆固定在地上,在各扇叶2内没内外两层流体通道因流速不同而产生压力差,内层慢于外层流速越多,减少流体阻力越多、获得推动力来源越大,使叶轮1转动更快,发电量更多,为风力发电开辟了全新方向。
同理,本发明的转子可为各种几何形状的叶轮1,也能用于各种外力驱动的发电使其发电量大大提高。至工业革命200多年来,由于没有能有效克服流体阻力的理论、方法和装置的出现:所以任何受动力驱动、或受外力驱动而快速旋转的叶轮1或直线运动的运动体壳体16上,其内层都为快速层的流速,大约等同其运动速度;而向外逐步减慢直到等同环境流速的更大范围内的外层,为慢速层。
由此很大范围内的外层慢速层,把更大的压力差向内层的快速层转移,从而把巨大的环境中额外的流体压力,统统都作用在叶轮1或运动体的壳体16上,而不得不消耗更大的动力克服流体阻力,甚至大多为90左右动力用在克服流体阻力上,而实际动力利用率仅10%左右。
本发明与之相反,内层为慢速层,外层为快速层,内层慢速层向外层快速层产生向外的压力差、就使流体阻力减少、减少多少就转变为多少推动力来源,内外层之间流速相差越大,产生压力差越大,通过压力差转移层13阻挡周围流体压力就越多,获得动力来源越多;反之耗费的动力越多。因此本发明通过内外层之间不同流速关系,把被动接受外力驱动,改变为主动接受外力,由此充分利用能源而建立了怎样减少流体阻力,获取推动力来源的理论、方法和装置。
传统发电装置的转子的叶轮1,把外界流体压力引向自身而不得不耗费大部分动力来克服流体阻力,实际受外力驱动的能源利用率仅为很小部分。
而本发明把流体压力引向外界,使叶轮1转动中的流体阻力减少,而获得更大的动力来源。显而易见,本发明与传统叶轮1的唯一区别仅仅是:流体压力的方向正相反。
对于各种、风力、水力、火力、蒸汽、以至核电,等发电装置,都是通过外力来驱动转子的叶轮1来发电;而叶轮1直径越大、转动越快,发电量就越大。
所以不论圆形、扇形、涡轮形、滚筒形、及其它几何形状的叶轮1,只要在扇叶2内设有内外两层不同流速的流体层,内层慢于外层流速越多,减少流体阻力越多、获得第一推动力来源越大。
本发明适用于各种、风力、水力、火力、蒸汽、以至核电等发电装置,使其发电量大大提高。
请参照图1、图2和图6所示,实施例二为:
一种水轮机、在叶轮1的周围每二个突出部位之间的区域,都视为一片扇叶2,在扇叶2的壳体16内,设有相通的外层流体通道3和内层流体通道4,外层流体通道3内设有凹凸于表面的扰流面9来延长流体通过的路径;内层流体通道4通过内壳20上设有的多个较小的第三通气口7,与外层流体通道3相通,外层流体通道3通过多个较大的第一通气口5与外界相通。
当水流经过叶轮1周围的各扇叶2,流体从多个第一通气口5进入外层流体通道3内,外层流体通道3内设有凹凸于表面的扰流面9来延长流体通过的路径,使流体从多个较大的第一通气口5进入外层流体通道3,与相通的壳体16上均布的多个第一通气口5共同形成高速流体层14。
高速流体层14与内层流体通道4低流速高水压之间产生压力差,围绕叶轮1周围形成压广差转移层,与周围流体向内方向的压力相反而相互抵消压力,相互抵消压力为多少,就转变第一推动力来源为多少,就使叶轮1速度提高多少,产生的发电量提高多少,这是一一对应的相之关系。
对水轮机中分反击式、冲击式、可逆式的叶轮1结构,叶轮1内的外层流体通道3和内层流体通道4可在水轮机周围或局部设置。
请参照图4所示,实施例三为:
与实施例一不同是,在扇叶2壳体16内设有外层流体通道3和内层流体通道4,其中内层流体通道4只部分设置在扇叶2后部壳体16内,即从转轴17起,向前远离转轴17方向延伸的一部分,其中上下部其中一侧面,或两侧面与壳体16的内壁相连接,并通过不大的第三通气口7与外层流体通道3相通;外层流体通道3内设有凹凸于表面的扰流面9来延长流体通过的路径,并通过第一通气口5与外界相通。
叶轮1转动时内层流体通道4内低流速产生的高压力,通过第三通气口7向外对高速流体层14转移压力差,在扇叶2壳体16沿长度方向的迎风面或/和背风面的前半部与后半部壳体16之间,因流速不同而产生压力差,使后半部低流速产生高压力的低速流体层15,向后半部高速流体层14高流速产生低压力转移压力差(前后部是相对面而言,也可为扇叶2长度的1/3或2/3的前半部或后半部)压力差就是推动力,从而扇叶2壳体16同一面上的前后部之间,因不同流速产生的从后向前的压力差,来驱动扇叶2更快转动。
进一步地,内层流体通道4与壳体16连接的一侧面、或两侧面设有多个不大的、均布的第二通气口6与外界相通,把其内低流速产生高压力、顺其叶轮1形状向\前半部高速流体层14产生的高流速产生低压力转移压力差、驱动扇叶2更快转动。
进一步地,扇叶2壳体16在宽度方向,在扇叶2转动方向一侧设有第一通气口5与外层流体通道3相通,当扇叶2转动时在迎风面或/和背风面转动方向一侧面形成高速流体层14,与另一侧低速流体层15之间,因在病扇叶2同—面的左右侧之间,因流速不同而产生压力差推动力来源。
由此,发现第二推动力来源如下:
流体经过扇叶2壳体16长度或宽度方向,在其前后、或左右部之间的流速不同,而产生压力差和推动力来源。
其中,扇叶2壳体16的迎风面或/和背风面在长度方向的壳体16上,分为前后两部分壳体16,在前后壳体16之间的流速不同而产生压力差和推动力来源;前后部壳体16之间流速相差大,产生的压力差越大,获得动力来源越多。
同理,扇叶2在宽度方向的迎风面或/和背风面,在扇叶2转动同方向的一侧面形成高速流体层14,必然与另一侧面的低速流体层15之间产压力差,两者之流速相差越大,而获得推动力来源越大。
请参阅图1-4,本发明的实施例四为:
与实施例一不同是去掉扇叶2壳体16上的第二通气口6和导管18,内层流体通道4为管状,设置在外层流体通道3的内部,外层流体通道3围绕在内层流体通道4周围;管状的内层流体通道4的壳体16为内壳20,围绕其管状内层流体通道4外表面,设置凹凸于表面的螺旋形扰流面10,来更多延长流体经过外层流体通道3内的路径,在内壳20上设多个均布的、不大的第三通气口7,使内、外两层流体通道之间相通,外层流体通道3通过多个均布在扇叶2壳体16周围第一通气口5与外界相通。
叶轮1转动时将产生极大离心力,在离心力强大牵引力的动力作用下,使大量流体从扇叶2壳体16上的多个均布的第一通气口5以极快速度进入外层流体通道3内,又经螺旋形扰流面10一圈又一圈顺其形状转动中瞬间经过,很容易数倍甚至更大的延长其流体经过路径,使之流速加快。
于是使扇叶2壳体16周围的多个均布的第一通气口5附近的流速加快,以致整个壳体16表面与外层通道内,共同形成二层内外相通的高速流体层14,与内层流体通道4之间流速差异若干倍、甚至更大的压力差,从而使内层流体通道4内低流速产生的高压力,从多个不大的第三通气口7向外方向,与叶轮1的壳体16表面和外层通道内,共同形成高速流体层14产生的高流速低压力转移压力差。
从而形成围绕各扇叶2壳体16周围产生的多倍的压力差转移层13,多倍的压力差与周围的流体的压力方向相反,而大部分抵消流体压力,这抵消的大部分压力就转变为更大的动力来源。
进一步地,内层流体通道4的部分流体也可通过导管18与扇叶2壳体16上对应设置的第二通气口6相通,另一部分在内壳20上设置的第三通气口7与外层流体通道3相通。
请参照图1-4,本发明的实施例五为:
与实施例三不同是,在叶轮1的扇叶2的背风面壳体16内依次设有外层流体通道3和内层流体通道4,内层流体通道4通过内壳20上设有的多个较小的第三通气口7与外层流体通道3相通,外层流体通道3通过多个较大的第一通气口5与扇叶2的壳体16的背风面相通,或内层流体通道4的一部分或全部通过导管18与对应在扇叶2壳体16上的背风面上的多个第二通气口6相通,在扇叶2壳体16的叶尖位置,与叶轮1转动相反方向设有排气口与外层通道相通。
在动力驱动下使叶轮1转动时,大量流体围绕扇叶2壳体16周围经过,当流体从扇叶2壳体16迎风面绕到背风面时,从第一通气口5、第三通气口7进入内、外层通道内。
由于叶轮1转动时将产生极大离心力,在离心力强大牵引力的动力作用下,使大量流体从扇叶2壳体16上的第一通气口5以极快速度进入外层流体通道3内,又经螺旋形扰流面10一圈又一圈顺其形状转动中瞬间经过,很容易延长多倍以上流体经过的路径。
同时第一通气口5的进气面积大于第三通气口7很多,大量流体从均布在壳体16背风面上的多个第一通气口5进入外层流体通道3内,使外层流体通道3内的流速快于内层流体通道4内的流速若干倍,于是在扇叶2壳体16的背风面上形成高速流体层14,与内层流体通道4因流速不同产生压力差,在扇叶2壳体16背风面上形成压力差转移层13,所产生向外方向的压力,与周围流体向内压力方向相反而相互部分抵消,这抵消的压力部分就转变为推动力来源。
进一步地,扇叶2的背水面流体从长度方向(通常扇叶2在长宽方向至少相差5倍左右)进入壳体16的外层流体通道3,经扰流面9又进一步至少延长多倍路径,与迎风面从宽度方向之间因流速不同,而产生压力差和推动力的来源。
因此,发现第三动力来源如下:
流体经过扇叶2壳体16上迎风面和背风面之间,在长宽方向路径不同而产生压力差的推动力来源。
流体从扇叶2迎风面的宽度方向经过,绕到背风面从多个第二通气口6进入外层流体通道3内,经过扇叶2的整个壳体16长度方向到叶尖位置从排水口22排出,于是在背风面长度方向与迎风面宽度方向之间因流体经过的路径不同,流速不同而产生压力差。
进一步地,内层流体通道4与外层流体通道3之间因流速不同而产生向外方向的压力差,把背水面上的流体压力向外转移,转移多少就转变为多少推动力。
因此,发现第四动力来源如下:
流体经过扇叶2壳体16内的外层和内层通道之间、迎水面和背水面之间的流速不同,而产生压力差的推动力来源。
通常扇叶2壳体16长度与宽度相差5倍左右,此时又因为螺旋形扰流面10又延长若干倍的流体经过路径,此时叶轮1的各扇叶2迎风面与背风面之间产生至少多倍的流体压力差;而内层流体通道4与外层流体通道3之间因流速不同,又产生多倍的流体压力差,由此、第三、第四动力来源被发现,使叶轮1的推动力大大提高,第三、第四推动力来源,甚至可以大于传统转子的叶轮1在外力的作用下产生的推动力。
传统转子的叶轮1在外力的作用下产生的推动力,与第三、第四推动力一齐,三种不同的推动力来源,共同形成更大推动力。
通过合理设计,更多延长背水面流体经过的路径,以及延长内外两层之间路径的差异,第三、第四推动力来源,甚至可以大于传统转子的叶轮1产生的推动力。
请参阅图1-4,本发明的实施例六为:
与上不同是:在扇叶2壳体16的叶尖位置与叶轮1转动相反方向,设有排水口22与外层通道相通,各扇叶2内的外层流体通道3内通过螺旋形扰流面10延长多倍流体经过的路径。
在离心力强大动力作用下,使流体瞬间经外层通道相通从排气口第向外排出快于叶轮1速度的流体。
具体的第一通气口5把流体到引入外层流体通道3内,通过螺旋形扰流面10延长多倍流体经过路径,在叶轮1转动相反方向的叶尖处的排气口,向外排出快于叶轮1速度多倍的流体,于是多级叶轮1的各扇叶2同时、同方向、都向外排出快于叶轮1速度的流体,各扇叶2共同向外排出快于叶轮1速度的流体,能产生更大推动力来驱动叶轮1更快的转动。
因此,发现第五推动力来源如下:
从扇叶2的叶尖处,向外排出与其旋转方向相反的高速流体,快于叶轮1速度多少,就产生多少推动力来源。
请参阅图5,本发明的实施例七为:
与上不同是:发电装置的转轴17同轴连接多级叶轮1结构容纳于发电装置壳体23内,多级叶轮1的每一级叶轮1的每一片扇叶2均设有以上实施例中的内外层流体通道3结构,使内外层流体通道3之间产生压力差,迎风面和背风面之间的流速不同,而产生压力差;1、扇叶2壳体16内的内外两层流体通道之间,从迎风面和背风面向外转移多少流体压力,就获得多动力来源。
2、流体经过扇叶2壳体16长度或宽度方向,在其前后、或左右部之间的流速不同,而产生压力差和推动力来源。
3、流体经过扇叶2壳体16的迎风面和背风面长宽路径不同,使扇叶2都产生压力差。
4、流体经过扇叶2壳体16内的外层和内层通道之间、迎风面和背风面之间的流速不同,而产生压力差的推动力来源。
5、从扇叶2叶尖处向外排出与其旋转方向相反的高速流体,快于叶轮1速度多少,就产生推动力来源。
上述5种不同的推动力来源,共同又形成更大的推动力,然后多级叶轮1又逐级累加后产生的推动力已不低于原驱动结构产生的推动力,由此在不增加额外力的前提下,使发电转子的叶轮1产生的推动力成倍提高,
而本发明上述五种推动力不需增加额外动力,由于充分利用外力产生的推动力来源,与传统叶轮1被动利用外力完全不同,通过上述五种推动力,然后逐级叶轮1累加后产生更大推动力,使发电装置的发电量更大增加、甚至成倍增加。
本发明为发电装置未来的发展、将产生革命性的变革。
请参照图1-5,本发明的实施例八为:
与上述不同的是,去掉排气口,在发电装置转子的叶轮1的壳体16外部设有相通的动力设备,动力设备通过吸气管通与中空转轴17相通,中空转轴17内的中空通道与叶轮1的各扇叶2壳体16内的外层流体通道3相通,外层流体通道3通过多个第一通气口5与扇叶2的背水面相通,动力设备的排气口与外界相通、或与发电装置壳体23的前方进气口相通。
发电装置工作时叶轮1高速转动,此时动力设备产生的强大吸力把流体从扇叶2壳体16的背水面上均布的多个第一通气口5高速吸入外层流体通道3内,在上述压力差的基础上又形成:
1、背水面壳体16从长度方向经过,至少与流体从宽度方向之间产生10多倍以上的压力差;
2内外两层流体通道之间又产生10多倍以上的压力差;
于是两种不同的压力差,共同又产生更大的推动力来源。
因此,第六动力来源被发现:
在动力作用下,扇叶2迎水面或背水面壳体16之间、内外层通道之间流速不同、而产生压力差的推动力来源。
动力设备耗费很小能耗,仅加快几片扇叶2背风面的流速,使外层流体通道3内的流速在以上基础上,比内层流体通道4的流速很容易又增快10多倍,于是形成至少10多倍的压力差;
使扇叶2壳体16迎风面和背风面之间,又形成至少10多倍以上的压力差推动力来源;两种压力差共同产生更大推动力。
进一步地,一级或多级叶轮1,在扇叶2迎风面从宽度方向,与背风面从长度方向经过之间流速不同,在动力作用下又产生更大的推动力。
然后各叶轮1的各扇叶2逐级累加后产生更大的推动力来源。
因此,发现第六推动力来源如下:
在动力作用下,流体从背风面和迎风面的长、宽方向经过,因流速不同而产生更大推动力来源。
进一步地,在动力作用下,扇叶2壳体16的迎风面或/和背风面在长度、或宽度方向之间的流速不同,而产生压力差和推动力来源;流速相差大,产生的压力差越大,获得动力来源越多。
因此,第七推动力来源被发现:
在动力作用下,流体经过扇叶2壳体16长度或宽度方向,在其前后、或左右部之间的流速不同,而产生压力差和推动力来源。
请参照图1-5,本发明的实施例九为:
与上不同的是,在扇叶2壳体16迎风面和背风面上均布的多个第一通气口5,在发动机11强大吸力状态中,把迎风面和背风面上的流体从第一通气口5高速吸入外层流体通道3中,使扇叶2壳体16周围和外层流体通道3中形成高速流体层14,与内层流体通道4产生极大压力差,从而围绕扇叶2壳体16周围形成压力差转移层13,与周围向内方向的流体压力相反而相互抵消,抵消的部分压力,就转变为叶轮1的更大推动力来源。
因此,发现第八推动力来源如下:
在动力作用下,使扇叶2壳体16内外层之间流速不同而产生更大推动力来源。
第八动力来源是从第一动力来源基础上又通过动力作用下产生,动力设备的强大吸力,很容易在原来压力差的基础上,又加快扇叶2周围迎风面和背风面的流速若干倍,甚至10多倍的流速,使内、外通道之间又产生10多倍的压力差,形成10多倍压力差的压力差转移层13,与周围向内的流体压力方向相反,可以抵消扇叶2迎风面和背风面周围流体的大部分压力,这抵消的大部分流体压力,转变为发电装置产生更大的第八推动力来源。
综上所述:本发明改变传统叶轮1内层快于外层流速的流体分布状态、为内层慢于外层流速;内外层之间流速相差越大,获得的动力来源越多,反之耗费的动力就越多。
本发明的叶轮1把流体压力引向外部,而传统发电装置的叶轮1却把外部压力引向自身,所以本发明获得很大动力来源,而传统发动机11不得不耗费更大的动力来克服流体阻力。
上述八种推动力来源,可分别一种或多种综合使用来产生更大推动力。
本发明充分利用外力能源产生的推动力,只有推动力越大,才能使叶轮1转速越快,产生的发电量越大。
发电装置之所以为发电装置,就是通过风力、水力、火力、蒸汽、以至核电等外力来驱动转子即叶轮1,在定子内转动,做切割磁力线的运动从而产生电流。而现在发电装置的转子即叶轮1,对外力产主的推动力的能源利用率很低,从而发电效率不高。
充分利用外力产生的能源,改变传统叶轮1被动接受外力、为主动接受外力,使能源利用率大大提高。
上述八种推动力来源充分利用了风力、水力、火力、蒸汽、以至核电等产生的外力能源,使叶轮1转速更快、使发电装置的发电效率提高、甚至成倍提高。
本发明对未来发电装置的发展将产生深远的影响。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换,或直接或间接运用在相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种发电装置,包括定子以及在定子中旋转的转子,所述转子包括叶轮以及围绕所述叶轮圆周方向设置的扇叶,其特征在于:所述扇叶的壳体内依次设有相通的外层流体通道和内层流体通道,所述外层流体通道通过至少一个的第一通气口与外界相通,所述外层流体通道内设有凹凸于表面的扰流装置。
2.根据权利要求1所述的一种发电装置,其特征在于:所述转子还包括转轴,所述叶轮与所述转轴套接;所述扇叶壳体的整个迎风面和/或背风面布设有两个以上的所述第一通气口与所述外层流体通道相通。
3.根据权利要求1所述的一种发电装置,其特征在于:所述内层流体通道通过两个以上的第三通气口与外层流体通道相通,所述第一通气口的开口面积大于第三通气口的开口面积。
4.根据权利要求1所述的一种发电装置,其特征在于:所述外层流体通道与所述扇叶壳体的整个背风面上设有两个以上的所述第一通气口相通;所述扇叶壳体沿扇叶长度方向的叶尖位置设有排气口。
5.根据权利要求1所述的一种发电装置,其特征在于:所述扇叶沿长度方向,远离所述叶轮的前半部分设有所述第一通气口,和/或在所述壳体沿扇叶长度方向,与所述扇叶转动方向同一侧面位置设有所述第一通气口。
6.根据权利要求1所述的一种发电装置,其特征在于:所述外层流体通道为中空管状结构,所述扰流装置围绕设置在所述中空管状结构的外壁,所述扰流装置为凹凸于表面的扰流面或螺旋形扰流面。
7.一种发电装置,包括定子以及在定子中旋转的转子,所述转子包括叶轮以及围绕所述叶轮圆周方向设置的扇叶,其特征在于:所述扇叶的壳体内依次设有外层流体通道和内层流体通道;所述外层流体通道通过至少一个的第一通气口与外界相通,所述内层流体通道通过至少一个的第二通气口与外界相通;
所述外层流体通道内设有凹凸于表面的扰流装置。
8.根据权利要求7所述的一种发电装置,其特征在于,所述内层流体通道通过导管与所述第二通气口相通;
所述内层流体通道通过至少一个的第三通气口与外层流体通道相通;
所述第一通气口的开口面积分别大于第二通气口、第三通气口及导管的开口面积。
9.一种发电装置,包括定子以及在定子中旋转的转子,所述转子包括叶轮以及围绕所述叶轮圆周方向设置的扇叶,其特征在于:还包括动力设备,所述扇叶的壳体内依次设有相通的外层流体通道和内层流体通道,所述外层流体通道通过至少一个的第一通气口与所述动力设备的吸气口相通。
10.根据权利要求9所述的一种发电装置,其特征在于:所述内层流体通道通过至少一个的第二通气口与外界相通;
所述内层流体通道通过导管或第三通气口与所述第二通气口相通;
所述第一通气口的开口面积大于所述第三通气口的开口面积,所述第一通气口的开口面积大于所述导管的开口面积。
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