CN105508133B - 一种流体元素的捕获装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种流体元素的捕获装置和方法，捕获装置包括捕获体、轮毂和中心轴，捕获方法包括以下步骤：捕获体通过摄入口捕获流体元素；流体元素对捕获体的压力推动轮毂转动；轮毂带动中心轴转动；流体元素通过泄压口释放。通过将多个设备安装在一个可旋转的中心，捕捉发生在三百六十度的范围，从而使得捕捉体不需要跟踪就能够捕捉风和水，从而增强在各种环境条件下的可靠性，并有效地避免捕捉装置与风和水方向相关联的限制。

Description

一种流体元素的捕获装置和方法

技术领域

本发明涉及能源电力技术领域，特别是涉及一种流体元素的捕获装置和方法。

背景技术

电力工业的发展是整个国民经济发展水平的重要标志，而发电在电力工业中处于中心地位，决定着电力工业的规模，也影响到电力系统中输电、变电和配电等各个环节的发展。一般来讲，发电主要分为水力发电、火力发电和核能发电，其中，虽然我国的的水力资源丰富，但受经济、技术等因素所限，水力发电只占总发电的20％，而仍然以火力发电为主。

随着化石燃料的短缺，人们对于可再生能源的需求日益增长，如何从风能和水能中高效的获取能源已是大家所关注的重点，现有技术中，风力发电和水力发电主要是通过风和水的流动带动叶片的转动，从而将风或水的内能转换成动能，并通过带动发电机转动最终转换成电能的方式运行。

然而，叶片形式的风力和水力发电机对风和水方向的要求比较高，同时风或水中叶片周围的碎片会损坏叶片，对于设备的安全存在巨大隐患。

发明内容

本发明实施例中提供了一种流体元素的捕获装置和方法，以解决现有技术中风和水发电技术受风和水方向以及设备地点限制的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种流体元素的捕获装置，包括，捕获体、轮毂和中心轴，其中，中心轴贯穿轮毂的中心位置，且轮毂和中心轴设置为同心圆盘状，捕获体设置于轮毂的外周；捕获体设置为一端开口、另一端封闭的筒状，捕获体的开口朝向轮毂的切线方向，且开口端为摄入口、封闭端与轮毂的外周相连接；捕获体上还设置有泄压口，泄压口为圆锥状，且泄压口的顶点朝向捕获体的封闭端。

优选地，捕获体设置为光滑的螺旋形结构。

优选地，捕获体设置为圆锥体。

优选地，泄压口上设置有变量开关。

优选地，泄压口上设置有卷舌状的稳定装置。

优选地，轮毂的外周均匀设置有四个捕获体。

本发明实施例提供的一种流体元素的捕获方法，包括以下步骤：捕获体通过摄入口捕获流体元素；流体元素对捕获体的压力推动轮毂转动；轮毂带动中心轴转动；流体元素通过泄压口释放。

优选地，流体元素包括空气和水。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的流体元素的捕获装置和方法，通过将多个设备安装在一个可旋转的中心，捕捉发生在三百六十度的范围，从而使得捕捉体不需要跟踪就能够捕捉风和水，从而增强在各种环境条件下的可靠性，并有效地避免捕捉装置与风和水方向相关联的限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种流体元素的捕获装置的俯视图；

图示说明：

1-捕获体，2-轮毂，3,-摄入口，4-泄压口，5-中心轴。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的一种流体元素的捕获装置的俯视图。

如图所述，本发明实施例提供的流体元素的捕获装置的俯视图，包括，捕获体1、轮毂2和中心轴5，其中，中心轴5贯穿轮毂2的中心位置，且轮毂2和中心轴5设置为同心圆盘状，捕获体1设置于轮毂2的外周，本实施例提供的流体元素的捕获装置中轮毂2的外周均匀设置四个捕获体1，每个捕获体1之间相差90度，便可捕捉各个方向的流体元素，如空气或水。

捕获体1设置为一端开口、另一端封闭的筒状，如光滑的螺旋形结构或圆锥体等形状，捕获体1的开口朝向轮毂2的切线方向，且开口端为摄入口3，流体元素可以通过摄入口3摄入并推动轮毂5转动，封闭端与轮毂2的外周相连接。

与现有技术的叶片相比，本发明实施例提供的捕获体1的形状，自身可保护捕获设备免受碎片撞击，而且，进入摄入口的碎片并不会被泄压口强制排出，而会在转子达到相反方向时捕获装置内的压力逆转，从而将碎片排出，更有效地实现设备的自我保护。

捕获体1上还设置有泄压口4，泄压口4设置为圆锥状，且泄压口4的顶点朝向捕获体1的封闭端，泄压口上设置有变量开关，通过手动或自控控制变量开关，可以控制泄压口的打开和关闭，从而增加或限制流体元素通过泄压口的流动，从而增加了装置的灵活性。

在本实施例提供的流体元素的捕获装置中，装置为水平安装，中心轴5为垂直轴，当流体元素(空气或水)移动到捕获体1所在的区域时，流体元素经摄入口3进入捕获体1，随着流体元素的摄入，捕获体1直径的减小导致流体元素的集中力和压力作用在捕获体1上，从而通过轮毂2带动中心轴5逆时针方向旋转。

另外，泄压口4的设计使得多余的压力可以通过此口释放出来，从而可以避免过大的压力导致捕获体破裂的情况，泄压口4上还可以设置有卷舌状的稳定装置，起到减少湍流的效果，如此的设计可以大大提高捕获装置的性能，减少维护。

本发明实施例提供的流体元素的捕获方法，包括以下步骤：

步骤S1，捕获体1通过摄入口3捕获流体元素，其中，四个捕获体1均匀设置于轮毂2的外周，这样便可捕捉发生在三百六十度的范围，将捕获设置为全方位捕获，从而使得捕获装置不需要跟踪就能捕捉风和水，从而可增强在各种环境条件下的可靠性，避免风和水发电捕获装置对于风和水方向相关联的限制。

步骤S2，流体元素对捕获体1的推力推动轮毂2转动，流体元素通过直径相对较大的摄入口逐渐推入到直径相对较小的顶端，流体元素体积的减小导致捕获体1内部压力大于外部压力，从而推动轮毂2的转动。

步骤S3，轮毂2的转动带动中心轴5转动，中心轴5可连接外部发电机，最终带动外部发电机旋转发电。

步骤S4，流体元素通过泄压口4释放，当外界风速或水流速过大时，过量的流体元素可从泄压口4排出，以避免过大的压力损坏捕获装置。

本发明实施例提供的流体元素的捕获装置和方法，设备简单，不需要高塔或专门的安装，可以设置于任何有流体元素的地方，便于充分利用风能和水能资源。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种流体元素的捕获装置，其特征在于，包括：捕获体(1)、轮毂(2)和中心轴(5)，其中：所述中心轴(5)贯穿所述轮毂(2)的中心位置，所述轮毂(2)和所述中心轴(5)设置为同心圆盘状，所述捕获体(1)设置于所述轮毂(2)的外周；

所述捕获体(1)设置为一端开口、另一端封闭的筒状，所述捕获体(1)的开口朝向所述轮毂(2)的切线方向，且开口端为摄入口(3)、封闭端与所述轮毂(2)的外周相连接；

所述捕获体(1)上还设置有泄压口(4)，所述泄压口(4)为圆锥状，且所述泄压口(4)的顶点朝向所述捕获体(1)的封闭端。

2.根据权利要求1所述的流体元素的捕获装置，其特征在于，所述捕获体(1)设置为光滑的螺旋形结构。

3.根据权利要求1所述的流体元素的捕获装置，其特征在于，所述捕获体(1)设置为圆锥体。

4.根据权利要求1所述的流体元素的捕获装置，其特征在于，所述泄压口(4)上设置有变量开关。

5.根据权利要求1所述的流体元素的捕获装置，其特征在于，所述泄压口(4)上还设置有卷舌状的稳定装置。

6.根据权利要求1所述的流体元素的捕获装置，其特征在于，所述轮毂(2)的外周均匀设置有四个所述捕获体(1)。

7.一种流体元素的捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：

捕获体通过摄入口捕获流体元素；

所述流体元素对所述捕获体的压力推动轮毂转动；

所述轮毂带动中心轴转动；

所述流体元素通过泄压口释放。

8.根据权利要求7所述的流体元素的捕获方法，其特征在于，所述流体元素包括空气和水。