CN112901395A - 一种汇流绕射法及汇流绕射换能机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汇流绕射法及汇流绕射换能机，是一台只做正功不做负功的机器，原因是机器中采用进口大、出口小且具有改变流体流向、流速、压力和流体功率密度的功能，巧妙地迫使汇集于其腔内的流体沿其腔内流道流动到技术要求的位置，向技术目标喷射流体。本法是从喇叭口形输入口为进口至其尾部的喷口为出口之间的腔内流道由导通截面逐渐变小的腔内流道贯通而构成绕流喷射功能的方法，使得被输入到机内的流体之流向、流速、压力和流体功率密度得以放大，同时杜绝了叶轮叶片在回程过程中对叶轮的转轴做负功的现象，对于迎面输入的流体的利用率提高一倍，整机的能量转换效率提高近四倍，这是本汇流绕射换能机具备了只做正功不做负功的功能的根据。
Description
技术领域
本发明属于可再生能源利用——流体能量转换成电能的技术领域，具体说，是一种汇流绕射法及汇流绕射换能机技术，其中汇流绕射法是一种汇集流体能量，绕到按自然科学规律有效发挥能量形式转换的位置喷射出流体，使得换能机中的叶轮之叶片在旋转全过程中每时每刻每每运动一段过程都是做正功过程的能量形式转换方法，本汇流绕射法及汇流绕射换能机涉及“一种流能发电法及流能发电机201711198953.3”技术，汇流绕射法将与“流能发电法”融合运用，汇流绕射换能机是汇流绕射器与“流能发电机”融合的技术结果。
汇流绕射换能机是整机的名称，汇流绕射器则是汇流绕射换能机中的一种部件的名称。
换能机（水平轴螺旋桨式风电机、垂直轴风叶轮式风电机和各种流体动能发电机的统称），即风力发电机、水力发电机、波力发电机……均属于换能机中的一种。
背景技术
众所周知，人们利用流体能量转换成电能已经是历史悠久的事了，譬如利用风力发电、水体势能发电或水轮车提水。常见的是螺旋桨式的风力发电机。但是，当前的各种风电机和各种水电机的一些技术指标不尽人意，尤其是整机机电学转换效率和装机容量年均利用率高都很低，其商业经济性不能满足市场要求。
造成其效率低下，以及运行成本居高不下的原因是多方面的，其中原因之一就是拾能器的能量接收器，俗称的“拾能头”在其回程过程中做负功，虽然螺旋桨充当的拾能器表征上没有回程的问题，但其两个问题也是难以完全消除的：一是螺旋桨在旋转的过程中，除了致其转动的推动力之外，同时还受到转动过程中来自介质的阻力以及在桨叶之间漏掉相当数量的流体及其所携带的动能，漏掉的流体动能没有被“拾能头”：桨叶所吸收。而在垂直轴流能发电机中叶轮的叶片在其回程过程中对叶轮的转轴做负功，导致流能发电机的换能效率一直低下，至今其换能效率没有得到有效提高。
又譬如，修建拦江大坝水力发电站，需要修筑拦江大坝，在河流上游河道段因堤坝而形成江面蓄水水库，例如，长江三峡水电站的江面蓄水水库，丰水期库水深度175米，库积了大量的水体，又因大坝的存在而出现影响河道水面船只通航、阻碍水下生物自由游动和繁衍的现象，更不利的是，修筑了拦江大坝，在江道上所形成的江面蓄水水库，严重地改变和破坏地下水系的原状，改变和破坏江道上游四川盆地、青藏高原，以及云南地区、甘肃地区、新疆地区的地壳质量分布平衡和地质所有相涉方面的生态，引发地球自转转速异常变化，以及地球自转攝动幅度异常增大，成为频发地震的根本原因。
发明内容
当前的水平轴螺旋桨风电机难以对入射风力进行前期处理，没有汇集大于该机扫风面积的风力所携带的动能之功能；不具备对吹动桨叶旋转的风力进行风的功率密度、风速、风压之放大功能，水平轴螺旋桨风电机面临着在当前状况中难以克服的难题。而申请号为201711198953.3的申请文件中公开的垂直轴式的流体动能发电机就令人满意地解决上述问题，但是该垂直轴流能发电机只利用了流体动能入射量的一半能量，另一半的流体动能则沿着“遮风罩”的外表面“溜走”了。
所谓原始粗犷状态的输入方式，是指叶轮中的叶片在没有其它因素的参与之下，直接与自然的原始状态下的流体相互作用的输入方式；所谓“满口”是指导流器工作面的“投影面积”；所谓“满口输入方式”，通常是指，按照当前流行的换能器中设置的导流器所构成的工作面之“投影面积”大小来计算流体输入量的输入方式。
发明汇流绕射法及汇流绕射换能机的目的就是变做负功为做正功，就是为了提高诸如流体动能发电机的在各种流体动能强度下的动态性能和能量形式转换效率，本汇流绕射法的所设计的汇流绕射换能机之优点就是，克服了上述其它换能机的弊端，不需要、不要求先在江道中筑起拦江大坝，不需要、不要求对流体动能先转换为水体势能后，再将水体的势能转换为水体的动能，最后将水体动能转化为电能。如此落后的换能工艺白白地人为浪费掉了自然流水本身具有的水体动能。理由是，人为修筑拦江大坝，江河道上构成蓄水的江面水库来提高水体势能，再将江面水库的水体势能转换成水体动能冲击水轮机来发电，多一道环节就有多一道能量损失。
本汇流绕射法与“流能发电法及流能发电机201711198953.3”技术融合设计汇流绕射换能机之目的，就是企望得到只做正功不做负功的换能机。
为了实现上述目的，本汇流绕射法涉及“一种流能发电法及流能发电机201711198953.3”公开的技术特征，采用进口大、出口小且具有改变流体流向、流速、压力和流体功率密度，迫使汇集于其腔内的流体沿其腔内流道流动以及向技术目标喷射的方法。
为了实现上述目的，从喇叭口形的输入口为进口至其尾部的喷口为出口之间的腔内流道由导通截面逐渐变小的腔内流道贯通而构成绕流喷射功能的方法，将按本汇流绕射法制成的汇流绕射换能机与“一种流能发电法及流能发电机201711198953.3”中的表述的同类型换能器融合设计：将换能器的导流器的圆周分成n个流体进口，n个流体进口对应地与n个彼此独立的喇叭形汇流绕射器尾部的向环心喷射管之间口对口形式的非接触地相对；喇叭形汇流绕射器的中段至尾部外形呈现圆环状，覆盖着换能器的导流器半个圆圈之侧面的进水口，其尾部向环心侧的腔壁上设有向环心方向喷射的向环心喷射管，并具备汇集和引导流体进入换能器和向环心方向喷射的功能，向环心喷射管喷射流体的方向由换能器下游方指向上游方的导流器的进水口喷射之方法。
为了实现上述目的，换能器的叶轮中所有叶片旋转运动全过程中按照对叶轮转轴的运动作用分为做功过程和回程过程，它们的运动轨迹分别占空为做功通道和回程通道，做功通道和回程通道分别对应输入口1和输入口2 ，输入口1与输入口2构成了换能器的整机输入口；按常规，将做功通道里做正功过程对应的叶片旋转方向被规定为旋转正向，与所规定的旋向同向转动的叶片，对叶轮转轴做正功，与所规定的旋向反向转动的叶片对叶轮转轴做负正功；叶轮中所有叶片在同一时间内都在做功，只是有的叶片进入做功通道后，其运动是对叶轮转轴做正功，有的叶片则进入回程通道后，其运动是对叶轮转轴做负功；它们对叶轮转轴所做的净功等于全部叶片在同一时间内对叶轮转轴所有正负功之和；全部叶片中的一半叶片对叶轮转轴做负功的原因是它们进入回程通道后，所受到流体的作用而产生的旋转方向与另一半叶片在做功通道里所受到流体的作用所产生的转动方向相反，如果叶片在回程通道里所做的负功将抵消了其它叶片在做功通道里对叶轮转轴所做正功，叶轮将静止不转，如果抵消正功的一部分，导致了叶轮中在同一时间内参与旋转运动的叶片旋转的全过程中对叶轮转轴所做的净功太小，叶轮将不能按技术要求转动；鉴于流体流入叶片回程通道里，所引起的叶片之运动特征和做功性质，本汇流绕射法改变流体进入叶片回程通道之喷口位置与射流角度，使得叶轮中的所有叶片在它们旋转的全过程中，任何一片叶片的旋向必须同向，从而杜绝叶轮中任何一片叶片对叶轮转轴做负功的现象；在不考虑轴承摩擦力负功和叶片运动在流体环境中的介质摩擦力所产生的负功的情况下，叶轮上所有叶片在旋转全过程中任何时刻任何运动轨迹点上都对叶轮转轴做正功之方法。
为了实现上述目的，汇流绕射器喇叭形的输入口之平面法线与流体运动方向平行，该喇叭口就是汇流绕射器的输入口2，汇流绕射器中段至尾端之腔内流道被制成为流体导通截面积向尾端方向逐步缩小，其中段至尾部的外形几何形状被制成以叶轮转轴为环心的圆环体形，喇叭形汇流绕射器之半个圆环体的尾端被制成不通气、不漏水和可控泄流通孔的通断状态的盲端，在半个圆环体背向环心一侧的腔壁板上开有一系列由流速传感器和压力传感器控制的活门覆盖着的泄流通孔，在半个圆环体向其环心一侧的腔壁板上开有一系列的向心喷射口，向心喷射口的喷射方向正对换能器的导流器之流体进入口，让汇流绕射器的喇叭形输入口前方的流体流进输入口之后，随着汇流绕射器的喇叭口至其尾部的导通截面是逐步缩小的腔内流道，以至于在保持流量不变的情况下，汇流绕射器腔内流道里流动的流体之功率密度被放大，流速随之被同步放大，向心喷射口的流体压力也被同时放大之方法。
为了实现上述目的，应用本汇流绕射法有多种方式，按照本汇流绕射法设计的汇流绕射器首尾相接多级连用构成单流向运行的汇流绕射换能机，及尾尾对接构成能在流向交变的流场中双流向轮番运行的汇流绕射换能机之方法
为了实现上述目的，本汇流绕射法与“流能发电法”融合设计汇流绕射换能机；针对当前市面上的常见方式的换能机没有安装有形结构的输入口，导致当前常见方式换能机的整机输入方式处于原始的粗犷运作状态之缺陷，按照本汇流绕射法设计的有形结构之汇流绕射器的输入口2作为换能器输入口的一部分；实施汇流绕射法的具体方案之一是保持置于流体环境中常见方式的换能器之叶轮中一半的叶片群作旋转运动时，其运动轨迹所占半个叶轮的圆弧弧长被视为做功通道及其对应的输入口1之结构不变，输入口1占整个换能器输入口的一半之结构不变，以及叶轮中转入做功通道的叶片做正功的物理性质不变；按照本汇流绕射法针对被转入回程通道中的叶轮的叶片在叶轮另一半圆弧弧长运动过程中，采取调整叶轮的叶片的受力面和受力方向来将这一部分叶片对叶轮转轴做负功的过程变成做正功过程的方法，并取代“流能发电法”里的浪费流体动能的遮流罩遮挡法，迫使叶轮另一半圆弧运动过程中的所有叶片都对叶轮转轴做正功；具体做法是，通过几何形状不限的接受现场安装空间制约的外机架将换能器和汇流绕射器安装成整机；换能器的内机架的水平平面之中心区域由低阻力耐腐蚀轴承将换能器的叶轮转轴连接于内机架上，在竖直状态的叶轮之转轴上固定连接叶轮，叶轮旋转运动时带动叶轮的转轴同步转动，进而带动发电机组的转轴转动，与叶轮上下轮毂固定连接的辐条之另一端分别固定连接于叶片凸出表面的上下叶片支架中心孔中，叶片因受力而运动就是叶轮的转轴转动原因；叶轮的转轴之转动动能传递给发电机组，具备流体动能直接转换成电能的功能；
用遮流罩遮盖输入口2的方法在一定程度上阻止、减弱流体从输入口2流进叶片回程通道而冲击叶轮的叶片反转，即在一定程度上阻止、减弱叶片对叶轮的转轴做负功；这种遮挡法虽能将叶片对叶轮的转轴做负功量减小到相当的程度，但叶片在这一过程中仍然发挥的是叶片回程作用，并没有对叶轮的转轴做正功，以至于叶轮的转轴所获得的净力矩和净功均未应该达到且可以达到的正功值，以及造成换能器只获得了应该获得并可以获得的流体动能的一半，换能效率的最高值也只达到了应该达到并可以达到的技术指标之一半；针对叶片在这一过程中，没有对叶轮转轴做正功的缺陷，措施1，将喇叭形的汇流绕射器安装于换能器的导流器的外围，从原先安装遮流罩的安装支架上引出汇流绕射器的安装支架，即能在遮流罩的轨道上自动跟踪流体的流向，以确保汇流绕射器喇叭形输入口平面之法线时刻与流体流动方向平行；汇流绕射器之腔内流道至其尾部被制成为导通截面逐步缩小的，及其外形上制成以叶轮的转轴轴线为环心的圆环体，取用半个圆环体作为汇流绕射器的中段和尾段，半个圆环体的尾端被制成不通气不漏水的可控的泄流通孔通闭的盲端，在半个圆环体背向环心的一侧腔壁板上开有一系列由流速传感器和压力传感器控制的活门覆盖着的泄流通孔，喇叭形的汇流绕射器尾部的半个圆环体向环心侧环面上开有一系列的向环心喷射管，向环心喷射管的喷射方向斜对着导流器之进气口，确保向环心喷射管的向环心喷射口确保汇流绕射器上游方的流体从叶轮迎风方的输入口2指向上游方，将流体顺着叶轮的叶片旋转方向喷射到导流器之进水口中；通过导流器的导流板构成的导流喷口再喷射在叶片之凹面上；加装喇叭形的汇流绕射器的具体做法是，先保留防止叶片在其回程中做负功而所采用的阻止流体进入叶轮的叶片回程通道之输入口遮流罩，再将喇叭形的汇流绕射器安装在原来固定遮流罩的纵横梁上，在喇叭形汇流绕射器上设有向环心喷射管的中段至尾段包围着半个导流器；在喇叭形的汇流绕射器的安装支架与导流器上端部和下端部所设置的原先遮流罩的滑道连接，喇叭形的汇流绕射器的上滑道滚珠轴承S和下滑道滚珠轴承X分别安装在原来安装的上遮流罩滑道S和原来安装的下遮流罩滑道X之中，使得汇流绕射器外加于原来安装的遮流罩之外围，也能够左右移动而具备自动跟踪流体流向的功能，迫使原先从遮流罩外表面上滑过去而损失的流体流进喇叭形的汇流绕射器腔内；在喇叭形的汇流绕射器的输入口2与拾能器的输入口1之间设置了独立输入口导流板，其几何形状为条形板，其一长边边缘固定连接于汇流绕射器的喇叭口输入口2靠近输入口1的一边；
措施2，在不改变流能发电机的输入口投影面积的前提下，保持叶轮的叶片原来做正功的通道及其所对应的输入口1之输入效能与其结构不变；
措施3，流进喇叭形的汇流绕射器内的流体沿着汇流绕射器腔内流道流动，被引流到叶轮的背流向方，即以叶轮为参照点，在汇流绕射器内，流体沿着腔内流道流到叶轮的下游方，即可从叶轮的下游方指向其上游方，通过汇流绕射器尾部向心侧面腔壁上的向环心喷射管将流体顺着叶轮的叶片的旋转方向喷入换能器的导流器之进入口，迫使叶轮的叶片旋转方向与原先做正功通道里的叶片旋转方向总是保持同向，确保将叶轮的叶片原先做负功的回程过程改变成做正功的过程，此时叶轮的所有叶片的旋转全过程中，原先做负功的回程过程彻底消失了，叶轮中所有叶片的旋转全过程中时刻、处处都是对叶轮的转轴做正功的过程；将配备汇流绕射器的换能器安装在靠近河岸的水域中符合个案实情的技术要求之位置上，就能利用水流所具有的自然流动动能直接转换为电能。
为了实现上述目的，照本法设计的配备了汇流绕射器的换能器之上方、下方、左方和右方安装喇叭口平面的法线与迎着喇叭口而来流体之流线平行的喇叭形的上汇流绕射器、下汇流绕射器、左汇流绕射器和右汇流绕射器，这些汇流绕射器统称为周边汇流绕射器；各汇流绕射器的喇叭口就是其对应的输入口，所输入的流体各自顺着各汇流绕射器腔内流道里流动；流至各个汇流绕射器的尾部之后，以多通接头的方式连通汇流，多通接头的中路管口为汇流后的流体总输出口，总输出口输出的流体从叶轮的背风方，即叶轮的下游向其上游的方向顺着叶轮的叶片旋转方向由导流器的导流喷口喷射到叶轮的叶片上，产生对叶轮转轴的正力矩，将原做负功的过程变成做正功的过程，叶轮的叶片在旋转全过程中时刻都是对叶轮的转轴做正功。
为了实现上述目的，在流体流向变化的海域中由于潮流的运动规律，将采用双流向喇叭形的汇流绕射器；双流向喇叭形的汇流绕射器由多个单流向的汇流绕射器的喇叭口平面法线相差180度的状态下尾对尾地分别通过流体运动方向改变而改变切换流道的蝶阀组后，蝶阀组中每两只蝶阀配成一对，所配成一对的蝶阀由两个阀片通断转动角度相差90度的蝶阀组成，实现其中一个蝶阀处于导通状态而另一个蝶阀必定处于断开状态的通闭功能；一对尾对尾对接的汇流绕射器之间安装一对如此蝶阀，这一对蝶阀的阀门操作机构是由齿轮与齿条构成的联动机构，齿轮的转轴与蝶阀阀片的转轴同一轴，齿轮转动时蝶阀阀片同步转动；这一对蝶阀各自的出水口与一个三通的左右进水口连通，三通的中通口为其出水口，三通的出水口与环状的向环心喷射环的进水口连通，向环心喷射环上设有若干有斜度的向环心喷射管，向环心喷射管包括一段波纹管、向环心喷射口和喷口圈架，喷口圈架固定在换能器的导流器的外围上，喷口圈架与换能器的导流器之间有间隙，向环心喷射口与喷口圈架固接；控制阀片转动的齿条与外机架的钢梁固接，控制阀片转动的齿轮固接在汇流绕射器上，齿轮与齿条啮合，汇流绕射器受到流体的冲击作用之后将通过滑动轮子在外机架钢梁中的滑道上向流体的下游方向移动，汇流绕射换能机在外机架中的钢梁上移动时，导致汇流绕射换能机固接的齿轮在齿条上发生转动，齿轮的转动令蝶阀组中所有的蝶阀阀片发生转动而切换蝶阀组中各个蝶阀的通断状态，在潮起潮落的双流向潮流的海域中，实现了无人工动力的、仅仅依靠自然动力的自动控制。
本发明的有益效果
按本发明的汇流绕射法设计的汇流绕射换能机，与当前正在流行的风电法与风电机的性能相比，最重要的优势及优点是它具有高安全性及高发电效率，这是因为它汇集的流体比常见方式的所汇集的流体量多一倍。本项技术的推广应用，将要获得多一倍的可再生能量，特别是有利于大山区里交通不变的、电网投资昂贵的、用电量小而地区分散的用电户特别适用。这是第一点。第二点是许许多多的洋流流道上，海滩上安装本汇流绕射换能机，可以获得多一倍的电能。这就是本发明对社会的有益效果。
说明书附图说明
说明书附图是根据本发明汇流绕射换能机之结构及其工作原理之体现示意图，并非实际施工的加工图或装配图。具体讲，
附图1是按汇流绕射法设计的一种汇流绕射换能机的侧面剖视图，它图示了从侧面观察汇流绕射器的输入口2与流能发电机在的结构关联。
附图2是从上方观察汇流绕射器与流能发电机在的结构关联。
附图3是从上方观察汇流绕射器的剖面结构关系。
附图4是从流体输入面观察汇流绕射器的输入口2。
附图5、附图6和附图7描述了一种单流向的汇流绕射器的三视图。
附图5、附图9和附图10描述了另一种单流向的汇流绕射器的三视图。
附图11描述了双流向的汇流绕射器的侧视图。
附图12描述了双流向的汇流绕射器的俯视图。
具体技术措施
措施一，采用大口径汇集流体的技术，将流体动能聚集起来
措施二，利用流体的流动性，按照技术要求将流体引流至换能器的导流器的进入口。
措施三，按照叶轮机叶片的旋转方向确定喷管的角度，确保叶轮中的叶片受力而运动的方向一致，杜绝其受力方向与其运动方向相反。
措施四，采取流体动力自动跟踪方向的降低阻力力矩的措施
措施五，采取同轴运行的转速离合技术。
措施六，采用多个汇流绕射器联用构成双流向汇流绕射换能机技术。
措施七，采用流体流动的动力自动切换工作方向的技术。
措施八，采用流体流动的动力自动换向拉开流体进入导流器的间隙与流体离开导流器的间隙之差别。
措施九，采用波纹管充当向环心喷管的主管技术。
措施十，将发电机组等质量大的电气设备安装于水面之上。
将按照本汇流绕射法及汇流绕射换能机公开的技术特征，采用进口大、出口小且具有改变流体流向、流速、压力和流体功率密度，迫使汇集于其腔内的流体沿其腔内流道流动以及向技术目标喷射的方法。
从喇叭口形的输入口为进口至其尾部的喷口为出口之间的腔内流道由导通截面逐渐变小的腔内流道贯通而构成绕流喷射功能的方法，将按本汇流绕射法制成的汇流绕射换能机与“一种流能发电法及流能发电机201711198953.3”中的表述的同类型换能器融合设计：将换能器的导流器的圆周分成n个流体进口，n个流体进口对应地与n个彼此独立的喇叭形汇流绕射器尾部的向环心喷射管之间口对口形式的非接触地相对；喇叭形汇流绕射器的中段至尾部外形呈现圆环状，覆盖着换能器的导流器半个圆圈之侧面的进水口，其尾部向环心侧的腔壁上设有向环心方向喷射的向环心喷射管，并具备汇集和引导流体进入换能器和向环心方向喷射的功能，向环心喷射管喷射流体的方向由换能器下游方指向上游方的导流器的进水口喷射之方法。
换能器的叶轮中所有叶片旋转运动全过程中按照对叶轮转轴的运动作用分为做功过程和回程过程，它们的运动轨迹分别占空为做功通道和回程通道，做功通道和回程通道分别对应输入口1和输入口2 ，输入口1与输入口2构成了换能器的整机输入口；按常规，将做功通道里做正功过程对应的叶片旋转方向被规定为旋转正向，与所规定的旋向同向转动的叶片，对叶轮转轴做正功，与所规定的旋向反向转动的叶片对叶轮转轴做负正功；叶轮中所有叶片在同一时间内都在做功，只是有的叶片进入做功通道后，其运动是对叶轮转轴做正功，有的叶片则进入回程通道后，其运动是对叶轮转轴做负功；它们对叶轮转轴所做的净功等于全部叶片在同一时间内对叶轮转轴所有正负功之和；全部叶片中的一半叶片对叶轮转轴做负功的原因是它们进入回程通道后，所受到流体的作用而产生的旋转方向与另一半叶片在做功通道里所受到流体的作用所产生的转动方向相反，如果叶片在回程通道里所做的负功将抵消了其它叶片在做功通道里对叶轮转轴所做正功，叶轮将静止不转，如果抵消正功的一部分，导致了叶轮中在同一时间内参与旋转运动的叶片旋转的全过程中对叶轮转轴所做的净功太小，叶轮将不能按技术要求转动；鉴于流体流入叶片回程通道里，所引起的叶片之运动特征和做功性质，本汇流绕射法改变流体进入叶片回程通道之喷口位置与射流角度，使得叶轮中的所有叶片在它们旋转的全过程中，任何一片叶片的旋向必须同向，从而杜绝叶轮中任何一片叶片对叶轮转轴做负功的现象；在不考虑轴承摩擦力负功和叶片运动在流体环境中的介质摩擦力所产生的负功的情况下，叶轮上所有叶片在旋转全过程中任何时刻任何运动轨迹点上都对叶轮转轴做正功之方法。
汇流绕射器喇叭形的输入口之平面法线与流体运动方向平行，该喇叭口就是汇流绕射器的输入口2，汇流绕射器中段至尾端之腔内流道被制成为流体导通截面积向尾端方向逐步缩小，其中段至尾部的外形几何形状被制成以叶轮转轴为环心的圆环体形，喇叭形汇流绕射器之半个圆环体的尾端被制成不通气、不漏水和可控泄流通孔的通断状态的盲端，在半个圆环体背向环心一侧的腔壁板上开有一系列由流速传感器和压力传感器控制的活门覆盖着的泄流通孔，在半个圆环体向其环心一侧的腔壁板上开有一系列的向心喷射口，向心喷射口的喷射方向正对换能器的导流器之流体进入口，让汇流绕射器的喇叭形输入口前方的流体流进输入口之后，随着汇流绕射器的喇叭口至其尾部的导通截面是逐步缩小的腔内流道，以至于在保持流量不变的情况下，汇流绕射器腔内流道里流动的流体之功率密度被放大，流速随之被同步放大，向心喷射口的流体压力也被同时放大之方法。
应用本汇流绕射法有多种方式，按照本汇流绕射法设计的汇流绕射器首尾相接多级连用构成单流向运行的汇流绕射换能机，及尾尾对接构成能在流向交变的流场中双流向轮番运行的汇流绕射换能机之方法。
本汇流绕射法与“流能发电法”融合设计汇流绕射换能机；针对当前市面上的常见方式的换能机没有安装有形结构的输入口，导致当前常见方式换能机的整机输入方式处于原始的粗犷运作状态之缺陷，按照本汇流绕射法设计的有形结构之汇流绕射器（HL1.8）的输入口2（HL8.1）作为换能器输入口的一部分；实施汇流绕射法的具体方案之一是保持置于流体环境中常见方式的换能器之叶轮（3）中一半的叶片群作旋转运动时，其运动轨迹所占半个叶轮（3）的圆弧弧长被视为做功通道及其对应的输入口1（HL8.0）之结构不变，输入口1（HL8.0）占整个换能器输入口的一半之结构不变，以及叶轮（3）中转入做功通道的叶片（3.1）做正功的物理性质不变；按照本汇流绕射法针对被转入回程通道中的叶轮（3）的叶片（3.1）在叶轮（3）另一半圆弧弧长运动过程中，采取调整叶轮（3）的叶片（3.1）的受力面和受力方向来将这一部分叶片对叶轮（3）转轴（2）做负功的过程变成做正功过程的方法，并取代“流能发电法”里的浪费流体动能的遮流罩遮挡法，迫使叶轮（3）另一半圆弧运动过程中的所有叶片（3.1）都对叶轮（3）转轴（2）做正功；具体做法是，通过几何形状不限的接受现场安装空间制约的外机架（HL1.1）将换能器和汇流绕射器（HL1.8）安装成整机；换能器的内机架（1.1）的水平平面之中心区域由低阻力耐腐蚀轴承将换能器的叶轮（3）转轴（2）连接于内机架（1.1）上，在竖直状态的叶轮（3）之转轴（2）上固定连接叶轮（3），叶轮（3）旋转运动时带动叶轮（3）的转轴（2）同步转动，进而带动发电机组（HL9）的转轴转动，与叶轮（3）上下轮毂固定连接的辐条（3.2）之另一端分别固定连接于叶片（3.1）凸状表面的上下叶片支架中心孔中，叶片（3.1）因受力而运动就是叶轮（3）的转轴（2）转动原因；叶轮（3）的转轴（2）之转动动能传递给发电机组（HL9），具备流体动能直接转换成电能的功能；
用遮流罩（5）遮盖输入口2（HL8.1）的方法在一定程度上阻止、减弱流体从输入口2（HL8.1）流进叶片（3.1）回程通道而冲击叶轮（3）的叶片（3.1）反转，即在一定程度上阻止、减弱叶片（3.1）对叶轮（3）的转轴（2）做负功；这种遮挡法虽能将叶片（3.1）对叶轮（3）的转轴（2）做负功量减小到相当的程度，但叶片（3.1）在这一过程中仍然发挥的是叶片（3.1）回程作用，并没有对叶轮（3）的转轴（2）做正功，以至于叶轮（3）的转轴（2）所获得的净力矩和净功均未应该达到且可以达到的正功值，以及造成换能器只获得了应该获得并可以获得的流体动能的一半，换能效率的最高值也只达到了应该达到并可以达到的技术指标之一半；针对叶片（3.1）在这一过程中，没有对叶轮（3）转轴（2）做正功的缺陷，措施1，将喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）安装于换能器的导流器（4）的外围，从原先安装遮流罩（5）的安装支架上引出汇流绕射器（HL1.8）的安装支架，即能在遮流罩（5）的轨道（5.2）上自动跟踪流体的流向，以确保汇流绕射器（HL1.8）喇叭形输入口平面之法线时刻与流体流动方向平行；汇流绕射器（HL1.8）之腔内流道至其尾部被制成为导通截面逐步缩小的，及其外形上制成以叶轮（3）的转轴（2）轴线为环心的圆环体，取用半个圆环体作为汇流绕射器（HL1.8）的中段和尾段，半个圆环体的尾端被制成不通气不漏水的可控的泄流通孔（HL8.3）通闭的盲端，在半个圆环体背向环心的一侧腔壁板上开有一系列由流速传感器和压力传感器控制的活门（HL8.4）覆盖着的泄流通孔（HL8.3），喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）尾部的半个圆环体向环心侧环面上开有一系列的向环心喷射管（HL8.21），向环心喷射管（HL8.21）的喷射方向斜对着导流器（4）之进气口，确保向环心喷射管（HL8.21）的向环心喷射口（HL8.22）确保汇流绕射器（HL1.8）上游方的流体从叶轮迎风方的输入口2（HL8.1）流入之后，沿着喇叭形汇流绕射器（HL1.8）尾部腔内流道绕到其下游方，再由其下游指向上游方，将流体顺着叶轮（3）的叶片（3.1）旋转方向喷射到导流器（4）之进水口中；通过导流器（4）的导流板（4.1）构成的导流喷口（3.3）再喷射在叶片（3.1）之凹面上；加装喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）的具体做法是，先保留防止叶片（3.1）在其回程中做负功而所采用的阻止流体进入叶轮（3）的叶片（3.1）回程通道之输入口遮流罩（5），再将喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）安装在原来固定遮流罩（5）的纵横梁（4.3）上，在喇叭形汇流绕射器（HL1.8）上设有向环心喷射管（HL8.21）的中段至尾段包围着半个导流器（4）；在喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）的安装支架与导流器（4）上端部和下端部所设置的原先遮流罩的滑道连接，喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）的上滑道滚珠轴承S（5.1S）和下滑道滚珠轴承X（5.1X）分别安装在原来安装的上遮流罩滑道S（5.4S）和原来安装的下遮流罩滑道X（5.4X）之中，使得汇流绕射器（HL1.8）外加于原来安装的遮流罩（5）之外围，也能够左右移动而具备自动跟踪流体流向的功能，迫使原先从遮流罩（5）外表面上滑过去而损失的流体流进喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）腔内；在喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）的输入口2（HL8.1）与拾能器的输入口1（HL8.0）之间设置了独立输入口导流板（HL8.5），其几何形状为条形板，其一长边边缘固定连接于汇流绕射器（HL1.8）的喇叭口输入口2（HL8.1）靠近输入口1（HL8.0）的一边；
措施2，在不改变流能发电机的输入口投影面积的前提下，保持叶轮（3）的叶片（3.1）原来做正功的通道及其所对应的输入口1（HL8.0）之输入效能与其结构不变；
措施3，流进喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）内的流体沿着汇流绕射器（HL1.8）腔内流道流动，被引流到叶轮（3）的背流向方，即以叶轮（3）为参照点，在汇流绕射器（HL1.8）内，流体沿着腔内流道流到叶轮（3）的下游方，即可从叶轮（3）的下游方指向上游方，通过汇流绕射器（HL1.8）尾部向心侧面的腔壁上的向环心喷射管（HL8.21）将流体顺着叶轮（3）的叶片（3.1）的旋转方向喷入换能器的导流器（4）之进入口，迫使叶轮（3）的叶片（3.1）旋转方向与原先做正功通道里的叶片（3.1）旋转方向总是保持同向，确保将叶轮（3）的叶片（3.1）原先做负功的回程过程改变成做正功的过程，此时叶轮（3）的所有叶片（3.1）的旋转全过程中，原先做负功的回程过程彻底消失了，叶轮（3）中所有叶片（3.1）的旋转全过程中时刻、处处都是对叶轮（3）的转轴（2）做正功的过程；将配备汇流绕射器（HL1.8）的换能器安装在靠近河岸的水域中符合个案实情的技术要求之位置上，就能利用水流所具有的自然流动动能直接转换为电能。
照本法设计的配备了汇流绕射器（HL1.8）的换能器之上方、下方、左方和右方安装喇叭口平面的法线与迎着喇叭口而来流体之流线平行的喇叭形的上汇流绕射器（HL8S）、下汇流绕射器（HL8X）、左汇流绕射器（HL8Z）和右汇流绕射器（HL8U），这些汇流绕射器（HL1.8）统称为周边汇流绕射器；各汇流绕射器（HL1.8）的喇叭口就是其对应的输入口，所输入的流体各自顺着各汇流绕射器（HL1.8）腔内流道里流动；流至各个汇流绕射器（HL1.8）的尾部之后，以多通接头的方式连通汇流，多通接头的中路管口为汇流后的流体总输出口，总输出口输出的流体从叶轮（3）的背风方，即叶轮（3）的下游向其上游的方向顺着叶轮（3）的叶片（3.1）旋转方向由导流器（4）的导流喷口喷射到叶轮（3）的叶片（3.1）上，产生对叶轮（3）转轴（2）的正力矩，将原做负功的过程变成做正功的过程，叶轮（3）的叶片（3.1）在旋转全过程中时刻都是对叶轮（3）的转轴（2）做正功。
在流体流向变化的海域中由于潮流的运动规律，将采用双流向喇叭形的汇流绕射器（HL2.8）；双流向喇叭形的汇流绕射器（HL2.8）由多个单流向的汇流绕射器（HL1.8）的喇叭口平面法线相差180度的状态下尾对尾地分别通过流体运动方向改变而改变切换流道的蝶阀组（HL11）后，蝶阀组（HL11）中每两只蝶阀配成一对，所配成一对的蝶阀由两个阀片通断转动角度相差90度的蝶阀组成，实现其中一个蝶阀处于导通状态而另一个蝶阀必定处于断开状态的通闭功能；一对尾对尾对接的汇流绕射器（HL1.8）之间安装一对如此蝶阀，这一对蝶阀的阀门操作机构是由齿轮（HL12.1）与齿条（HL12.2）构成的联动机构，齿轮（HL12.1）的转轴与蝶阀阀片的转轴同一轴，齿轮转动时蝶阀阀片同步转动；这一对蝶阀各自的出水口与一个三通（HL10）的左右进水口连通，三通（HL10）的中通口为其出水口，三通（HL10）的出水口与环状的向环心喷射环（HL8.20）的进水口连通，向环心喷射环（HL8.20）上设有若干有斜度的向环心喷射管（HL8.21），向环心喷射管（HL8.21）包括一段波纹管、向环心喷射口（HL8.22）和喷口圈架（HL8.23），喷口圈架（HL8.23）固定在换能器的导流器的外围上，喷口圈架（HL8.23）与换能器的导流器之间有间隙，向环心喷射口（HL8.22）与喷口圈架（HL8.23）固接；控制阀片转动的齿条（HL12.2）与外机架（HL1.1）的钢梁固接，控制阀片转动的齿轮（HL12.1）固接在汇流绕射器（HL8.22）上，齿轮（HL12.1）与齿条（HL12.2）啮合，汇流绕射器（HL8.22）受到流体的冲击作用之后将通过滑动轮子（HL15）在外机架（HL1.1）钢梁中的滑道上向流体的下游方向移动，汇流绕射换能机（HL8.22）在外机架（HL1.1）中的钢梁上移动时，导致汇流绕射换能机（HL8.22）固接的齿轮（HL12.1）在齿条（HL12.2）上发生转动，齿轮（HL12.1）的转动令蝶阀组（HL11）中所有的蝶阀阀片发生转动而切换蝶阀组（HL11）中各个蝶阀的通断状态，在潮起潮落的双流向潮流的海域中，实现了无人工动力的、仅仅依靠自然动力的自动控制。
本发明的主要原理
本发明所运用的主要原理有二：一是在同等材料之下，尽最大可能地汲取流体动能；二是消除做负功的因素；三是增加做正功的因素；四是利用天然的力量。
本发明的主要功能
本发明的主要功能就是高效地将取之不尽用之不竭的天然流体能量变成电能。
Claims (8)
1.一种汇流绕射法，涉及“一种流能发电法及流能发电机201711198953.3”公开的技术特征，其特征是采用进口大、出口小且具改变流体流向、流速、压力和流体功率密度，迫使汇集于其腔内的流体沿其腔内流道流动以及向技术目标喷射的方法。
2.根据权利要求1所述的汇流绕射法，其特征是从喇叭口形的输入口为进口至其尾部的喷口为出口之间的腔内流道由导通截面逐渐变小的腔内流道贯通而构成绕流喷射功能的方法，将按本汇流绕射法制成的汇流绕射换能机与“一种流能发电法及流能发电机201711198953.3”中的表述的同类型换能器融合设计：将换能器的导流器的圆周分成n个流体进口，n个流体进口对应地与n个彼此独立的喇叭形汇流绕射器尾部的向环心喷射管之间口对口形式的非接触地相对；喇叭形汇流绕射器的中段至尾部外形呈现圆环状，覆盖着换能器的导流器半个圆圈之侧面的进水口，其尾部向环心侧的腔壁上设有向环心方向喷射的向环心喷射管，并具备汇集和引导流体进入换能器和向环心方向喷射的功能，向环心喷射管喷射流体的方向由换能器下游方指向上游方的导流器的进水口喷射之方法。
3.根据权利要求2所述的汇流绕射法，其特征是换能器的叶轮中所有叶片旋转运动全过程中按照对叶轮转轴的运动作用分为做功过程和回程过程，它们的运动轨迹分别占空为做功通道和回程通道，做功通道和回程通道分别对应输入口1和输入口2 ，输入口1与输入口2构成了换能器的整机输入口；按常规，将做功通道里做正功过程对应的叶片旋转方向被规定为旋转正向，与所规定的旋向同向转动的叶片，对叶轮转轴做正功，与所规定的旋向反向转动的叶片，对叶轮转轴做负正功；叶轮中所有叶片在同一时间内都在做功，只是有的叶片进入做功通道后，其运动是对叶轮转轴做正功，有的叶片则进入回程通道后，其运动是对叶轮转轴做负功；它们对叶轮转轴做的净功等于全部叶片在同一时间内对叶轮转轴所有正负功之和；全部叶片中的一半叶片对叶轮转轴做负功的原因是它们进入回程通道后，所受到流体的作用而产生的旋转方向与另一半叶片在做功通道里所受到流体的作用所产生的转动方向相反，如果叶片在回程通道里所做的负功将抵消了其它叶片在做功通道里对叶轮转轴所做正功，叶轮将静止不转，如果抵消正功的一部分，导致了叶轮中在同一时间内参与旋转运动的叶片旋转的全过程中对叶轮转轴所做的净功太小，叶轮将不能按技术要求转动；鉴于流体流入叶片回程通道里，所引起的叶片之运动特征和做功性质，本汇流绕射法改变流体进入叶片回程通道之喷口位置与射流角度，使得叶轮中的所有叶片在它们旋转的全过程中，任何一片叶片的旋向必须同向，从而杜绝叶轮中任何一片叶片对叶轮转轴做负功的现象；在不考虑轴承摩擦力负功和叶片运动在流体环境中的介质摩擦力所产生的负功的情况下，叶轮上所有叶片在旋转全过程中任何时刻任何运动轨迹点上都对叶轮转轴做正功之方法。
4.根据权利要求3所述的汇流绕射法，其特征是汇流绕射器喇叭形的输入口之平面法线与流体运动方向平行，该喇叭口就是汇流绕射器的输入口2，汇流绕射器中段至尾端之腔内流道被制成为流体导通截面积向尾端方向逐步缩小逐步缩小，其中段至尾部的外形几何形状被制成以叶轮转轴为环心的圆环体形，喇叭形汇流绕射器之半个圆环体的尾端被制成不通气、不漏水和可控泄流通孔通断状态的盲端，在半个圆环体背向环心的一侧腔壁板上开有一系列由流速传感器和压力传感器控制的活门覆盖着的泄流通孔，在半个圆环体向着其环心的一侧腔壁板上开有一系列的向心喷射口，向心喷射口的喷射方向正对换能器的导流器之流体进入口，让汇流绕射器的喇叭形输入口前方的流体流进输入口之后，随着汇流绕射器的喇叭口至其尾部的导通截面是逐步缩小的腔内流道，以至于在保持流量不变的情况下，汇流绕射器腔内流道里流动的流体之功率密度被放大，流速随之被同步放大，向心喷射口的流体压力也被同时放大之方法。
5.根据权利要求1所述的汇流绕射法，其特征是应用本汇流绕射法有多种方式，按照本汇流绕射法设计的汇流绕射器首尾相接多级连用构成单流向运行的汇流绕射换能器，及尾尾对接构成能在流向交变的流场中双流向轮番运行的汇流绕射换能器之方法。
6.一种实施权利要求1所述的汇流绕射法之汇流绕射换能机，其特征是本汇流绕射法与“流能发电法”融合设计汇流绕射换能机；针对当前市面上的常见方式的换能机（水平轴螺旋桨式风电机、垂直轴风叶轮式风电机和各种流体动能发电机的统称）没有安装有形结构的输入口，导致当前常见方式的换能机整机输入方式处于原始的粗犷运作状态之缺陷，按照本汇流绕射法设计的有形结构之汇流绕射器（HL1.8）的输入口2（HL8.1）作为换能器输入口的一部分；实施汇流绕射法的具体方案之一是保持置于流体环境中常见方式的换能器之叶轮（3）中一半的叶片群作旋转运动时，其运动轨迹所占半个叶轮（3）的圆弧弧长被视为做功通道及其对应的输入口1（HL8.0）之结构不变，输入口1（HL8.0）占整个换能器输入口的一半之结构不变，以及叶轮（3）中转入做功通道的叶片（3.1）做正功的物理性质不变；按照本汇流绕射法针对被转入回程通道中的叶轮（3）的叶片（3.1）在叶轮（3）另一半圆弧弧长运动过程中，采取调整叶轮（3）的叶片（3.1）的受力面和受力方向来将这一部分叶片对叶轮（3）转轴（2）做负功的过程变成做正功过程的方法，并取代“流能发电法”里的浪费流体动能的遮流罩遮挡法，迫使叶轮（3）另一半圆弧运动过程中的所有叶片（3.1）都对叶轮（3）转轴（2）做正功；具体做法是，通过几何形状不限的接受现场安装空间制约的外机架（HL1.1）将换能器和汇流绕射器（HL1.8）安装成整机；换能器的内机架（1.1）的水平平面之中心区域由低阻力耐腐蚀轴承将换能器的叶轮（3）转轴（2）连接于内机架（1.1）上，在竖直状态的叶轮（3）之转轴（2）上固定连接叶轮（3），叶轮（3）旋转运动时带动叶轮（3）的转轴（2）同步转动，进而带动发电机组（HL9）的转轴转动，与叶轮（3）上下轮毂固定连接的辐条（3.2）之另一端分别固定连接于叶片（3.1）凸状表面的上下叶片支架中心孔中，叶片（3.1）因受力而运动就是叶轮（3）的转轴（2）转动原因；叶轮（3）的转轴（2）之转动动能传递给发电机组（HL9），具备流体动能直接转换成电能的功能；
用遮流罩（5）遮盖输入口2（HL8.1）的方法在一定程度上阻止、减弱流体从输入口2（HL8.1）流进叶片（3.1）回程通道而冲击叶轮（3）的叶片（3.1）反转，即在一定程度上阻止、减弱叶片（3.1）对叶轮（3）的转轴（2）做负功；这种遮挡法虽能将叶片（3.1）对叶轮（3）的转轴（2）做负功量减小到相当的程度，但叶片（3.1）在这一过程中仍然发挥的是叶片（3.1）回程作用，并没有对叶轮（3）的转轴（2）做正功，以至于叶轮（3）的转轴（2）所获得的净力矩和净功均未应该达到且可以达到的正功值，以及造成换能器只获得了应该获得并可以获得的流体动能的一半，换能效率的最高值也只达到了应该达到并可以达到的技术指标之一半；针对叶片（3.1）在这一过程中，没有对叶轮（3）转轴（2）做正功的缺陷，措施1，将喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）安装于换能器的导流器（4）的外围，从原先安装遮流罩（5）的安装支架上引出汇流绕射器（HL1.8）的安装支架，即能在遮流罩（5）的轨道（5.2）上自动跟踪流体的流向，以确保汇流绕射器（HL1.8）喇叭形输入口平面之法线时刻与流体流动方向平行；汇流绕射器（HL1.8）之腔内流道至其尾部被制成为导通截面逐步缩小的，及其外形上制成以叶轮（3）的转轴（2）轴线为环心的圆环体，取用半个圆环体作为汇流绕射器（HL1.8）的中段和尾段，半个圆环体的尾端被制成不通气不漏水的可控的泄流通孔（HL8.3）通闭的盲端，在半个圆环体背向环心的一侧腔壁板上开有一系列由流速传感器和压力传感器控制的活门（HL8.4）覆盖着的泄流通孔（HL8.3），喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）尾部的半个圆环体向环心侧环面上开有一系列的向环心喷射管（HL8.21），向环心喷射管（HL8.21）的喷射方向斜对着导流器（4）之进气口，确保向环心喷射管（HL8.21）的向环心喷射口（HL8.22）确保汇流绕射器（HL1.8）上游方的流体从叶轮迎风方的输入口2（HL8.1）流入之后，沿着喇叭形汇流绕射器（HL1.8）尾部腔内流道绕到其下游方，再由其下游指向上游方，将流体顺着叶轮（3）的叶片（3.1）旋转方向喷射到导流器（4）之进水口中；通过导流器（4）的导流板（4.1）构成的导流喷口（3.3）再喷射在叶片（3.1）之凹面上；加装喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）的具体做法是，先保留防止叶片（3.1）在其回程中做负功而所采用的阻止流体进入叶轮（3）的叶片（3.1）回程通道之输入口遮流罩（5），再将喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）安装在原来固定遮流罩（5）的纵横梁（4.3）上，在喇叭形汇流绕射器（HL1.8）上设有向环心喷射管（HL8.21）的中段至尾段包围着半个导流器（4）；在喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）的安装支架与导流器（4）上端部和下端部所设置的原先遮流罩的滑道连接，喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）的上滑道滚珠轴承S（5.1S）和下滑道滚珠轴承X（5.1X）分别安装在原来安装的上遮流罩滑道S（5.4S）和原来安装的下遮流罩滑道X（5.4X）之中，使得汇流绕射器（HL1.8）外加于原来安装的遮流罩（5）之外围，也能够左右移动而具备自动跟踪流体流向的功能，迫使原先从遮流罩（5）外表面上滑过去而损失的流体流进喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）腔内；在喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）的输入口2（HL8.1）与拾能器的输入口1（HL8.0）之间设置了独立输入口导流板（HL8.5），其几何形状为条形板，其一长边边缘固定连接于汇流绕射器（HL1.8）的喇叭口输入口2（HL8.1）靠近输入口1（HL8.0）的一边；
措施2，在不改变流能发电机的输入口投影面积的前提下，保持叶轮（3）的叶片（3.1）原来做正功的通道及其所对应的输入口1（HL8.0）之输入效能与其结构不变；
措施3，流进喇叭形的汇流绕射器（HL1.8）内的流体沿着汇流绕射器（HL1.8）腔内流道流动，被引流到叶轮（3）的背流向方，即以叶轮（3）为参照点，在汇流绕射器（HL1.8）内，流体沿着腔内流道流到叶轮（3）的下游方，即可从叶轮（3）的下游方指向上游方，通过汇流绕射器（HL1.8）尾部向心侧面腔壁上的向环心喷射管（HL8.21）将流体顺着叶轮（3）的叶片（3.1）的旋转方向喷入换能器的导流器（4）之进入口，迫使叶轮（3）的叶片（3.1）旋转方向与原先做正功通道里的叶片（3.1）旋转方向总是保持同向，确保将叶轮（3）的叶片（3.1）原先做负功的回程过程改变成做正功的过程，此时叶轮（3）的所有叶片（3.1）的旋转全过程中，原先做负功的回程过程彻底消失了，叶轮（3）中所有叶片（3.1）的旋转全过程中时刻、处处都是对叶轮（3）的转轴（2）做正功的过程；将配备汇流绕射器（HL1.8）的换能器安装在靠近河岸的水域中符合个案实情的技术要求之位置上，就能利用水流所具有的自然流动动能直接转换为电能。
7.一种实施权利要求1所述的汇流绕射法之汇流绕射换能器，其特征是按照本法设计的配备了汇流绕射器（HL1.8）的换能器之上方、下方、左方和右方安装喇叭口平面的法线与迎着喇叭口而来流体之流线平行的喇叭形的上汇流绕射器（HL8S）、下汇流绕射器（HL8X）、左汇流绕射器（HL8Z）和右汇流绕射器（HL8U），这些汇流绕射器（HL1.8）统称为周边汇流绕射器；各汇流绕射器（HL1.8）的喇叭口就是其对应的输入口，所输入的流体各自顺着各汇流绕射器（HL1.8）腔内流道里流动；流至各个汇流绕射器（HL1.8）的尾部之后，以多通接头的方式连通汇流，多通接头的中路管口为汇流后的流体总输出口，总输出口输出的流体从叶轮（3）的背风方，即叶轮（3）的下游向其上游的方向顺着叶轮（3）的叶片（3.1）旋转方向由导流器（4）的导流喷口喷射到叶轮（3）的叶片（3.1）上，产生对叶轮（3）转轴（2）的正力矩，将原做负功的过程变成做正功的过程，叶轮（3）的叶片（3.1）在旋转全过程中时刻都是对叶轮（3）的转轴（2）做正功。
8.一种实施权利要求1所述的汇流绕射法之汇流绕射换能机，其特征是在流体流向变化的海域中由于潮流的运动规律，将采用双流向喇叭形的汇流绕射器（HL2.8）；双流向喇叭形的汇流绕射器（HL2.8）由多个单流向的汇流绕射器（HL1.8）的喇叭口平面法线相差180度的状态下尾对尾地分别通过流体运动方向改变而改变切换流道的蝶阀组（HL11）后，蝶阀组（HL11）中每两只蝶阀配成一对，所配成一对的蝶阀由两个阀片通断转动角度相差90度的蝶阀组成，实现其中一个蝶阀处于导通状态而另一个蝶阀必定处于断开状态的通闭功能；一对尾对尾对接的汇流绕射器（HL1.8）之间安装一对如此蝶阀，这一对蝶阀的阀门操作机构是由齿轮（HL12.1）与齿条（HL12.2）构成的联动机构，齿轮（HL12.1）的转轴与蝶阀阀片的转轴同一轴，齿轮转动时蝶阀阀片同步转动；这一对蝶阀各自的出水口与一个三通（HL10）的左右进水口连通，三通（HL10）的中通口为其出水口，三通（HL10）的出水口与环状的向环心喷射环（HL8.20）的进水口连通，向环心喷射环（HL8.20）上设有若干有斜度的向环心喷射管（HL8.21），向环心喷射管（HL8.21）包括一段波纹管、向环心喷射口（HL8.22）和喷口圈架（HL8.23），喷口圈架（HL8.23）固定在换能器的导流器的外围上，喷口圈架（HL8.23）与换能器的导流器之间有间隙，向环心喷射口（HL8.22）与喷口圈架（HL8.23）固接；控制阀片转动的齿条（HL12.2）与外机架（HL1.1）的钢梁固接，控制阀片转动的齿轮（HL12.1）固接在汇流绕射器（HL8.22）上，齿轮（HL12.1）与齿条（HL12.2）啮合，汇流绕射器（HL8.22）受到流体的冲击作用之后将通过滑动轮子（HL15）在外机架（HL1.1）钢梁中的滑道上向流体的下游方向移动，汇流绕射换能器（HL8.22）在外机架（HL1.1）中的钢梁上移动时，导致汇流绕射换能器（HL8.22）固接的齿轮（HL12.1）在齿条（HL12.2）上发生转动，齿轮（HL12.1）的转动令蝶阀组（HL11）中所有的蝶阀阀片发生转动而切换蝶阀组（HL11）中各个蝶阀的通断状态，在潮起潮落的双流向潮流的海域中，实现了无人工动力的仅仅依靠自然动力的自动控制。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1623844A (zh) * | 2002-12-05 | 2005-06-08 | 詹姆斯·C·海斯 | 风能助力自行车 |
| KR20110052000A (ko) * | 2009-11-12 | 2011-05-18 | 이용식 | 양방향조류발전기 |
| US8593009B1 (en) * | 2010-05-17 | 2013-11-26 | George C. Vaczi | Power generator system |
| TWM475514U (en) * | 2013-01-25 | 2014-04-01 | Chien-Lin Chung | Wind blade with wind deflector and wind baffle devices and application thereof |
| US20160053743A1 (en) * | 2013-03-22 | 2016-02-25 | Girts Filipovs | System comprising a vertical turbine with flow guides |
| CN106677980A (zh) * | 2015-11-05 | 2017-05-17 | 黄国彰 | 风力发电用叶片装置 |
| CN107917042A (zh) * | 2017-11-26 | 2018-04-17 | 深圳市鑫神科技开发有限公司 | 一种流能发电法及流能发电机 |
-
2019
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1623844A (zh) * | 2002-12-05 | 2005-06-08 | 詹姆斯·C·海斯 | 风能助力自行车 |
| KR20110052000A (ko) * | 2009-11-12 | 2011-05-18 | 이용식 | 양방향조류발전기 |
| US8593009B1 (en) * | 2010-05-17 | 2013-11-26 | George C. Vaczi | Power generator system |
| TWM475514U (en) * | 2013-01-25 | 2014-04-01 | Chien-Lin Chung | Wind blade with wind deflector and wind baffle devices and application thereof |
| US20160053743A1 (en) * | 2013-03-22 | 2016-02-25 | Girts Filipovs | System comprising a vertical turbine with flow guides |
| CN106677980A (zh) * | 2015-11-05 | 2017-05-17 | 黄国彰 | 风力发电用叶片装置 |
| CN107917042A (zh) * | 2017-11-26 | 2018-04-17 | 深圳市鑫神科技开发有限公司 | 一种流能发电法及流能发电机 |
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