CN2038558U - 帆式流体发动机 - Google Patents

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Abstract

一种帆式流体发动机，属发动机领域，它是由帆和行星传动装置组成。通过行星轮调整帆的角度，并利用风力或水力自动调节转动支架的角度，使发动机自动处于最大输出功率的状态。本新型的能量转换率高于现有的风力发动机，同时在作为水力发动机时，一般水流下就能正常工作，是一种结构简单成本低廉、便于移动的发动机，特别是用在多机组合形式下，占用空间最小。

Description

一种帆式流体发动机是属流体发动机领域。FO3B和FO3D
目前常用的风动机多为螺旋浆式，存在着空间利用率低，能量转换率低的问题，而常用的水力发动机多为冲击式水轮机，它要求的工程浩大，并在低水头下无法正常工作。
本实用新型的目的就是为解决现有技术中风动机空间利用率低，能量转换率低和水轮机在低水头下无法正常工作的不足，而提供一种高效益的且在一般水流下正常工作的发动机。
该帆式流体发动机包括固定方向帆式流体发动机与自动定向帆式流体发动机两种方式。
固定方向的帆式流体发动机是由帆（1）和行星传动装置组成。其中行星传动装置包括有恒星轮（2）、行星轮（3）、支架、传动部件等，n个行星轮（3）对称于支架上的中心轴分布且与n个帆（1）对应，套装在支架边缘的孔中，保证了支架在转动中的平衡，在固定流向情况下，取帆（1）在公转轨迹上的顺流位置，并在该位置将薄片形状的n个帆（1）的受力面依次调准到垂直流向（其中n＝1，2，3），而后再与n个相应的行星轮（3）固定套合。所采用的传动部件是齿形同步带或传动齿轮，除此外，还可用链轮传动。行星轮（3）与恒星轮（2）的齿数比为2：1，由行星轮（3）的公转将帆面受到的流体动力转化成转矩经中心轴输出，行星轮（3）的自转便可自动调整帆（1）的旋转角度，这样，当帆面面逆流移动时，受到最小阻力；1当帆在垂直于流向位置移动时，帆面与流向成一斜角，流体动力在帆移动方向上产生的分力推动帆继续移动。
自动定向帆式流体发动机是上述两个固定方向的帆式流体发动机及转动支架（11），立轴（12），重力铊（13），同步传动连接另件组成。两台固定方向帆式流体发动机是对称安装在转动支架（11）上并由立轴（12）支承，用套在转动支架（11）上的重力铊（13）调节重力平衡，同步传动另件可用联轴器或齿轮。对称的帆受到动力场作用后对立轴（12）产生的力矩，迫使该机以立轴（12）为中心转动，直到合力矩为零，此时所输出的机械功为最大。即采用了自动定向获得了最大的机械功。
本实用新型轻便灵巧，便于运输，安装简便，它既可作为风力发动机又可作为水力发动机，潮汐发动机。对于流体方向固定时，可使用固定方向的帆式流体发动机，而在流体方向不定时，便可采用自动定向帆式流体发动机。它是一项经济实用便于广泛使用的能源装备。
图1是固定方向帆式流体发动机实施例1。
图2是固定方向帆式流体发动机实施例2。
图3是固定方向帆式流体发动机原理图。其中箭头方向为流体方向a、b、c、d分别为帆与行星轮的初始。45°，90°，135°的转动位置。
图4是自动定向卧式流体发动机。
图5是自动定向立式流体发动机。
图1示出了固定方向帆式流体发动机的一种实施例。在固定流向情况下首先由恒星轮（2）支承着支架（4）上的中心轴（5），其次将3个帆（1）分别插入均匀分布在支架（4）园周上的孔（7）中，取帆（1）在公转轨道上的顺流位置，在该位置，将3个帆（1）的受力面依次调准到与流向垂直，再与3个相应的行星齿轮（3）固定套合。各行星轮（3）与恒星轮（2）间用齿形同步带（6）连接。行星轮（3）与恒星轮（2）的齿数比为2：1，当帆（1）受到流体动力时便围绕中心轴（5）公转，便将流体动力转化为机械功由中心轴（5）输出，而行星轮（3）在自转过程中便可自动调整帆（1）的旋转角度，使得帆（1）在顺流移动时，帆（1）的正面迎向主流方向，帆（1）吸收到最大的动能；而帆（1）在逆流移动时，帆（1）依靠行星轮（3）的传动，自动转动90°，受阻力减至最小；帆（1）面与流向成一斜角，流体动力在帆移动方向上产生的分力，推动帆继续移动，不论是空间利用率和能量转换率均得到提高。
图2示出了固定方向帆式流体发动机的第2种实施例，在恒星轮（2）与行星轮（3）之间采用传动齿轮（10）传动。传动齿轮（10）与支架（8）上的轴（9）套合。
图4示出了自动定向流体发动机的卧式结构，它是将两台固定方向的帆式流体发动机的中心轴（5）对称地套装在转动支架（11）的孔（14）中。转动支架（11）在立轴（12）支承下可自由旋转，移动转动支架（11）上的重力铊（13）以调节整体的平衡。用联轴器（15）连接两个中心轴（5）。当相互对称的帆面在流体动力作用下对立轴（12）产生一个力矩。整机便以立轴（12）为中心转动起来，直到合力矩为零，此时产生最大的机械功便由联轴器（15）输出。箭头所指方向为流体方向。
图5示出了自动定向帆式流体发动机的立式结构。其转动支架（11）为一平面，在两个中心轴（5）间，采用两对同步转动齿轮（16）（17）连接，使两台发动机反向、同步旋转，避免了摆动。这样整体结构处在最大输出的状态。

Claims (6)

1、一种固定方向的帆式流体发动机，其特征：由帆(1)和行星传动装置组成，行星传动装置包括恒星轮(2)、行星轮(3)支架(4)(8)、及传动部件等，n个行星轮(3)分别与n个帆(1)对应并套装在支架(4)或支架(8)边缘上的n个孔(7)中，n个孔(7)均匀分布在以支架(4)或支架(8)的中心轴(5)为中心的园周上，行星轮(3)与恒星轮(2)的齿数比为2∶1。(n=1，2，3)
2、一种自动定向帆式流体发动机，其特征：由两组固定方向帆式流体发动机及转动支架（11）、立轴（12）、重力砣（13）和同步传动零件组成，两组固定方向帆式流体发动机对称地安装在由立轴（12）支撑的转动支架（11）上，同步传动零件连接两组固定方向帆式流体发动机的中心轴（5），构成立式和卧式两种形式，转动支架（11）上装有一重力铊（13）。
3、根据权利要求1所述的帆式流体发动机，其特征：传动部件是齿形同步带（6）。
4、根据权利要求1所述的帆式流体发动机，其特征：传动部件是传动齿轮（10）。
5、根据权利要求2所述的帆式流体发动机，其特征：所说的立式流体发动机采用的同步连接零件为联轴器（15）。
6、根据权利要求2所述的帆式流体发动机，其特征：所说的卧式流体发动机采用的同步连接零件为同步传动齿轮（16）（17）。
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