CN211474327U - 一种流体动能的利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种流体动能的利用装置，包括一个主体部、一个输出轴、多个叶片及对应的多个叶片轴；所述输出轴的一端与所述主体部的中心固定连接，使得所述输出轴能够与所述主体部同轴转动；所述主体部与多个叶片轴之间均固定连接；每个叶片的一侧套设于对应的叶片轴上，每个叶片在流体的作用下能够绕对应的叶片轴转动，直至特定靠在对应的一个限位结构上，所述限位结构用于限制叶片绕对应的叶片轴的转动范围；图示输出轴上方叶片的迎流面积比输出轴下方叶片的迎流面积要大，在外部流体动能的作用下，图示输出轴上下方叶片因迎流面不同产生绕所述输出轴的力矩，从而带动所述主体部及所述输出轴转动。

Description

一种流体动能的利用装置

技术领域

本实用新型涉及流体动能利用领域，具体涉及一种流体动能的利用装置。

背景技术

在现有能源结构中，有很大一部分是取自于自然界的能源，如太阳能、地热能、风能、水能等。在风能和水能利用方面，长期以来，人们设计了多种形式和结构的风力发电装置和水力发电装置。但是，目前的风力发电装置/水力发电装置还存在一些问题，例如对风向/水流向、风力/水力的要求高，发电效率低，结构复杂导致造价昂贵等。

对于风能和水能，都可以看成是一个流体动能利用的问题，有必要设计一种流体动能的利用装置，以解决上述问题，以充分利用此类能量。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种流体动能的利用装置，包括一个主体部、一个输出轴、多个叶片及对应的多个叶片轴；

所述输出轴的一端与所述主体部的中心固定连接，使得所述输出轴能够与所述主体部同轴转动；

所述主体部与多个叶片轴之间均固定连接；

每个叶片的一侧套设于对应的叶片轴上，每个叶片能够绕对应的叶片轴转动，且每个叶片对应于一个限位结构，所述限位结构用于限制叶片绕对应的叶片轴的转动范围；

在外部流体动能的作用下，由于多个叶片的迎流面积的差异产生绕所述输出轴的力矩，从而带动所述主体部及所述输出轴转动。

在一些实施例中，每个所述限位结构均包括第一限位杆，每个第一限位杆位于对应的叶片轴的内侧。

在一些实施例中，每个所述限位结构还包括第二限位杆，每个第二限位杆位于对应的叶片轴的外侧。

在一些实施例中，所述输出轴及每个叶片轴均垂直于外部流体的运动方向。

在一些实施例中，所述输出轴与每个叶片轴均相互平行，且多个叶片轴相对于所述输出轴均匀分布。

在一些实施例中，所述主体部包括第一轮盘与第二轮盘，第一轮盘与第二轮盘通过连杆固定；

所述输出轴连接至所述第一轮盘或第二轮盘的中心；

多个叶片轴及限位结构均设置于第一轮盘与第二轮盘之间。

在一些实施例中，所述第一轮盘与第二轮盘均包括外轮及辐条；

第一轮盘与第二轮盘的外轮均通过辐条连接至对应轮盘的中心；

多个叶片轴及限位结构均设置于第一轮盘的外轮与第二轮盘的外轮之间。

在一些实施例中，所述输出轴的另一端与发电机连接，从而将流体动能转化为电能。

与现有技术相比，本实用新型提供的流体动能的利用装置，具有结构简洁、成本低、启动力矩小、效率高、易于维护等优点，能够在各种环境下很好地利用流体动能。

附图说明

通过下文中参照附图对本实用新型所作的描述，本实用新型的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本实用新型有全面的理解。

图1为本实用新型实施例中的流体动能的利用装置的俯视剖面图；

图2为图1中的流体动能的利用装置的主视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

参照图1至图2，为本实用新型的一个具体实施例中的流体动能的利用装置，包括一个主体部1、一个输出轴2、多个叶片3及对应的多个叶片轴11；输出轴2的一端与主体部1的中心固定连接，使得输出轴2能够与主体部1同轴转动；主体部1与多个叶片轴11之间均固定连接；每个叶片3的一侧套设于对应的叶片轴11上，每个叶片3在流体的作用下绕对应的叶片轴11转动，直至特定靠在对应的一个限位结构上，限位结构用于限制叶片3绕对应的叶片轴11的转动范围；在外部流体动能(风能或水能)的作用下，由于多个叶片3的迎流面积(迎风面或迎水流面的面积)差异产生绕输出轴2的力矩，从而带动主体部1及输出轴2转动。

优选地，输出轴2的另一端可与发电机连接，从而将流体动能转化为电能。另外，输出轴2的另一端也可直接连接机械结构，以直接利用输出轴2转动的动能。

优选地，输出轴2及每个叶片轴11均垂直于外部流体的运动方向，使得叶片3能够具有较大的迎流面，从而更高效地利用流体动能。当然，输出轴2及叶片轴11即使不垂直于外部流体的运动方向，只要不与外部流体的运动方向平行，理论上输出轴2同样能在外部流体动能的作用下转动，以实现利用流体动能的效果，只是其效率不如上述的优选方案。

在图示的优选实施例中，输出轴2及每个叶片轴11均相互平行，且多个叶片轴11相对于输出轴2均匀分布。具体地，图1为俯视图，图2为主视图，即输出轴2及叶片轴11均与水平面垂直，该装置整体横置，可设置于水流中或高处，以更好地接收水平方向运动的水或风的流体动能。可以理解的是，根据流体情况的不同，该装置也可采用其他方式设置，只要能保证输出轴2及叶片轴11相互平行且均垂直于外部流体的运动方向，即可获得较好的性能。例如，当该装置应用于具有明显高度落差的水流中时，可将该装置整体竖置，使输出轴2及叶片轴11均与水平面平行(此时依然满足与流体方向垂直)，以使叶片获得较大的迎流面。

进一步地，每个限位结构均包括第一限位杆13，每个第一限位杆13位于对应的叶片轴11的内侧。每个限位结构还可包括第二限位杆14，每个第二限位杆14位于对应的叶片轴11的外侧。

图示实施例中，杆状的第一限位杆13及第二限位杆14同样与输出轴2平行。可以理解的是，其他实施例中，第一限位杆13及第二限位杆14不一定要与输出轴2平行；实际上，限位结构中的第一限位杆13及第二限位杆14也不一定必须为杆状，也可以为块状、片状或其他形状，只要能实现其限位功能即可。

优选地，如图所示，多个叶片轴11在以主体部1的中心线为中轴的圆柱形的侧面上均匀分布；多个第一限位杆13在以主体部1的中心线为中轴的圆柱形的侧面上均匀分布，且每个第一限位杆13位于对应的叶片轴11的内侧。并且，主体部1的中心线位于第一限位杆13及对应的叶片轴11所限定的平面上。即从图1示出的平面图来看，多个第一限位杆13与多个叶片轴11，均在以主体部1的中心为圆心的圆周上；且第一限位杆13与对应的叶片轴11所在的直线穿过主体部1的中心。

此外，如图所示，多个第二限位杆14在以主体部1的中心线为中轴的圆柱形的侧面上均匀分布，且每个第二限位杆14位于对应的叶片轴11的外侧。从图1示出的平面图来看，第二限位杆14可设置于相对于第一限位杆13及叶片轴11的延长线稍偏的位置，且偏于主体部1及输出轴2的转动方向。通过设置第二限位杆14，能够防止叶片3在流体的推动下到达了与流体方向平行的位置后因惯性继续运动，从而产生不必要的迎流面，对主体部1及输出轴2的转动产生阻力；但考虑到叶片3若以较快的转速与第二限位杆14碰撞，可能加快装置损伤，影响装置使用寿命，故使第二限位杆14位于稍偏的位置。第一限位杆13及第二限位杆14共同使叶片3绕对应的叶片轴13的最大转动角度为180°-200°，优选为190°

本实施例中，当流体以图1所示的方向流过时，上侧(指图1中的上侧)的叶片3被对应的第一限位杆13的阻挡，产生了迎流面；下侧的叶片3则不会受到第一限位杆13的阻挡，而被流体推至与流体方向平行的位置，此时第二限位杆14起到辅助限位作用。可见，图2中上下两侧的迎流面积不同，因而主体部1整体在流体作用下不断顺时针转动，并带动输出轴2转动。

在图示的具体实施例中，主体部1包括第一轮盘与第二轮盘，第一轮盘与第二轮盘通过连杆固定，优选地，第一轮盘与第二轮盘均与外部流体的运动方向平行；输出轴2连接至第一轮盘或第二轮盘的中心；多个叶片轴11及限位结构均设置于第一轮盘与第二轮盘之间。

进一步地，第一轮盘与第二轮盘均包括外轮及辐条12；第一轮盘与第二轮盘的外轮均通过辐条12连接至对应轮盘的中心；多个叶片轴11及限位结构均设置于第一轮盘的外轮与第二轮盘的外轮之间。第一轮盘与第二轮盘作为主体框架，能够对内部叶轮3起到保护作用。

综上，本实用新型提供的流体动能的利用装置，具有结构简洁、成本低、启动力矩小、效率高、易于维护等优点，能够在各种环境下很好地利用流体动能。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种流体动能的利用装置，其特征在于，包括一个主体部(1)、一个输出轴(2)、多个叶片(3)及对应的多个叶片轴(11)；

所述输出轴(2)的一端与所述主体部(1)的中心固定连接，使得所述输出轴(2)能够与所述主体部(1)同轴转动；

所述主体部(1)与多个叶片轴(11)之间均固定连接；

每个叶片(3)的一侧套设于对应的叶片轴(11)上，每个叶片(3)能够绕对应的叶片轴(11)转动，且每个叶片(3)对应于一个限位结构，所述限位结构用于限制叶片(3)绕对应的叶片轴(11)的转动范围；

在外部流体动能的作用下，由于多个叶片(3)的迎流面积的差异产生绕所述输出轴(2)的力矩，从而带动所述主体部(1)及所述输出轴(2)转动。

2.根据权利要求1所述的流体动能的利用装置，其特征在于，

每个所述限位结构均包括第一限位杆(13)，每个第一限位杆(13)位于对应的叶片轴(11)的内侧。

3.根据权利要求2所述的流体动能的利用装置，其特征在于，每个所述限位结构还包括第二限位杆(14)，每个第二限位杆(14)位于对应的叶片轴(11)的外侧。

4.根据权利要求1所述的流体动能的利用装置，其特征在于，所述输出轴(2)及每个叶片轴(11)均垂直于外部流体的运动方向。

5.根据权利要求4所述的流体动能的利用装置，其特征在于，所述输出轴(2)与每个叶片轴(11)均相互平行，且多个叶片轴(11)相对于所述输出轴(2)均匀分布。

6.根据权利要求1所述的流体动能的利用装置，其特征在于，所述主体部(1)包括第一轮盘与第二轮盘，第一轮盘与第二轮盘通过连杆固定；

所述输出轴(2)连接至所述第一轮盘或第二轮盘的中心；

多个叶片轴(11)及限位结构均设置于第一轮盘与第二轮盘之间。

7.根据权利要求6所述的流体动能的利用装置，其特征在于，所述第一轮盘与第二轮盘均包括外轮及辐条(12)；

第一轮盘与第二轮盘的外轮均通过辐条(12)连接至对应轮盘的中心；

多个叶片轴(11)及限位结构均设置于第一轮盘的外轮与第二轮盘的外轮之间。

8.根据权利要求1所述的流体动能的利用装置，其特征在于，所述输出轴(2)的另一端与发电机连接，从而将流体动能转化为电能。

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