CN2335819Y - 运输工具上减阻的风轮发电及螺旋桨推进装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种运输工具上减阻的风轮发电及螺旋桨推进装置，是在陆、海、空各种运输工具前端设置风轮或水轮发电机，能将其运行中的流体阻力转换为轮转动力并带动发电机发电。将电力输送后部设置的电机使带动一侧的螺旋桨旋转，向后排斥流体产生推力。另外一种设计是风轮或水轮与螺旋桨是同轴的，但两种叶片冲角相反，转动时同时产生减阻和推进作用，本装置结构简单、质量轻、制造材料少、在不增加发动机功率和能耗条件下，可大幅度达到消减流体阻力和提速效果。

Description

运输工具上减阻的风轮发电及螺旋浆推进装置

本实用新型涉及一利在运行中的运输工具，可消减流体阻力，并同时产生推进力的装置。即在大气中运行的各种车辆、飞机、火箭，水中航行的多种船舶、舰艇。在其运输载体前端设置一套风轮发电机或水轮发电机。当其运行时轮叶片冲击流体使叶片旋转带动发电机发电，并将电力输送到后部电机，使其带动螺旋浆向后排斥流体产生推力，起到减阻和提速作用。

自从车辆、飞行器、船舰发明以来，运行中就存在流体阻力问题，特别是加速度运行时阻力成倍增加。有关设计技术人员研究减阻提速办法取得不少成果。1、利用空气动力学原理和技术及风洞试验手段，改进运输工具的形状和结构，将其前端头制成锥形、流线型以消减阻力，但这种改进已达到一定极限，而过份尖锥的端头，减少有效装载量。2、用优化发动机设计，或采用新的高强度轻质材料来制造部件，取得了相应的节能提速效果。但对消减流体阻力效果不明显，因为当运行速度成平方增加时流体阻力成立方增加。3、后一种只有利用加大发动机功率来进一步提速的办法，但这样会大幅度增加燃料消耗，增加运输成本，造成更大的环境污染。

本实用新型的目的是提供一种运输工具上减阻的风轮发电及螺旋浆推进装置，当其运行时可起到按比例消减运行中的流体阻力增加推力、提高运行速度、降低能源消耗的作用。

本实用新型有以下两种实现方案

1、用于运输工具前端安设风轮或水轮发电机，后部安设电机与螺旋浆及调控器。当其运行时流体阻力使风轮或水轮转动交流发电机发电，产生电力带动后部电机与螺旋浆旋转产生推进力。由于现行运输工具前端头已制成流线型、锥形或尖角形，因此风轮或水轮叶片也制成相应形状，相隔一定距离(5-30cm)，当轮叶片转动时其扫掠面能覆盖运输工具的前端面，叶片断面多为机翼状的流线型，叶片与轮轴成一定冲角运行时才能吸收和转换大部分流体阻力，并驱动发电机发电。本装置的组成包括叶片、叶片梁、前端冲头与发电机连接的传动轴及齿轮，固定在载体骨架上的轴承及一侧的发电机。发电机齿轮经增速用变速箱与轴上齿轮相啮合，发电机侧设包括变压器的配电屏及储能用的蓄电瓶。在冲头后设有叶片冲角调控器及叶片转速的电子调控装置。另外设有风轮与螺旋浆同轴装置。

叶片制成外宽内窄的三角形，中部设一圈加强筋如果某些运输工具风轮叶片遮挡驾驶员视线，则叶片用透明合成塑料或玻璃钢制造。在大气中高速运行的大型运输工具上风轮只使用2-3叶片，发电机能负荷的最大功率应大于最高转速风轮发出的电力。必要时在传动轴上用联接多台发电机。用变速箱，离合器控制需要的电机数量。发电机的发电功率用电子调控装置作调频控制。

在航天运载火箭前头锥上设置一套由两叶伞形风轮发电机，在头锥后细颈处用导线接通上下左右四组由电机及组成的推进螺旋浆。如图4，此电机螺旋浆根据需要也可安设多台于火箭尾发动机喷口的间隙中。

2、是一种双轮连轴的减阻和推进装置，不设发电机和电动机。在一根较短的轴前端，设有风轮或水轮，轴后端设一浆叶冲角与前轮相反的推进用的螺旋浆。将其安装在短小的运输载体上，如摩托车、微型汽车、小飞行器，小汽艇上。当小运输载体运行时，前后两轮一起转动，可起减阻和推进作用，该装置设计关键技术要达到双轮转动的最佳预定速度(每分钟转300-3000圈)否则减阻和推进受影响，制造时前轮直径要大于后浆的30％-50％，两轮叶片冲角与转速应设有机械和电子调控装置，必要时前风轮或水轮与后螺旋浆各设一根传动轴，由变速齿轮箱啮合联接。两轴各设有相应的轴承固定在载体上。

本实用新型比现行技术的优点是：1、在不增大发动机的功率和能源消耗情况下，利用运行载体前端风轮或水轮发电机，将流体部分阻力转换为电力，再用此电力驱动螺旋浆转动，起推进作用。2、本装置结构简单，制造难度和成本低，且有大幅度降低能源消耗和有害气体排放的效果。

附图说明：第一页，图1为客机上风轮发电与电机螺旋浆推进装置立体图，图2为其前视图。第二页，图3为运载火箭与风轮发电机及电机螺旋浆侧视图，图4为其斜视图，图5为其前视图。第三页，图6为摩托车上双轮连轴减阻推进装置侧视图，图7为其后视图，图8为其前视图。第四页，图9为风轮发电与电机螺旋浆装置斜视图。

以下为具体实施例

1、为用于客机上的风轮发电及螺旋浆推进装置。如图1(此图只适用小型飞机)在流线型机头1、设置一套风轮21，风轮上设三个叶片2，传动轴3前为冲头8，其后设机械调控叶片冲角及电子调控风轮转速的调控器7，在传动轴3上设固定在机架上两个轴承4上，中段设变速齿轮箱5，并与发电机6联接，发电机一侧设包括变压器的配电屏10，另一侧设储能用的蓄电瓶9，其电力可供机上照明、空调等用。风轮叶片断面呈流线型与机头表面相距约15cm转动时能覆盖机头前端而，为吸收更多流体阻力，叶片冲角可以调节，发电机发出电力经导线11输送到后部电机12，使电机转动，可使由变速箱与连接的向后排风的螺旋浆13旋转，可对客机航行有助推作用。由于大型喷气客机机头大，速度高，前风轮发电机需要相当大的功率才能适应，在传动轴上应联接多台发电机，用离合器、变速箱根据运行速度控制所需要决定发电机台数。同时应相应加设多套偶数的电机螺旋浆，可对称安装在两侧机翼上，电机与螺旋浆也可共同安装在同一轴上。

2、在运载火箭14前头锥18上安装能覆盖头锥前端面的风轮21，包括冲头8，断面为流线型叶片2，两只固定在头锥上的轴承4与发电机6联接的变速齿轮箱5，在火箭头后细颈部安装四套电机12，及相联的螺旋浆13。

3、在摩托车赛车17前端安设带网罩20的风轮21，风轮上一般设三只叶片当其转动时，能覆盖车头前端面，在连轴杆19前后由两个轴承支撑固定在车架上，后端设带网罩的螺旋浆13，两轮后设有冲角调控器7，风轮及螺旋浆也可设各自的轴及轴承，用齿轮活动联接。

Claims (7)

1、一种运输工具上减阻的风轮发电及螺旋浆推进装置，包括风轮[21]、叶片[2]、传动轴[3]、轴承[4]、调控器[7]、变速箱[5]、发电机[6]、导线[11]，及电机[12]、螺旋浆[13]、组成，其特征在于；风轮或水轮其叶片[2]安装在运输工具前端头，风轮或水轮上的传动轴[3]前为冲头[8]，后设调控器[7]，传动轴两头设固定在运输工具骨架上轴承[4]，变速箱[5]使与传动轴联接的发电机[6]，再用导线[11]，接通蓄电瓶[9]，配电屏[10]，及运输工具后部的电机[12]，与其用变速箱联接的螺旋浆[13]，一侧也设有调控器[7]。

2、根据权利要求1所述的运输工具上减阻的风轮发电及螺旋浆推进装置，其特征在于风轮或水轮[21]转动时叶片[2]能覆盖运输工具前端面，叶片断面呈流线型，成相应可调冲角，叶片中段设一圈加强筋，叶片有时使用高强度透明材料制造。

3、根据权利要求1所述的运输工具上减阻的风轮发电及螺旋浆推进装置，其特征在于在冲头[8]后设机械调控叶片冲角及后部的电子调控器[7]，后设增速用的变速箱[5]，联接与风轮转动力相应功率的交流发电机[6]。

4、根据权利要求1或3所述的运输工具上减阻的风轮发电的螺旋浆推进装置，其特征在于大型高速运行的运输工具的前端头应安设有多台功率相应发电机[6]，其后部的电机[12]，螺旋浆[13]，调控器[7]也设有相应可增减的多套装置。

5、根据权利要求1或4所述运输工具上减阻的风轮发电机及螺旋浆推进装置，其特征在于对于大型高速的运输工具上安设的电机与螺旋浆可用同轴联接，当以多台安装在运输工具载体上时，可安装在尾部或对称安装在两侧或下部。

6、一种设计为小型减阻推进装置，是在一根传动轴杆[19]前端设风轮或水轮[21]后端设螺旋浆[13]，用两个轴承[4]支撑固定在小型运输工具载体上，在风轮及螺旋浆侧也各设一个调控器[7]。

7、根据权利要求6所述的运输工具上减阻的风轮发电及螺旋浆推进装置，其特征在于在小型运输工具上安装的同轴风轮[21]螺旋浆[13]上各套装一只网罩，有时也可各自安装带齿轮的传动轴[3]，由中间的变速箱联接，风轮直径应相应大于螺旋浆的直径。

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