CN2166249Y - 流体发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型所说的流体发电装置系由发电机与 流体发动机组合而成，主要由导流罩、叶轮、发电机、 旋流器、调节器等部件构成。该装置的导流罩、旋流 器等高效导流部件使作用流体经两次加速增功后，再 作用于发电机发电，提高了装置的发电效率，相应地 缩小了装置的体积，有利于人们在更广泛的领域内更 充分地利用流体能量发电。

Description

本实用新型涉及一种利用气流或液流驱动的发电装置及其发动机，特别是一种具有高效导流部件的流体发电装置及其流体发动机。

人们对于利用气流或液流驱动的发电装置已不陌生，说到风力发电装置（风车场）、水力发电装置（水电站）等等，甚至连小学生都知道，因为人们通过这些流体发电装置从大自然获得了大量电能，促进了社会的发展。但是，人们对于现有的流体发电装置并不完全满意，普遍认为它们的发电效率太低。流体发电装置的发电效率，主要取决于流体发动机的能量输出效率。普通的流体发动机，主要由叶轮、叶轮轴和机架构成，发动机向外输出的功率与叶轮受力面积和作用流体的流速呈正相关。为了获得较大的输出功率，人们以往的主要作法是扩大叶轮的受力面积，所以现有大功率流体发动机，几乎全是一些庞然大物。巨大的体积不但限制了流体发动机的应用领域，而且使流体发动机与其它发动机，如内燃机、电动机等等相比较，显得效率太低，从而也使得流体发电装置的发电效率不高。但是由于流体发动机及其发电装置具有许多其它发动机及其发电装置所不具备的优点，如能量转换无污染，动力成本低，能源广泛等等，所以人们并不愿放弃它。于是，怎样才能在保证具有较大发电能力的基础上缩小发电装置的体积，即怎样才能提高流体发电装置的发电效率，就成了目前人们在这个技术领域中努力研讨的课题之一。

我们知道，当流体流经几何形态不同的物体时，其流速会发生变化，例如，当流体流经一种具有先收缩后扩张几何形状的“拉瓦尔喷管”时，会产生一种压力降低流速升高的局部效应，即“射流效应”。有人将此原理应用于风力机，设计出一种装有“喇叭外壳”的风力机，其输出功率比不装外壳时要大得多，大型的甚至要大5.5倍……（见一九八四年第二期《知识就是力量·五种最佳设计的风力机》）。我们还知道，旋转的涡流具有极大的轴功率，有人据此“涡流效应”设计出一种称为“风透镜”的装置，将该装置安装在风轮的前面，使迎面而来的风流线改变为沿轴向加速运动的涡流，集中吹向后面“焦点”处的风轮，使风轮飞速旋转，它可使现有风车功率再提高8倍……（见一九八五年第一期《知识就是力量·风力发电的新方法》）。这些例子都说明了只要设法改善流体发动机某些部位的几何形态，就有可能加快流体的流速，增大发动机的输出功率，进而提高流体发电装置的发电效率。

本实用新型的目的就是要提供一种具有高效导流部件的流体发电装置，以提高流体发电装置的发电效率，拓宽流体发电技术的应用领域。

本实用新型的目的是以如下方式实现的：将前、后两只具有先收缩后扩张几何形状的导流罩以首尾套接的方式联结成一个管状整体，在其管腔内依次装上前叶轮、发电机、旋流器、后叶轮、调节器等部件，就构成了一个具有高效导流部件的流体发电装置。其具体结构是：发电机轴的一端装有前叶轮，另一端与直轴同心连接，装有前叶轮的发电机被前导流罩环周罩住，通过电机支架与前导流罩环周相联，成为一体；后导流罩的前端与旋流器的环边相联，后端与调节器的环边相联，亦成为一体。前导流罩的发电机一端与后导流罩的旋流器一端相套接，而与发电机轴同心连接的直轴则穿过旋流器上的中心轴承，延伸至调节器的同心轴承内，在旋流器与调节器之间的直轴上装有后叶轮。当流体流经该发电装置的前导流罩的收缩口时，产生“射流效应”，作用流体获得第一次加速，加速了的流体推动前叶轮旋转；同时进入导流罩的作用流体经过旋流器的导流槽和后导流罩的收缩口时，产生“涡流效应”，作用流体获得第二次加速，形成一股轴功率极强的涡流，推动后叶轮旋转，前、后两只叶轮同轴旋转，共同带动发电机发电。装置尾部的调节器则可调节流量的大小。

由于本实用新型同时设计使用了导流罩和旋流器，使作用流体产生“射流效应”和“涡流效应”而得到两次加速，增大了发动机的输出功率，从而可提高装置的发电效率，由此，又可相应地缩小装置的体积，进而拓宽流体发电技术的应用领域。所以，本实用新型与现有技术相比，具有的突出优点是发电效率高，相对体积小，可使人们在更广泛的应用领域内更充分地利用流体能量发电。

本实用新型所说的流体发电装置，既可如上所述将发电机与流体发动机组装成一个整体，也可将发电机和支架拆除，从前导流罩中取出发电机，把发电机轴端的前叶轮取下，安装到直轴原与发电机轴相接的端头上，使发电机与发动机分离为两个部份，此时，流体发动机可独立应用。

以下将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

附图所示为本实用新型一种具体结构的剖视示意图。

参照附图，一种由前叶轮（1）、前导流罩（2）、电机支架（3）、发电机（4）、旋流器（5）、后导流罩（6）、后叶轮（7）、直轴（8）及调节器（9）构成的流体发电装置，在发电机（4）轴的一端装有前叶轮（1），另一端与直轴（8）同心相连，发电机（4）与前叶轮（1）均被前导流罩（2）环周罩住，发电机（4）通过电机支架（3）与前导流罩（2）联结成一体，而后导流罩（6）的前端与旋流器（5）的环边相联，所说的旋流器（5）是一个以环形边通过若干导流片与一个中心设有轴承的圆锥形基套相连而组成的，表面具有若干向上旋转的导流槽的锥形体；后导流罩（6）的后端与调节器（9）的环边相联，所说的调节器（9）是一个由若干阻流片与联动机构共同组成的，类似于现有普通照像机上光圈调控机构的流量调节机件，在其支架中心装有一同心轴承。前导流罩（2）的扩张口端与后导流罩（6）的旋流器（5）端相套接；与发电机（4）轴同心相连的直轴（8），穿过旋流器（5）上的中心轴承，延伸至调节器（9）上的同心轴承内，在旋流器（5）与调节器（9）之间的直轴（8）上装有后叶轮（7）。当流体流经该装置前导流罩（2）的收缩口时，产生“射流效应”，加速了的流体推动位于前导流罩收缩口处的前叶轮（1）旋转；同时，当作用流体流经旋流器（5）上导流槽和后导流罩（6）的收缩口时，产生“涡流效应”，形成的涡流推动位于旋流器上各导流槽流线交汇点处的后叶轮（7）旋转，两只叶轮共同驱动发电机（4）发电，而装置尾部的调节器（9）则可调节作用流体流量的大小，以免叶轮失速。

Claims (5)

1、一种由前、后叶轮，前、后导流罩，以及发电机、电机支架、旋流器、直轴、调节器构成的流体发电装置，其特征是，发电机轴的一端装有前叶轮，另一端与直轴同心连接，装有前叶轮的发电机被前导流罩环周罩住，通过电机支架与前导流罩相联结，后导流罩的前端与旋流器环边相联，后端与调节器环边相联，前导流罩的发电机一端与后导流罩的旋流器一端相套接，而与发电机轴同心相连的直轴则穿过旋流器上的中心轴承，延伸至调节器上的同心轴承内，在旋流器与调节器之间的直轴上装有后叶轮。

2、根据权利要求1所述的流体发电装置，其特征是，所说的前、后导流罩均是一种具有先收缩后扩张几何形态的管状部件，它们以首尾套接的方式联结为一个整体。

3、根据权利要求1所述的流体发电装置，其特征是，所说的旋流器是一个由环形边通过若干导流片与一个中心设有轴承的圆锥形基套相连而组成的，表面具有若干向上旋转的导流槽的锥形体，并以环边与后导流罩的收缩口端相联结。

4、根据权利要求1所述的流体发电装置，其特征是，所说的前叶轮所处的位置在前导流罩的收缩口部位。

5、根据权利要求1所述的流体发电装置，其特征是，所说的后叶轮所处的位置在旋流器锥形末端后的涡流束点处，亦即处于旋流器上各导流槽流线的交汇点上。

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