流力叶片装置的制作方法

本实用新型涉及一种叶片装置，特别是涉及一种利用水流推力来发电的流力叶片装置。

背景技术：

近年来，人们通常会在山坡地上兴建水坝，以拦截并蓄积河川的水以形成水库，现有的流力发电领域中，会在该水库低处设置一个水力发电系统，并通过一个引水管将水库的水引导至该水力发电系统，以利用水位高低差来驱动该水力发电系统运转发电。

一种中国台湾证书号数第M526625号专利所公开的流力叶片装置，适用于应用在水力发电系统，该流力叶片装置包含一个外管，及一个转动单元，该转动单元位于该外管内，并包括数个由中心呈放射状延伸的径向流道，当水经由所述径向流道流出而冲击该外管，能带动该转动单元转动以进行发电，由于水中粒径大的砂石进入该转动单元与该外管间的间隙时，往往会造成该流力叶片装置的磨损，为了降低该流力叶片装置的磨耗，通常必须引用水库上层的砂石较少的水来进行发电，来避免引入粒径较大的砂石。

然而，有些河川流域的地势较为平坦，使该流域的水库水位较低或含砂量较高，导致水中的砂石无法充分地沉淀至下层，若利用现有的流力叶片装置来进行发电，往往会因为粒径较大的砂石而造成严重的磨耗，因此现有的流力叶片装置仍有待改善。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能应用于低水位或含砂量较高的水库的流力叶片装置。

本实用新型的流力叶片装置，包含：一个外管，及一个转动单元；该外管包括一个供流体往下流入的管体，及数个彼此角度间隔地设置于该管体内的肋板，每一个肋板具有一个位于内侧的肋端，所述肋板的肋端围绕界定出一个安装空间；该转动单元包括一支上下延伸的轴杆，及一个同轴连接于该轴杆且位于该安装空间内的叶轮座，该叶轮座可受流体驱动而带动该轴杆朝一个运转方向转动，该叶轮座具有一个开口朝上的导流槽，及数个呈放射状地由该导流槽朝相反于该运转方向弯弧向外延伸的导流通道；该叶轮座的外缘与所述肋端彼此间隔界定出一个由上往下渐扩的间隙，当流体向下流入该导流槽时，会经由每一个导流通道向外流出，并以一个小于90度的入射角冲击对应的肋板，而带动该叶轮座转动。

本实用新型的流力叶片装置，该叶轮座具有一个套设于轴杆的顶环壁、一个由该顶环壁向下收束延伸并围绕界定出该导流槽的环叶壁，及一个连接于该环叶壁底侧并封闭该导流槽与所述导流通道的底端的底封环壁，每一个导流通道内外贯穿该环叶壁。

本实用新型的流力叶片装置，该环叶壁具有数个彼此角度间隔地围绕该轴杆的叶柱，每两相邻叶柱相配合界定出一个该导流通道，每一个叶柱具有一个面朝外且由上往下向内倾斜延伸的外缘面。

本实用新型的流力叶片装置，该管体具有一个位于上方的上基管段、一个位于下方的下基管段，及一个连接于该上基管段与该下基管段间且管内径大于该上基管段与该下基管段的扩管段，所述肋板由该扩管段的内周面向内延伸，每两相邻肋板与该扩管段相配合界定出一个上下延伸的连接流道，当流体经由所述导流通道向外流出时，会分别流入对应连通的连接流道。

本实用新型的流力叶片装置，每一个导流通道具有一个连通该导流槽并供流体流入的流入口，及一个远离该导流槽并供流体流出的流出口。

本实用新型的流力叶片装置，每一个叶柱的外表面呈粗糙状。

本实用新型的流力叶片装置，每一个叶柱由上而下直立延伸。

本实用新型的流力叶片装置，每一个叶柱由上而下往相反于该运转方向弯弧延伸。

本实用新型的有益效果在于：通过该间隙由上往下逐渐扩大的设计，能配合导流槽内的砂石的粒径分布，使流体中的砂石对应通过该间隙，借以避免砂石卡于该间隙而造成该叶轮座与所述肋端间的磨损。

附图说明

本实用新型的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一个不完整的剖视立体分解图，说明本实用新型流力叶片装置的一第一实施例；

图2是一个剖视俯视图，说明该第一实施例；

图3是一个剖视侧视图，说明该第一实施例沿导流通道与连接流道的延伸路径剖切的视图；

图4是一个使用示意图，说明该第一实施例设置在一个水库周围；

图5是一个剖视侧视图，说明该第一实施例供含有砂石的流体通过；及

图6是一个部分立体分解图，说明本实用新型流力叶片装置的一第二实施例。

具体实施方式

在本实用新型被详细描述以前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图1、图2与图3，本实用新型流力叶片装置的第一实施例，可受到流体驱动，并包含一个外管1，及一个转动单元2。

该外管1包括一个管体11，及数个彼此角度间隔地设置于管体11内的肋板12。该管体11呈上下长向延伸的圆管状，并可供流体由上往下流入，需要说明的是，本第一实施例是以该管体11为上下长向延伸为例，以方便说明组件间的相对关系，但实施上，该管体11的延伸方向也可为左右或前后延伸，不以此为限。该管体11具有一个位于上方的上基管段111、一个位于下方的下基管段112，及一个连接于该上基管段111与该下基管段112间且管内径大于该上基管段111与该下基管段112的扩管段113。在本第一实施例中，该下基管段112的管内径小于该上基管段111的管内径，能使该下基管段112内的流体流速大于该上基管段111内的流体流速。

所述肋板12由该扩管段113的内周面向内延伸，在本第一实施例中，所述肋板12是向该管体11的中心径向延伸，但实施上也可倾斜延伸，不以本第一实施例为限。每两相邻肋板12与该扩管段113相配合界定出一个上下延伸的连接流道13，且每一个肋板12的上下两相反端分别连接该上基管段111与该下基管段112，并具有一个位于内侧的肋端121。所述肋端121相配合围绕界定出一个安装空间14。

该转动单元2位于该外管1内，并包括一支上下延伸的轴杆21，及一个同轴连接于该轴杆21且位于该安装空间14内的叶轮座22。该叶轮座22可受流体驱动而带动该轴杆21朝一个运转方向T转动，该叶轮座22具有一个套设于该轴杆21的顶环壁221、一个由该顶环壁221向下直立收束延伸的环叶壁222、一个连接于该环叶壁222底侧的底封环壁223、一个由该顶环壁221、该环叶壁222与该底封环壁223相配合围绕界定而成且开口朝上的导流槽224，及数个呈放射状地内外贯穿该环叶壁222的导流通道225。

该顶环壁221呈圆环状并界定出该导流槽224的开口。该环叶壁222具有数个彼此角度间隔地围绕该轴杆21的叶柱226，每一个叶柱226呈中空状，并具有一个面朝外且由上往下向内倾斜延伸的外缘面227，而使每一个叶柱226的外缘面227与各自的肋端121彼此间隔界定出一个由上往下渐扩的间隙23。在本第一实施例中，所述叶柱226呈中空状，可减轻该转动单元2的整体重量，让该环叶壁222的比重趋近于1，而使该叶轮座22能省力地转动，但实施上也可为实心设计，不以本第一实施例为限。该底封环壁223呈圆板状，并用于封闭该导流槽224与所述导流通道225的底端。每一个导流通道225由每两相邻叶柱226相配合界定而成，并由该导流槽224朝相反于该运转方向T弯弧向外延伸，每一个导流通道225具有一个连通该导流槽224并供流体流入的流入口228，及一个远离该导流槽224并供流体流出的流出口229。

参阅图2、图4与图5，本实用新型流力叶片装置，可用于设置在一个水位较低或含砂量较高的水库900的周围地底下，利用一个引水管901将该水库900内的流体由上往下引入该外管1，再设置一个发电机902连接于该轴杆21，以将该轴杆21转动的动能转换为电能。而通过该流力叶片装置的流体，会流入一个尾水池903，再从该尾水池903溢流至一个尾水渠道904继续往下游流动，当流体流入该尾水池903时，流体中的砂石会沉淀于该尾水池903的池底，日后可通过挖土机或挖沟机等可挖除淤泥的工具，将该尾水池903内沉淀的砂石清除，但实施上不以此为限。另外，必要时可于该引水管901的进水口设置拦污栅，以避免流体中更大的砂石、树枝、垃圾或杂物流入该引水管901。

当流体流经该叶轮座22时，会受到该顶环壁221挡止而集中流入该导流槽224，并受到该底封环壁223的挡止而改变流动方向，再向外分散流入所述导流通道225，当流体流入每一个导流通道225时，会被该导流通道225两侧的叶柱226限制而沿着该导流通道225的延伸形状改变流向，在改变流向的同时，流体也会对该导流通道225两侧的叶柱226施加作用力，借此能产生驱动该叶轮座22转动的扭矩。接着，当该流体经由该导流通道225向外流出时，会以一个入射角θ冲击对应的肋板12，并产生反作用力，由于流体是连续性的流体，因此能将反作用力传递回所述叶柱226，以提高施加于该叶轮座22的扭矩。在本第一实施例中，该入射角θ小于90度并大于等于0度。

由于水库900的水位较低，而使该引水管901容易将流体中粒径大的砂石汲取进入该流力叶片装置，当流体在该叶轮座22转动的情况下，经由所述导流通道225向外流入所述连接流道13时，流体中的砂石往往会被带入所述叶柱226的外缘面227与所述肋端121间的间隙23，此时，粒径小的砂石因为重力及惯性力小，会沿着图5的箭头A方向在该导流槽224的上方区域经由该导流通道225向外流出，而被带入该间隙23的靠近上方的区域；相反地，粒径大的砂石因为重力及惯性力大，会如同图5的箭头B方向，先沿着该流动方向移动一段距离而到达该导流槽224的下方区域，再经由该导流通道225向外流出，而被带入该间隙23的靠近下方的区域。

由于该导流槽224中砂石的粒径分布是由上到下逐渐增大，由于本实用新型设计使该叶轮座22是由上往下逐渐收束，而让该间隙23能对应粒径大小地由上往下逐渐扩大，因此当粒径小的砂石被带入该间隙23靠近上方的区域时，由于粒径小所以不会卡于该间隙23；而当粒径大的砂石被带入该间隙23靠近下方的区域时，由于靠近下方的间隙23较大，所以粒径大的砂石也不会卡于该间隙23，如此一来，本实用新型就能使用含砂石量较多的流体来进行发电，借此能应用在水位较低或含砂量较高的水库900。

综上所述，本实用新型流力叶片装置，通过该间隙23由上往下逐渐扩大的设计，能配合该导流槽224内的砂石的粒径分布，使流体中的砂石对应通过该间隙23，借以避免砂石卡于该间隙23而造成该叶轮座22与所述肋端121间的磨损，进而能将该流力叶片装置应用于水位较低或含砂量较高的水库900，所以确实能达成本实用新型的目的。

参阅图6，本实用新型流力叶片装置的第二实施例，与该第一实施例大致相同，不同的部分在于：该第二实施例的每一个叶柱226由上而下往相反于该运转方向T弯弧延伸，且每一个叶柱226的外表面呈粗糙状。

以上所述者，仅为本实用新型的实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型的范围。