专利名称：叶轮及采用该叶轮的动力装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及动力装置，尤其涉及一种叶轮及采用该叶轮的动力装置。
背景技术：
现代的风力、水力、太阳能、核电等发电站，几乎都是通过各种外力来驱动叶轮转动来发电，而现有的叶轮产生的发电效率不高，而通过电动机驱动叶轮转动的电动设备的能耗也很闻，有很大的改进空间。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种叶轮，使采用该叶轮的发电设备发电效率提高，而采用该叶轮的电动设备的能耗降低。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种叶轮，所述叶轮壳体内部设有中空供流体通过的流体通道，所述流体通道上设有导入口和导出口与外界相通。其中，所述的叶轮壳体包括外壳和内壳，内外壳之间为流体通道；所述的流体通道在叶轮壳体内部的整体或局部设置；所述流体通道通过外壳或内壳上设置的多个导入口和至少一个导出口与外界相通。其中，所述流体通道内设有扰流结构，所述扰流结构为沿流体通道通过路径的凹凸流体形、波浪形或多个重复排列的弧形。其中，所述流体通道内设置有螺旋导气圈，所述螺旋导气圈的螺旋形状延长流体经过的路径。其中，所述叶轮壳体内的流体通道为至少一层相通的结构，各层流体通道内流体经过的路径不同而产生压力差。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种动力装置，包括电机和位于电机转轴上的叶轮，所述叶轮采用上述的叶轮结构。其中，所述动力装置还包括吸气电机、通管和吸气管；所述通管位于所述叶轮的流体通道内，所述流体通道内还设有内部导出口 ；所述的内部导出口通过通管与吸气管与吸气电机相通。其中，所述叶轮数量有多个，所述多个叶轮沿轴向排布于所述电机转轴上。其中，所述转轴在轴向上分为多段，所述多个叶轮分别固定于一段转轴上，所述转轴的至少一段与其他段转轴为同轴心设置，同轴不同速。其中，所述电机为发电机或电动机。本发明的有益效果是本发明通过在叶轮壳体内设置流体通道，且设置与流体通道相通的导入口、导出口，叶轮旋转时，在离心力强大引力作用下，使壳体内外之间产生很大流体压力差，在很大流体压力作用下，增加叶轮旋转的推动力，从而使发电机发电效率提高，电动机能耗降低。
进一步，在流体通道内设通管，与吸气管和吸气电机相通，在强大的吸力作用下使内外壳之间形成更大的压力差。
图I是本发明一实施例风力发电机的结构示意图；
图2是图I所示结构A-A截面的示意图；图3是本发明的发电设备/电动设备一实施例的结构示意图；图4是本发明的电动设备一实施例的结构示意图；图5是基于本发明思想的一种车轮内设置的发电设备的结构示意图；图6是图5所示结构中螺旋导气圈的结构示意图；图7是图5所示结构中发电设备的截面示意图；图8是图5所示结构的截面示意图；图9是本发明电动设备的另一实施例的结构示意图；图10是基于本发明思想的一种水轮机的结构示意图；图11是基于本发明思想的一种电动设备的结构示意图；图12是基于本发明思想的另一种电动设备的结构示意图；图13是图12所示结构中螺旋导气圈的结构示意图；图14是图12所示结构中导气结构的示意图；图15是图12所示结构的一改进实施例。图中各部件及标号对应关系如下罩体2，叶轮3，电机4/发电机4，吸气电机5，车轮6，支撑杆201，排气口 203，进气口 202，导入口 301，导出口 302，内壳303，外壳304，流体通道305，扰流面306，螺旋导气圈307，通气口 308，叶轮室309，弧形导气条310，导气室311，格形通口 312，隔板313，导气环314，通管315，内部导入口 316，隔板317，定子401，转子402，连接件403，轮毂电机404，吸气管501，中空罩502，中空转轴503，出气口 504，外轮601，轮辋602，轮毂603。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。本发明主要基于对叶轮结构的改进从而使采用该叶轮的发电设备具有更高的发电效率以及采用该叶轮的电动设备具有更小的能耗。以图I和图2所示结构中的叶轮3为例，所述叶轮包括周向排布的多个叶片，叶片包括在使用时位于迎风面的外壳304和位于背风面的内壳303,外壳304的外表面呈弧形结构，内壳303的外表面为平面结构；外壳304与内壳303之间形成沿叶片长度方向的流体通道305，外壳304上设有与流体通道305相通的导入口 301，导入口 301可以设置为多个，且导入口 301形状可以设置为多种，如圆形、椭圆、条形、多边形等，叶片的叶尖处后部设有与流体通道305相通的导出口 302，该导出口302可以是位于外壳304上，也可以是位于内壳303上，甚至也可以是外壳304与内壳303的结合处。本发明通过在叶轮叶片上沿长度方向设置流体通道，且设置与流体通道相通的导入口、导出口，叶轮旋转时，在离心力强大引力作用下，内外壳之间产生很大流体压力差，在很大流体压力作用下，同时与周围环境流体也产生很大的压力差，带动更多的流体运动，共同增加叶轮旋转的推动力，从而使发电机发电效率提高，电动机能耗降低。本发明首次提出在叶轮的正反面形成压力差，由此形成很大的流体压力。离心力是把叶轮中心流体向外方向抛出，与流体经导入口一流体通道一导出口沿扇叶(即叶片)长度的运动方向一致，在离心力强大引力作用下，加快流体流速使流体通道内与导入口相通外壳表面形成两层运动速度很高的流体层，通常扇叶长、宽比是5倍左右，则流体通道的路径5倍大于宽度，路径 长、流速快、气压低，同时又在离心力强大引力作用下，流体在长度方向的流速大于宽度方向的流速，使外壳与内壳之间形成很大压力差，使叶轮转速加快，从而提高工作效率。作为一种改进，可以在流体通道305内设置扰流结构，如图2所示，内壳303的内表面设置为扰流面306，该扰流面306在沿流体通道长度方向为波浪形，此外也可以为凹凸流体形或多个重复排列的弧形等。通过该扰流结构进一步增加了流体在流体通道内的流动路径，从而加快流速，降低气压，在内外壳之间形成更大压力差。进一步，在流体通道内设通管315，与吸气管和吸气电机相通，在强大的吸力作用下使内外壳之间形成更大的压力差。实施例一请参阅图I和图2，本发明提出一种风力发电机，设有支撑杆201、罩体2、叶轮3、发电机4,发电机4设置在罩体2内，在叶轮3设有弧形的外壳304和平面的内壳303,内、外壳之间沿长度方向设有流体通道305.在外壳304上设有多个均布的圆孔形或其它几何形状的导入口 301，在导入口后部设有导出口 302。当风力趋动扇叶旋转时，流体紧缠扇叶在宽度方向从外壳的迎风面绕到内壳的背风面，给扇叶带来一定的向内压力，使流体在向内压力作用下很容易从外壳上的导入口进入流体通道内，此时扇叶转动时产生离心力，离心力与流体通道流体运动方向一致，都是把扇叶中心流体向四周导出口向外抛出，所以在离心力作用下，使流体通道内的流速加快，转动速度越快，产生的离心力越大，使流体通道内的流体运动速度越快，通过外壳上多个平衡均布导入口与之相通，使内外之间流速相对平衡，使外壳流体运动速度也加快，形成外壳和流体通道内二层沿长度方向运动速度很快的流体层，与内壳沿宽度方向流体经过的路径与长度方向经过路径相比，通常风力发电机扇叶长度比宽度大10倍以上，于是扇叶内、外壳之间在离心力作用下因流速不同而产生很大压力差，内壳流速慢产生的高压力必然向外壳流速快产生的低压力转移压力差，从而带动空气流动，同时扇叶周围的低流速高气压的流体也向外壳转移压力差，产生空气流动，扇叶在很大压力差和空气流动的作用下加快运动速度，带动罩体2内的发电机4快速转动，从而发电产生更多的发电量。由于扇叶长度是宽度比的10倍以上，在强大离心力引力作用下，使流体通道和外壳上的流体在长度方向快速运动，而宽度方向的流体在宽度方向等同于风速流动，内外壳之间产生很大压力差，使内壳向外壳快速转移流体压力差，又使扇叶周围环境流体低流速高压力必然又向外壳高流速，低压力转移压力差，带动扇叶附近流体运动，从而使扇叶转动速度加快，本发明利用离心力加快流体通道内的流速，从内外壳之间，环境流体与外壳之间共同形成压力差从而产生流体运动来驱动扇叶快速转动，内外壳之间流体经过的路径相差越大，流体压力差越大，产生的空气流动越大，扇叶转动速度越快，产生的发电量越大，值得一提是本发明并不需要很高风速就能使扇叶快速转动，而传统风力发电机完全依赖高风速，所以受到区域性的地区性限制很大，也就是风力发电很难推广的原因，本发明解决了这个问题，只要有一些微风，就能使扇叶因压力差而快速转动，从而在任何地方都能利用风力发电，在石化能源日益枯竭，环境污染日益严重的今天，取之不尽、用之不竭的风能的开发利用，就显得日益重要。本实施例中叶轮具有三个扇叶，同理可为多个扇叶，或各种几何形状的扇叶围绕转轴转动，在扇叶壳体内设流体通道与内壳或外壳的导入口和导出口相通，在离心力作用下，使内、外壳之间因流速不同而形成压力差，在压力差作用下，使扇叶转动加速，从而产生更多发电量，可用于各种外力推动扇叶的发电机。导出口可设在内壳叶尖后部或内壳叶尖后部与旋转方向相反一侧，各扇叶导出口都同时、同部位、同方向向外排出高于叶轮运动速度的流体，产生一定推动力，还帮助扇叶更好的转动。作为上述实施例的改进实施例与以上不同是叶轮的多个扇叶壳体内的流体通道305内，设有可延长流体通道路径的扰流面306，具体结构可为凹凸流体形、波浪形或多个弧形重复排列，使流体从此经过路径更长，扇叶内外壳之间产生的流体压力差越大，产生的空气流动越大，扇叶转速越快，发电量越大。作为上述实施例的改进实施例与以上不同的是为汽轮机，高速蒸汽体从喷嘴(未画)喷向叶轮的多个叶片，产生对叶片的冲击力，推动叶轮快速转动，把蒸汽动能转变为轴旋转的机械能。由于叶轮高速转动，各叶片外壳上均布的多个导入口把流体导入流体通道内，再从导出口排出，在离心力强大引力作用下，使叶片外壳上的流速在长度方向比内壳上宽度方向更快，内外壳之间流速不同而产生很大压力差，从而形成整个叶轮内外壳之间的前后两面流速不同而产生更大的压力差，从后向前转移压力，使叶轮更快转动，产生更大的发电量。核电站的反应堆产生的水蒸汽来驱动叶轮快速转动。本发明叶轮前后部产生很大压力差，使叶轮更快转动，产生更大的发电量。本发明使核电站以及使用反应堆的运动设备的功率大大提高。作为上述实施例的变换，可将发电机改为电动机，这样既成为一电动设备，叶轮由电动机带动旋转，叶轮的各叶片内外壳之间、与上所述因流速不同而产生很大压力差。流体压力作用与叶轮的方向与叶轮旋转方向一致，可以减少叶轮旋转阻力，使电动机耗能减小，效率提闻，达到节能的目的。实施例二如图3所示，对各种风力、水力、蒸汽、火力、燃料等发电机，都是通过外力来驱动叶轮运动带动转轴运动从而产生发电，叶轮直径越大，转速越快，发电量越大。本发明提出通过叶轮内外壳之间因流速不同而形成很大压力差来驱动大小叶轮快速运动，压力差越大，转速越快，发电量越大。而不是与传统发电机一样仅通过外力来驱动叶轮，从而使发电量大大提高。
不论圆形、扇形、涡轮形、滚筒形及其他几何形状的叶轮都是通过外力驱动使之转动，叶轮直径越大，转速越快，发电量越大。该实施例中所采用的叶轮3包括外壳304，内壳303，内外壳之间为流体通道305，在外壳上沿长度方向设多个导入口 301，在叶尖后部设导出口 302。叶轮连接发电机4的转子402。当叶轮3受外力驱动转动时，流体紧缠扇叶形状从迎风面流到背风面时，经扇叶带来向内的压力，运动速度越快，向内的压力越大，在向内压力作用下，使流体很容易从导入口进入流体通道内，由于扇叶转动时产生离心力，转动速度越快，离心力越大，而离心力与流体通道内的流体运动方向一致，都是把流体从扇叶中心向四周外抛出，所以在离心力强大引力作用下，使流体通道内流体高速经过从导出口向外抛出，转速越快，离心力越大，流体通道内流速越快，形成外壳和流体通道内内外两层高速流体层，与内壳宽度方向经过的流体因流速不同而产生很大压力差于是内壳上低流速产生的高压力必然向外壳上高流速低压力区转移压力差，内外壳之间压力差越大，产生的压力差越大，从后向前产生的很大压力差，作用在外壳壳体形状上，同时周围环境的低流速高压力的流体，也向外壳转移压力差，带动更多的流体运动，推动扇叶快速转动，带动转子402快速转动，使发电机发出更多的电。由于通常扇叶的长度和宽度方向比为5倍甚至更多，流体通道和外壳上各导入导出口相通改变了外壳上流体在宽度运动方向为长度，同时在离心力强大引力作用下，使其运动速度比内壳在宽度方向更快，由此产生压力差来更好的推动扇叶快速运动。在该实施例中，发电机的转子上沿轴向方向设置有多个叶轮，每级叶轮均按上述结构，当多级叶轮转动时每级叶轮都在离心力作用下使外壳内外形成从后向前的压力差转移区，经多级压力差转移后，使各级叶轮都形成很大压力差，从而使叶轮转速变快，由于各级叶轮都同轴连接，使各级叶轮都快速转动，产生更大发电量。另一实施例与以上不同是至少最后一级叶轮的转轴同心设置(转轴同心设置是该领域常用技术)同轴不同速，当多级叶轮在外力驱动下转动时，在离心力强大引力作用下使各级叶轮的扇叶内壳形成两层高速流体层，与外壳产生很大流体压力差，多级叶轮从前一级逐级产生压力差共同作用在后一级叶轮上，使后一叶轮产生很大的流体压力，同时周围环境的低流速高压力的流体，也向外壳转移压力差，带动更多的流体运动，转动速度大大提高，由于各级叶轮中至少最后一级转轴是同心设置，同轴不同速，所以至少最后一级叶轮转速很快，带动发电机产生更大的发电量。同时前边各级叶轮因为同轴同心设置，逐级产生从前向后的压力差，所以也快速转动，转速要慢于最后一级叶轮，但也比传统叶轮更快，共同一起产生更大推动力，使发电机发电量大大提高。传统叶轮的扇叶内外壳流体经过路径大略相同，或不相同但弧形和平面之间微小差别产生很小压力差，而本发明用离心力产生强大引力使流体通道内流速加快，使内外壳之间形成更大压力差并设有增加额外动力，就使叶轮转动速度提高，从而发电机的发电量大大提高，本发明为水力、风力、火力、核能、燃料等各种通过叶轮转动的发电机找到了一种使用方便，又行之有效，并大大提高发电量的一种崭新方法和装置。另一变换实施例，如图4所不,与以上不同是电机4为电动机,叶轮3设在罩体2内，罩体有排气口203和进气口 202，当各级叶轮在电动机带动旋转时，各扇叶内外壳之间因流速不同而产生压力差，扇叶内壳向外壳转移压力差，经多级叶轮共同产生更大有流体压力，从排气口 203排出，产生更大的推动力，同时进气口 202产生更大吸力。
0065]该实施例中也可为单级叶轮；另外，该实施例中，空气从电机经叶轮往外界方向流动，若为向内吸气，则相应地将本例中导入口、导出口设在内壳上，保持导入口、导出口与流体通道相通，同时进气口和排气口也相应互换位置。实施例三一种车轮内设置的发电机，如图5-8所示车轮6包括橡胶外轮601、轮辋602、轮毂603，在轮辋602和轮毂603之间设置有叶轮3，叶轮3包括外壳304和内壳303，内外壳之间流体通道305，其内设有螺旋导气圈307，在外壳四周有多个圆形导出口 302，在内壳中间设有通气口 308、或通过周围均布的导入口 301与流体通道305相通，在内壳后部壳体上设有多个有一定高度的弧形导气条310均匀分布，使周围的流体顺畅进入通气口 308内，叶轮3通过发电机4的转子402连接并固定，发电机4固定在轮毂603的外侧内，或通过连接件固定轮辋上。当车轮快速转动时，叶轮随之转动，内壳后部多个弧形导气条310把流体从四周向内壳中心通气口 308，进入流体通道内，随螺旋导气圈307经过较长路径从中心向四周外园上均布的导出口 302把流体向外排出，由于流体在流体通道内的路径远比从内壳后部弧形导气条经过的路径大若干倍，两者因流速不同而产生若干倍的压力差，从后向前转移到流体通道内，使流体通道的压力增加若干倍，在很大流体压力的作用下，使叶轮快速转动大大提高，带动发电机转子快速转动，使发电机发电量大大提高。本发明使流体通道内流体经过的路径比内壳大若干倍，在离心力强大引力作用下，使流体通道内的流速比内壳上快的多，由此形成很大流体压力差来推动叶轮更快的转动，两者的压力差越大，叶轮转速越快，发电量越大，通过合理设计叶轮流体通道内螺旋形导气圈的结构，使流体顺畅经过的路径更长，如用凹凸流线形、或弧形、或多个凸形流线形形成的螺旋导气圈307使流体经过的路径又延长1/2左右，由此产生的压力差更大，叶轮在流体压力的推动下转速更快，发电量更大，其发电量比传统发电量更大。另一实施例，与以上不同是发电机转子402为同心结构，同心不同速，分别连接内壳和外壳连接的流体通道，内壳的弧形条转动，通过内壳均布的多个圆形导入口 301把流体导入外壳相通的流体通道内，内壳和流体通道之间各自在转子402同心不同速的不同的运动状态中产生压力差，在很大压力差作用下，使流速更快，从而带动外壳连接的流体通道转速更快，使发电机产生更大发电量。另一实施例，与以上不同是一种储电池驱动的汽车，在轮毂603的内侧设有轮毂电机404，其转子设置在轮毂603的内侧，电机转子与发电机的转轴为同心结构，同心不同速，叶轮外壳为弧形与车辋形状相配合，发电机4设在流体通道内。车轮快速转动时，电机转轴与发电机同心不同速，在车轮转动同时又在流体驱动下叶轮高速转动，使内壳上慢于流体通道的流速产生的压力差，在很大流体压力作用下，使叶轮转速更快于电机，使发电机发出更多的电，通过输送装置输送至电机4或储电池，由于通过很大的压力差转移使发电机发电量大大提高，为电机提供更多的动力。或轮毂电机404的转子与发电机4的转轴相连不同心。
或去掉叶轮3,发电机与电机同轴连接车轮转动时使发电机发电。该实施例的发电机叶轮结构适合各种动力驱动的车轮,还适合非动力驱动的车轮，如自行车等。实施例四如图9所示,与上不同是为电动机驱动叶轮转动,流体入进气口 202,进入罩体2内，内壳与流体通道内螺旋导气圈307因流速不同产生很大的压力差，使内壳向流体通道内转移压力差，使罩体内部形成很大流体压力，在流体压力帮助下，使叶轮3更快转动，同时很大的流体压力从排气口 203喷出高速流体，同时在进气口产生更大吸力。该实施例可为单级叶轮或多级叶轮，如实施例一、二，还可做为风机或水泵。压力差越大，内部流体压力越大，喷气和吸气速度更快，使效率大大提高，同时能耗减少。该实施例的叶轮还可为多个扇叶组成。实施例五如图10所示一种水轮机，由水流带动圆形的叶轮转动，在叶轮的每个突出部分视为叶片，叶片壳体上分别设有内壳303、外壳304，在内外壳之间有流体通道305，与外壳上有多个导入口 301相通，在流体通道内的内壳303上设有凹凸流线形扰流面，使流体经过的路径延长。当水流经过水轮机时，进入流体通道内，由于其内设有凹凸流线形扰流面，比外壳上经过的路径长很多，内外壳之间因流速不同产生压力差，向流体通道内转移，两者路径相差越大，转移的流体压力越大，产生的推动力越大。由于原来内外壳之间流体经过路径大约相同，这种结构很特别，较难形成压力差，所以在流体通道内部设扰流面来改变，使两者之间产生压力差。流体通道还可围绕水轮机一圈的四周设置，也可局部设置，与外壳上的多个导入口相通。对水轮机中反击式、冲击式、可逆式的结构，都是水流推动各式叶轮转动，在围绕水轮机叶轮四周或局部设置上述的流体通道，或在沿扇叶长度方向设流体通道，或流体通道内设扰流面延长流体经过路径，使内外壳之间产生更大压力差，压力差越大，叶轮转动速度越快，同时在流体压力推动下，能达到帮助叶轮快速转动的效果，使水轮机提高效率，发出更多的电。本实施例为水利发电找到一种更高效率的设备和方法，为水利发电开辟了一个全新的方向。实施例六 如图11所示，与以上不同的是没有形如上述实施例中的导出口结构，在叶轮的扇叶壳体内沿长度方向设置流体通道，在流体通道内设有通管315，经内部导入口 316与中空罩502和吸气管501和吸气电机5相通，该通管即起到导出口的作用，叶轮通过中空转轴503由电机驱动(未画)多个导入口 301设在外壳上与流体通道相通，当叶轮和吸气电机工作时，吸气电机5产生强大的吸力，又在离心力强大引力共同作用下，把外壳的流体高速从各导入口吸入流体通道内，从内部导入口 316、通管315到中空罩502，然后经吸气管501到电机从出气口 504排出，强大的吸力使外壳和流体通道内形成二层高速流体层，与内壳因流速不同产生极大的压力差，使叶轮内外壳之间在很大压力作用下，更高速转动，由于通常扇叶长度和宽度比是5倍，通管315又延长一倍流体经过路径为10倍，同时在吸气电机强大吸力作用下，通过间隙层的流体通道很容易加快流速，其流速远远快于内壳等同扇叶的运动速度，所以产生很大流体压力从前向后随流体从排气口 203喷出，产生很大推动力。
同理多级叶轮同样结构，产生更大流体高压力，才能产生更大推动力。把导入口设在内壳上与流体通道相通，在吸气电机强大吸力作用下，叶轮旋转方向相反，则产生更大吸力。另一实施例，在流体通道内通过隔板317，分为上下两层流体通道，上层通道与导入口相通，下层通道与吸气电机相通。两层通道还可左右或对角线设置。该实施例通过吸气电机加快几片扇叶外壳上的流速，用很小功率就使内外壳之间产生更大的流体压力差，显然，通过对吸气电机的控制，很容易产生更大的压力差，用于排气设备，使吸气排气量更大，流速更高；用于以流体压力产生推动力的设备，以产生更大的推动力。该结构还可使多级叶轮产生更大压力差。同理，该结构也可用于发电机，用很小功率的吸气电机来加快几片扇叶一面的流速，以产生更大的流体压力差，使叶轮更快转动，发出更多的电。实施例七如图12-14所不，一种高速吸排气电机设备，电机4固定在罩体2内，电机定子401，转子402连接圆形的叶轮3，叶轮包括导气室311和流体通道305为一整体，叶轮设置在叶轮室309内，叶轮包括外壳304和内壳303，内外壳之间为流体通道305，通过其四周多个导入口 301与流体通道内设置的固定在外壳下部的螺旋导气圈307相通，流体经四周很长路径的螺旋形导气圈从中间通气口 308排出为定子401和转子402散热，再从罩体排气口 203把流体排出，在内壳303下部为导气室311，导气室为内壳303与隔板313之间，由多个弧形导气条310均匀分布并连接内壳和隔板形成导气室，通过罩体进气口 202经多个弧形导气片之间形成的通道从内向外从周边上形成的多个格形通口 312向外排出，入导气环314经导入口 301与流体通道相通。转子402下部通过连接件403在内壳上固定叶轮，使流体通道和导气室为一整体随转子转动。当电机工作时转子带动叶轮转动，流体高速从罩体进气口 202进入导气室中间通气口 308，然后从内向外由多条弧形导气条310均布园上在周围形成多个均匀分布的通道，从格形通口 312排出后，经导气环314被流体通道四周多个导入口 301吸入流体通道305，经螺旋导气圈307很长路径后，从中间通气口 308排出，由于流体经导气圈螺旋形很长的路径通过，其螺旋形状使气流更容易形成高速气旋，大大加快流速，又因为流体经过的路径数倍大于经过弧形导气条310路径，于是在导气室与流体通道305内就形成因流速不同而产生数倍的流体压力差，导气室内低流速产生的高气压必然向流体通道内高流速产生的低气压转移压力差，使流体通道内形成很大的流体压力，从而很大的流体压力作用下，使叶轮更快转动，两者路径相差越大，产生的压力差越大，从下向上转移的流体压力差越大，使电机内产生的流体压力就越大。然后这种流体压力通通指向唯一的罩体排气口 203向外排出高速流体的流速就越大，由此相应的在罩体进气口 202产生的吸力也就越大。传统高速电机，如20000转/分左右的吸尘器电机，下部导气室和上部流体通道内上下部都是弧形导气片，流体经过上下部路径都差不多，所以没有压力差，更没有高流体压力，所以能耗大，效率低。本发明使流体通道内增加数倍流体经过的路径，使叶轮内导气室和流体通道之间因流速不同而形成很大的流体压力差，就使电机的吸、排气量大大增加，本发明不但可用于各类电机，还可用于因流体压力形成推动力的设备，也使推动力大大增加。另一实施例，如图15所示，与以上不同是上述叶轮的导气室和流体通道内都与传统电机一样，为流体经过路径差不多的弧形导气片，在其上部设有叶轮与下部叶轮相通，上部叶轮只有与转子相连接 的螺旋导气圈307形成的流体通道，上下部叶轮之间若上部叶轮内流体通过路径与下部叶轮弧形导气片流体经过路径相差越大，两叶轮之间产生的压力差越大，如螺旋形多转两圈，或多个凸形、或多个弧形扰流面重复排列形成的螺旋形导气圈，或螺旋形为相通的至少上下两层结构等，在保障流体顺利通过的条件下，使流体经过路径大大增加，这些都很容易做到，若使上下叶轮之间产生更多流体经过路径的差异，就产生更大的流体压力差，相应的就可使电机产生更大的吸排气量，使电机产生的推动力大大增加。在叶轮高速运动中，在电机强大吸力状态中，稍长一点的流体经过路径的流体通道，电机能耗影响很小，但在电机内产生很大压力差状态中，很大的流体压力对流速影响极大，由此产生大得多的吸力和推动力，使电机效率大大提高，同时对以各种风扇和涡轮产生压力来产生推动力的设备，开展一条全新的道路。另一实施例，与以上不同是去掉导气室311，上层流体通道内设置有由凹凸流线形扰流面形成更长流体经过的路径的螺旋导气圈307，使流体通道内的路径更长，与下层流体通道内设的弧形导气片或螺旋导气圈之间产生的压力差更大，通气口 308封闭，使流体改道从螺旋导气圈在离心力作用下从中心向四周高速抛出，经四周设置罩体上多个排气口203排出。工作时，当下层流体通道导出口 302把高速流体排进上层流体通道内，由于上下两层相通的流体通道内流体经过的路径不同，形成更大流体压力差，使其内形成更大的流体压力作用在叶轮上，使转速更快，吸、排气量更大，同时更大的流体压力使流体四周罩体上的排气口 203高速喷出产生更大的推动力，同时进气口 202进气的速度更快，产生的吸力更大。由于上层流体通道与定子所在空间隔断，排气口设在罩体四周，该实施例也还可为一种高速吸水电动机，吸水量和喷水量速度更大，同时能耗降低。另一实施例，与以上不同是在上述电机上部罩体内设有如图I所述的叶轮3为定子和转子散热，在叶轮扇叶壳体内沿长度方向设流体通道与外壳上的导入口导出口相通(外壳为下部)，扇叶上下部因流速不同从上向下而产生压力差，加快叶轮更快转动，从而使转子转速更快，更好的为电机内部散热，功率提高，该实施例通过叶轮内外壳之间产生很大压力差来帮助加快转动，即可帮助电机内散热，又可使叶轮转速变快，使功率提高适合于一切电机。另一实施例，与以上不同是电动机反过来为发电机，把导气室和二层流体通道换为叶轮，形成多级叶轮，多级叶轮均为实施例二所述，各叶轮的扇叶内外壳产生很大流体压力差，经多级后产生更大压力差来帮助推动多级叶轮加快转动，使发电机产生更多的发电量。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内 。
权利要求
1.一种叶轮，其特征在于所述叶轮壳体内部设有中空供流体通过的流体通道，所述流体通道上设有导入口和导出口与外界相通。
2.根据权利要求I所述的叶轮，其特征在于所述的叶轮壳体包括外壳和内壳，内外壳之间为流体通道；所述的流体通道在叶轮壳体内部的整体或局部设置；所述流体通道通过外壳或内壳上设置的多个导入口和至少一个导出口与外界相通。
3.根据权利要求I所述的叶轮，其特征在于所述流体通道内设有扰流结构，所述扰流结构为沿流体通道通过路径的凹凸流体形、波浪形或多个重复排列的弧形。
4.根据权利要求I所述的叶轮，其特征在于所述流体通道内设置有螺旋导气圈，所述螺旋导气圈的螺旋形状延长流体经过的路径。
5.根据权利要求3或4所述的叶轮，其特征在于所述叶轮壳体内的流体通道为至少一层相通的结构，各层流体通道内流体经过的路径不同而产生压力差。
6.一种动力装置，包括电机和位于电机转轴上的叶轮，其特征在于，所述叶轮采用权利要求1-5任一项所述的叶轮结构。
7.根据权利要求6所述的动力装置，其特征在于还包括吸气电机、通管和吸气管；所述通管位于所述叶轮的流体通道内，所述流体通道内还设有内部导出口 ；所述的内部导出口通过通管与吸气管与吸气电机相通。
8.根据权利要求6所述的动力装置，其特征在于所述叶轮数量有多个，所述多个叶轮沿轴向排布于所述电机转轴上。
9.根据权利要求7所述的动力装置，其特征在于所述转轴在轴向上分为多段，所述多个叶轮分别固定于一段转轴上，所述转轴的至少一段与其他段转轴为同轴心设置，同轴不同速。
10.根据权利要求6-9任一项所述的动力装置，其特征在于所述电机为发电机或电动机。
全文摘要
本发明公开了一种叶轮及采用该叶轮的动力装置，所述叶轮壳体内部设有中空供流体通过的流体通道，所述流体通道上设有导入口和导出口与外界相通。本发明通过在叶轮壳体内设置流体通道，且设置与流体通道相通的导入口、导出口，叶轮旋转时，内外壳之间产生很大流体压力差，增加叶轮旋转的推动力，从而使采用了该叶轮的发电机发电效率提高，电动机能耗降低。
文档编号F01D5/14GK102619572SQ20121007472
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者朱晓义 申请人:朱晓义