一种流体动力装置制造方法
【专利摘要】本发明是一种可取代螺旋桨驱动流体流动的流体动力装置。该装置是在一个空心轴两端固定两块形状相同的叶片支板构成的叶片支撑轮上安装数量≥2叶片，叶片轴一端固定安装叶片齿轮或叶片链轮。中心轴从叶片支撑轮中心穿过，中心轴上安装中心齿轮或中心链轮，中心齿轮或中心链轮与叶片齿轮或叶片链轮在叶片支撑轮的同一端，叶片齿轮或叶片链轮与中心齿轮或中心链轮的齿数比为2︰1，叶片齿轮或叶片链轮与中心齿轮或中心链轮，用传动齿轮或链条传动。因叶片齿轮或叶片链轮与中心齿轮或中心链轮的齿数比为2︰1，又因为叶片以叶片轴为中心完全对称，所以，叶片支撑轮的转动能够使叶片直接推动流体向设定的方向流动，同时叶片获得相反的动力。
【专利说明】一种流体动力装置
【技术领域】
[0001]本发明是一种用在气体、液体等流体领域的动力机械装置。
【背景技术】
[0002]到目前，公知的流体动力装置是螺旋桨。螺旋桨在流体动力领域有着广泛的应用，比如给飞行器提供前进和上升的动力，给船舶提供前进的动力，风力发电、水力发电中给发电机提供动力等。螺旋桨的工作原理是利用一斜面挤压流体使桨叶一面产生正压，一面产生负压从而推动流体流动，而螺旋桨也获得与流体流动方向相反的动力。但是在这一过程中，桨叶转动所在的面与流体流动方向垂直，也就是桨叶的转动方向与流体的流动方向不一致，而且由于桨叶宽度的限制导致桨叶对流体的作用距离有限。以上两种因素使螺旋桨效率不高，并且目前流体动力装置的种类单一，无法满足不同情况下对流体动力装置的个性要求。另外，要想改变对流体的驱动方向就必须将螺旋桨与螺旋桨的支撑体一起转动调节，这样很不方便。因此，非常需要这样一种流体动力装置:它效率更高又能够方便地改变对流体的驱动方向，并且还能满足人们在不同情况下对流体动力装置的选择需求。
【发明内容】
[0003]为实现上述目的，本发明提供以下方案:在一空心轴两端固定两块形状相同的叶片支板，两叶片支板中心与空心轴圆心在同一直线，这样空心轴与两叶片支板就构成叶片支撑轮。中心轴从空心轴中心穿过。以中心轴为圆心，在两叶片支板相同的圆周上开有轴孔，这些轴孔在同一圆周上平均分布，数量>2。两叶片支板上的轴孔一一对应。在两叶片支板对应的两个轴孔安装叶片轴，叶片轴从任一叶片支板穿出，在穿出的叶片轴上安装叶片齿轮。在两叶片支板之间的叶片轴上安装叶片。叶片以叶片轴为中心完全对称。在叶片支板外侧的中心轴上装有中心齿轮。中心齿轮与叶片齿轮在同一叶片支板的外侧。中心齿轮与叶片齿轮之间的叶片支板外侧安装传动倒向齿轮。中心齿轮与叶片齿轮的齿数比为I: 2，中心齿轮、传动倒向齿轮及叶片齿轮在同一直线上并相互啮合。
[0004]将中心轴两端安装于两支架上，两支架固定在安装体上。流体动力装置工作时，先调节转动中心齿轮，中心齿轮通过传动倒向齿轮传动，使叶片齿轮跟着转动，因叶片齿轮与叶片轴固定在一起，所以，叶片也跟着转动，当某一叶片端侧的中心线与由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮的直径线重合时，将中心齿轮与支架锁定。与该叶片的两个面垂直的方向即为流体的流动方向，以该叶片所处的位置为起点，用动力装置通过传动机构带动由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮绕中心轴转动，由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮上的叶片也被带着绕中心轴转动。由于叶片齿轮、传动倒向齿轮及中心齿轮相互啮合，因此，叶片也将绕叶片轴自传。在转动的起点处，叶片的两个面与流体的流动方向垂直，并且叶片的运动方向与流体流动方向一致，叶片将直接推动流体向由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮转动的方向流动。当由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮绕中心轴转动180°时，叶片的运动方向将与流体的流动方向相反，但由于中心齿轮与叶片齿轮的齿数比是1: 2，所以叶片将自转90°，这样叶片的两个面就与流体的流动方向平行，叶片就对流体不产生作用。由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮从起点分别转动90°与270°时，叶片在这两处将自转45°与135°，叶片的作用面对于流体流动的方向成45°的斜面。由于这两处叶片的运动方向与流体流动的方向垂直，因此，叶片将推挤流体向由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮转动的方向流动，这与该叶片在起点处对流体的驱动方向一致。由于叶片以叶片轴为中心完全对称，所以，由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮在以后每一圈的转动，叶片都将重复以上过程，其它叶片与该叶片运行过程相同。这样由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮的转动就会驱动流体向设定的方向流动，同时流体动力装置也获得一个与流体流动方向相反的动力。通过以上过程可知，调节转动中心齿轮就可以改变流体流动的方向。
[0005]将流体流动时的动能作为源动力，本发明还可以输出动能驱动其他设备做功。比如，驱动发电机发电。
[0006]将以上方案中的传动倒向齿轮去掉，同时将中心齿轮与叶片齿轮用同样齿数的链轮代替，改变为中心链轮与叶片链轮，在中心链轮与叶片链轮上安装链条传动也可以实现本发明的目的。本方案中的链轮和链条也可用同步轮和同步带等可控制传速比的机构代替。
[0007]本发明的有益效果是:叶片的运动方向与流体的流动方向一致，对流体的驱动更为直接效率提高，通过调节转动中心齿轮就可以改变对流体的驱动方向，改变流体的流动方向时操作简单方便，在不同情况下使用流体动力装置时有了更多选择。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为具体实施例一结构示意图。
[0009]图2为具体实施例二结构示意图。
[0010]图1中，1、2为叶片，3、4为叶片轴，5为空心轴，6、7为叶片支板，8为中心轴，9为中心齿轮,10、11为叶片齿轮,12、13为传动倒向齿轮,17为传动齿轮,18为电机主轴齿轮，19为电机，20、21为支架，22安装体。
[0011]图2中，1、2为叶片，3、4为叶片轴，5为空心轴，6、7为叶片支板，8为中心轴，9、10、
11、12为压链轮，13为链条，14、15为叶片链轮，16为中心链轮，17为传动齿轮，18为电机主轴齿轮，19为电机，20、21为支架，22安装体。
【具体实施方式】
[0012]实施例1:空心轴5两端固定叶片支板6与叶片支板7构成叶片支撑轮。中心轴8从空心轴5中心穿过。以中心轴8为圆心，在叶片支板6与叶片支板7相同的圆周上各开两个轴孔，同一叶片支板上的两个轴孔的位置相互为180°，叶片支板6与叶片支板7上的轴孔一一对应。在叶片支板6与叶片支板7对应的轴孔安装叶片轴3与叶片轴4。叶片轴3上安装叶片1，叶片轴4上安装叶片2。叶片轴3、叶片轴4穿过叶片支板7。在叶片支板7外侧的叶片轴3上固定安装叶片齿轮10，叶片轴4上固定安装叶片齿轮11，叶片支板7外侧的中心轴8上固定安装中心齿轮9。中心齿轮9与叶片齿轮10、叶片齿轮11的齿数比为
I: 2。在中心齿轮9与叶片齿轮10 ;中心齿轮9与叶片齿轮11之间的叶片支板7外侧安装传动倒向齿轮12、传动倒向齿轮13，中心齿轮9与传动倒向齿轮12、传动倒向齿轮13及叶片齿轮10、叶片齿轮11相互啮合。中心轴8两端安装在支架20、支架21上。叶片支板6外侧固定安装传动齿轮17，传动齿轮17与电机主轴齿轮18啮合。支架20、支架21与电机19固定安装在安装体22上。叶片I竖向安装，叶片2水平安装，叶片I垂直于叶片2。中心齿轮9通过中心轴8与支架21固定。电机19带动电机主轴齿轮18转动，经传动齿轮17带动由空心轴5、叶片支板6、叶片支板7构成的叶片支撑轮转动。叶片I与叶片2也绕中心轴8转动，同时叶片I绕叶片轴3自转，叶片2绕叶片轴4自转。以叶片I处为起点，与叶片I的两个面垂直的方向为流体的流动方向。由空心轴5、叶片支板6、叶片支板7构成的叶片支撑轮从起点转动90°、180°、270°时，叶片I的作用面对于流体的流动方向将呈现垂直、45°、平行、45°的一个过程，这一过程，叶片I将驱动流体向设定的方向流动，同时叶片I也获得一个相反的动力。叶片2与叶片I的运转过程相同，效果相同。调节转动中心齿轮9就能改变对流体的驱动方向
实施例2:图2中，在叶片支板7外侧的叶片轴3上安装叶片链轮15，叶片轴4上安装叶片链轮14，中心轴8上安装中心链轮16。叶片链轮15、叶片链轮14、中心链轮16用链条13传动。中心链轮16附近的链条13外侧，用压链轮9、压链轮10、压链轮11、压链轮12将链条13压紧，使链条13与中心链轮16啮合。叶片链轮15、叶片链轮14与中心链轮16的齿数比为2: I。本实施例其它部分的结构特征及工作过程与运行效果与实施例一相同。
【权利要求】
1.一种流体动力装置，其特征在于:在一空心轴两端固定两块形状相同的叶片支板，两叶片支板中心与空心轴圆心在同一直线，空心轴与两叶片支板构成叶片支撑轮，中心轴从空心轴中心穿过，以中心轴为圆心，在两叶片支板相同的圆周上开有轴孔，这些轴孔在同一圆周上平均分布，数量> 2，两叶片支板上的轴孔一一对应，在两叶片支板对应的两个轴孔安装叶片轴，叶片轴从任一叶片支板穿出，在穿出的叶片轴上安装叶片齿轮，在两叶片支板之间的叶片轴上安装叶片，叶片以叶片轴为中心完全对称，在叶片支板外侧的中心轴上装有中心齿轮，中心齿轮与叶片齿轮在同一叶片支板的外侧，中心齿轮与叶片齿轮之间的叶片支板外侧安装传动倒向齿轮，中心齿轮与叶片齿轮的齿数比为1: 2,中心齿轮、传动倒向齿轮及叶片齿轮在同一直线上并相互啮合； 将以上方案中的传动倒向齿轮去掉，同时将中心齿轮与叶片齿轮用同样齿数的链轮代替，改变为中心链轮与叶片链轮，在中心链轮与叶片链轮上安装链条传动；本方案中的链轮和链条也可用同步轮和同步带等可控制传速比的机构代替。
2.一种由权利要求1所述的流体动力装置构成的飞行器，其特征是:将权利要求1所述的流体动力装置中的中心轴两端安装于飞行器的机体，用驱动装置驱动权利要求1所述的流体动力装置中由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮转动。
3.一种由权利要求1所述的流体动力装置构成的舰船，其特征是:将权利要求1所述的流体动力装置中的中心轴两端安装于舰船的机体，用驱动装置驱动权利要求1所述的流体动力装置中由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮转动。
4.一种由权利要求1所述的流体动力装置构成的风力发电装置，其特征是:将权利要求I所述的流体动力装置中的中心轴两端安装于风力发电装置的机体，用权利要求1所述的流体动力装置中由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮经传动机构驱动发电机。
5.一种由权利要求1所述的流体动力装置构成的水力发电装置，其特征是:将权利要求I所述的流体动力装置中的中心轴两端安装于水力发电装置的机体，用权利要求1所述的流体动力装置中由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮经传动机构驱动发电机。
6.一种由权利要求1所述的流体动力装置构成的鼓风机，其特征是:将权利要求1所述的流体动力装置中的中心轴两端安装于鼓风机的机体，用驱动装置驱动权利要求1所述的流体动力装置中由空心轴与两叶片支板构成的叶片支撑轮转动。
【文档编号】F03D9/00GK103775275SQ201410045505
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月8日 优先权日:2014年2月8日
【发明者】何红军 申请人:何红军