半圆回转流体动力机及其机组的制作方法

1.本实用新型涉及一种流体动能捕获转化技术领域，特别是一种阻力型低速流体动能捕获转化系统装置。


背景技术：

2.化石能源的开发利用在催动人类文明发现进步的同时排出大量的有害物质，污染环境，破坏生态平衡，产生的负面效应程度已经严重威胁到了自然的生态平衡和人类文明的生存与发展。开发利用清洁新能源替代化石能源，减少有害物质排放，维护生态平衡，继续催动社会文明发展进步是全社会共同的责任和义务。自然中流体动能的大量开发利用在新能源替代化石能源中占有主要份额，但与巨大的新能源需求还相差甚远。还有许多储量丰富、量大面广、频率波动小、持续时间长、流速变化比较少的低速流体能源等待开发。低速流体主要包括海流能、浅滩和小河的流体动能、流速比较低的风能等。低速流体动能因能量密度小，而不易被转化利用。大多数流体动能转化为机械动力过程就是把处在很大面积上的低密度能量集中到中心点上将其变为比较高密度的机械动能输出做功的过程。在低速流体动能转化过程中就更加需要扩大能量收集面积才能集中到所需要的流体动能并输出做功。现有叶轮式流体动能转化机收集能量的时候，需要浸没在单向运动的流体中作旋转运动，叶片的迎流面接受到顺流流体的冲击产生动力，相对另一面逆流向运动产生阻力。增大叶片面积以增大动力的同时，阻力也随之增加。导致动能收集转化的效率低，在低速流体内甚至出现自身转动困难的现象，再进行输出做功就更加的困难。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的即在于提供一种半圆回转流体动力机及其机组，使得捕能叶片不用再经过逆流向运行过程就能回到顺流区域再次接受顺流流体的冲击力顺流向运行，继续产生动力输出做功。捕能叶片躲避了逆流向运行过程，减少了阻力的产生，也就增大了动能的输出。达到原先尚未被大量开发利用的低速流体动能也能够输出动力做功的目的。
4.本实用新型提供的半圆回转流体动力机，其特征在于，包括支架，旋转轴可转动地安装在支架上；滑动叶片与旋转轴之间通过滑动结构实现装配联结，所述的滑动结构是指相互配合的滑块与滑槽架，滑块与滑槽架分别固定安装于滑动叶片或旋转轴上；所述的滑动结构成对设置，分别布置于滑动叶片的两侧。
5.进一步的，所述的滑动结构包括滑块、滑槽架；滑块固定连接在旋转轴上，滑槽架固定连接在滑动叶片的两侧，滑块与滑槽架滑动配合。
6.进一步的，所述的滑动结构包括滑槽架、滑块；滑槽架固定连接在旋转轴上，滑块固定连接在滑动叶片两侧，滑槽架与滑块滑动配合。
7.进一步的，所述的滑块为滚轮。
8.进一步的，所述的旋转轴同一端侧设置有多个滑槽架，呈环列均匀布置，形成轮辐式结构；所述同一端侧多个滑槽架重叠区域相互贯通；滑槽架与滑动叶片上的滑块配合。
9.进一步的，所述的滑动叶片上还设有重力辅助装置,所述的重力辅助装置为真空水银管或内含钢球的密封钢管。
10.本实用新型还提供了一种基于上述的半圆回转流体动力机的半圆回转流体动力机组，包括至少2个半圆回转流体动力机，相邻半圆回转流体动力机之间用万向节联轴器与离合器配合实现串联，且旋转轴呈90
°
布置。
11.本实用新型所提供的半圆回转流体动力机及其机组，滑动叶片超过旋转轴的水平面后，在滑动叶片重力和伯努利原理产生的逆流向反作用力的共同作用下，径向穿过旋转轴，滑动到顺流区域，再次接受流体的顺流冲击。躲避了逆流向运动，从而避免了冲击力转化为阻力，冲击力继续作为推动力推动滑动叶片旋转进而带动旋转轴转动。相邻半圆回转流体动力机之间用万向节联轴器与离合器配合实现串联，且旋转轴呈90
°
布置,能够适用不同方向的流体。在海流能的转化利用上：利用海流能的能量密度比较大，比较具有稳定性和规律性的特征，转化输出更加稳定的动能来。在风能转化利用上具有两种不同的作用：一种是像其他风力机一样独立担起风电场的发电作用；另一种作用是作为现有的大多数风电场的升力型风力机在低风速时段出力不足的一个补充作用。使得低速流体动能得到充分开发，极大提高了流体动能的利用效率，扩大半圆回转流体动力机的适用范围，增大新能源的供应量，延长新能源的供应时间，减小电网负荷的波动性，增强稳定性，缩小供应与需求之间不够协调的问题。使用新能源代替传统能源，减少温室气体的排放和有害物质的产生，维护生态平衡，继续催动社会文明发展进步。
附图说明
12.附图部分公开了本实用新型具体实施例，其中，
13.图1为本实用新型的实施例一的结构示意图；
14.图2为本实用新型的实施例二的结构示意图；
15.图3为本实用新型的实施例三的结构示意图。
具体实施方式
16.如图1
‑
3所示，本实用新型所提供的半圆回转流体动力机，其特征在于包括支架1用于整体结构的支撑，旋转轴2与支架1旋转连接，旋转轴2和滑动叶片3通过滑动机构固定安装在旋转轴2上，使滑动叶片3在旋转轴2水平面以下沿半圆轨迹运动，当滑动叶片3依靠惯性等转到旋转轴2水平面以上时，依靠重力的作用，滑动叶片3沿滑动结构滑下，之后再次受到流体的推动力进行新一轮的旋转运动。滑动叶片3上沿旋转轴2径向设置重力辅助装置,如真空水银管或内含钢球的钢管，辅助叶片依靠重力沿半圆的直径滑下。现以如下三种实施例对本实用新型进行进一步说明。
17.实施例一，本实施例使用左中右三个支架1和三个短的旋转轴2旋转连接。外侧支架1所连接旋转轴2的一端与矩形第一滑块4固定连接；中间支架1所连接的旋转轴2的两端都固定连接矩形第一滑块4，矩形滑块4呈90
°
夹角。滑动叶片3通过两侧设置的滑槽架5与矩形第一滑块4配合，其夹角亦为90
°
。在实际的应用中，流体推动滑动叶片3围绕旋转轴2运动。当左侧滑动叶片3受流体冲击力旋转到接近水平方向时，受到的冲击力最小，失去了旋转的推力；此时右侧的滑动叶片3与流体冲击力方向垂直，既受到的冲击力最大。通过中间
支架1连接的旋转轴2带动左侧滑动叶片3继续绕旋转轴2转动，超过水平位置后，左侧滑动叶片3受重力作用滑下并继续绕旋转轴2转动，同时滑动叶片3受到流体冲击力逐渐变大；左侧滑动叶片3与流体方向呈90
°
时，右侧滑动叶片3旋转到接近水平，同理，左侧滑动叶片3通过中间连接的旋转轴2带动右侧滑动叶片3向上转动超过水平位置，右侧滑动叶片3受重力作用滑下；在叶片的下滑过程中，重力辅助装置,如真空水银管或内含钢球的钢管将发挥加速下滑的作用。左右两侧滑动叶片3互相配合，使旋转轴2持续旋转。
18.实施例二，本实施例使用支架1和整根旋转轴2旋转连接。两对滑槽架5固定在旋转轴2上呈90
°
夹角。滑动叶片3通过两侧设置的滚轮7与滑槽架5配合，其夹角亦为90
°
。在实际的应用中，流体推动滑动叶片3带动旋转轴2旋转。当左侧滑动叶片3受流体冲击力旋转到接近水平方向时，受到的冲击力最小，失去了旋转的推力；此时右侧的滑动叶片3与流体冲击力方向垂直，既受到的冲击力最大，通过旋转轴2带动左侧滑动叶片3继续绕旋转轴2转动，超过水平位置后，左侧滑动叶片3受重力作用滑下并继续跟随旋转轴2转动，同时滑动叶片3受到流体冲击力逐渐变大；左侧滑动叶片3与流体方向呈90
°
时，右侧滑动叶片3旋转到接近水平，同理，左侧滑动叶片3通过旋转轴2带动右侧滑动叶片3向上转动超过水平位置，右侧滑动叶片3受重力作用滑下；在叶片的下滑过程中，重力辅助装置,如真空水银管或内含钢球的钢管将发挥加速下滑的作用。左右两侧滑动叶片3互相配合，使旋转轴2持续旋转。
19.实施例三，本实施例使用两个支架1和两个短的旋转轴2旋转连接。两对十字形滑槽架5固定连接在旋转轴2的一端。两片滑动叶片3通过两侧设置的滑块4或滑轮与导轨滑槽配合，其夹角为90
°
。在实际的应用中，流体推动滑动叶片3带动旋转轴2旋转。当在先的滑动叶片3受流体冲击力旋转到接近水平方向时，受到的冲击力最小，失去了旋转的推力；此时在后的滑动叶片3与流体冲击力方向垂直，既受到的冲击力最大，通过旋转轴2和轨道滑槽带动在先的滑动叶片3继续绕旋转轴2转动，超过水平位置后，在先的滑动叶片3受重力作用滑下并继续跟随旋转轴2和轨道滑槽转动，同时受到流体冲击力逐渐变大；在先的滑动叶片3与流体方向呈90
°
时，在后的滑动叶片3旋转到接近水平，同理，在先的滑动叶片3通过旋转轴2带动在后的滑动叶片3向上转动超过水平位置，在后的滑动叶片3受重力作用滑下；在叶片的下滑过程中，重力辅助装置,如真空水银管或内含钢球的钢管将发挥加速下滑的作用。两滑动叶片3互相配合，使旋转轴2持续旋转。
20.两个半圆回转流体动力机之间用万向节联轴器与离合器配合，半圆回转流体动力机呈90
°
布置。所述的万向节联轴器与离合器为现有技术，是本领域技术人员能够实现的，不多做赘述。
21.在实际的应用中，两个半圆回转流体动力机通过离合器连接成半圆回转流体动力机组，半圆回转流体动力机呈90
°
布置，即使流体的运动方向发生了改变，半圆回转流体动力机组仍然可以工作，极大提高了流体动能的收集效率；若遇到能够对半圆回转流体动力机产生破坏的流体，离合器断开连接，避免半圆回转流体动力机损坏。