动至接近转向面13时，稍微外凸的窗叶3的凸面受流体推动作用而半关闭着窗口 4 (如果窗叶3不外凸也是一样的)，轮叶Ic继续转动而越过转向面13进入顺流区11，跟着如图15所示，轮叶Id的窗叶3的凸面迎着流动的流体，受流体推动作用而关闭着窗口 4。
[0067]因为流体动力作用，流体不断这样穿过本发明的百叶式流体动力装置，不断带动轮叶I进而带动轮轴2转动，川流不息，以产生动能,轮轴2所产生的动能都可以向外输出用于发电。
[0068]本发明的百叶式流体动力装置的能量损耗主要在四部分:1)轮轴2的机械摩擦力；2)轮叶I进入逆流区12时翻开窗叶3所耗损的能量；3)轮叶I在逆流区12回转时轮叶骨架7的实际面积阻挡流体所耗损的能量；4)本发明的百叶式流体动力装置本身所具整体质量在转动中的耗能。
[0069]以上四部分能量损耗接近固定，按理，在强风的气流中或在河流或洋流的巨大能量作用力下，流体穿过本发明的百叶式流体动力装置带动轮叶I旋转所产生的能量，远超过能量损耗，抵消能量损耗后，还有大量剩余能量，以带动发电机组发电。
[0070]下面是对本发明的百叶式流体动力装置所产生的能量通过初步估算进行说明:
[0071]假设轮叶I的径向长度为R，假设轮叶I的轴向长度为L，轮叶I的面积为RL。假设流体依转向面13方向流过r的距离所用的时间为t，则流体速度v=r/t。流体密度为P。
[0072]初步估算功率P=(l/2)mv2/t=(l/2) P rRLv2/t= (1/2) P RLv3。
[0073]若置于水流中，水密度P =1000Kg/m3。
[0074]假设R为I米，轮叶的长L=100米，水流速度V为I米/秒，功率P= (1/2) X 1000 X I X 1000 X I3=0.5百万瓦。同样的装置，若置于水流速度v为3米/秒的水流中，则功率 Ρ=(1/2) Χ 1000Χ1Χ1000Χ33=13.5 百万瓦。
[0075]若置于强风中，空气密度P =0.225Kg/m3。
[0076]假设R为I米，轮叶的长L=10米，风速V为10米/秒时，功率P= (1/2) X0.225X 1X 100X 103=11.2千瓦。同样的装置，若置于风速v为20米/秒的强风中，功率 P= (1/2) X0.2 2 5X 1X 100 X 203=90 千瓦。
[0077]发电容量比较:
[0078]三峡大坝水电站，共安装32台70万千瓦水轮发电机组，另外还有两台5万千瓦的电源机组，总装机容量为2250万千瓦，即22500百万瓦。长江中游长一千公里，平均流速为I米/秒，可设置数万个轮叶径向长度I米及轴向长度1000米的百叶式流体动力装置在河流中，发电量可超过三峡大坝水电站的发电量。长江上游的水流速度达3米/秒，同一装置的发电量更提升十数倍。事实上，长江流域年均水资源总量9960亿立方米，全流域水能理论蕴藏量约2.8亿千瓦，可开发量约2.6亿千瓦，约为三峡大坝水电站发电量的11倍，若能够发挥一半功效已有5倍三峡大坝水电站的发电量。
[0079]另外，洋流能源更为巨大，中国沿海洋流的理论平均功率为1.4亿千瓦。美国墨西哥湾流总流量便达到7400?9300万立方米/秒，比陆地上所有河流的总量则要超出80倍。若与我国的河流相比，它大约相当于长江流量的2600倍，或黄河的57000倍。美国伍兹霍尔海洋研究所的研究人员指出，墨西哥湾流受到风力、地球自转和朝向北极前进的热量所驱使，所带来的能量等同于美国发电能力的2000倍。
[0080]世界上河流洋流能量资源丰富，若考虑全世界河流洋流适当设置本发明的百叶式流体动力装置，所产生的发电量，足可以取代现有所有火力发电及核能发电设施，大大减少因火力发电排出的废气所带给人类的危害，并同时能大大减少核电泄露辐射所存在的危险。
[0081]以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种百叶式流体动力装置，放置于有气流存在的大气中或有水流存在的水域中，其特征在于，包括: 轮轴； 多个轮叶，沿所述轮轴的轴向固定在所述轮轴上，多个所述轮叶在所述轮轴上均匀分布并呈辐射状设置，在水流或气流的流体动力作用下所述轮叶带动所述轮轴单向转动；其中 所述轮叶包括轮叶骨架和形成在所述轮叶骨架内的多个窗口，所述窗口上设置有在顺流区用于盖住窗口而在逆流区自动打开窗口的窗叶，并且所有窗叶都置于所述轮叶的同一侧。
2.根据权利要求1所述的百叶式流体动力装置，其特征在于，所述窗口由相互垂直的横向杆状体和纵向杆状体交叉形成，其中横向杆状体平行于所述轮轴，相邻两个所述横向杆状体的间距相等，而相邻两个所述纵向杆状体的间距相等。
3.根据权利要求2所述的百叶式流体动力装置，其特征在于，当使用状态下所述轮轴水平设置时，所述窗叶转动连接在所述窗口与所述轮轴平行的外缘上，当使用状态下所述轮轴垂直设置时，所述窗叶转动连接在所述窗口与所述轮轴平行的外缘上或者所述窗叶转动连接在所述窗口垂直于轮轴的上缘上。
4.根据权利要求3所述的百叶式流体动力装置，其特征在于，所述窗叶通过铰链铰接在所述窗口的外缘或上缘上。
5.根据权利要求3所述的百叶式流体动力装置，其特征在于，所述窗口的外缘或上缘上设置有榫眼，所述窗叶上设置凸出的用于插入所述榫眼内以使所述窗叶转动连接在所述窗口上的榫头。
6.根据权利要求3所述的百叶式流体动力装置，其特征在于，所述窗口的外缘或上缘上设置轴杆，所述窗叶上设有用于使所述轴杆穿入的窗叶孔，从而使所述窗叶转动连接在所述窗口上。
7.根据权利要求1所述的百叶式流体动力装置，其特征在于，所述窗叶的面积大于所对应的所述窗口的面积，致使所述窗叶足以完全封盖所对应的所述窗口，而相邻的所述窗叶之间不重叠。
8.根据权利要求1所述的百叶式流体动力装置，其特征在于，所述窗叶的面积小于等于所对应的所述窗口的面积，所述窗口的边缘上设置用于使所述窗叶永远位于所述窗口的同一侧而不会转动至所述窗口的另一侧的挡条。
9.根据权利要求1所述的百叶式流体动力装置，其特征在于，所述窗叶的一面内凹而另一面外凸，内凹的一面靠贴所述轮叶骨架，外凸的一面背向所述轮叶骨架。
【专利摘要】本发明公开了一种百叶式流体动力装置，放置于有气流存在的大气中或有水流存在的水域中，包括：轮轴；多个轮叶，沿所述轮轴的轴向固定在所述轮轴上，多个所述轮叶在所述轮轴上均匀分布并呈辐射状设置，在水流或气流的流体动力作用下所述轮叶带动所述轮轴单向转动；其中所述轮叶包括轮叶骨架和形成在所述轮叶骨架内的多个窗口，所述窗口上设置有在顺流区用于盖住窗口而在逆流区自动打开窗口的窗叶，并且所有窗叶都置于所述轮叶的同一侧。本发明的百叶式流体动力装置具有结构简单、制造方便、成本较低的优点，可以在世界各地的河流和洋流中以及有风吹的地方推广及应用。
【IPC分类】F03D3-06, F03B3-12
【公开号】CN104675599
【申请号】CN201310636480
【发明人】曹鸿辉
【申请人】曹鸿辉
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月27日
【公告号】WO2015078086A1