[发明专利]活叶换向流体动力机

说明书

本发明是一种利用自然可再生能源的机械，是将海浪波动能、流水动能和风力动能转化为旋转可利用动能的流体动力装置。

传统的风力机多是水平轴模式，需要很高的塔架、维护不方便。传统的垂直轴风力机不能商品化的重要原因是逆向动能不能利用还消耗有效动力，所以效率太低不被市场接受。传统利用流水动能的水车是以悬在空中的巨大身躯为代价换取能量转换的，和流水涡轮机一样是陆地水平轴固定安装，对流水动能的利用因方位问题有很大局限性。海浪的波动能一直是船舶航行的阻力和堤岸损坏的制造者。海浪发电的传统试验技术虽然有数百项方案，但都是用海浪压缩空气通过气缸转换动力，其构造庞杂、需要高程海浪、效率很低不能进行商品化生产。

本发明的任务是设计一种垂直轴的流体动力机，能充分利用各种自然流体水平全方向动能并有效利用其波动动能。

本发明的任务是通过以下方式实现的。由受力叶片、受力叶片支架、弹力换向器、动力机主转轴、动力输出系统组成活叶换向流体动力机。其中受力叶片与受力叶片支架用转动轴连接，受力叶片在流体和弹力换向器的共同作用下可以做小于或等于90度的往复转动，受力叶片转动的方向垂直于动力机主转轴平行于流体运动方向，动力机主转轴的转动方向固定不变。活叶换向流体动力机处在流体运动场中，受力叶片受到的流体冲击力方向与动力机主转轴旋转的方向一致时、受力叶片依托在受力叶片支架上将流体的冲击动能转化为动力机有效旋转动能，当受力叶片受到的流体冲击力方向与动力机主转轴旋转方向相悖时、受力叶片在流体作用下作转动位移与受力叶片支架形成夹角连接带动弹力换向器将流体的冲击动能转化为动力机有效旋转动能或顺势将流体动能释放。

一个转动轴垂直于流体运动方向的装置处在流体当中，在轴心的两侧必然同时受到两个方向相反的推动力，如果流体是均匀不能压缩的，那么该装置根本不能定向旋转。本发明能够实现发明任务的关键是活叶和换向。活叶是指受力叶片不是固定安装在支架上，面对与动力机转动方向相悖的冲击不是阻挡流体而是顺应流体的冲击转动移位让开流体通过的道路。受力叶片的转动带动弹力换向器工作。弹力换向器将受力叶片受到的转动力量转化为一个反方向加在受力叶片支架上的力量传递到动力机的主转动轴上形成有效动力。不仅如此，弹力换向器还要起到稳定受力叶片的作用，使受力叶片不因动力机的旋转惯性自动移位并保障受力叶片及时复位。

如果将活叶换向流体动力机主转轴采用垂直水平面安装方式，动力机可以将流体在水平方向的波动动能大部分转化为动力机有效旋转动能。诚然，本发明的动力输出系统需要有调速和稳定措施。

实现本发明的方式是用本发明将自然流体的动能转化为可以控制使用的旋转机械动能，用于制造垂直轴风力发电机、风动力机械、流水动力船、流水动力机械、无坝流水电站、海浪动力船、海浪动力机械、海浪发电装置。