[发明专利]一种水力作用装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及水力资源利用设备与水上运输的船舶上使用的一种水力作用装置。

背景技术

水流具有冲击力、压力与浮力，可通过水力设备用来发电、灌溉、运输。

现有固定式叶片或微动式叶片的水力设备一般用于水库发电站，用在江河流水的水力资源的利用率很低，主要原因：现有固定式叶片或微动式叶片的水力设备一般需要导流通道，江河的水位一年四季不同，面较大；

用于开发江河流水的水力资源还有活动式叶片的水力设备，但是利用率也不高，要么体积太大，要么只能利用部分水流资源，尤其难以与横跨江河的桥配合利用桥洞进行水流发电；

水上运输的工具本文中称为水运工具，水运工具现有排量型船舶、滑行艇、水翼艇、冲翼艇、穿浪型船舶和小水线面积船舶、筏、水陆两用车、水陆两用船、摩托舰、水上飞机、军舰、航空母舰等民用装备和军用装备，这些运载工具在水面上航行时水的阻力随航速的增加而按航速的多次方递增，尤其在逆行时，水流的阻力更大，水阻造成能源的大量浪费；现有减缓水运工具在水中行驶阻力的技术也有许多，一种是通过浮力滚筒、水下潜体等技术，但这些技术减缓的作用有限，因为浮力滚筒、水下潜体等在水中行驶时依然会产生较大的阻力；另一种是气垫技术，气垫技术需要驱动气体来支撑水运工具的重量，也同样要消耗大量的能源。还有利用水轮机将江河中逆水的能量转换为船逆水行驶的动力，但水轮机的体积较大，重量较大，水流冲击在水轮机前下部的叶片时，还会产生向下的作用力，增大大船舶的吃水深度，因此，简单地采取水轮机的技术效率较低。

发明内容

水流喷在水轮上不同的位置，作用在水轮叶片上力大小与方向是不同的：有动力，有阻力，有顺时钟作用扭矩，有反时钟作用扭矩，有向上的力，有向下的力，因此，水与水轮及叶片在做相对运动时，控制水与水轮的相互结合的位置，可以减少水流的负作用力，提高水能的利用力，就可转化为可以利用的能源和各种形式的作用力。

本发明的目的之一是控制相对运动的水流与水轮结合的位置提供一种水力作用装置。

本发明的目的之二是控制相对运动的水流与水轮结合的位置提供一种水流发电装置。

本发明的目的之三是控制相对运动的水流与水轮结合的位置提供一种水力推进器。

本发明的目的之四是控制相对运动的水流与水轮结合的位置提供一种低能耗水运工具。

本发明所涉及的一种水力作用装置是这样实现的，其特征在于具有水力位控制机构、转子、叶片；其特征在于水力位控制机构包括有定子，定子上具有水击口与叶片滑道。

本发明的工作过程是这样的，方案一中：定子具有较大的水击口，转子上的叶片的一端都可与水击口相连，定子及其叶片滑道改变了转子周围的叶片径向位置，在不同水击口位置，水流作用在叶片上的力是不同的，不同叶片作用在转子上的力也是不同的，不同的力在转子上产生一定的转矩，促使转子的转动；水流的冲力可推动叶片及转子转动，定子及其叶片滑道可促使叶片在转子上移动。

方案二：定子具有半封闭的壳体，水击口相对较小，转子上部分叶片的一端与水击口相连，水力位控制机构通过半封闭的壳体与叶片滑道配合，保持定子水击口位置的叶片接触相对运动的水流，并阻挡了水流作用在其它叶片上，更有效地避免叶片产生负作用力，可产生更大的定向的作用力，有助于提高水力作用装置的水力效率。

在实际使用中，方案一与方案二还可通过其它设施如液压缸、连杆等装置控制定子、转子、叶片等的移动，可与定子壳体、叶片滑道配合控制水流作用在水击口位置的叶片上，避免或减少水流作用在其它叶片上产生负作用力，可产生更大的定向的作用力，有助于提高水力作用装置的效率。

作用在叶片上的水力促使转子转动，转子转动可用来推动其它设备运动如发电机、水泵、驱动桨进行能量转换，由于水力位控制机构控制叶片的非对称分布结构，并产生一定方向与大小的作用力，还可通过半封闭的定子壳体或液压缸等结构更有效避免或减少负作用力，成为其它水力设备运动所需的作用力，如用于平衡船舶的重力，减少船舶的吃水深度与行驶阻力。

本发明所涉及的一种水流发电装置是这样实现的，其特征在于具有如上所述的一种水力作用装置；其特征在于水力位控制机构包括有液压缸；其特征在于具有发电装置，发电装置与转子相连。

本发明的工作过程是这样的，水力位控制机构包括有定子与液压缸；