[发明专利]一种汇流绕射法及汇流绕射换能机

说明书

本发明公开了一种汇流绕射法及汇流绕射换能机，是一台只做正功不做负功的机器，原因是机器中采用进口大、出口小且具有改变流体流向、流速、压力和流体功率密度的功能，巧妙地迫使汇集于其腔内的流体沿其腔内流道流动到技术要求的位置，向技术目标喷射流体。本法是从喇叭口形输入口为进口至其尾部的喷口为出口之间的腔内流道由导通截面逐渐变小的腔内流道贯通而构成绕流喷射功能的方法，使得被输入到机内的流体之流向、流速、压力和流体功率密度得以放大，同时杜绝了叶轮叶片在回程过程中对叶轮的转轴做负功的现象，对于迎面输入的流体的利用率提高一倍，整机的能量转换效率提高近四倍，这是本汇流绕射换能机具备了只做正功不做负功的功能的根据。

技术领域

本发明属于可再生能源利用——流体能量转换成电能的技术领域，具体说，是一种汇流绕射法及汇流绕射换能机技术，其中汇流绕射法是一种汇集流体能量，绕到按自然科学规律有效发挥能量形式转换的位置喷射出流体，使得换能机中的叶轮之叶片在旋转全过程中每时每刻每每运动一段过程都是做正功过程的能量形式转换方法，本汇流绕射法及汇流绕射换能机涉及“一种流能发电法及流能发电机201711198953.3”技术，汇流绕射法将与“流能发电法”融合运用，汇流绕射换能机是汇流绕射器与“流能发电机”融合的技术结果。

汇流绕射换能机是整机的名称，汇流绕射器则是汇流绕射换能机中的一种部件的名称。

换能机（水平轴螺旋桨式风电机、垂直轴风叶轮式风电机和各种流体动能发电机的统称），即风力发电机、水力发电机、波力发电机……均属于换能机中的一种。

背景技术

众所周知，人们利用流体能量转换成电能已经是历史悠久的事了，譬如利用风力发电、水体势能发电或水轮车提水。常见的是螺旋桨式的风力发电机。但是，当前的各种风电机和各种水电机的一些技术指标不尽人意，尤其是整机机电学转换效率和装机容量年均利用率高都很低，其商业经济性不能满足市场要求。

造成其效率低下，以及运行成本居高不下的原因是多方面的，其中原因之一就是拾能器的能量接收器，俗称的“拾能头”在其回程过程中做负功，虽然螺旋桨充当的拾能器表征上没有回程的问题，但其两个问题也是难以完全消除的：一是螺旋桨在旋转的过程中，除了致其转动的推动力之外，同时还受到转动过程中来自介质的阻力以及在桨叶之间漏掉相当数量的流体及其所携带的动能，漏掉的流体动能没有被“拾能头”：桨叶所吸收。而在垂直轴流能发电机中叶轮的叶片在其回程过程中对叶轮的转轴做负功，导致流能发电机的换能效率一直低下，至今其换能效率没有得到有效提高。

又譬如，修建拦江大坝水力发电站，需要修筑拦江大坝，在河流上游河道段因堤坝而形成江面蓄水水库，例如，长江三峡水电站的江面蓄水水库，丰水期库水深度175米，库积了大量的水体，又因大坝的存在而出现影响河道水面船只通航、阻碍水下生物自由游动和繁衍的现象，更不利的是，修筑了拦江大坝，在江道上所形成的江面蓄水水库，严重地改变和破坏地下水系的原状，改变和破坏江道上游四川盆地、青藏高原，以及云南地区、甘肃地区、新疆地区的地壳质量分布平衡和地质所有相涉方面的生态，引发地球自转转速异常变化，以及地球自转攝动幅度异常增大，成为频发地震的根本原因。

发明内容

当前的水平轴螺旋桨风电机难以对入射风力进行前期处理，没有汇集大于该机扫风面积的风力所携带的动能之功能；不具备对吹动桨叶旋转的风力进行风的功率密度、风速、风压之放大功能，水平轴螺旋桨风电机面临着在当前状况中难以克服的难题。而申请号为201711198953.3的申请文件中公开的垂直轴式的流体动能发电机就令人满意地解决上述问题，但是该垂直轴流能发电机只利用了流体动能入射量的一半能量，另一半的流体动能则沿着“遮风罩”的外表面“溜走”了。

所谓原始粗犷状态的输入方式，是指叶轮中的叶片在没有其它因素的参与之下，直接与自然的原始状态下的流体相互作用的输入方式；所谓“满口”是指导流器工作面的“投影面积”；所谓“满口输入方式”，通常是指，按照当前流行的换能器中设置的导流器所构成的工作面之“投影面积”大小来计算流体输入量的输入方式。