[发明专利]叶片反转式流体驱动传动系统及相关产品

说明书

面对日益严重的生态环境危机，开发清洁能源显得尤为重要，相关的研究工作潜力巨大，意义非凡。叶片反转式流体驱动传动系统及相关产品，涉及清洁能源开发与环境保护领域。叶片反转式流体驱动传动系统，即创造性地利用流体力学原理实现风能、水能高效发电的驱动传动系统等。而叶片反转式流体驱动传动系统及相关产品的发现则凝聚了本人多年的探索和研究，从而实现风能水能等的巧妙利用，大大提高功效。

技术领域：

本发明涉及清洁能源的开发与环境保护领域，主要针对风能、水能发电的驱动传动系统以及相关的其它应用。

背景技术：

伴随着人类的进步，流体力学经历了漫长曲折的发展过程。以物体浮力定理和浮体稳定性在内的液体平衡理论，古希腊的阿基米德奠定了流体静力学的基础。此后千余年间，流体力学没有重大发展。

直到18世纪，牛顿提出牛顿粘性定律假设，使流体力学又取得理论上的突破。

接着，欧拉方程和伯努利方程的建立，标志着流体动力学作为一个分支学科建立，从此开始了用微分方程和实验测量进行流体运动定量研究的阶段。

1845年创立的纳维-斯托克斯方程，它是流体动力学的理论基础。

20世纪初，机翼理论和边界层理论的建立和发展是流体力学的一次重大进展，它使无粘流体理论同粘性流体的边界层理论很好地结合起来。飞机的出现，又极大地促进了空气动力学的发展。

发明内容：

叶片反转式流体驱动传动系统

一、叶片反转式流体驱动传动系统就是经设计带有固定轴的驱动体其外侧叶片，在运动流体的作用下，并通过齿轮传动及偏航系统控制，使其受力角度依次变化，从而实现几个叶片连续交递受力、推动着驱动体围绕着固定轴不停地旋转。(见附图1、2、3及附图说明)

二、叶片反转式流体驱动传动系统具有偏航控制功能：其特征是通过方向感应器将感应信号传给接触器、电源，以此控制着电机倒、顺运转，再传动偏航齿轮，从而使驱动体随着流体运动方向发生改变时而改变，实现最佳工作状态。(见附图1、2、3及附图说明)

三、叶片反转式流体驱动传动系统的自转叶片的设计：驱动体在运动流体作用下自身旋转的同时通过齿轮传动来控制叶片变化的角度，为了减少驱动体因变化叶片角度所产生的工作阻力，叶片可设计成能在运动流体的作用下产生助力自转形式的叶片，及在运动流体的作用下叶片的同面两边受力不等造成叶片受力自转。让叶片在运动流体的作用下相对于驱体产生反方向自转，但设计所产生的作用力不能过大，主要还是要考虑叶片及整个驱体运动的最佳受力。(见附图1、2、3及附图说明)

叶片反转式流体驱动传动系统的相关产品设计

一、风力发电驱动的设计：

风电是没有公害的能源之一，而且它取之不尽、用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海、岛屿、草原、牧场、山区、高原等地带，因地制宜地利用风电非常适合，大有可为。我国的风电事业发展很快，沿途经常会看到高高耸立、旋转不停的风轮，尤其是那三个上下翻转的大叶片，不由得让人叹为观止。

面对雄伟壮观的风电装置，心生赞叹之余，细细琢磨，慢慢也其中发现许多不足，其不足之处体现在以下几个方面，具体分析如下：

装置要想获得大的电能，就必须加大叶片的规格；而叶片越长，风叶尾端相对于旋转圆心的距离就越大，导致其工作时叶片尾端与旋转圆心速度反差就越大；这样，在相等风速风力作用下，叶片头尾端都不能最有效地受力做功，尤其是大叶片尾端在启动叶片时发挥的作用非常大，而在正常运行状态下的作用非常小，甚至起反作用，因为尾端的速度过快，这时的风速对它已形成不了作用力。由此造成目前的风电装置存在设计制造难度大、成本高、效率低等问题。而利用叶片反转式流体驱动传动系统设计制造成的垂直轴形式的风力发电驱动将从根本上解决这些问题。