[發明專利]一種匯流繞射法及匯流繞射發電機

在審

• 申請號: 202011275061.0
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112943505A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 邵波;邵瀅
• 申請（專利權）人: 深圳市鑫神科技開發有限公司
• 主分類號: F03B3/18
• 分類號: F03B3/18;F03B13/26;F03B3/12;F03B15/00;F03D1/04;F03D1/06;F03D9/25;F03D7/02
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1.一種匯流繞射法，涉及到“一種流能發電法及流能發電機201711198953.3”公開的技術特征，其特征是采用進口大、出口小且具有改變流體流道、流速、壓力和流體功率密度的功能，迫使匯集于其腔內的流體沿其管道形狀流動以及向技術目標葉片噴射流體來體現匯能繞流法、流速放大法、流體功率密度放大法、壓力放大法、M個噴射口構成噴射環齊噴法和機外可拆裝的雙向工作的聚能罩法。

2.根據權利要求1所述的匯流繞射法，其特征是從管道的大喇叭口形的輸入口為進口至其尾部的小噴射口為出口之間的幾何形狀不限制的管道由導通截面逐漸變小的腔內流道貫通而構成流體沿管道形狀繞流后，再向連接葉輪各個葉片的中心點的呈圓環形的連接虛線的切線方向噴射的方法，這種輸入口大、噴射口小且為彎形管道物實際上就是一物多功能的流體流向引導器，以及集流速、壓力和流體功率密度三種類的放大器于一身的總成；將按照本匯流繞射法制成的匯流繞射換能機與“一種流能發電法及流能發電機201711198953.3”中的表述的同類型換能器的設計方案融合一起后，創造出新設計方案：將換能器的導流器的圓周設計成n個相互隔離的分層面的流體進入口，n個流體進入口對應地與n個彼此獨立的喇叭形匯流繞射器尾部的噴射口之間的噴射方向指示線非接觸地對準葉輪的非規則的橢圓柱向半徑外方向切開四分之一管壁的開口葉片之凹面的中心點的連接虛線之切線方向，在葉片外緣的上下端各設有一根葉片篐索，必要時允許葉片之凹面的中心點的連接虛線處的上下端各加設一根葉片篐索，即允許葉片篐索與葉片凹面的中心點的連接虛線重合，采用緊索器連接葉片篐索的接頭；喇叭形匯流繞射器的中段至尾部的一段之外觀形狀呈現圓環形狀，并包圍著換能器中的導流器整個圓圈之向心側面的葉片流體進入口，其尾部靠近環心一側的足夠厚的腔壁板上設有對準葉輪的半圓柱的葉片凹面的中心點的連接虛線之切線方向噴射流體的M個噴射口，噴射口平面形狀呈“長縫狀”，故將“噴射口”改稱為“噴射縫”，由根據實際情況按照技術要求需要M個噴射縫在環狀的導流器內側足夠厚的腔壁板上構成一個噴射縫環，噴射縫環上的噴射縫縫寬以及噴射縫與噴射縫之間間距，以及上述導流器的繞流方式須根據所設計的匯流繞射發電機的功率大小和實際運行環境與條件來確定；此外，在此噴射縫環外圍還設置了一個縫距縫寬一致的另一個噴射縫環；這兩個噴射縫環錯開一個角度時，可以由縫寬控制系統控制噴射縫之縫寬；縫寬控制系統在市面上主要有兩種產品，一種是電控的，一種是機械控制的；至此，具備了匯集和引導流體進入換能器以及向葉輪的半圓柱形的葉片之凹面中心點的連接虛線之切線方向噴射流體的功能；換能器的葉輪中所有葉片旋轉運動全過程中按照對葉輪轉軸的運動作用分為做功過程和回程過程，葉片的運動軌跡所占空間分別稱為做功通道和回程通道，做功通道和回程通道分別對應自己的輸入口₁和輸入口₂，輸入口₁與輸入口₂聯合構成了換能器的整機輸入口；按科學慣例，將做功通道里做正功過程對應的葉片旋轉方向被規定為旋轉正向，與所規定的旋向同向轉動的葉片，對葉輪轉軸做正功；在回程通道中，葉片旋向與所規定的正旋向相反，故回程通道里的葉片之轉動對葉輪轉軸做負功；葉輪中所有葉片在同一時間內都在做功，只是一部分葉片進入做功通道后，其運動是對葉輪轉軸做正功，另一部分葉片則進入回程通道后，其運動方向與流動流體的運動方向相反，出現對葉輪轉軸做負功的現象；葉輪的全部葉片針對轉軸做的凈功等于全部葉片在同一個轉動周期內對葉輪轉軸所有正負功之和；葉輪的全部葉片中一半的葉片對葉輪轉軸做負功的原因是它們進入回程通道后，所受到與葉片運動方向相反的流體的作用而對同一根轉軸產生的旋轉方向與另一半葉片在做功通道里所受到與葉片運動方向一致的流體的作用所產生的轉動方向相反，如果葉片在回程通道里所做的負功將抵消了其它葉片在做功通道里對葉輪轉軸所做正功，葉輪將靜止不轉；如果抵消正功的一部分，導致了葉輪中在同一個轉動周期內參與旋轉運動的葉片旋轉的全過程中對葉輪轉軸所做的凈功小一些，葉輪將不能按技術要求轉動；鑒于流體流入葉片回程通道里，所引起的葉片之運動特征和做功性質，本匯流繞射法改變流體進入葉片回程通道之噴射縫位置與射流角度，使得葉輪中的所有葉片在它們旋轉的全過程中，任何一片葉片的旋向必須同向，從而杜絕葉輪中任何一片葉片對葉輪的轉軸做負功的現象；在不考慮軸承摩擦力機械負功和葉片運動在流體環境中的介質內摩擦力所產生的負功的情況下，葉輪上所有葉片在旋轉全過程中任何時刻任何運動軌跡點上都對葉輪轉軸做正功之方法，按照本匯流繞射法所構成的匯流繞射換能機的流體向葉輪葉片噴射方向的運行過程中已經將回程過程變成了做功過程，即葉輪中所有的葉片都在做正功，葉輪中的所有葉片的運動軌跡形成一個與葉片一起相對葉輪轉軸連續旋轉運動的流體環，與葉片一起連續旋轉的流體環的流體從噴射縫之噴射而得到攜帶一定動能的流體之補充，同時，旋轉流體環中的流體又從所有的葉片之上下兩端流出去，從葉片的上下兩端流出流體環的流體再從換能器的上蓋和下蓋中間部位的兩個通孔流出換能器，流體完成了它的換能；匯流繞射器喇叭形的輸入口之平面法線與流體運動方向平行，該喇叭口就是匯流繞射器的輸入口₂，匯流繞射器中段至尾端之腔內流道被制成為流體導通截面積向尾端方向逐步縮小，其中段至尾部的外形幾何形狀被制成以葉輪轉軸為環心的圓環體形，喇叭形匯流繞射器之整個圓環體的尾端被制成不通氣、不漏水和可控泄流通孔通斷狀態的盲端；本機的輸入過量流體的處理方式之一：在圓環體流道的背向環心的一側腔壁板上開有一系列由流速傳感器和壓力傳感器控制的活門覆蓋著的泄流通孔以及在導流器的蓋板上合適的地方開一個合適的可控通斷的通孔，并在通孔的外出口處口對口地對裝一個密封波紋皮囊，密封波紋皮囊對流體實施一定量的儲存和調節；本機的輸入過量流體的處理方式之二：葉輪上的葉片包括安裝在兩根相面對朝向的豎直軌道、連接兩根豎直軌道的橫梁、吊掛葉片的連接鉤、波紋狀材料制成的葉面面積可控的葉片、葉片下方的安裝鉤、風速-轉速-重力控制葉面受力面積的連接線、具有過球心貫穿孔的重物、輻條狀的與轉軸連接端低外緣端高的重物滑道桿、滑輪組；當葉輪處于靜止狀態或低轉速狀態時，在重物滑道桿上的重物在重力的作用下靠近轉軸，通過風速-轉速-重力控制葉面面積的連接線和連接鉤作用在葉片上方的作用力將波紋狀材料制成的葉面面積可控的葉片提升至最大面積或較大面積；當運行環境的風速增大后，葉輪的轉速增大，重物受到的離心力增大，其轉動半徑隨之增大，重物在重物滑道桿與葉片的連接線一起向葉片方向移動，使得葉片的上端下移而減小葉片的受風面積，最終實現葉片受風面積隨風速大小的變化而變化；本機的工作過程：在導流器的圓環體形的環道段向著其環心的一側腔壁板上開有M個噴射縫，噴射縫的噴射方向正對換能器的葉輪之流體進入口，讓匯流繞射器的喇叭形輸入口前方的流體流進了輸入口之后，隨著匯流繞射器的喇叭口至其尾部的導通截面是逐步縮小的腔內流道，以至于在保持流量不變的情況下，匯流繞射器腔內流道里流動的流體在噴射縫出縫瞬間流體之功率密度被放大，流體出縫瞬間流速隨之被同步放大，流體出縫瞬間壓力也被同時放大之方法。