卵形轨道控制式垂直轴轮机.pdf

1、10申请公布号CN104265564A43申请公布日20150107CN104265564A21申请号201410447357422申请日20140829F03D5/04200601F03B3/12200601B63H1/0220060171申请人郑坤宇地址064004河北省唐山市丰润区丰登坞丰泰佳园2号楼1门20272发明人郑坤宇郑志刚杨春明王晓爽孔祥霞54发明名称卵形轨道控制式垂直轴轮机57摘要本发明涉及的是一种卵形轨道控制式垂直轴轮机，包括转盘、传动轴、轨道盘、卵形轨道凹槽、直翼叶片等，传动轴穿过轨道盘和转盘固连，直翼叶片均匀安装在转盘的边缘上，直翼叶片的摆动轴穿过转盘与摆臂的一端固连，

2、摆臂另一端的滑动轴嵌入轨道盘上的一圈卵形轨道凹槽中，转盘转动带动直翼叶片旋转，同时牵引滑动轴沿卵形轨道凹槽平稳滑动，直翼叶片在绕传动轴公转的同时还绕自身的摆动轴摆动，使之与来流方向总保持最佳的攻角，提高了水轮、风轮或推进器的效率。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页10申请公布号CN104265564ACN104265564A1/1页21一种卵形轨道控制式垂直轴轮机的主要部件包括转盘、传动轴、轨道盘、卵形轨道凹槽、直翼叶片、摆动轴、滑动轴、摆臂等，其特征是传动轴穿过轨道盘与转盘固连，直翼叶片均匀安装在转盘

3、边缘上，直翼叶片的摆动轴穿过转盘与摆臂的一端固连，摆臂另一端的滑动轴嵌入轨道盘上的卵形轨道凹槽中，转盘转动带动直翼叶片旋转，同时通过摆臂牵引滑动轴沿卵形轨道凹槽平稳滑动，直翼叶片在绕传动轴公转的同时还绕自身的摆动轴摆动，卵形轨道凹槽上各点坐标位置都是通过计算设计好了的，所以直翼叶片在绝大多数情况下都在最佳攻角的状态下工作。2根据权利要求1所述，轨道盘和卵形轨道凹槽是一个整体，特征是卵形轨道凹槽深刻于轨道盘上，形状类似于鸟卵。3根据权利要求1所述，传动轴，摆动轴、滑动轴上均安有轴承。4根据权利要求1所述，转盘上的直翼叶片的数目为3个以上，所述直翼叶片均匀分布在圆盘的边缘上，每个叶片到传动轴的距离

4、相等。5根据权利要求1所述，本发明若用于推进器，旋转轨道盘则可实现360度轻松转向。6根据权利要求1所述，本发明若用于风力或洋流和水流发电，则要在轨道盘上设置舵板，以保证来流方向与传动轴垂直。权利要求书CN104265564A1/2页3卵形轨道控制式垂直轴轮机技术领域0001本发明涉及的是一种卵形轨道控制式垂直轴轮机叶片的控制装置技术背景0002水平轴轮机技术已相当成熟，垂直轴轮机却有自身的优点，它们都可以根据实际应用设计成风轮、水轮和推进器，是机械能转化的通用设备装置，但是目前垂直轴轮机的叶片控制装置结构非常复杂，如摆线推进器，除结构复杂外，叶片控制装置结构只遵循固定的几何关系，即所有叶片的

5、摆角都依据偏心距大小的改变而改变，无法适应复杂的流场变化，效率难以提高也就很正常了，所以，简化垂直轴轮机叶片的控制装置，优化叶片攻角的变化规律，是垂直轴轮机应用与发展的核心技术。发明内容0003本发明的目的在于提供一种简单高效的卵形轨道控制式垂直轴轮机。0004本发明采用如下技术方案0005一种卵形轨道控制式垂直轴轮机，主要部件包括转盘，传动轴，轨道盘，卵形轨道凹槽，直翼叶片等，其技术方案是传动轴穿过轨道盘和转盘固连，直翼叶片均匀安装在转盘边缘上，直翼叶片的摆动轴穿过转盘与摆臂的一端固连，摆臂另一端的滑动轴嵌入轨道盘上的圈卵形轨道凹槽中，转盘转动带动直翼叶片旋转，同时牵引滑动轴沿卵形轨道凹槽平

6、稳滑动，因此直翼叶片在绕传动轴公转的同时还必须绕自身的摆动轴摆动，使之与来流方向总保持有最佳的攻角，提高了水轮、风轮或推进器的效率。0006本发明为卵形轨道控制式垂直轴轮机，每个直翼叶片随转盘做圆周运动，滑动轴沿卵形轨道凹槽做近似的椭圆运动，滑动轴通过摆臂与直翼叶片的摆轴相连，因为滑动轴的转动相位滞后于摆动轴，又不断变化，使得直翼叶片在绕传动轴公转的同时，必须按设计的要求在摆臂和滑动轴的作用下绕自身的摆轴摆动，即每个直翼叶片也都必须按设计好的最佳的攻角推进或吸收流体能，大大提高了推进器、水轮、风轮机械能的转换效率。0007本发明如果用于推进器只要旋转轨道盘则可轻松实现360度转向，使中、大型船

7、舶的无舵推进成为可能。0008本发明如果用于风力或洋流、水流发电，则需在轨道盘上安装舵板，使传动轴总与来流方向垂直即可。附图说明0009图1为本发明的三维示意图0010图2为本发明的俯视图0011图3为本发明直翼叶片三维示意图0012图4为本发明轨道盘三维示意图说明书CN104265564A2/2页4具体实施方式0013下面结合附图及实施例详述本发明0014一种卵形轨道控制式垂直轴轮机参见附图1至附图4，图中转盘1，传动轴2，轨道盘3，卵形轨道凹槽4，直翼叶片5，摆动轴6，滑动轴7，摆臂8。0015本实施例是一种卵形轨道控制式垂直轴轮机，技术方案是传动轴2穿过轨道盘3和转盘1固连，若干个直翼叶

8、片5均匀安装在转盘1边缘上，直翼叶片5的摆动轴6穿过转盘1与摆臂8的一端固连，摆臂8另一端的滑动轴7嵌入轨道盘3上的卵形轨道凹槽4中。0016实施例1本发明是一种卵形轨道控制式垂直轴轮机，若作为推进器使用，其工作特征是固定轨道盘3，主机驱动传动轴2带动转盘1旋转，直翼叶片5随之旋转，同时通过摆臂8牵引滑动轴7沿卵形轨道凹槽4平稳滑动，直翼叶片5在绕传动轴2公转的同时受滑动轴7、摆臂8的约束还必须绕自身的摆动轴6摆动，卵形轨道凹槽4上各点坐标都是提前计算设计好的，因此能够对直翼叶片5的摆动规律实施精确的控制，使之与来流方向总保持有最佳的攻角，大大提高推进器的推进效率。0017其推进方向与转盘1旋

9、转方向的关系如附图2或附图4中的两个箭头所示，若要改变推力方向，只需旋转轨道盘3一个确定角度即可，轻松实现360度转向，使大中型船舶无舵化推进成为可能。0018实施例2本发明是一种卵形轨道控制式垂直轴轮机，若作为风力发电的风轮或水流发电的水轮使用时，其工作特征与作为推进器使用时的工作特征相反，条件是风向和水的流向要与传动轴2垂直，为此可在轨道盘3的适当位置安装适当大小的舵板。0019本发明不仅限于上述列举，其结构特征只要包括诸如轨道盘，卵形轨道凹槽，直翼叶片，摆动轴，滑动轴，摆臂等具体结构特征或者是能实现所述技术方案的等同技术特征，均视为在本发明的保护范围之内。说明书CN104265564A1/2页5图1图2说明书附图CN104265564A2/2页6图3图4说明书附图CN104265564A