发明名称 主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构
摘要 传统飞轮通常被应用于储能吸收脉动,其惯性能量结构为固定形态,因此其吸收及释放能量恒在连续储能时呈加速,而在释能过程中呈减速,此项设计所揭示者为一种主动驱动或依离心力作线性随动之动态飞轮效应原理,以使上述诸能及释能惯量与速度间之固定关系变为可操控及可调整者;当使用飞轮后,因力矩变化而导致的速率变动即可减至最小,由于动能正比于惯性质量乘上速度的平方,若定义飞轮之速度为2πRn,则飞轮所储存之动能为
申请公布号 TW175512 申请公布日期 1991.12.21
申请号 TW080102715 申请日期 1991.04.10
申请人 杨泰和 发明人 杨泰和
分类号 F25C1/04 主分类号 F25C1/04
代理机构 代理人
主权项 1.一种主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构为突破飞轮之固定惯性质量之特性而设计者,主要为藉着在飞轮上设有沿中心辐射分布至少两组惯性体,并藉由外加操控以流体力或机械力加以主动驱动,以在储能或释能中或安定运转状态,藉驱动惯性块与中心之距离,以改变其惯性质量,进而改变其转速,此外,亦可于位移惯性块设置可在惯性块往径向辐射状作位移滑动时能储能之弹簧或可压缩流体等,以在储能加速时藉离心力使前述可作径向辐射状位移之惯性块向径向外侧位移而加大惯性质量,在释能时因速度降低而使惯性块被往中心推回而减少其惯性质量者,进而减少其速度对储能或释能时之变化度者,其主要构成如下:--飞轮101:为可接受储能加速或稳定运转或释能减速者,可为圆形或其他适应机构需要之几何形状;--飞轮回转中心102:为供飞轮回转之机构中心;--惯性块103,为设且于飞轮上沿径向作辐射分布,并可沿径向作辐射状位移调整驱动,以改变飞轮之惯性质量値;藉着上述基本结构,吾人可获得一种可变惯性质量之飞轮。2.如申请专利范围第1项所述主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构,其基本构造形态包含:以流力或机力主动驱动惯性块作径向辐射状调整,其功能含:飞轮储能加速时,藉主动驱动调整惯性块增加或减少其惯性质量,以改变其速度变化率;飞轮惯性运转时,藉主动驱动调整惯性块增加或减少其惯性质量,以改变其惯性运转速度;飞轮释能减速时,藉主动驱动调整惯性块增加或减少其惯性质量,以改变其速度变化率。3.如申请专利范围第1项所述主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构,其应用结构包括:以螺杆主动驱动调整惯性块以改变其惯性质量者,其主要构成如下:--惯性块203:为分布于飞轮上之径向辐射状导槽,可沿此导槽位移;--驱动螺杆202:为耦合于惯性块供驱动惯性块作位移调整,螺杆具有伞形齿轮共同接受外接驱动伞形齿轮作同步调整:--飞轮201:其上具有至少二组径向辐射状分布之导槽供置入惯性块作沿径向辐射状驱动;--驱动伞形齿轮204:为接受人力或机力驱动,进而驱动其所耦合之各驱动螺杆之齿轮组。4.如申请专利范围第1项所述主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构,其应用结构包括:藉剪式连杆构成可主动驱动调整飞轮惯性质量者,其主要构成如下:--飞轮本体:为由具有至少两对可驱动折叠支臂301之剪式结构所构成,并在折叠支臂之径向外突关节处加设惯性块302以扩大飞轮效应;--剪式结构夹角调整装置303:藉上述剪式结构径向之外突夹角调整,可改变惯性块与轴心之半径,进而改变飞轮之惯性质量,吾人可藉螺杆或流体或电磁等线性驱动装置之驱动以改变折叠支臂之径向外突关节之夹角者。5.如申请专利范围第1.3或4项所述主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构,其中机力驱动结构可视需要以独立马达或以其他机械驱动惯性滑块者,方可由流体缸及活塞及连杆构成流体线性驱动元件所取代,而以回转流体接头引入压力流体,以管道导入前述流体线性驱动元件,以对惯性块作驱动调整者。6.如申请专利范围第1项所述主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构,其应用结构包括:由弹性机构或可压缩流体元件在惯性块蓄能加速作径向离心位移时蓄存能量,而在释能减速时将惯性作还原位移之依离心力线性随动功能者,其结构包括:藉气压缸及活塞构成依离心力线性随动以改变惯性质量者,其主要构成如下:--惯性块402:为分布于飞轮401上由径向辐射状分布之气压缸403及活塞组404作相对驱动,并藉离心力向外位移及在缸体与活塞间之气室形成储压室405,而在离心力减少时,藉此储压室之压力推动惯性块往轴心归位,以改变飞轮之惯性质量者。7.如申请专利范围第1项所述主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构,其应用结构包括:依径向辐射设置静止为拉力之弹簧以配合惯性块构成依离心力线性随动者,其构成主要包括:--飞轮500:为供作储能及释能回转驱动,其上并可供设置惯性块及定位弹簧等--飞轮轴心501:为飞轮之回转中心;--至少两组惯性块拉力定位弹簧502:为一端固定于近飞轮内沿而向外延伸,其向外延伸末段并连接惯性块;--惯性块503:为设置于惯性块定位弹簧向外延伸之末端,能在飞轮转速愈快时,藉离心力之加大而克服弹簧之强力以作径向变位之位移,并在飞轮转速渐减时,渐向中心回归,以产生随速度变化之飞轮惯性质量者;--拉力弹簧及惯性块滑动导引导杆结构504:可为导杆状或孔构状者;上述依径向辐射设置静止为拉力之弹簧,以配合惯性块构成依离心力线性随动,其拉力弹簧亦可改为张力弹簧并将惯性块改置于近轴心侧面,弹簧改置于外侧者。8.如申请专利范围第1项所述主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构,其应用结构包括:依径向辐射设置静止为张力弹簧之应用者,其构成主要包括--弹簧602:为呈辐射状径向置于飞轮之外侧;--惯性块603:为呈可作辐射状径向位移而设置于近轴心侧并接受弹簧之张力预压者。9.如申请专利范围第1项所述主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构,其应用结构包括:具有径向延伸辐射状分布弹性臂之惯性块构成依离心力线性随动结构应用者,其构成主要包括:--飞轮700:为供作储能及释能回转驱动,其上并可供设置惯性块及定位弹簧等--飞轮轴心701:为飞轮之回转中心;--至少两组惯性块之定位片状弹簧702:为一端固定于近飞轮外沿,另一端为向内延伸,其向内延伸末端并供耦合惯性块;--至少两组惯性块703:为设置于惯性块定位弹簧向内延伸之末端,能在飞轮转速愈快时,克服弹簧而作径向变位之位移,而在飞轮转速渐减时,逐渐向中心回归,以产生随速度变化之飞轮惯性质量者。10.如申请专利范围第1项所述主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构,其应用结构包括:具有径向延伸辐射状分布其中间转向支臂及弹簧伸张动作型张力臂之惯性块构成者,其主要构成如下:--可作径向位移之惯性块组:为供作储能及释能回转驱动之沿轴向辐射状平均分布之向外曲折臂状801,其曲臂之一侧向外末端具有重量较大之惯性块803,同侧并设有与轴心呈拉力(或另一侧设有与轴心呈推力)之弹簧804,以在加速时惯性块803向外张时弹簧为受力之状态,而曲臂之另一侧为内缩,当减速时弹簧之恢复力将使曲臂及惯性块回归及释能;或具有径向延伸辐射状分布其中间转向支臂及弹簧压缩动作型张力臂之惯性块构成者;上述弹簧亦可改由可压缩流体缸体及活塞与连杆以取代之。11.如申请专利范围第1项所述主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构,与其配合之流力驱动翼片及相关结构驱动装置之蓄能结构包括:曲臂801为沿摆动心轴802摆动,其设有惯性块803侧之曲臂并设有拉力弹簧804,轴805尾端设有定向尾翼B,前端设有迎向气流之整流罩M,以及流体翼片F设置于曲臂801,于迎向流动体时以轴805为中心旋转作相对的运转,当转速增加时,惯性块因离心力而外张,使曲臂顺流体流向后仰,整个装置回转惯性质量增大,当流体流速减慢时而转速减低时,惯性块逐渐内缩减速释能而达成较安定之速度调节作用者。12.如申请专利范围第1项所述主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构,其应用结构包括:主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构可藉与他项机构相结合,而构成共生之依离心力线性随动调整效果者。13.如申请专利范围第1项所述主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构,其应用结构包括:藉压缩弹簧构成曲柄连杆式离心装置应用结构,主要为由至少两组共同衔接于滑块之曲柄连杆组1001及设置于曲柄突出关节之惯性块1002所构成,并在可作轴向滑动位移之两滑环1003之间设有可压缩弹簧1004,藉着其张力使滑环1003在转轴静止时,因张力撑开两滑环而使惯性块1002贴近转轴1005,当回转驱动时,因为离心力使惯性块向外位移进而压迫两滑块向内夹压上述弹簧以获得蓄能之功能,在减速时则弹簧之张力使惯性块内缩进而加速其释能者。图示简单说明:图1所示为主动驱动或依离心力线性随动之动态飞轮效应原理及结构之基本原理示意图。图2所示为以螺杆主动驱动调整惯性块以改变其惯性质量之应用例示意图。图3所示为藉剪式连杆构成可主动驱动调整飞轮惯性质量应用例示意图。图4所示为藉气压缸及活塞构成依离心力线性随动以改变惯性质量应用例示意图。图5为依径向辐射设置静止为拉力之弹簧以配合惯性块构成依离心力线性随动结构应用例。图6为依径向辐射设置静止为张力弹簧应用例。图7为具有径向延伸辐射状分布弹性臂之惯性块构成依离心力线性随动结构应用例。图8为具有径向延伸辐射状分布具中间转向支臂及弹簧伸张动作型张力臂之惯性块构成例。图9为具有径向延伸辐射状分布其中间转向支臂及弹簧压缩动作型张力臂之惯性块构成例。图10为藉压缩弹簧构成曲柄连杆式离心装置应用例。
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