发明名称 具导流体之流力致动涡轮装置
摘要 此项具导流体之流力致动涡轮装置,为一种能提升将流体动能转为回转动能效率之设计,主要藉由特定循向导流结构单元装设于流力致动涡轮,使流体被循向导流结构单元由前向后沿涡轮受力侧延伸之开放式导流结构所引导,进而改变涡轮受力面之流体压力者。
申请公布号 TWI255880 申请公布日期 2006.06.01
申请号 TW093115434 申请日期 2004.06.04
申请人 杨泰和 发明人 杨泰和
分类号 F01D25/00;F01D15/00 主分类号 F01D25/00
代理机构 代理人
主权项 1.一种具导流体之流力致动涡轮装置,主要藉由特 定循向导流结构单元结构装设于流力致动涡轮,使 流体被循向导流结构单元由前向后沿涡轮受力侧 延伸之开放式导流结构所引导,进而改变涡轮受力 面之流体压力者,其主要构成为含有传统设置于机 座,而能将流力能转为动能之涡轮装置100,涡轮装 置100为一种略呈球状或轮状之多叶式结构,为藉轴 承结合于涡轮轴102上可作自由转动,或固定于涡轮 轴102而由涡轮轴102与涡轮装置100共同为可回转所 配置之于机座体者,涡轮装置100之周围设有数个与 涡轮轴102之径向幅射线呈同一方向略具斜向设置 之叶片101,藉叶片101迎向流体之受力侧承受较大流 体推动力,而将流体动能转为回转动能,以供驱动 负载125,另一侧则在转动中所承受之流体压力则形 成较小之负压侧者。 2.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其构成含在涡轮轴102套设循向导流结 构单元103,循向导流结构单元103系由迎向流力源之 前端向后沿涡轮装置100受力侧延伸,而呈开放式导 流功能之单片板状增压导流结构体104之结构型态, 其单片板状增压导流结构体104,为藉轴承105套设于 涡轮轴102(或套设于涡轮)之单端或双端,并藉延伸 结构106向后延伸至适妥长度,以供设置与循向导流 结构单元之转向呈轴向垂直设置之循向舵片107,循 向导流结构单元103之前端至少一片板状增压导流 结构体104最前端之导流面,与涡轮100形成适当导流 角并沿涡轮100之轮廓形成间隙者,而能在循向舵片 107稳定其指向后,供引导流往涡轮装置100负压侧之 流体,而使流体滙流增压导往涡轮装置100之受力侧 者,以供驱动涡轮装置100,进而将流体动能转为回 转动能,以供驱动负载125者。 3.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其构成含涡轮轴102套设循向导流结构 单元103,循向导流结构单元103系由迎向流力源之前 端向后沿涡轮装置100受力侧延伸,而呈开放式导流 体结构之双片板状增压导流结构体结构型态,并藉 轴承105套设于涡轮轴102(或套设于涡轮)之单端或 双端,并藉延伸结构106向后延伸至适妥长度,以供 设置与循向导流结构单元之转向呈轴向垂直设置 之循向舵片107,循向导流结构单元103之前端双片式 板状体其中之一片板状体为增压导流功能之增压 导流结构体104',其与涡轮100形成适当导流角并沿 涡轮100之轮廓形成间隙者,而前端能在藉循向舵片 107稳定其指向后,供引导流往涡轮装置100之流体, 而使流体滙流增压导往涡轮装置100之受力侧,以供 驱动涡轮装置100,进而将流体动能转为回转动能, 以供驱动负载125者,另一片板状体为负压导流功能 之减压导流结构体104",供减少涡轮装置100负受力 侧之流体压力者,双片式板状体呈形状结构,其 尖端供迎向流体源,其开口端供以设定间距包覆于 涡轮装置100者。 4.如申请专利范围第3项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其循向导流结构单元103系由迎向流力 源之前端向后沿涡轮装置100受力侧延伸,而呈开放 式导流体结构之一体式增压结构,其双片式板状体 呈形之罩状结构,其前端供迎向流体源,其开口 端供以设定间距包覆于涡轮装置100者。 5.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其构成含在涡轮轴102套设循向导流结 构单元103,循向导流结构单元103系由迎向流力源之 前向沿涡轮装置100负受力侧呈渐开状向后延伸,而 呈开放式导流体结构之单板减压结构型态,以供驱 动涡轮装置100,进而将流体动能转为回转动能,以 供驱动负载125者,其单片式板状减压导流结构体114 ,为藉轴承105套设于涡轮轴102(或套设于涡轮)之单 端或双端,并藉延伸结构106向后延伸至适妥长度, 以供设置与循向导流结构单元103之转向呈轴向垂 直设置之循向舵片107,循向导流结构单元103之前端 单片板状减压导流结构体114之导流面,与涡轮100形 成适当导流角并沿涡轮100之轮廓形成间隙者,而能 在循向舵片107稳定其指向后,供拦截流通往涡轮装 置100负压侧之流体,而使通过涡轮装置100负压侧之 流体减压者。 6.如申请专利范围第5项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其循向导流结构单元103系由迎向流力 源之前向沿涡轮装置100负受力侧呈渐开状向后延 伸,而呈开放式导流体结构之单板锥形罩状之减压 结构型态,循向导流结构单元103之前端单片板状锥 形罩之减压导流结构体114之导流面,与涡轮100形成 适当导流角并沿涡轮100之轮廓形成间隙者,而能在 藉循向舵片107稳定其指向后,供拦截流通往涡轮装 置100负压侧之流体,而使通过涡轮装置100负压侧之 流体减压者。 7.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其构成含在涡轮轴102套设循向导流结 构单元103,循向导流结构单元103系独立设置迎向流 力源之前端向后沿涡轮装置100受力侧延伸之增压 导流结构体124',及独立设置由涡轮装置100迎向流 力源之前端,沿涡轮装置100负受力方向,呈渐开状 向后延伸之减压导流结构体124",而呈开放式之双 板分离式结构,包括具有增压导流结构体124'及减 压导流结构体124"之型态,其双片分离式板状增压 导流结构体124'及减压导流结构体124"之支撑结构, 为藉轴承105套设于涡轮轴102(或套设于涡轮)之单 端或双端,并藉延伸结构106向后延伸至适妥长度, 以供设置与循向导流结构单元之转向呈轴间垂直 之循向舵片107,循向导流结构单元103之前端独立设 置之单片板状增压导流结构体124'之导流面,与涡 轮100形成适当导流角并沿涡轮100之轮廓形成间隙 者,而为在藉循向舵片107稳定其指向后,为能引导 部份流通往涡轮装置100之流体,而将流体滙流增压 及导往涡轮装置100之受力侧,以供驱动涡轮装置100 ,进而将流体动能转为回转动能,以供驱动负载125 者;独立设置于涡轮装置100负受力侧之减压导流结 构体124"为供 减少流体通往涡轮装置100负受力侧之流体压力者 。 8.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其构成含在涡轮轴102套设循向导流结 构单元103,循向导流结构单元103系设置迎向流力源 之前端向后沿涡轮装置100受力侧延伸之增压导流 结构体124',及设置与增压导流结构体124'呈一体而 由涡轮装置100迎向流力源之前端,沿涡轮装置100负 受力方向,呈渐开状向后延伸之减压导流结构体124 ",而呈开放式之双板一体式结构,以供驱动涡轮装 置100,进而将流体动能转为回转动能,以供驱动负 载125者,包括具有增压导流结构体124'及减压导流 结构体124"之型态,其双片一体式板状增压导流结 构体124,及减压导流结构体124"之支撑结构,为藉轴 承105套设于涡轮轴102(或套设于涡轮)之单端或双 端,并藉延伸结构106向后延伸至适妥长度,以供设 置与循向导流结构单元103之转向呈轴间垂直之循 向舵片107,循向导流结构单元103之前端板状增压导 流结构体124'之导流面,与涡轮100形成适当导流角 并沿涡轮100之轮廓形成间隙者,而能在藉循向舵片 107稳定其指向后,为能引导部份流往涡轮装置100之 流体,而将流体滙流增压及导往涡轮装置100之受力 侧者;其一体延伸设置于涡轮装置100负受力侧之减 压导流 结构体124"为供减少流体通往涡轮装置100负受力侧 之流体压力者。 9.如申请专利范围第8项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其循向导流结构单元103系设置迎向流 力源之前端向后沿涡轮装置100受力侧延伸之增压 导流结构体124',及由涡轮装置100迎向流力源之前 端,沿涡轮装置100负受力方向,呈渐开状向后延伸 之减压导流结构体124",两者呈一体并呈罩状构成 循向导流结构单元103,其一体并呈罩状之自动循向 导流结构单元供设置于涡轮装置100负受力侧之减 压导流结构体124"为供减少流体通往涡轮装置100负 受力侧之流体压力者。 10.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其所配置之增压导流结构或减压导流 结构,可配合涡流之直径而增设一片或一片以上之 循向导流叶片而呈多片式结构者,其一片或一片以 上之循向导流叶片108各循向导流叶片108之间与增 压导流结构体之导流面之间略呈平行设置,而形成 多片式之导流面,其各导流面分别与涡轮100形成适 当导流角并沿涡轮100之轮廓形成间隙以各别导入 流体通往涡轮100之相对受力侧,以供驱动涡轮装置 100,进而将流体动能转为回转动能以供驱动负载125 者,此外亦可依需要选择性设置负压导流功能之减 压导流结构体,供减少涡轮装置100负受力侧之流体 压力者,上述呈多片式导流体之增压导流结构体与 减压导流结构体形成之近似形状结构,其尖端供 迎向流体源,其开口端供以设定间距包覆于涡轮装 置100者。 11.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,在高密度布设时为避免瞬间乱流干扰 致使导流体互相撞击,可进一步将两组或两组以上 之导流体间设置一支或一支以上之弹性活动连杆 组,弹性活动连杆组为由呈V形之两支杆301及302结 合于具有可扭转及自动归定位之弹性关节装置303, 而两支杆301及302两端之活动枢轴304、305与所配置 具导流体之流力致动涡轮装置之涡轮中心距离相 同,以在流体之流向变化瞬间可限制各组导流体之 转向,避免相邻布设之具导流体之流力致动涡轮装 置上所设置导流体相互干涉者。 12.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,在流向变化较稳定之较大流场中布设 时,可由两个或两个以上之具导流体之流力致动涡 轮装置,沿流体流向轴线呈渐退斜向排列之布设, 以使流体形成沿各具导流体之流力致动涡轮装置 所集体形成增压面形成增压效果者;为避免瞬间乱 流干扰致使导流体相互撞击,可依需要选择性将两 组或两组以上之导流体间设置一支或一支以上之 弹性活动连杆组,弹性活动连杆组为由呈V形之两 支杆301及302结合于具有可扭转及自动归定位之弹 性关节装置303,而两支杆301及302两端之活动枢轴304 、305与所配置具导流体之流力致动涡轮装置之涡 轮中心距离相同,以在流体之流向变化瞬间可限制 各组导流体之转向,避免相邻布设之具导流体之流 力致动涡轮装置上所设置导流体相互干涉者。 13.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,在流向变化较稳定之较大流场中布设 时,亦可由两个或两个以上之具导流体之流力致动 涡轮装置,沿流体流向轴线呈V形排列之布设,以使 流体形成沿各具导流体之流力致动涡轮装置所集 体形成增压面形成增压效果者;为避免瞬间乱流干 扰致使导流体相互撞击,可依需要选择性将两组或 两组以上之导流体间设置一支或一支以上之弹性 活动连杆组,弹性活动连杆组为由呈V形之两支杆 301及302结合于具有可扭转及自动归定位之弹性关 节装置303,而两支杆301及302两端之活动枢轴304、305 与所配置具导流体之流力致动涡轮装置之涡轮中 心距离相同,以在流体之流向变化瞬间可限制各组 导流体之转向,避免相邻布设之具导流体之流力致 动涡轮装置上所设置导流体相互干涉者。 14.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,包括应用于藉流力驱动之涡轮装置如 气流或液流带动之涡轮装置,而由涡轮本身构成流 体泵为例,其主要系藉将设置于第一空间之涡轮装 置设置增压导流结构体或设置负压导流体、或两 者皆设置,以藉着流经第一空间气流或液流之流力 推动前述涡轮装置,将气流或液流之流力动能转为 回转动能使涡轮装置100回转,而由涡轮装置100本身 构成泵浦功能,由产生角压侧涡轮叶片产生角压效 应以排放流体,供将涡轮装置100下端设置于第二空 间之流体入口结构126之流体抽出,使第二空间之流 体抽往第一空间者;第一空间与第二空间之流体可 为相同流体或不同流体者 15.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其应用于藉气流或液流之流体动能转 为回转动能,进而驱动负载125,负载125包括空中、 地面、水上或水中之载具、或发电装置、或流体 泵浦、或其他适用之机力驱动负载者。 16.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其涡轮100可为呈圆筒状、球状、橄榄 球状、或香菇状、或直径呈上大下小或上小下大 之圆筒体等形状,并沿其周围环设呈特定斜角供承 受流体力之多片状叶片,而其轴向呈双端开放或单 端开放以供轴向通过流体之中空涡轮结构,或为不 可通过流体之封闭或实心涡轮结构,而其表面具有 供承受流体力之多叶片状结构,或可供承受流体力 之凹凸几何形状之表面结构者。 17.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其导流体之结构基于工程需求、成本 、环境等因素之考量,除以板状结构或加设罩结构 构成外,亦可依需要选择制成实心、或中空、或以 组合等方式构成;惟皆具有增压导流面或具有减压 导流面或增压及减压导流面同时设置为特征者。 18.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,其具导流体之流力致动涡轮装置,可 供应用于将定流向或不定流向流动之气流动能转 为回转动能,亦可供应用于将定流向或不定流向流 动之液流动能转为回转动能,其设置方式包括由一 组或一组以上设置于所结合机体之上方或底部或 边侧,而其所结合之机体可为固定式或移动式或可 锚定或具有人力、或机力、或引擎、或电力马达 、或自然力新构成之位移驱动装置之空中、地面 、水上或水中之载具者。 19.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,于流体为稳定流向之流场环境时,此 项具导流体流力致动之涡轮装置,可依需要将导流 体制作为固定式,而不须制成循向功能之结构,即 导流体与涡轮装置100及流体源方向间为固定角度 之空间关系者。 20.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,为配合弹性需求,亦可将导流体制成 可调整及可固锁之结构,即导流体与涡轮装置100间 为可调整及锁固其所迎向受力流体源之方向者。 21.如申请专利范围第1项所述之具导流体之流力致 动涡轮装置,可进一步依需要选择性在其循向导流 结构单元103加设护网109,以防止流体所挟带之异物 干扰涡轮为其特征者。 图式简单说明: 图1为本发明特定循向导流结构单元呈单板增压导 流结构体结构例俯视图。 图2为图1之侧视图。 图3为本发明特定循向导流结构单元含增压及减压 导流结构体双板结构例俯视图。 图4为图3之侧视图。 图5为本发明特定循向导流结构单元呈罩状增压导 流结构体结构俯视图。 图6为图5之侧视图。 图7为本发明特定循向导流结构单元呈单板减压导 流结构体结构俯视图。 图8为图7之侧视图。 图9为本发明特定循向导流结构单元呈罩状减压导 流结构体结构俯视图。 图10为图9之侧视图。 图11为本发明特定循向导流结构单元呈分离式增 压及负压导流体结构俯视图。 图12为图11之侧视图。 图13为本发明特定循向导流结构单元含增压及减 压导流结构体双板结构例俯视图。 图14为图13之侧视图。 图15为本发明特定循向导流结构单元呈罩状增压 及减压导流结构体结构俯视图。 图16为图15之侧视图。 图17为本发明循向导流结构单元增设循向导流叶 片之结构例俯视图。 图18为图17之侧视图。 图19为本发明导流体具弹性活动连杆组多组布设 实施例示意图。 图20为本发明沿流体流向轴线呈渐退斜向排列之 多组布设实施例示意图。 为图19之侧视图。 图21为本发明沿流体流向轴线呈V形排列之多组布 设实施例示意图。 图22为本发明应用于流力驱动之涡轮装置本身构 成泵能之实施例俯视图。 图23为图22之侧视图。
地址 彰化县溪湖镇中兴八街59号