名称：一种气态或液态提速节能增程机构

专利号：202411901339.9

专利权人：史韶博

技术领域

本发明涉及导流技术领域，特别是涉及一种气态或液态提速节能增程机构。

背景技术

目前，飞机、轮船、无人机等飞行或航行器主要通过喷气式发动机、螺旋桨等驱动设备进行动力供应，驱动设备一般安装在机翼下方或轮船的船尾。

但是,飞机的飞行能耗很大:1.飞机需要克服空气阻力和重力等因素，才能保持飞行状态，因此能源消耗非常高；2.飞机需要更多昂贵的燃油来提供能量；3.飞行距离的增加也会显著增加燃油消耗。

无人机耗电量较大。无人机没有固定机翼来克服自身的重力,需要在空中停留一段时间，所以需要足够的电力来维持稳定的悬停。

‌轮船的能耗也很大‌。轮船在海上航行时，需要克服水的阻力和维持一定的航速，这需要大量的燃料。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种气态或液态提速节能增程机构，其包括用于进行动力输出的驱动装置，还包括：导流部主体、中空腔体、前弧形导流部、后弧形导流部、曲线导流槽，

所述导流部主体为圆柱形结构，且所述导流部主体的长度大于所述导流部主体的直径，所述导流部主体沿流体方向设置于所述驱动装置的后方，使得所述导流部主体正对所述驱动装置，所述导流部主体的直径小于或等于驱动装置的直径长度，

所述前弧形导流部和所述后弧形导流部对称设置于所述导流部主体的前端和后端，以形成导流本体，所述导流本体内设置有用于存储空气或者氦气的所述中空腔体，且所述前弧形导流部与所述驱动装置的最小间距小于或等于所述导流部主体的直径，所述导流部主体上设置有若干道所述曲线导流槽，通过所述前弧形导流部将流体均匀快速的导向四周，再紧贴并快速流过导流部主体的外周壁，流速越快推力越大，曲线导流槽带动流体旋转延长喷流距离，以及所述后弧形导流部将旋转流体集中并旋转喷流，延长的旋转喷流提升了推力。

在本发明一个较佳实施例中，所述导流部主体的长度为其直径的2~3倍。

在本发明一个较佳实施例中，所述前弧形导流部和所述后弧形导流部的截面为半椭圆结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述导流部主体与所述前弧形导流部和所述后弧形导流部的连接处采用圆弧自然过渡。

在本发明一个较佳实施例中，所述导流本体为类椭球结构或椭球结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述导流部主体与前后弧形导流部为一体式结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述导流本体通过连接固定机构进行安装，其中，连接固定机构包括镂空挂架或连接杆。

在本发明一个较佳实施例中，所述曲线导流槽的缠角为4℃-8℃。

在本发明一个较佳实施例中，所述曲线导流槽均匀分布在所述导流部主体的四周，且所述导流部主体的直径越大,均匀分布的曲线导流槽的数量越多;直径越小,均匀分布的曲线导流槽的数量越少。

在本发明一个较佳实施例中，所述曲线导流槽的两端分别延伸至前弧形导流部和后弧形导流部上。

本发明的有益效果是：与驱动装置配合，通过前弧形导流部提高流体导流分散的均匀性和效率，使得流体可以顺利且快速的流向四周，再紧贴并快速流过四周导流圆柱面，流速越快推力越大，最后利用后弧形导流部将流体导向集中，整体曲线导流槽带动流体旋转并延长喷流距离，喷流距离越远推力越大，从而实现了有效提速、减少能源损耗、增加续航里程的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的一种气态或液态提速节能增程机构一较佳实施例的结构示意图；

图2是本发明的一种气态或液态提速节能增程机构一较佳实施例的位置结构示意图；

图3是本发明的一种气态或液态提速节能增程机构一较佳实施例的有曲线导流槽原理示意图；

图4是本发明的一种气态或液态提速节能增程机构一较佳实施例的无曲线导流槽原理示意图；

图5是本发明的一种气态或液态提速节能增程机构一较佳实施例的使用场景一示意图；

图6是本发明的一种气态或液态提速节能增程机构一较佳实施例的使用场景二示意图；

图7是本发明的一种气态或液态提速节能增程机构一较佳实施例的使用场景三示意图；

图8是本发明的一种气态或液态提速节能增程机构一较佳实施例的使用场景四示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明实施例包括：

一种气态或液态提速节能增程机构，仅用于与驱动装置5配合进行推力的提升，本身不进行动力的输出，其结构包括：导流部主体1、中空腔体、前弧形导流部2、后弧形导流部3、曲线导流槽4。

由于导流部前弧形导流部将流体均匀快速的导向四周、再紧贴并快速流过导流部主体的外周壁，快速流体增大了向后的推力。导流部主体的长度a大于导流部主体的直径b，优选地，a=（2~3）*b。导流部主体的直径b小于或等于驱动装置的直径c，即b≤c。

其中，导流部主体可以为圆柱形结构。

导流部主体沿流体方向设置于螺旋桨、喷气引擎等驱动装置的后方，使得导流部主体正对驱动装置，导流部主体与驱动装置的最小间距d小于或等于导流部主体b，即0＜d≤b（最佳距离）。

导流部主体内设置有中空腔体，中空腔体内可以用来存储空气或者氦气，以减轻整个机构的重量。

进一步优选的，导流部主体可以采用橡胶、不锈钢、钛合金、铸钢、碳纤维等多种材质，优选耐高温、轻质或高强度的材质。

所述前弧形导流部和所述后弧形导流部的截面为半椭圆结构，前弧形导流部和后弧形导流部对称设置于导流部主体的前端和后端，且导流部主体与前弧形导流部和后弧形导流部的连接处采用圆弧倒角自然过渡，前弧形导流部朝向驱动装置、后弧形导流部背向驱动装置，具有一定弧度的前弧形导流部，使得前部的流体可以顺利且快速的流向四周，再利用后弧形导流部将流体集中，提升推力。

即通过弧形导流面和导流部主体的互相配合，可提高流体加速的效率，流速越快推力越大，从而可以达到减少能源损耗、增加续航里程。

进一步优选的，前弧形导流部和后弧形导流部的弧度可为椭圆离心率在0.6-1之间的椭圆两侧弧度或扁椭圆两端的弧度。其中，椭圆有扁椭圆和圆椭圆之分，扁椭圆‌：离心率接近于1但小于1的椭圆，长轴和短轴之间的比例较大，椭圆较为扁平；圆椭圆‌：离心率接近于0的椭圆，长轴和短轴的长度接近，形状更接近圆形。

进一步优选的，导流部主体与前后弧形导流部为一体式结构，以形成导流本体。导流本体也可为整体椭球体结构。

进一步优选的，导流本体可以通过连接固定机构进行安装，其中，连接固定机构包括镂空挂架、连接杆等。

导流本体上轴向设置有两道及以上的曲线导流槽，且曲线导流槽的两端为开口结构，曲线导流槽使气流旋转，延长喷流的距离，增加推力，曲线导流槽的缠角在4℃-8℃之间，其中，曲线导流槽的数量、深度和弯曲度可以根据导流本体的大小和使用场景来进行调节。

进一步优选的，曲线导流槽的载面形状可以是方形、三角形或者其他形状，每条曲线导流槽的开始或结尾处为从导流本体外表面向深层逐步过渡到外表面中层，即曲线导流槽开始位置处的深度会从导流本体外表面逐渐加深直至过渡到导流本体外表面的中层，而曲线导流槽结束位置处的深度会从导流本体外表面的中层逐渐减小直至过渡到导流本体外表面，且曲线导流槽的主体深度保持一致。

进一步优选的，曲线导流槽的深度可以根据实际的使用环境和需求进行调整。其中，在同一款增程机构上，曲线导流槽的深度可以保持一致,就如同螺丝钉周围的螺纹,深度都是一样的；不同款的增程机构的深度是不一样的,比如水下使用时，曲线导流槽的深度就可以深一些,无人机上的曲线导流槽深度可以浅一些。

进一步优选的，当导流本体上设置有多道曲线导流槽，曲线导流槽需均匀分布在导流本体的四周。导流部主体的直径越大，均匀分布的曲线导流槽就越多；直径越小，均匀分布的曲线导流槽就越少。曲线导流槽的间隔距离没有固定的限定，曲线导流槽分布的越密集，产生的旋转流体转速越快；曲线导流槽分布的越稀疏，产生的旋转流体转速越慢。

进一步优选的，如图3和图4所示，有曲线导流槽的导流本体产生的推力大于表面光滑的导流本体产生的推力。

表面光滑的导流本体：喷射流体会沿着导流本体表面以曲线的方式向后方流动，但不旋转,由于喷射流体本身有一定气压或水压，所以喷射流体离开导流本体后，会继续向后方直线流动并整体逐渐向四周散开，由于推力不集中，最远喷流距离也会相应短一些，所以向后方的推力也会相对减少一点。

有曲线导流槽的导流本体：使用曲线导流槽后，喷射流体会沿着导流本体表面以旋转的方式向后方流动，当流体离开导流本体后会继续以旋转的方式向后方流动，此时旋转流体的中心区域会出现低压区，由于低压区的存在，所以离开导流本体的流体不容易向四周散开，并使能量更加集中，从而导致旋转流体的喷流距离要比不旋转的直线流体的最远喷流距离要远一些，所以推力也会大一些，喷流距离越远推力越大。

使用场景一

如图5所示，当本机构使用在喷气式飞机上时，导流本体可以通过挂架水平安装固定在引擎正后方的飞机机翼上，导流本体的外表面可以为光滑结构，也可以设置曲线导流槽，中空腔体内为空气，且导流本体后半部上开设小气孔，因为喷气引擎的尾气温度很高,导流本体如没有小气孔会膨胀爆炸。此时，导流本体可以采用重量轻、强度高的钛合金或铬钼钢或马氏体不锈钢等材质制成。

当引擎启动时，经由引擎输出的气流先通过前弧形导流部进行均匀分散，再紧贴并快速流过四周导流圆柱面（通过曲线导流槽进行旋转），最后经过后弧形导流部导流聚拢完成喷流距离延长和推力的提升。

使用场景二

如图6所示，当本机构使用在无人机等垂直起降的飞行器上时，导流本体可以通过连接杆安装固定在螺旋桨下方的机身上，其中，连接杆直接穿透导流本体的顶部与尾部进行固定。导流本体的外表面为光滑结构，也可以设置曲线导流槽，中空腔体内充入氦气。导流本体可以采用橡胶、‌聚乙烯塑料薄膜、聚脂薄膜等材料。

当螺旋桨转动时，带动气流先经过前弧形导流部进行均匀分散，再紧贴并快速流过四周导流圆柱面（通过曲线导流槽进行旋转），最后经过后弧形导流部导流聚拢完成推力的提升。

使用场景三

如图7所示，当本机构使用在复合翼飞机上时，导流本体可以直接固定在引擎正后方的机身上，导流本体的外表面可以为光滑结构，也可以设置曲线导流槽，中空腔体内充入氦气。此时，导流本体可以采用重量轻、强度高的橡胶或‌聚乙烯塑料薄膜或聚脂薄膜等材质制成。

使用场景四

如图8所示，当本机构使用在轮船上时，导流本体可以通过连接杆/挂架安装固定在引擎正后方的舵叶6上，且可以随着舵叶摆动；导流本体的外表面可以为光滑结构，也可以设置曲线导流槽；由于水的浮力会大大减少导流本体自重对舵叶的影响，所以导流本体可以为空心结构或半空心结构,使水的浮力与导流本体的重量相等，另外，其材质也可以采用耐腐蚀、强度高的铸钢、不锈钢、铜镍合金及复合材料如碳纤维增强塑料等材质制成。

当螺旋桨转动时，水流先经过前弧形导流部进行均匀分散，再紧贴并快速流过四周导流圆柱面（通过曲线导流槽进行旋转），最后经过后弧形导流部导流聚拢完成推力的提升。

本发明一种气态或液态提速节能增程机构的有益效果是：

1.与驱动装置配合，通过前弧形导流部提高流体（空气或液体）导流分散的均匀性和效率，使得流体可以顺利且快速的流向四周，再紧贴并快速流过四周导流圆柱面，流速越快推力越大，最后利用后弧形导流部将流体导向集中，有效提升了流体的推力；

2.通过曲线导流槽使得喷射流体沿着导流本体表面以旋转的方式向后方流动,以在导流本体后方形成旋转流体, 旋转流体中心区为低压区，低压区可减少流体的逸散使能量更加集中，进而延长旋转流体的最远喷流距离，喷流距离越远推力越大，从而实现了有效提速、减少能源损耗、增加续航里程的效果。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。