本發明專利技術涉及一種渦輪機，包括轉子（2）和驅動單元（4），該轉子具有至少兩個用于在平面（5）內轉動的轉子件（7，11；8，12；9，13；10，14），該轉子件基本徑向地設置并且與設置為大致橫向于所述平面（5）的軸（3）連接，所述驅動單元（4）與所述軸連接，其中所述轉子件包括流體接觸件（7，8，9，10），該流體接觸件（7，8，9，10）與連接于所述軸（3）的臂（11，12，13，14）鉸接，其特征在于，所述流體接觸件（7，8，9，10）適于在流體作用位置和流體穿透位置之間樞轉，在所述流體作用位置，所述流體接觸件橫向于所述平面伸出，且在所述流體穿透位置，所述流體接觸件基本平行于所述平面延伸。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種渦輪機，包括轉子和驅動單元，該轉子具有至少兩個用于在平面內轉動的轉子件，該轉子件基本徑向地設置并且與處于大致橫向于所述平面的位置的軸連接，且驅動單元與軸連接，其中轉子件包括流體接觸件，該流體接觸件與連接于所述軸的臂鉸接。
技術介紹
從US2010/0054936中公開了這種渦輪機，尤其是豎軸風力渦輪機，該文獻展示了一種豎軸風力渦輪機，在該豎軸風力渦輪機中，風接觸件包括氣翼(airfoil)，該氣翼橫向于轉動平面延伸，并且所述氣翼可以圍繞基本豎直的軸樞轉以與拍打表面的風向一致。公知的風力渦輪機具有相對較大的占用面積并且在豎直平面內伸出從而會對環境產生負面 影響。公知的風力渦輪機的另一個缺點是當轉動時，逆風向移動的氣翼承受相對較大的空氣阻力。此外，公知的氣翼的樞轉結構相對復雜并且需要精細的維護。因此，本專利技術的目的是提供一種流體渦輪機，該流體渦輪機具有在基本非豎直平面內轉動的轉子，具有相對較小的占用面積，并且沿豎直方向具有緊湊的結構。本專利技術的另一個目的是提供一種流體渦輪機，該流體渦輪機以簡單和自動的方式使流體渦輪機的流體作用面適應于流體負載和/或軸上的負載。本專利技術的又一個目的是提供一種流體渦輪機，該流體渦輪機相對便宜并且需要的維護相對較少。
技術實現思路
這里，根據本專利技術的流體渦輪機的特征在于，流體接觸件適應于在流體作用位置和流體穿透位置之間樞轉，在流體作用位置，流體接觸件橫向于所述平面伸出，且在流體穿透位置，流體接觸件基本平行于所述平面延伸。通過以流體接觸件能夠樞轉進入和離開轉動平面的方式設置流體接觸件，當轉子沿著流向移動時，沖擊流體接觸件的流體將向下推動流體接觸件，而當流體接觸件逆著流向移動時，流體接觸件被抬升以基本平行于旋轉平面延伸。這樣，流體接觸件根據流體的速度和軸上的負載而自動地位于適當的位置。這里使用的術語“流體作用位置”意指流體接觸件具有垂直于所述平面的相對較大的突出的表面積的位置，反之“流體穿透位置”意指流體接觸件具有垂直于所述平面的相對較小的突出的表面積且具有位于轉動平面內的相對較大的突出的表面積的位置。根據本專利技術的渦輪機不僅可以用在空氣中以作為風力渦輪機，也可以用在水下以與水流相互作用。當流動速度較低，和/或軸上的負載較大時,流體接觸件將相對于轉動平面向下或向上樞轉直到流體作用面積(垂直于流向)變得足夠大以用于轉動流體渦輪機。當背朝風向轉動時，流體接觸件可以被流體向上抬升或向下推動到使流體接觸件基本位于轉動平面內的程度，在流體接觸件基本位于轉動平面內的位置，流體阻力最小。根據本專利技術的流體渦輪機具有相對較小的占用面積，從而使其能夠在建筑區中被使用，例如在城市的屋頂上或在一小塊地上。同時，它具有緊湊的豎直尺寸，從而使其對于環境的視覺沖擊更小。由于轉子的流體作用件的自動調節，流體渦輪機的轉子位置將被最佳地調節至主要的流體狀態和負載狀態，而不需要復雜的機械部件或昂貴的控制電路，從而可以實現有效的、連續的、自動防故障的、可靠的以及相對便宜的風能或水能的產生。雖然流體接觸件可以由可樞轉地相互連接的剛性部組成，但是根據優選實施方式的流體渦輪機的特征在于，流體接觸件包括柔性材料，接觸件的一側與支架連接，且接觸件具有自由端，處于所述軸的第一角度位置在流體作用位置的自由端通過具有平行于所述平面的分量的流體力以遠離所述平面彎曲，并且在所述軸的第二角度位置的遠離流體作用位置而被抬升至流體穿透位置。在該實施方式中，流體接觸件可以由能夠根據轉動位置上下“拍打”(很像鳥的翅膀)的柔性片材料組成，以具有最佳的流體阻力，該最佳的流體阻力適 合驅動流體渦輪機的軸或適合克服流體的作用以使得該流體接觸件轉動回到其初始位置。柔性流體接觸件可以由金屬、塑料、復合材料或它們的層壓材料制成。流體接觸件可以為弧形或者可以具有翼狀橫截面的輪廓或者可以為平面形。所述渦輪機包括至少兩個臂，并且可以具有三個或更多的臂以自動啟動。在一種實施方式中，支架包括至少四個臂，轉子件包括柔性表面，該柔性表面具有第一側、自由側和兩個長側，第一側位于基本與臂平行且與所述臂連接，兩個長側橫向于臂延伸，自由側在與臂隔開一定距離處基本平行于臂延伸。每個臂可以從穿過軸的中心轂向外延伸至圓周位置。流體接觸件可以垂直于臂沿整個臂或沿每個臂的端部延伸，流體接觸件的自由端能夠橫向于所述平面移動(向上或向下)。風力渦輪機的驅動單元可以包括用于發電的發電單元，例如已知的發電機。可選擇地，流體渦輪機可以設置在船的甲板上或輪子上的車輛上以用于直接推動船或車輛，使得驅動單元包括船體或電機，該電機在輪子上的底盤上。轉子的轉動平面可以為固定的水平面，但是，優選地，它可以設置有調節件(例如液壓缸)以調節軸相對豎直方向的角度。在進一步的實施方式中，流體渦輪機可以設置為相互連接的模塊，由每個流體渦輪機形成的流體渦輪機組件包括圓柱形壁，圓柱形壁具有圍繞所述臂設置的流體穿透區域，并且圓柱形壁與軸連接，圓柱形壁和每個流體渦輪機的軸可拆卸地連接。通過堆疊多個流體渦輪機，可以調整組件的功率以適應特定的應用或占優勢的的流體狀態。附圖說明將參考附圖詳細說明根據本專利技術的流體渦輪機的一種實施方式。在附圖中圖I是根據本專利技術的風力渦輪機的立體圖，圖2a和圖2b分別是順風向移動的柔性控風件的側視圖和逆風向移動的柔性控風件的側視圖，圖3顯示圖I的風力渦輪機的頂視圖，以及圖4顯示根據本專利技術的風力渦輪機的模塊化設置的實施方式。具體實施例方式圖I顯示根據本專利技術的風力渦輪機的典型的實施方式的立體圖，該風力渦輪機具有轉子2，該轉子2在轉動平面5上旋轉并且與軸3連接。軸3與驅動單元4連接，該驅動單元可以包括發電機、電動機、輪子上的底盤、船等。轉子2設置有四個風接觸件或葉片7、8、9、10，每個風接觸件或葉片通過各自的臂11、12、13、14與中心轂15連接。葉片7至10中的每個葉片包括一片柔性材料，該柔性材料具有與各自的臂11至14連接的固定端17以及具有能夠橫向于(transversely)轉動平面5移動的自由端18。在圖I中，臂11至14在轉動平面5內的沿箭頭W的方向的風分量的作用下，沿箭頭R的方向轉動。葉片10的自由端18通過風力向下移動以離開轉動平面5，同時葉片17沿風向W運動。逆著風向W移動的葉片8的自由端19被風向上提升以基本位于轉動平面5中的位置，在自由端19位于該位置時，葉片8產生的空氣阻力最小。在圖2a中，顯示了葉片17的側視圖，用虛線標示的位置表示進一步遠離轉動平面·5彎曲的葉片，并且該葉片以此方式來適應更強的風力和/或軸3上的更大的負載。在圖2b中，葉片8顯示為在“流體穿透”位置伸展，在該“流體穿透”位置，空氣阻力最小并且葉片基本平行于轉動平面5伸展。圖3顯示圖I的風力渦輪機的頂視圖，其中，葉片8基本平行于轉動平面5或者被稍微抬離所述平面，并且葉片10向下移動至圖中的平面內。圖4顯示由兩個相互連接的模塊21、22制成的模塊化組件，每個模塊包括環形框架23，該環形框架23的壁中形成有多個開口 24、25。開口 24、25可以包括環形壁的表面的大部分，從而使環形框架23產生最小的空氣阻力。柔性葉片26、27、28、29在框架23內轉動。模塊21、22的軸相互連接并且與共同的驅動單元4連接。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.29 NL 20046271.一種渦輪機(1)，該渦輪機(I)包括轉子(2)和驅動單元(4)，該轉子(2)具有至少兩個用于在平面(5)內轉動的轉子件(7，11 ;8，12 ;9，13 ; 10，14)，該轉子件基本徑向地設置并且與處于大致橫向于所述平面(5)的位置的軸(3)連接，所述驅動單元(4)與所述軸連接，其中所述轉子件包括流體接觸件(7，8，9，10)，該流體接觸件(7，8，9，10)與連接于所述軸(3 )的臂(11，12，13，14 )鉸接，其特征在于，所述流體接觸件(7，8，9，10 )適于在流體作用位置和流體穿透位置之間樞轉，在所述流體作用位置，所述流體接觸件橫向于所述平面伸出，且在所述流體穿透位置，所述流體接觸件基本平行于所述平面延伸。2.根據權利要求I所述的渦輪機，其中，所述流體接觸件(7，8，9，10)包括柔性材料，所述流體接觸件的一側與所述臂連接，且所述流體接觸件具有自由端(18，19)，處于所述流體作用位置的所述自由端在所述軸(3)的第一角度位置通過具有平行于所述平面的分量的流體力而遠離所述平面(5)彎曲，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：C·格羅特，
申請(專利權)人：西區六公司，
類型：
國別省市：
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