[發(fā)明專利]高效率的渦輪

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980142564.6
• 申請(qǐng)日: 2009-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102196961A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安德魯·L·本德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安德魯·L·本德
• 主分類號(hào): B63H1/16
• 分類號(hào): B63H1/16;B64C11/00;B64C27/20;F01D5/22;F03D11/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 錢亞卓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生動(dòng)力的渦輪。

背景技術(shù)

通過(guò)利用流體來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力或者轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪以產(chǎn)生推力是眾所周知的。然而，大多數(shù)使用螺旋槳、翼片等來(lái)將能量從流體流轉(zhuǎn)換為產(chǎn)生動(dòng)力。例如，Rebasti的美國(guó)專利No.2,996,266使用風(fēng)機(jī)葉片向下吹動(dòng)空氣穿過(guò)其裝置；Mulgrave等人的美國(guó)專利No.2,997,254使用流體葉輪；Pedersen等人的美國(guó)專利No.4,021,135使用兩個(gè)彎曲的整流罩以將空氣導(dǎo)入到渦輪葉片中，并且形成渦輪葉片順風(fēng)方向的渦流以使葉片快速地自旋；以及，Earnest的美國(guó)專利No.4,066,381使用定子來(lái)重新引導(dǎo)流并且使用風(fēng)機(jī)葉片來(lái)推動(dòng)流體穿過(guò)孔。

其它研發(fā)包括Eckel的美國(guó)專利No.4,140,433使用許多固定葉片將空氣導(dǎo)入到渦輪葉片中，并且使用彎曲的整流罩來(lái)形成渦輪葉片順風(fēng)方向的渦流以使葉片快速地自旋；以及Beck的美國(guó)專利No.5,170,963公開(kāi)了一種從風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線徑向地排出的流體流型。

然而，仍然存在對(duì)更高效的、更經(jīng)濟(jì)的和更安全的渦輪的需求。本發(fā)明尤其滿足所述需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是一種具有許多獨(dú)特特征的流體動(dòng)力渦輪，其增大了傳統(tǒng)渦輪的旋轉(zhuǎn)速度和轉(zhuǎn)矩。特別是，所述渦輪具有兩個(gè)沖擊式渦輪部分，所述兩個(gè)沖擊式渦輪部分當(dāng)被結(jié)合使用時(shí)，通過(guò)從流體中兩次提取能量而由流體輸入產(chǎn)生了增大的功率，從而提高了渦輪的效率。更特別是，當(dāng)周圍的流體穿過(guò)多個(gè)流槽時(shí)第一沖擊式渦輪部分轉(zhuǎn)動(dòng)。在穿過(guò)流槽之后，通過(guò)將流體引導(dǎo)至裝置的外周中接觸第二沖擊式渦輪部分處來(lái)再次使用流體，從而從流體中提取額外的能量。

該渦輪還使用比以前所研制的渦輪大非常多的表面積，這增大了可用于沖擊的表面積，從而促進(jìn)了轉(zhuǎn)子組件的旋轉(zhuǎn)。另外，其以多級(jí)使用流動(dòng)流體的能量以增大功率。因此，基于相當(dāng)?shù)牧黧w輸入量，所述渦輪比傳統(tǒng)的渦輪更快速地轉(zhuǎn)動(dòng)，從而產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)矩。另外，當(dāng)被用作風(fēng)力發(fā)電機(jī)或者其他外露的渦輪時(shí)，由于低輪廓(low?profile)的葉片，顯著地減小了殺死鳥類或者其他野生生物的危險(xiǎn)。

因此，提供一種渦輪，包括具有旋轉(zhuǎn)軸線的可旋轉(zhuǎn)的軸；以及轉(zhuǎn)子組件，包括：(a)可旋轉(zhuǎn)的盤，具有旋轉(zhuǎn)方向、中心、前表面、后表面和周邊，所述可旋轉(zhuǎn)的軸結(jié)合到所述盤的中心，(b)第一沖擊式渦輪部分，包括設(shè)置在所述前表面和所述后表面之間的多個(gè)流槽，其中每個(gè)流槽包括：沖擊表面，流槽入口，流槽出口，以及流槽通道，其流體地連接所述流槽入口和流槽出口，其中所述沖擊表面從所述前表面至所述后表面傾斜并且垂直于所述盤的徑向方向，以及(c)第二沖擊式渦輪部分，包括上游側(cè)轉(zhuǎn)子和下游側(cè)轉(zhuǎn)子，其中所述上游側(cè)轉(zhuǎn)子包括設(shè)置在所述前表面和所述后表面之間的多個(gè)管道，其中每個(gè)管道具有：管道入口，與所述流槽出口之一流體連接，管道出口，設(shè)置在所述周邊處，以及通道，其使所述管道入口中的一個(gè)或更多個(gè)與所述管道出口之一流體連接，以及其中所述下游側(cè)轉(zhuǎn)子部分包括：具有周邊的環(huán)形邊緣，以及多個(gè)葉片，其結(jié)合到所述邊緣上并且沿所述周邊設(shè)置，其中所述葉片具有主流體接觸面，并且所述主流體接觸面位于與所述旋轉(zhuǎn)軸線平行的平面內(nèi)并相對(duì)于所述盤的徑向方向成大約45到小于90度的角度。

附圖說(shuō)明

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的渦輪的前視圖；

圖1a顯示了圖1中所示的渦輪的前部的詳圖；

圖2顯示了圖1的渦輪的后視圖；以及

圖3顯示了圖1的渦輪的前部的橫截面。

具體實(shí)施方式

該流體驅(qū)動(dòng)的渦輪裝置與傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)和航空渦輪機(jī)相比是獨(dú)特的。所述渦輪可以與空氣、蒸汽、水或者其他流體一起使用來(lái)產(chǎn)生動(dòng)力，例如，作為發(fā)電機(jī)或者航空渦輪機(jī)。

轉(zhuǎn)到圖1，示出了一種根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的流體渦輪10。所述渦輪包括可旋轉(zhuǎn)的軸(未顯示)和轉(zhuǎn)子組件30。轉(zhuǎn)子組件30包括可旋轉(zhuǎn)的盤40，所述盤40具有旋轉(zhuǎn)方向42、其上結(jié)合有可旋轉(zhuǎn)的軸的中心12、前表面18、后表面20和周邊14。