[發明專利]風力渦輪機裝置

無效

• 申請號: 201080025683.6
• 申請日: 2010-01-22
• 公開（公告）號: CN102459871A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 約翰尼斯·瓦瑟斯-容格
• 申請（專利權）人: 伊諾文德有限公司
• 主分類號: F03D1/04
• 分類號: F03D1/04;F03D1/06
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李冬梅;鄭霞

本發明涉及包括設有多個轉子葉片的轉子的風力渦輪機裝置，更具體地，轉子被由環形狹縫貫穿的外殼圓周地包圍；并且至少一些轉子葉片在其最外端部分設有轉子翼(rotor?wing)，轉子翼設置為填充狹縫的軸向延伸的基本部分；同時前向外殼部分和后部外殼部分與轉子翼一起形成彎曲的翼輪廓，該彎曲的翼輪廓具有由設置成相互地圓周地間隔開的轉子翼中斷的凸狀外部表面。

根據現有技術，風力渦輪機本質上利用了沿著作用于風力發電機葉片上的空氣流動方向提供力矢量的風的動能，此葉片設置為本質上穿過風向。這種類型的傳統風力發電機可以形成為具有水平或垂直的旋轉軸線。通過施加轉矩到發電機轉子的分力使風力渦輪機旋轉。

本發明的目的是糾正或減少現有技術的至少一種缺陷。

此目的由以下描述中和所附權利要求中所述的特征來獲得。

本發明是基于通過空氣流圍繞在一側是凸的且在相對側是平的、可能是具有較小曲率的凹的或凸的彎曲的翼輪廓的運動，由于翼兩側上空氣流動路徑的不同長度，而沿著從凸形翼表面向外的方向對翼施加升力，也通過所謂的Bernoulli原理描述。

本發明提供了風力渦輪機，其包括具有從輪轂向外朝著包圍的、圓柱形外殼延伸的轉子葉片的轉子，外殼設置為與轉子同心。外殼被拉長且成形為圓形翼，因為其顯示出向外在徑向方向上彎曲的、具有翼輪廓的橫截面。外殼內設置連續的、環形狹縫。然后外殼的通過所述狹縫分離的前向部分和后部部分通過間隔設置在外殼的外部翼表面上的一系列支柱而彼此連接。外殼顯示出在面向風向的操作方向上的前向緣和相對的、相對尖的后緣。

徑向轉子葉片在其外端部分設有布置在外殼狹縫內的翼，同時其顯示出相對于轉子旋轉軸線的軸向延伸且其基本上填充外殼的前向部分和后部部分之間的距離。轉子翼具有沿著旋轉路徑的相互間隔，以致轉子翼只部分地封閉外殼內的狹縫。轉子翼在垂直于轉子旋轉軸線的平面內的輪廓是彎曲的，具有凸的外部形狀以從而本質上與外殼的圓形橫截面一致。沿著轉子的軸線方向的橫截面顯示出基本上補充外殼的翼輪廓的曲率。當轉子翼移動時，由于在轉子翼外部和內部上不同的流動路徑長度，該輪廓從而導致徑向向外作用的升力的產生。由于轉子翼以此方式基本上封閉外殼狹縫的部分的事實，外殼會部分顯示出整個翼輪廓、部分中斷的翼輪廓，其中空氣可以從內部超壓區域流到徑向外部負壓區域。

優選地，轉子翼顯示出負的沖角，即內部轉子翼表面離轉子軸線的距離從轉子翼的前向緣到轉子翼的后緣增加。這造成在轉子翼之間的間隙內穿過外殼產生的氣流對轉子翼提供推力，該推力與引起轉子旋轉的、風在轉子葉片上產生的推力協作。

本發明更加具體地涉及包括設有多個轉子葉片的轉子的風力渦輪機裝置，其特征在于：

-轉子被包括互相間隔定位并設置為環形狹縫形式的前向外殼部分和后部外殼部分的外殼圓周地包圍；并且

-至少一些轉子葉片在其外端部分設有設置為填充狹縫的軸向延伸的基本部分的轉子翼；同時

前向外殼部分和后部外殼部分與轉子翼一起形成具有凸狀外部表面的彎曲的翼輪廓，該凸狀外部表面被互相隔開設置的轉子翼中斷。

外殼可以設有圓形的前向翼緣和尖的后部翼緣。

前向外殼部分和后部外殼部分可以通過在外殼外表面上相互間隔設置的支柱互相剛性地互相連接。

狹縫可以在軸向方向上構成外殼總長度的1/4和2/5之間的長度。

轉子翼可以顯示出在垂直于轉子軸線的平面內具有向內定向曲率的凹面的翼輪廓。

外部轉子翼表面可以顯示出基本對應于翼部分外殼兩者在其縱向和圓周方向上所得到的外部曲率的曲率。

轉子翼可顯示出圓形的前向翼緣和尖的后部翼緣。

內部轉子翼表面可以顯示出在從前向翼緣到后部翼緣的方向上距離轉子旋轉軸線增加的距離。

下面描述了在附圖中圖示的優選實施方式的實施例，其中：

圖1以透視圖示出了根據本發明的風力渦輪機；

圖2a以剖面圖示出了風力渦輪機轉子翼的原理示意圖；

圖2b示出了風力渦輪外殼和轉子翼的原理示意圖；

圖3以更大比例示出了在軸向平面內風力渦輪外殼和轉子的相交段；以及

圖4部分地位于徑向平面且部分地位于軸向平面內示出了轉子翼的相交段；以及在軸向平面內相交的前向外殼部分。