[發明專利]具有分流器的渦輪機及用于渦輪機的分流器

有效

• 申請號: 201580055320.X
• 申請日: 2015-10-16
• 公開（公告）號: CN106795856B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 馬賽羅·德魯卡;喬瓦尼·英格拉西亞
• 申請（專利權）人: 地中海設計網絡有限責任公司
• 主分類號: F03D3/04
• 分類號: F03D3/04;F03B3/18
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 羅銀燕

具有分流器(2)的渦輪機(1)包括支撐框架(25)、葉輪(3)、主流分流器(2)和輔助分流器(13)，其中支撐框架適于錨固到固定或可移動結構，葉輪圍繞旋轉軸線(R)可旋轉地安裝到支撐框架(25)并且具有用于流動的前入口部分和多個葉片(4、4'、4”、...)，多個葉片適于與前入口部分對應地在推動位置與前進位置之間根據由流動而產生的旋轉來連續移動，主流分流器適于錨固到支撐框架(25)并且具有周壁(7)，周壁適于至少部分地相對于所述流動遮擋前入口部分，輔助分流器從面對多個葉片中在前進位置中的一個或多個葉片(4')的第一部分(14)延伸到在面對所述多個葉片中在推動位置中的一個或多個葉片(4)的第二部分(15)。輔助分流器(13)包括多個基本曲線的管道(16)，多個基本曲線的管道沿著基本上徑向的方式并排，每個管道(16)具有面對前進位置中的葉片(4')的第一開口端(16')和放置成與輸送管道(8)對應的第二開口端(16”、16”')。

技術領域

本發明涉及用于從可再生能源回收能量的裝置的技術領域，特別是涉及提供有用于加速流動并增加扭矩的分流器的渦輪機(用于風力應用或與水或其它液體或流體使用的渦輪機。本發明還涉及適于與渦輪機聯接的分流器。

背景技術

在微風應用的背景下，豎直軸渦輪機的使用越來越普遍，因為這種解決方案允許獲得盡管不高的功率但足以覆蓋住房或商業和工業結構的平均能量需求的至少一部分，同時保持小的負擔。

在這個領域中已知各種型號的渦輪機，它們通常為葉片的數量和形狀彼此不同，但是通常由可旋轉地安裝在固定支撐件上并連接到發電機上的旋轉體構成。

反過來，旋轉體包括中心軸，該中心軸連接到發電機的軸或者限定這種軸，并且設置有具有成形輪廓的兩個或更多個葉片，該葉片典型地具有豎直延伸軸線的螺旋形，以攔截風并使整個旋轉體旋轉。

Darrieus和Savonius渦輪機是非常常見的渦輪機類型，后者包括具有相同截面的兩個或更多個葉片，以確保旋轉期間的周期性行為。

葉片被成型為在一定的扭矩范圍內使得它們中的每個相對于流動交替地處于進給狀態，然后處于推動或返回階段。

這種葉片的使用除了相對便宜之外，還受到尺寸減小，噪聲水平有限和低浪涌功率的青睞，因此即使在低風下也能實現明顯的功率生產。

然而，已知的微型風力渦輪機的特征在于低效率，例如對于Savonius類型的普通葉片而言例如在0.10和0.15之間。

新的解決方案主要是為了優化葉片的特征，試圖提高其空氣動力學效率，盡管從理論上可以看出，一旦已設定渦輪機的速度和前表面，則存在著可以從風中提取功率的最大限制。

為了克服這些缺點，然后想到涉及在葉片處于返回位置的部分處的對于葉輪具有障礙物功能的分流器。

這種分流器的目的是減小在返回位置作用在葉片上的壓力，從而增加由作用在進給的葉片上的力與作用在返回葉片上的力之間的差異給出的總扭矩。

在Mohamed等人的“使用阻擋返回葉片的障礙物的修改的Savonius渦輪機的最佳葉片形狀”和Mohamed等人的“使用阻擋返回葉片的障礙物的Savonius渦輪機的優化”中描述了這種解決方案的實例。這些解決方案雖然在性能方面提供了一個普遍的改進，但輸出功率的值比傳統Savonius渦輪機的平均值高出30％，但并不令人滿意，并被證明是可以改進的。

US2011/0006542公開了一種Savonius型渦輪機，其在一些具體實施方式中涉及與在渦輪機周邊放置以相對于其自由旋轉的分流器。

分流器具有輸送管道朝向進給葉片的流動，該管道被成形為朝向渦輪機收斂，并產生靠近葉輪的適于加速流動的變窄。

特別地，在第一配置中，輸送管道在一側由收斂的平坦壁限定，所述收斂的平坦壁的端部具有以與由進給葉片限定的理想周長相切的方式定位的凹陷區域。