萨伏纽斯转子制造技术

本发明专利技术涉及一种转子(1)，它包括围绕旋转轴线(X)旋转的叶片(2，3)，每一叶片配置成在转子围绕旋转轴线的旋转一圈期间在流体流的作用下交替地将驱动力矩和阻抗力矩传递到旋转轴线，所述驱动力矩使转子围绕旋转轴线转动，阻抗力矩用于阻碍转子围绕旋转轴线的转动，每一个叶片包括在叶片的外纵向边缘区域的柔性部分(21，31)，所述柔性部分配置成当叶片传递阻抗力矩到转子的旋转轴线(X)时向转子的内侧收缩，并且在最大收缩位置之后的转子的半圈旋转期间，当叶片传递驱动力矩到转子的旋转轴线时，转换至朝向转子的外侧的伸展位置，柔性部分仅仅在流体流的作用下被驱动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在风力发电机或水下发电机中使用的转子，特别地，所述转子包括叶片，该叶片在围绕转子的旋转轴线转动一圈期间在流体流的作用下交替地将使转子旋转的驱动力矩和将阻碍转子旋转的阻抗力矩传递到所述旋转轴线上。因此本专利技术更具体地但非排除性地涉及具有不平行于流体流方向的轴线的转子，例如萨伏纽斯转子。
技术介绍
萨伏纽斯转子一般包括半圆柱形状的两个或更多个刚性叶片，所述叶片围绕转子的旋转轴线对称地布置。每个叶片的直径在转子的半径和直径之间。当叶片的直径大于转子的半径时，叶片的凹面成对地彼此部分相对。萨伏纽斯转子具有在启动时提供高力矩的优点，因此能以较低的流体流速启动。这种类型的转子还能够提供与在垂直于转子轴线的平面中的流体流动方向无关的性能，并且相对较小。它们的最优转速相对较低，在叶片外端部处的速度大约为流体流速。相比较地，同样具有竖直轴线的达里厄型风力发电机在叶片末端处具有大约为流体流速五倍的速度。对于具有水平轴线的风力发电机，所述速度大约为流体流速的十倍。因此，萨伏纽斯转子对于物体对叶片的可能影响较不敏感并且对于在流体中运动的物体具有更小的风险。这种类型的转子的主要缺点在于它们相对较低的性能。它们也可以具有在叶片旋转期间的可变的力矩和相对较高的重量。已经表明，当两个叶片的内纵向边缘之间的距离约为转子直径的六分之一时，两叶片萨伏纽斯转子具有最大性能，转子的直径由两个叶片的外纵向边缘之间的距离限定。即使当该条件满足时，这种转子的性能仍然较低。因而希望改进萨伏纽斯转子的性能。也希望限定坚固的并且对于在流体中的碎片出现较不敏感、而同时具有较低生产花费的萨伏纽斯转子。
技术实现思路
一些实施例涉及一种转子，该转子包括围绕旋转轴线旋转的两个叶片，每个叶片配置为在转子围绕旋转轴线转动一圈期间在流体流的作用下，交替地将驱动力矩(转矩)和阻抗力矩传递向该旋转轴线，该驱动力矩使该转子围绕该旋转轴线转动，该阻抗力矩趋向于抵抗该转子围绕该旋转轴线的转动。根据一个实施例，这两个叶片中的每个叶片均包括处在叶片的外纵向边缘区域的柔性部分，该柔性部分配置为当叶片向转子的旋转轴线传递阻抗力矩时朝向转子的内侧收缩(缩回)，并且在转子的在最大收缩位置之后的半圈转动期间，当叶片向转子的旋转轴线传递驱动力矩时，转换至朝向转子的外侧伸展(伸出)的位置，所述柔性部分仅在流体流的作用下被驱动。根据一个实施例，所述柔性部分具有处在转子的半径的0.5倍到1.5倍之间的宽度。根据一个实施例，所述柔性部分具有处在转子的半径的1倍到1.5倍之间的宽度。根据一个实施例，所述叶片中的至少一个叶片位于穿过该叶片的内纵向边缘的点和该旋转轴线的平面的一侧，而该叶片的柔性部分至少部分地位于该平面的另一侧。根据一个实施例，所述叶片中的至少一个叶片包括刚性部分和沿该叶片的外纵向边缘固定的柔性或刚性的可转动翼片。根据一个实施例，这些叶片围绕该旋转轴线设置成使得这些叶片的凹面部分地彼此面对。根据一个实施例，这些叶片沿着该转子的旋转轴线对接(接合)。根据一个实施例，所述叶片中的至少一个叶片包括处在该叶片的内纵向边缘和外纵向边缘之间的刚性的内部部分以及沿着所述内部部分的外纵向边缘固定的外部部分，所述外部部分是柔性的或刚性的并且通过柔性连接部固定到该内部部分。根据一个实施例，每个叶片均包括刚性的内部部分，该内部部分在垂直于旋转轴线的平面中具有弯曲的、平坦的(平面的)或半圆形的轮廓(剖面)。根据一个实施例，每个叶片均包括刚性的中心部分，至少一个叶片具有沿着该叶片的内纵向边缘的柔性侧向部分，至少一个叶片具有沿着该叶片的外纵向边缘的柔性侧向部分。一些实施例还涉及风轮机(风力发电机)，它包括如上所述的转子。一些实施例还涉及水下发电机(水力发动机)，它包括如上所述的转子，该转子浸入液体中，该转子的旋转轴线是基本上竖直的。根据一个实施例，该水下发电机包括与该转子联接并且布置在该转子和该液体的表面上方的电力发电机。附图说明下面将参照附图描述本专利技术的实施例的一些示例，但本专利技术不限定于附图，在图中：图1是根据一个实施例的转子的透视图，图2是转子的轴向剖视图，图3是根据一个实施例的转子的侧视图，图4A至4C示出了根据相对于转子所浸入流体流方向的转子的不同方向的剖视图，图5是转子的轴向剖视图并且示出了取决于转子所浸入的流体的流动方向的、在转子旋转中的叶片的不同动作阶段，图6是常规萨伏纽斯转子的轴向剖视图并且示出了取决于转子所浸入的流体的流动方向的、在转子旋转中的叶片的不同动作阶段，图7A至图7E是根据各种其它实施例的转子的轴向剖视图，图8和9是根据其它实施例的转子的轴向剖视图，图10和11示出了在叶片的外纵向边缘附近的叶片的部分剖视图。具体实施方式图1，2和3示出了具有旋转轴线X且包括围绕该轴线X均匀地间隔开的叶片2、3。叶片2、3中的每个叶片在垂直于轴线X的平面中具有弯曲轮廓，该叶片具有凹面、凸面、靠近转子轴线X的内纵向边缘22、32以及比内纵向边缘22、32离轴线X更远的外纵向边缘23、33。叶片2、3可以通过在板11-例如为盘形的-上的横向边缘24、34或者在垂直于轴线X的两个凸缘11、12-例如为盘形的-之间的相对横向边缘24、25、34、35固定(图3)。叶片2、3可以固定到板11上或凸缘11、12之间，使得轴线X处在每个叶片2、3的内纵向边缘22、32和外纵向边缘23、33之间。板11可以直接通过与轴线X共轴的轴13或者通过机械倍增器(增速器)连接到电力发电机14的转子(图1)。不论转子1所浸入的流体在垂直于旋转轴线X的平面中的运动方向如何，转子1以在图2中用箭头9所表示的相同方向旋转。转子1可以用于任何流体，例如空气和/或水，或者甚至复杂流体，例如顶部有气体的液体、或者混合有固体颗粒的液体，除了流体的流动方向，转子的旋转轴线X布置为在任何方向中，例如竖直地或水平地。在水(或其它液体)中，通过将发电机14保持在水上方，仅仅转子1可被浸入，转子的旋转轴线基本竖直。因此，通过阻止彼此相关的两个可移动部件的接触面被浸入，可以设置与发电机连接的转子1。需要注意的是，如果转子在海中浮起，特别地出现膨胀时，转子的轴线X可以围绕竖直方向显著变化，例如相对于竖直方向为[-30°,+30°]之间，而转子的性能没有影响。因此不需要流体的流动方向固定并且垂直于转子的旋转轴线。根据一个实施例，柔性翼片21、31固定到每个叶片2、3的外纵向边缘23、33，以使得能在边缘23、33附近在流体流动的作用下自由地自我定向。每一翼片21、31可沿叶片2、3的整个外纵向边缘23、33延伸或者仅仅沿该边缘的一部分延伸、或者被分成固定到叶片2、3的边缘23、33上的若干个区段。事实上，如果转子可以局部地经受流体流的密度和/或方向的变化，则将翼片分成若干个区段是有利的。在这种情况中，取决于翼片区段所经受的流体流的方向和密度，每一翼片区段可在其整个伸展和收缩位置之间定向。也可以将转子浸入到不同的流体叠覆层中，例如水和空气中。在这种情况中，每一翼片区段的宽度和柔性或位移幅度也可与翼片区段将浸入其中的流体的密度和粘度相适应。各翼片21、31可以从各凸缘11、12延伸给定距离，使得它们的移动不被凸缘11、12阻碍。该布置也降低了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子，它包括围绕旋转轴线(X)转动的两个叶片(2，3)，每个叶片配置成在转子(1)围绕旋转轴线转动一圈期间在流体流的作用下交替地将驱动力矩和阻抗力矩传递到该旋转轴线，所述驱动力矩使转子围绕旋转轴线转动，所述阻抗力矩倾向于抵抗转子围绕旋转轴线的转动，其特征在于，这两个叶片(2，3)中的每一个都包括处在叶片的外纵向边缘区域中的柔性部分(21，31)，该柔性部分构造成当叶片向转子的旋转轴线(X)传递阻抗力矩时朝向该转子的内侧收缩，并且在最大收缩位置之后的转子的半圈转动期间，当叶片向转子的旋转轴线传递驱动力矩时，转换成朝向转子的外侧伸展的位置，所述柔性部分仅在流体流的作用下被驱动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 FR 14527981.一种转子，它包括围绕旋转轴线(X)转动的两个叶片(2，3)，每个叶片配置成在转子(1)围绕旋转轴线转动一圈期间在流体流的作用下交替地将驱动力矩和阻抗力矩传递到该旋转轴线，所述驱动力矩使转子围绕旋转轴线转动，所述阻抗力矩倾向于抵抗转子围绕旋转轴线的转动，其特征在于，这两个叶片(2，3)中的每一个都包括处在叶片的外纵向边缘区域中的柔性部分(21，31)，该柔性部分构造成当叶片向转子的旋转轴线(X)传递阻抗力矩时朝向该转子的内侧收缩，并且在最大收缩位置之后的转子的半圈转动期间，当叶片向转子的旋转轴线传递驱动力矩时，转换成朝向转子的外侧伸展的位置，所述柔性部分仅在流体流的作用下被驱动。2.根据权利要求1所述转子，其中，所述柔性部分(21、31)具有处于转子(1)的半径的0.5倍到1.5倍之间的宽度。3.根据权利要求1或2所述的转子，其中，所述柔性部分(21、31)具有处在转子(1)的半径的1倍到1.5倍之间的宽度。4.根据权利要求1至3之一所述的转子，其中，至少一个叶片位于穿过该叶片的内纵向边缘(22，32)的一个点和该旋转轴线(X)的平面的一侧，而该叶片的柔性部分(21，31)至少部分地位于该平面的另一侧。5.根据权利要求1至4之一所述的转子，其中，至少一个叶片(2，3)包括刚性部分和沿该叶片的外纵向边缘(23...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·N·吉尼亚尔，
申请(专利权)人：埃克斯马赛大学，科学研究国家中心，
类型：发明
国别省市：法国;FR