用于将风能至少转换成机械能的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于将风能至少转换成机械能的装置，包括转子，所述转子能够通过风围绕旋转轴线旋转地驱动，在所述转子周围设置有管道，其中所述管道的中心轴线与所述转子的旋转轴线大体上重合，其中管道包括进风开口和出风开口，并且其中所述装置被构造成使得在所述装置的使用中所述出风开口的至少中心部分处的气压低于所述进风开口处的气压，其特征在于，在所述管道中的转子的下游设置有用于沿大体为下游方向引导风离开的多个后部定子叶片，所述多个后部定子叶片从中心轴线径向向外延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将风能至少转换成机械能的装置
本技术涉及一种用于将风能至少转换成机械能的装置，其包括转子，所述转子可通过风围绕旋转轴线旋转地驱动，在所述转子周围设置有管道，其中所述管道的中心轴线与所述转子的旋转轴线大体上重合，其中管道包括进风开口和出风开口，并且其中所述装置实施为使得在所述装置的使用中位于所述出风开口的至少中心部分处的气压低于所述进风开口处的气压。这种转换装置是已知的，例如由US4021135A可知。
技术介绍
该文献描述了具有反作用式的转子的管道式风力涡轮机。该风力涡轮机设有增强装置，用于在出风开口处产生转子下游的涡流。由此增加沿着风力涡轮机的长度的压力差，并从而增加可从风力中获取的动力。这种用于将风能至少转换成机械能的装置本身是已知的，并且也被称为风力涡轮机或风车。本技术尤其可以涉及相对较小的风力涡轮机，也被称为微型涡轮机或城市风力涡轮机，该风力涡轮机可以设置在城市环境中，并且尤其可选地设置在建筑物上。本技术更具体地涉及所谓的水平风力涡轮机，其中在使用风力涡轮机时，转子的旋转轴线和管道的中心轴线大体上水平地设置。
技术实现思路
本技术的目的是对前序中所述的本身为已知类型的装置进行改进。本技术的特定目的可以是提高本身已知的装置的效率。为实现上述目的，本技术提供一种用于将风能至少转换成机械能的装置，包括转子，所述转子能够通过风围绕旋转轴线旋转地驱动，在所述转子周围设置有管道，其中所述管道的中心轴线与所述转子的旋转轴线重合，其中管道包括进风开口和出风开口，并且其中所述装置被构造成使得在所述装置的使用中所述出风开口的至少中心部分处的气压低于所述进风开口处的气压，其特征在于，用于将风能至少转换成机械能的装置还包括多个后部定子叶片，所述多个后部定子叶片在所述管道中的转子的下游设置有用于沿下游方向引导风离开，所述多个后部定子叶片从中心轴线径向向外延伸。所述管道的从所述转子延伸到所述出风开口的部分在流动方向上看变宽，并且其中所述后部定子叶片的高度沿着后部定子叶片的长度在下游方向上增加。所述管道的所述部分呈文氏管的形状。每个后部定子叶片设置有从其压力侧延伸的多个直立的肋部，所述肋部从叶片的进风侧延伸到后部定子叶片的出风侧，其中所述肋部在所述侧上以确定的曲率径向向外延伸，使得每个肋部在出风侧距离中心轴线的径向距离比在进风侧距离中心轴线的径向距离更大。所述肋部的高度介于所述定子叶片的最大高度的0.1％至25％之间。所述管道被构造成使得在进风开口与出风开口之间的所述管道的内侧的长度短于在进风开口与出风开口之间的所述管道的外侧的长度。所述出风开口的出口角度与所述中心轴线形成大于0°且最大值为90°的角度，并且更特别地该角度在60°至90°之间。所述管道的所述出风开口的最大截面尺寸大于所述管道的所述进风开口的最大截面尺寸。所述管道的外周围设置有螺旋并且直立的肋部。所述肋部的高度在所述管道的最大截面尺寸的4％至25％之间，更特别地在4％至10％之间。所述装置包括至少一个环形的元件，所述至少一个环形的元件与所述中心轴线同心并设置成靠近所述出风开口并且具有比所述出风开口更小的截面尺寸，其中所述或每个环形的元件包括沿下游方向变宽的外周围表面。所述外围表面在下游方向与所述中心轴线成一定角度向外倾斜地延伸。所述角度大于0°且小于60°。所述装置包括至少一个阀门，所述至少一个阀门布置在所述管道的所述出风开口处，并且所述至少一个阀门能够在第一打开状态与第二关闭状态之间调节，在所述第一打开状态下所述至少一个阀门使所述出风开口至少部分清空，在所述第二关闭状态下所述至少一个阀门关闭所述出风开口的至少一部分。所述至少一个阀门是止回阀，使得当风从所述进风开口流到所述出风开口时所述至少一个阀门从其关闭状态自动调节到其打开状态，并且当风有预示将通过出风开口流入到管道中时阀门从其打开状态自动调节到关闭状态。所述至少一个阀门由柔性材料制成。所述至少一个阀门在出风开口的周围的至少一部分延伸并利用其一个外周围端部区域连接至管道，其中另一个外周围端部区域自由悬置。换言之，该目的通过在前序中所述类型的装置来实现，根据本技术，该装置的特征在于设置在管道中的转子下游的多个后部定子叶片，该多个后部定子叶片用于沿大体上下游方向上引导风离开，该后部定子叶片从中心轴线径向向外延伸。当靠近出风开口处(特别是在其至少中心部分处)的压力比靠近进风开口处的压力更低时，管道中的风的气流速度可以增加，由此根据技术的装置的效率可以增加。根据本技术的装置包括多个特征，这些特征均可以提供所述功能，即在出风开口处提供比在进风开口处更低的空气压力，并且如果需要的话这些特征可以单独采用或者如果需要可以以任何合适的组合方式被采用。因此，根据本技术的装置的第一特征在于，其具有设置在管道中的转子下游的多个后部定子叶片，用于沿大体上下游方向引导风离开，该后部定子叶片从中心轴线径向向外延伸。转子叶片的负压侧会产生真空。由于这种真空，来自转子的转子叶片周围的气流倾向于转向至在此所产生的真空方向，由此产生空气涡流。因为转子叶片的前侧和后侧的压力差在从旋转方向上观察时减小，因此这些空气涡流降低了转子的效率。使用设置在转子下游的后部定子叶片，气流或风沿大体上沿下游方向被引导离开。这防止或至少减少了围绕转子叶片转动的气流和转子叶片后面发生涡旋的可能性。根据本技术的装置的效率可以以这种方式增加。根据本技术的装置的另一特征在于，从流动方向看，从转子延伸到出风开口的管道的一部分变宽，其中后部定子叶片的高度沿着后部定子叶片的长度在下游方向增加。由于变宽的管道，来自转子的风流入管道中并将相对于中心轴线在管道的内表面的方向上一定程度的径向向外被引导。因此气流在管道表面上尽可能均匀地分布，这导致旨在使在出风开口的至少中心部分处的压力相对于进风开口处的压力更低。由于变宽的管道，直接在管道外部流动的风将相对于中心轴线被向外引导，其中直接在管道外侧流动的风的流动距离增加并且其方向改变，使得从出风开口流出的风流将在外侧流动的风的方向上流动，即相对于管道的中心轴线向外流动。这导致旨在使在出风开口的至少中心部分处的压力相对于进风开口处的压力更低。管道的所述部分尤其可以大体上呈文氏管的形状。在根据本技术的装置的又一个实施方案中，每个后部定子叶片设置有从其压力侧延伸的多个直立的肋部，所述肋部从叶片的进风侧延伸到后部定子叶片的出风侧，其中所述肋部在所述侧上以确定的曲率径向向外延伸，使得每个肋部在出风侧处距离中心轴线的径向距离比在进风侧处距离中心轴线的径向距离更大。这些肋部的优点在于，它们基本上径向向外地引导来自转子的气流，这导致旨在使在出风开口的至少中心部分处的压力相对于进风开口处的压力更低。在此，肋部的高度可以介于所述定子叶片的最大高度的0.1％至25％之间。根据本技术的装置的特征在于，管道被构造成使得在进风开口与出风开口之间的所述管道的内侧的长度短于在进风开口与出风开口之间的所述管道的外侧的长度。由于内侧的管道的长度比外侧的管道的长度短以及在出风开口位置处的外侧的管道的方向改变，因此流过管道的风的流动距离比直接在管道外侧流动的风的流动距离更短，并且直接在管道外侧流动的风的流动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将风能至少转换成机械能的装置，包括转子，所述转子能够通过风围绕旋转轴线旋转地驱动，在所述转子周围设置有管道，其中所述管道的中心轴线与所述转子的旋转轴线重合，其中管道包括进风开口和出风开口，并且其中所述装置被构造成使得在所述装置的使用中所述出风开口的至少中心部分处的气压低于所述进风开口处的气压，其特征在于，用于将风能至少转换成机械能的装置还包括多个后部定子叶片，所述多个后部定子叶片在所述管道中的转子的下游设置有用于沿下游方向引导风离开，所述多个后部定子叶片从中心轴线径向向外延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.21 NL 10414761.一种用于将风能至少转换成机械能的装置，包括转子，所述转子能够通过风围绕旋转轴线旋转地驱动，在所述转子周围设置有管道，其中所述管道的中心轴线与所述转子的旋转轴线重合，其中管道包括进风开口和出风开口，并且其中所述装置被构造成使得在所述装置的使用中所述出风开口的至少中心部分处的气压低于所述进风开口处的气压，其特征在于，用于将风能至少转换成机械能的装置还包括多个后部定子叶片，所述多个后部定子叶片在所述管道中的转子的下游设置有用于沿下游方向引导风离开，所述多个后部定子叶片从中心轴线径向向外延伸。2.根据权利要求1所述的用于将风能至少转换成机械能的装置，其特征在于，所述管道的从所述转子延伸到所述出风开口的部分在流动方向上看变宽，并且其中所述后部定子叶片的高度沿着后部定子叶片的长度在下游方向上增加。3.根据权利要求2所述的用于将风能至少转换成机械能的装置，其特征在于，所述管道的所述部分呈文氏管的形状。4.根据权利要求1所述的用于将风能至少转换成机械能的装置，其特征在于，每个后部定子叶片设置有从其压力侧延伸的多个直立的肋部，所述肋部从叶片的进风侧延伸到后部定子叶片的出风侧，其中所述肋部在所述侧上以确定的曲率径向向外延伸，使得每个肋部在出风侧距离中心轴线的径向距离比在进风侧距离中心轴线的径向距离更大。5.根据权利要求4所述的用于将风能至少转换成机械能的装置，其特征在于，所述肋部的高度介于所述定子叶片的最大高度的0.1％至25％之间。6.根据权利要求1所述的用于将风能至少转换成机械能的装置，其特征在于，所述管道被构造成使得在进风开口与出风开口之间的所述管道的内侧的长度短于在进风开口与出风开口之间的所述管道的外侧的长度。7.根据权利要求1所述的用于将风能至少转换成机械能的装置，其特征在于，所述出风开口的出口角度与所述中心轴线形成大于0°且最大值为90°的角度。8.根据权利要求7所述的用于将风能至少转换成机械能的装置，其特征在于，所述出风开口的出口角度与所述中心轴线形成的角度在60°至90°之间。9.根据权利要求2所述的用于将风能至少转换成机械能的装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·E·范德希，
申请(专利权)人：霍姆涡轮机有限公司，
类型：新型
国别省市：荷兰,NL