风力机、转子叶片及方法技术

本发明专利技术涉及用于与一种流体介质交互作用的一种转动机器，这种转动机器包括一个转子，该转子带有一个或多个叶片，通过这个或这些叶片使能量从该介质中提取出或将其释放到该介质上。这种叶片沿转子轴线旋绕式地或螺旋地延伸。该叶片的伸出在平面中形成了围绕一个中心点螺旋运动的一个连续地变窄的条带。该叶片优选是薄膜状的。如在侧视图中所见，该叶片具有位于该流体介质下游侧上的一个锥形端部。

【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转子叶片单元。本专利技术进一步涉及一种流体交互作用装置。许多不同类型的风力涡轮机是已知的。这些风力涡轮机各自具有其自身的有特定优势的操作原理。本专利技术提供了在现有技术中无法获得的、有特定优势的一种不同的操作原理。在与本申请相同的申请人名下的公开号为WO 2008/060147的国际专利公布中，已知一种风力机包括本专利技术各方面的一种基本形式。本专利技术的目的是提供关于此文件的多个改进。本专利技术出于此目的提供了一个转子叶片单元，该转子叶片单元包括用于与一种流体介质实现能量转换的至少一个转子叶片或翼片，其中一个转子叶片的形式包括以下特征:它是围绕一个中央轴线的螺旋形的，该叶片基本上沿该中央轴线从该中央轴线上延伸，并且该叶片是在一个平面中可限定的，从该平面中该叶片可以被转换成这种三维的螺旋形状。这样一种转子叶片单元的一个优点是提供了与一种介质的交互作用，其中以几乎不破坏流体流动的方式进行能量传递是可能的。例如，通过这个转子叶片单元提供了一种抽吸作用，由此单位面积的效率是相对较高的。这个抽吸作用使得能够进行这样的操作:其中即使与流体流动成一个角度也可以维持效率。这个转子叶片单元进一步能够使其本身自动定向，即使是在没有风向标的情况下。—个第一优选实施方案包括根据本专利技术的一种风力机:用于将该风力机安装在一个表面上的一个台架，用于相对于转子叶片可旋转地安装该台架的旋转装置，一个用于将动能转化成电能的发电机组件。通过这个实施方案，提供了一个实际的实施方案以用于提供一个使用本专利技术的转子叶片的结构。根据另一优选项，根据本专利技术的这样一种风力机包括至少一个连接臂以用于使转子叶片的前端或后部与底座相连接。因为这一点，能够获得一种提供增强作用的实际方式。这样一种增强作用防止和/或减小了不希望的振动、并且为转子叶片与该风力机剩余部分的组合提供了更大稳固性。根据另一个优选实施方案，该转子叶片是通过注射模制而形成的。因为这一点，可以用经济的方式大规模生产转子叶片，这在相对少量的形式的情况下是特别有利的。风力机被设想成从几分米到几十米的形式。在进一步的优选实施方案中，该风力机包括一条中央转子叶片轴线。其主要优点之一是可以在转子叶片的深度的实质性长度范围内为这个转子叶片提供稳固性以用于提供内在稳固性。根据另一个优选项，该转子叶片包括一个用于相对于该中央转子叶片轴线进行安排的中央支撑体。这个中央支撑体可以为转子叶片的稳固性做出贡献、并且可以在转子叶片的生产过程中与该转子叶片作为一个部分来生产。然而，也有可能的是在生产出该转子叶片的螺旋形部分之后，随后在组装该转子叶片时将该螺旋形部分与该中央支撑体相连接。在若干优选实施方案中，该转子叶片围绕中央轴线延伸了 π次。因为这一点，提供了一个有效的转子叶片。在本文的剩余部分中，参阅附图对这些优点进行更详细的解释。为了根据本专利技术提供用于获得电能的发电功能，该风力机包括一个环形的发电机，该环形的发电机包括:多个固定的磁铁，这些固定的磁铁被安排在一个基本上环形的阵列中以用于提供一个交变磁场，多个线圈，这些线圈相对于固定的磁铁的这个环形阵列是同中心地安排的以用于产生电能。有利的是，这些线圈是围绕多个线圈内芯进行安排的。进一步优选的是，在这样一种风力机中，这些线圈内芯是C形的，其中这些绕丝优选地围绕该C的背部缠绕，并且进一步优选的是，这个C的支腿是朝向这些固定的磁铁定向的。通过此类优选的实施方案，以有效的方式并且特别是用经济上可生产的发电组件来提供电能。根据另一个优选项，提供了用于可变地切换多个线圈的切换装置。因为这一点，可以用相对较低的风速和相对较高的风速来使用该风力机，由此可以改变功率和阻力。在另一个优选的实施方案中，该转子叶片是由多种复合材料生产的。因为这一点，有可能提供具有固有稳固性的层状结构的材料。已发现这样一种生产方法对于螺旋形状是特别有利的。根据另一个优选项，该风力机包括用于强制性地使该风力机相对于底座旋转的一个驱动机构。在这个意义上的驱动机构被定义为用于使该风力机相对于该底座旋转的一个机构。由于该转子叶片的特性，使得该风力机在一定界限内相对于风自动定向。因为这一点，该驱动机构的实际优点是有可能引导该风力机与风成基本上超过90度的角。根据另一个优选实施方案，每个转子叶片通过以下方式基本上可限定在一个圆形的形状之内，即:限定出在该圆内部的一个曲线，该曲线基本上从该圆的中心延伸到该圆的边缘上，以及一条直线，该直线从该中心基本上径向地延伸到该曲线与该圆的边缘的一个交汇点，通过这种方式该圆被分成一个转子叶片表面和一个切除表面。这个优选实施方案的一个优点是组效应(set effect)的进一步改善。根据另一个优选项，在该转子叶片与切除表面之间的比值基本上是2:1。因为这一点，三个转子叶片提供了半球形的表面，这是流体可以容纳的体积相对于用于转换能量的表面的最大比值。根据进一步的优选项，每个转子叶片的形状都像一个膜、片或板。因为这一点，相对于由转子叶片提供的所用体积，一个较大的表面是可能的。根据本专利技术的另一个方面提供了根据本专利技术的一个转子叶片在根据本专利技术的装置中的应用。根据本专利技术的另一个方面提供了用于通过根据本专利技术的一个装置来产生能量的一种方法，该方法包括以下步骤:提供该装置，使得该装置与一种流体交互作用，提取所获得的电能。根据另一个优选实施方案，该转子叶片包括多个(优选地，三个)转子叶片，这些转子叶片沿一条公共轴线以相等的相互角间距相对于心线相互安排，其中这些转子叶片的组装方式是以盘绕方式进行螺旋。因为这一点，通过一个体积的转子叶片，可以实现更大的产量。另一个优点在于可以实现更大的稳定性，这是因为在转子叶片单元的这些叶片上更均等地施加了该流体的压力。将在下文参阅若干优选实施方案对本专利技术的另外的优点、特征和细节进行更详细的描述。在此参阅附图，在附图中:附图说明图1是根据本专利技术的第一优选实施方案的视图；图2是带有指示线的与图1类似的优选实施方案的视图；图3是处于使用位置中的图2的实施方案的侧视示意图；图4A至图4D是图2的实施方案的不同视图；图5是根据本专利技术的另一个优选实施方案的透视图；图6是根据本专利技术的另一个优选实施方案的侧视分解视图；图7是另一个优选实施方案的侧视图表不；图8是另一个优选实施方案的表不；图9A是图6的优选实施方案的旋转叶片的侧视图和前视图的表示。图10是图6的优选实施方案的等距分解视图；图11是图10的细节的等距分解视图；图12是根据图10的示意性表示的分解视图。根据本专利技术的第一优选实施方案(图1)涉及根据本专利技术的第一优选实施方案的叶片的俯视图表示。这是在一个在使用位置中形成了弯曲表面的平面上可限定的一个叶片，其中线3基本上形成一条直线，由薄片10形成的弯曲表面围绕该直线延伸。外线I在此围绕“轴线”3旋转了多次。图2示出了这个叶片限定的另一个优选实施方案的表示，其中限定了指示尺寸的多条线的若干交点。在这个优选实施方案中，围绕坐标系X，y画出叶片表面10。曲线3从原点开始在上行方向上延伸、向下弯曲而在距离Xl处与X轴相交，这为距离X 3，其中X 3是由曲线I形成的圆的周长。曲线3在交点yl处与y轴相交，该交点距离原点为一半距离，并且在交点12处与圆I相交。曲线3进一步在交点x2处与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种风力涡轮机，包括一个转子叶片单元，该转子叶片单元包括用于与一种流体介质实现能量转换的至少一个转子叶片或翼片，其中一个转子叶片的形式包括以下特征: 它是围绕一个中央轴线的螺旋形的， 该叶片基本上沿该中央轴线从该中央轴线上延伸，并且该叶片是在一个平面中可限定的，从该平面中该叶片可以被转换成这种三维的螺旋形状。2.按权利要求1所述的风力涡轮机，包括: 一个底座，该底座用于将该风力润轮机放置在一个地表面上， 用于相对于该底座可旋转地安排该转子叶片的旋转装置， 一个用于将动能转化成电能的发电机组件。3.以上权利要求中的一项或多项所述的风力涡轮机，包括至少一个连接臂，该连接臂用于将该转子叶片的前侧和/或后侧连接到该底座上。4.以上权利要求中的一项或多项所述的风力涡轮机，其中该转子叶片是通过注射模制而形成的。5.以上权利要求中的一项或多项所述的风力涡轮机，包括一个中央转子叶片轴。6.按权利要求5所述的风力涡轮 机，其中该转子叶片包括一个用于相对于该中央转子叶片轴进行安排的中央支撑体。7.以上权利要求中的一项或多项所述的风力涡轮机，其中该转子叶片围绕该中央轴线延伸了 l-η次。8.以上权利要求中的一项或多项所述的风力涡轮机，包括一个环形发电机，该环形发电机包括: 多个固定的磁铁，这些固定的磁铁被安排在一个环形的阵列中用于提供一个交变磁场， 多个线圈的一个环形阵列，这些线圈的环形阵列为了产生电能的目的相对于所安排的这些固定的磁铁的环形阵列是...

【专利技术属性】
技术研发人员：马里努斯·米勒梅特，
申请(专利权)人：德阿基米德有限公司，
类型：
国别省市：