流体转换元件及包括所述流体转换元件的机器制造技术

本实用新型专利技术描述了一种流体转换元件及包括所述流体转换元件的机器。该流体转换元件包括围绕转动轴缠绕的至少两个敞开的管状管道，其中至少一个所述管状管道围绕所述转动轴螺旋地缠绕，每个所述管状管道包括具有各自的入口端口和各自的出口端口的室；其中至少一个所述管状管道的入口端口的横截面面积大于该所述管状管道的出口端口的横截面面积；并且其特征在于，所述流体转换元件的转速是可调节的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术在其一些实施方式中涉及一种没有螺旋叶片的涡轮机，更具体地但不绝对地涉及一种用于将线性流转换成旋转运动的装置，其可能用于发电。
技术介绍
人类面对的最大挑战中的两种是相互关联的。传统的碳基能源(比如石油和煤炭)正在耗尽。此外，基于人类对这些能源的使用产生的生态上的威胁被认为可能对地球上的生命有毁灭性打击。因此大多数国家的主要目标是寻找人类需要的能源但不明显地增加大气中的二氧化碳或其它“温室气体”。两种最引人注目的可再生能源是太阳能和风能。它们每天提供超过人类活动所需求的能量。也就是说，从经济上和技术上利用太阳能和风能的能力是非常有价值的。虽然到目前为止已经做出了开发太阳能和风能发电的努力，但是这两种用于发电的方法在它们对电网的贡献方面仍然是微小的。风力发电厂已经在世界各地涌现，其中许多建立在开阔的平原或疾风海洋地区。已经开发出了十亿瓦能量工程。大多数的涡轮包括能够响应于盛行的风而旋转的螺旋叶片(通常是三个)。转动的螺旋叶片驱动齿轮箱和发电机来发电。Donham等人的美国专利号4，297，076描述了一种改进的风力润轮机,其中叶片顶部的斜度是可变的，并且斜度是周期性改变的，以控制转子的摇摆并减轻叶片上的弯矩，以及斜度是共同地改变的以减轻叶片上的弯矩并使在选定的恒定转速下涡轮机的电力输出最大。Locastro等人的美国专利号4，362，470描述了一种风力涡轮机，其具有相对于一轴线可转动的轴以及安装在轴上的多个叶片，这些叶片布置成风使它们转动从而使轴转动。Sultzbaugh等人的美国专利号5，256，034描述了一种斜度可变的螺旋叶片机构，其包括在三个间隔开的叶片臂上的多个螺旋桨形状的叶片。Harman等人的US20080145230描述了一种在需要高输出并同时具有受约束的风扇尺寸的环境中所使用的轴向流风扇的表面轮廓和转子。W02009/051793描述了一种承受应力的结构，其包括一构件，应力施加在该构件上，其中构件内的该应力分散并且其中构件的至少一主要部分的结构具有符合对数曲线的曲率以使应力基本均匀地分布。Gorlov的美国专利号5，642，984描述了一种螺旋涡轮机组件，其能够在多方向超低头流体流下提供高速单向转动。该组件包括一组竖直或水平布置的螺旋涡轮机单元或者模块，以例如利用水或风的动力。风动力模块能安装到由轻重量结构支撑的可转动轴上，轻重量结构由牵索锚定到地面。螺旋涡轮机还能通过利用海浪的动力来提供船的推进力。Becker的美国专利号7，132，760描述了一种混合叶片风力涡轮机装置，其至少由一对直的外部螺旋桨叶片和一对内部螺旋翼叶片构成，被支撑成用于在安全保护罩结构内转动，该风力涡轮机能安装在竖直、水平或其他准直的操作位置上。Krolick等人的美国专利号4，708, 592描述了一种可折叠结构，该可折叠结构包括根据多种方法中的一种由轻重量结构支撑的非刚性螺旋板。Clark的US20090160194描述了一种用在风力涡轮机中的叶片，叶片具有从风力涡轮机的叶片的转动中心径向向外延伸的纵向轴。叶片具有前侧和后侧，前侧具有在上风方向上取向的前表面，后侧具有用于在下风方向上取向的后表面。Aylor的美国专利号5，425，619描述了一种流体能量涡轮机，其具有径向流转子，在该转子中流体驱动式叶片围绕水平轴周向地分布，在该转子中设置辅助偏压出口门，绎用于释放高流体压力，从而控制比如在强暴风中的涡轮机速度。Rangi等人的美国专利号4，082, 479描述了一种用于竖直轴风力润轮机的超速导流板，这种类型的涡轮机具有直的或弯的螺旋桨叶片，该螺旋桨叶片附连至竖直轴，通过铰接地安装在后缘、前缘上或在螺旋桨截面的一部分的中心位置处的相对薄的平坦叶片状导流板元件而形成该竖直轴。Townsend的美国专利号5，632，599教导了一种风能涡轮机，其具有围绕水平转动轴周向地分布的空气驱动式叶片，水平转动轴形成了内部区域，在内部区域中通过引入其中的风而增大的空气压力通过这些叶片之间的空间被释放。Sullivan的美国专利号4，500, 257描述了一种用于竖直轴风力涡轮机的空气动力导流板系统，该系统包括在叶片上的导流板，叶片初始地存放在转子轴附近，以使拖拽力最小化。Shimmel的美国专利号4，715，782描述了一种液压速度控制装置，其用于通过控制转子制动装置的配置来限制风力涡轮机的速度，该液压速度控制装置包括四个相互流体连接的元件:一个或多个流体缸、安全阀、蓄能器和止回阀。Hulls的美国专利号5，531，567教导了具有张紧叶片的Darrieus式竖直轴风力涡轮机，其具有用于张紧这些叶片的各个机构。
技术实现思路
因此本技术的目的是描述在将线性流能量转换成转动能量方面具有改进的效率的方法和装置。具体地，本技术包括实现更有效率的涡轮机的结构和方法，该涡轮机缺少螺旋叶片而是引导流体经过渐缩中空的涡轮机的主体，以实现高的能量转换效率。根据本技术，提供了用于将流体的流动转换成转动的转换元件，该流体转换元件包括围绕转动轴缠绕的至少两个敞开的管状管道，其中至少一个所述管状管道围绕所述转动轴螺旋地缠绕，每个所述管状管道包括具有各自的入口端口和各自的出口端口的室。在一些实施方式中，至少一个所述管状管道的入口端口的横截面面积大于该管道的出口端口的横截面面积。在一些实施方式中，至少其中一个管状管道的直径沿着其长度变化。在一些实施方式中，所述流体属于风和水中的至少一个。在一些实施方式中，一种机器包括流体转换元件，还包括响应于流体转换元件的换能器。在该机器的一个方面中，换能器是从由发电机、压缩机、泵、捕捉器、提升机、钻机、搅拌机和捏和机构成的组中选出的。在一些实施方式中，至少一个所述管状管道是由从由金属、纤维、木头、聚合材料、玻璃、织物、合金以及它们的组合构成的组中选出的材料制成的。根据本技术的另一个方面，提供了一种用于将与流体流相关的能量转换成电的方法,包括:提供流体转换元件，所述流体转换元件包括围绕转动轴缠绕的至少两个敞开的管状管道，其中至少一个所述管状管道围绕所述转动轴螺旋地缠绕并且每个所述管状管道包括各自的入口端口和各自的出口端口 ；将所述流体转换元件置于流体流中，从而引起所述流体转换元件的转动；将所述转动转换成电。在本技术的一个方面中，所述流体属于风和水中的至少一个。在一些实施方式中，所述流体转换元件围绕所述转动轴的转速是可调节的。这可通过扰乱流体的流动或通过打开流体转换元件的室中的腔或通过改变入口端口或出口端口中的至少一个的面积或通过改变螺旋地缠绕的管状管道的螺旋角来实现。此外，包括上述流体转换元件的机器还包括响应于流体转换元件的转动的换能器。除非另有限定，这里所使用的所有技术和/或科学术语可具有与本技术所属
的技术人员通常理解的意思相同的意思。尽管在本技术的实施方式的实施或测试中能使用与这里描述的那些方法和材料类似或等效率的方法和材料，但是下面描述了实例性方法和/或材料。在抵触的情况下，包括限定的书将进行控制。此外，这些材料、方法和实例只是说明性的，并不意图进行必要的限制。附图说明这里仅通过实例参照附图描述本技术的一些实施方式。通过现在特别详细地参照这些图，强调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.09.29 IL 201222的范围内的所有这些替代方式、改变和变型。权利要求1.种用于将流体流动的能量转换成转动能量的流体转换元件(100)，所述流体转换元件包括围绕转动轴(160)缠绕的至少两个敞开的管状管道(110)，其中至少一个所述管状管道围绕所述转动轴螺旋地缠绕，每个所述管状管道包括具有各自的入口端口( 130)和各自的出口端口(140)的室(120)； 其中至少一个所述管状管道的入口端口的横截面面积大于该所述管状管道的出口端口的横截面面积；并且 其特征在于，流体转换元件围绕所述转动轴的转速是可调节的。2.据权利要求1所述的流体转换元件，其特征在于，所述流体转换元件的转速是通过扰动流体流动而可调节的。3.据权利要求1所述的流体转换元件，其中所述流体转换元件的转速是通过打开所述室中的腔而可调...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·雷兹，A·埃亚尔，
申请(专利权)人：RE一零有限公司，
类型：
国别省市：