[发明专利]风力涡轮机

说明书

本发明涉及一种风力驱动的涡轮机，特别是涉及一种具有绕一垂直轴转动布置的多个叶片的风力驱动涡轮机。

风力涡轮机和风车是众所周知的，且已使用多年，例如在农场和乡村用于从井中提水。

已知的风力涡轮机和风车是绕一基本水平的轴转动的，有垂直布置的叶片。其优点是，转动的叶片在所有角度方位均产生扭矩。但是，人们发现，为使叶片离地面一段距离，通常必需有一塔架，从而经常出现难以接近叶片不利于维修保养的问题。而且，这样的涡轮机通常达不到操作者和用户所希望那样的有效和实用。

绕一基本垂直的轴转动的风力涡轮机和风车也是众所周知的，它的一个缺点是这种转子的叶片顺风向转动时经常有互相挡风的倾向，以致采用多叶片转子常常无效果。而且，这种转子的叶片转到转子一侧的风中时通常要产生一个不希望有的阻力矩。尽管一侧为凹形另一侧为凸形的叶片可使这种情况减小（叶片的凹形面产生驱动力矩），但由于凸形叶片表面逆风运动，所产生的施加于转子上的阻力仍然经常是相当可观的。这样的阻力显然要降低涡轮机的效率。

在美国专利第4，295，783号中就公开了这样一种可绕垂直轴转动的流体驱动的涡轮机，它包括一个装有叶片的转子和一个折流装置。转子可绕一垂直轴转动，其上的每个叶片具有一细长的尾面。折流装置形成一个文丘里喷嘴，以使流体聚集、导入并穿过该喷嘴，并且吹在转子的至少一个叶片的凹形尾面上。然而，这种涡轮机同样具有上述的缺陷。

本发明的目的就是为克服上述先有技术的缺陷而提出一种绕垂直轴转动的高效风力涡轮机。

根据本发明的风力涡轮机，包括：一个转子板;多个安装在转子板上并从转子板向外伸出的叶片，转子板和多个叶片能围绕一根垂直轴转动，且每个叶片具有一细长的尾面;用于构成初级文丘里喷嘴的折流装置，它聚集并引导风穿过该初级文丘里喷嘴，并且随着转子板和至少一个叶片转离该初级文丘里喷嘴，使穿出该初级文丘里喷嘴的风吹到所述至少一个叶片的凹形尾面上;其特征是：所述多个叶片以至少两对对置叶片的形式安装到所述转子板上，每个所述叶片都带有根部端，所述根部端彼此是并列和交错的，当沿着横截面观察时，每个所述叶片包括一个限定所述叶片尾面的大体上呈U形的部分，该U形部分位于一个外面的大体上呈V形的零件内，该V形零件构成所述叶片的前缘，所述U形部分的深度从叶片倒圆的内齐端向叶片的外端递减，且所述U形部分在靠近叶片外端的地方是凹陷的，在所述多个叶片的并列交错的倒圆齐端之间形成多个次级文丘里喷嘴，从而风通过所述初级文丘里喷嘴并随着至少一个所述叶片转离所述初级文丘里喷嘴而吹向并沿着所述至少一个叶片的细长凹形尾面流动，风被进一步沿所述至少一个叶片径向向内引导并穿过所述多个次级文丘里喷嘴，而沿着正转向所述初级文丘里喷嘴的一或多个相对叶片的细长凹形尾面流动。

本发明将参照下列附图结合实施例予以说明。

图1是根据本发明的一种结构形式，简要说明涡轮机及其工作状况的截面图。

图2是根据本发明的一种涡轮机叶片结构形式的横截面图。

图3是附图1所示转子的一种改型图。

图4是本发明的另一种结构形式的总体图。

图5是附图4中所示涡轮机的平面图。

本发明的涡轮机包括一个转子部件或平板3，该转子部件有任意多个彼此隔开并水平伸出的叶片4。在所示的本发明的结构中，配置有4个叶片，不过根据需要也可配置一对叶片，或是配置两对以上的叶片。

叶片4的根部5与转子平板3连接（并由此向外延伸），用适当的方法安装在该平板上。转子平板3能绕一垂直轴线转动，例如绕一个适当轴或其轴线转动。在本发明的一种结构形式中，可以配置二个彼此垂直隔开的转子平板3，叶片4的根部5通过适当的固定装置安装固定在二个转子平板之间。

该细长轴最好在其随转子叶片转动而转动时能将动力传递给动力输出装置、原动机、泵、发电机或类似设备。

在本发明的一种最佳结构形式中，有二对叶片，一对是叶片4a和4C，另一对为叶片4b和4d，每对叶片都固定安装在转子3相对的两侧。可以理解，如果需要可以使用一对叶片（例如叶片4a和4C），也可采用两对以上的叶片。

叶片4的根部5与转子平板3的连接方式最好是使根部5彼此并列且稍为错开，这从附图1可欣然明白。

每个叶片4都是细长形的，且一般为弓形和曲线形，每个叶片4的尾面是凹形细长的，这种凹形尾面13的深度最好是朝叶片外尾端递减的，该外尾端在其外端或靠近外端处（如图1中的14）是弯曲的。