[发明专利]垂直轴线的双涡流顺风内流冲击式风力涡轮机

说明书

相关申请

本申请是2008年6月16日申请的申请序列号No.12/214,273的部分 连续申请案，其又是于2007年1月11日申请的申请序列号 No.11/625,429的部分连续申请案。

技术领域

本发明的主题涉及风力涡轮机。

背景技术

许多年来，风力已经被用作动力源。历史上，风车被用于磨碎谷 物、抽吸水以及提供其它形式的机械能量。近来，它们被用于产生电 力。然而，风车通常利用叶片(blade)或翼片，风经过它们而不显著地 改变方向。

另一方面，水力涡轮机通常是冲击式涡轮机，其中，水的方向在它 与涡轮机叶片相互作用时被显著地改变。一个典型的例子是帕尔顿水轮 机。然而，冲击式涡轮机还未被用于将风能转换成电力。

发明内容

在本发明的主题中，一种风力涡轮机具有外壳，其外壳具有进口和 出口。安装在外壳中的是多个间隔开的定子，其被布置成固定的环状圆 柱形定子阵列。多个杯状的转子布置成环状圆柱形转子阵列，所述转子 阵列是可围绕中心轴线旋转的，且装配在定子阵列的内部。定子被定位 使得围绕定子阵列的外周流动的空气冲击转子。空气处理系统使得进入 外壳的空气围绕定子阵列的外周流动。

本发明的前述的和其它的目的、特征以及优点在结合附图、考虑本 发明的随后的详细描述时将变得更容易理解。

附图说明

图1是实现本发明主题的风力涡轮机的透视图。

图2是外壳在不同方向上的图1的风力涡轮机的透视图。

图3是沿图2中的线3-3截得的放大尺度的横截面视图。

图4是沿图3中的线4-4截得的放大尺度的横截面视图。

图5是显示转子是如何连接至转子环的分解的局部视图。

图6是沿图3中的线6-6截得的放大尺度的横截面视图。

图7是显示定子是如何连接至定子环的分解的局部视图。

图8是显示涡轮机的一部分的分解视图。

图9是沿图8中的线9-9截得的横截面视图。

图10是沿图8中的线10-10截得的横截面视图。

图11是沿图2中的线11-11截得的横截面视图。

图12是类似于图2的本发明的可替代的实施例的透视图。

图13是沿图12中的线13-13截得的放大尺度的横截面视图。

具体实施方式

现在参考图1和2，风力涡轮机10包括外壳12，外壳12具有包括 进口14的进口端24和包括出口16的出口端22。在图1-3中示出的实施 例中，整个进口端12a是开放的以提供进口14，整个出口端12b是开放 的以提供出口16。外壳12安装在转台18上，转台18又安装在塔20的 顶部上。另外，现在参考图11，转台18具有连接至塔20的外部环 19。外部环20具有形成在其内周上的槽21。圆柱形板25的外周23延伸 到槽21中。滚柱轴承27设置在板25的顶部、底部和边缘与环19之 间。因此，板25自由地旋转且支撑外壳来承受垂直和径向负载。通过支 柱29将外壳12连接至所述板。支柱将外壳10支撑在转台18上方足够 高的位置上，使得转台不影响风进入外壳。在示出的实施例中，支柱以 等于进口14的高度的50％的量将外壳与转台分离开。转台允许外壳12 完全旋转使得进口可面向风。外壳12的横截面形状在出口端22处比在 进口端24处大。这使得穿过外壳的被风驱动的空气随着它从进口端24 移动至出口端22而加速，从而使得在外壳出口16处的压力小于在外壳 进口14处的压力。之后将更加充分地描述这种布置的优点。在显示的实 施例中，外壳的横截面是正方形，但它可具有许多其它的横截面形状。 优选地，整个外壳是对称的，使得从进口端到出口端的距离约等于其整 个范围。