[发明专利]高效率的涡轮

说明书

技术领域

本发明涉及用于产生动力的涡轮。

背景技术

通过利用流体来产生动力或者转动涡轮以产生推力是众所周知的。然而，大多数使用螺旋桨、翼片等来将能量从流体流转换为产生动力。例如，Rebasti的美国专利No.2,996,266使用风机叶片向下吹动空气穿过其装置；Mulgrave等人的美国专利No.2,997,254使用流体叶轮；Pedersen等人的美国专利No.4,021,135使用两个弯曲的整流罩以将空气导入到涡轮叶片中，并且形成涡轮叶片顺风方向的涡流以使叶片快速地自旋；以及，Earnest的美国专利No.4,066,381使用定子来重新引导流并且使用风机叶片来推动流体穿过孔。

其它研发包括Eckel的美国专利No.4,140,433使用许多固定叶片将空气导入到涡轮叶片中，并且使用弯曲的整流罩来形成涡轮叶片顺风方向的涡流以使叶片快速地自旋；以及Beck的美国专利No.5,170,963公开了一种从风机的旋转轴线径向地排出的流体流型。

然而，仍然存在对更高效的、更经济的和更安全的涡轮的需求。本发明尤其满足所述需求。

发明内容

本发明是一种具有许多独特特征的流体动力涡轮，其增大了传统涡轮的旋转速度和转矩。特别是，所述涡轮具有两个冲击式涡轮部分，所述两个冲击式涡轮部分当被结合使用时，通过从流体中两次提取能量而由流体输入产生了增大的功率，从而提高了涡轮的效率。更特别是，当周围的流体穿过多个流槽时第一冲击式涡轮部分转动。在穿过流槽之后，通过将流体引导至装置的外周中接触第二冲击式涡轮部分处来再次使用流体，从而从流体中提取额外的能量。

该涡轮还使用比以前所研制的涡轮大非常多的表面积，这增大了可用于冲击的表面积，从而促进了转子组件的旋转。另外，其以多级使用流动流体的能量以增大功率。因此，基于相当的流体输入量，所述涡轮比传统的涡轮更快速地转动，从而产生更大的转矩。另外，当被用作风力发电机或者其他外露的涡轮时，由于低轮廓(low profile)的叶片，显著地减小了杀死鸟类或者其他野生生物的危险。

因此，提供一种涡轮，包括具有旋转轴线的可旋转的轴；以及转子组件，包括：(a)可旋转的盘，具有旋转方向、中心、前表面、后表面和周边，所述可旋转的轴结合到所述盘的中心，(b)第一冲击式涡轮部分，包括设置在所述前表面和所述后表面之间的多个流槽，其中每个流槽包括：冲击表面，流槽入口，流槽出口，以及流槽通道，其流体地连接所述流槽入口和流槽出口，其中所述冲击表面从所述前表面至所述后表面倾斜并且垂直于所述盘的径向方向，以及(c)第二冲击式涡轮部分，包括上游侧转子和下游侧转子，其中所述上游侧转子包括设置在所述前表面和所述后表面之间的多个管道，其中每个管道具有：管道入口，与所述流槽出口之一流体连接，管道出口，设置在所述周边处，以及通道，其使所述管道入口中的一个或更多个与所述管道出口之一流体连接，以及其中所述下游侧转子部分包括：具有周边的环形边缘，以及多个叶片，其结合到所述边缘上并且沿所述周边设置，其中所述叶片具有主流体接触面，并且所述主流体接触面位于与所述旋转轴线平行的平面内并相对于所述盘的径向方向成大约45到小于90度的角度。

附图说明

图1显示了根据本发明的一个实施例的涡轮的前视图；

图1a显示了图1中所示的涡轮的前部的详图；

图2显示了图1的涡轮的后视图；以及

图3显示了图1的涡轮的前部的横截面。

具体实施方式

该流体驱动的涡轮装置与传统的风力涡轮机和航空涡轮机相比是独特的。所述涡轮可以与空气、蒸汽、水或者其他流体一起使用来产生动力，例如，作为发电机或者航空涡轮机。

转到图1，示出了一种根据本发明的优选实施例的流体涡轮10。所述涡轮包括可旋转的轴(未显示)和转子组件30。转子组件30包括可旋转的盘40，所述盘40具有旋转方向42、其上结合有可旋转的轴的中心12、前表面18、后表面20和周边14。