專利名稱：垂直軸渦輪機的混合葉片的制作方法
垂直軸渦輪機的混合葉片摶術(shù)領域與背景摶術(shù)
本發(fā)明涉及一種垂直軸風力渦輪機，以及如何使它的葉片表現(xiàn)得更好。阻力型葉片和 升力型葉片各自具有它們自己的優(yōu)點和缺點；本發(fā)明介紹將兩者結(jié)合以獲得更好的總體表 現(xiàn)的可能性。阻力型葉片是利用風流過葉片產(chǎn)生的阻力來操作；升力型葉片類似于航空器 的機翼，是通過引入空氣流動的改變而產(chǎn)生的升力來操作。附圖簡要說明
本發(fā)明在這里將僅通過實施例以及參照附圖的方式進行描述，在附圖中

圖1是混合和錐形的葉片的示意圖。圖2是混合的阻力型和升力型設計的示意圖。圖3是支持所述混合葉片的臂的示意圖。優(yōu)詵實施方式詳述
本發(fā)明顯示了垂直軸渦輪機葉片的解決方案，已解決同時提供最大的電力和最大的寧 靜(最小的噪聲)的問題。當工作在阻力型構(gòu)造(被風推阻)時，垂直軸渦輪機葉片的發(fā)電能 力較低，而當工作在升力型構(gòu)造(帶有機翼類型效果)時，噪聲較大。升力構(gòu)造也有更多故障 發(fā)生。因此，本申請試圖通過展示幾種解決方案來填平在兩種類型的構(gòu)造之間的鴻溝，這些 解決方案增加了阻力型構(gòu)造的發(fā)電能力或者減少了升力型構(gòu)造的噪聲。定義本發(fā)明的工作環(huán)境可以是任意流體。這里常用術(shù)語“風”，因為它是最普通 的流體，但本發(fā)明所述的內(nèi)容也可適用于任意流體，無論是氣體還是液體。箔片是在航空器 工業(yè)領域所熟知的。如果一個非葉片的箔片形是足夠接近于葉片以影響該葉片的表現(xiàn)，該 箔片形是功能性地接近于該葉片。任何關(guān)于這樣一個結(jié)構(gòu)是區(qū)別于可以在該葉片上的箔片 形。根據(jù)本發(fā)明所述的垂直軸渦輪機的原理和操作，可以參考附圖和相應的說明來得 到更清楚的理解?，F(xiàn)在參考附圖，圖1顯示了一類混合的升力型和阻力型葉片。我們引入垂直軸渦 輪機葉片的裝置，或者選自至少部分地可被制造的箔片形輪廓的任意葉片。在圖1中，該圖 片的底部顯示了一個開放的葉片，在其邊緣(理想的是在外部邊緣)帶有這樣一個形狀曲 線在內(nèi)部邊緣的方向上折回。一種定義方式是它是穿到在一半結(jié)構(gòu)的虛線之外的任意輪 廓的葉片。在另一個實施例中，也包括這樣的任意葉片該葉片有一部分穿過所述虛線然后 轉(zhuǎn)回其內(nèi)部邊緣(見圖2)。圖1也在Mvonius型變體的一個實施例中顯示了在垂直軸渦輪機中采用不同的 葉片形狀。在一個實施例中，所述葉片自身在形狀上成錐形，或者在周圍或在中央較大或較 小。原因在于具有較高的和較低的箔片，甚至只有一個較低的箔片，這樣的一個非垂直線 性的形狀可在該箔片附近帶來更高速度的優(yōu)勢。該葉片自身可通過所示的在一個方向上的 矩形阻力型葉片和在另一個方向上的升力型葉片來沿著垂直分布方向改變形狀?？梢跃哂?一個變換過渡區(qū)域。其目的是利用連接于所述箔片的不同速率的模式。在另一個實施例中， 上述每種構(gòu)造都與箔片相關(guān)聯(lián)。
總結(jié)來說，(1)和(2)是不同類型的升力型葉片，(1)是一種完全的箔片。(3)顯 示了怎樣使(2)的幾何構(gòu)型參與部分地穿過弦中線。(4)是葉片的阻力型的一個示例。(5) 顯示了它們是怎樣垂直地結(jié)合的。在本例中，該葉片的較低部分和較高部分是阻力型，而該 葉片的中間部分是升力型。相反的構(gòu)造也是可行的。(6)顯示了一個錐形形狀。這個形狀 的原因在于帶有較低箔片或較高箔片的渦輪機產(chǎn)生了較高速的空氣分布，甚至在箔片形 (8)的前面的少量分布，以致在中間凸出的錐形形狀能接觸較高速率的區(qū)域。葉片的這個凸 出形狀也可用于阻力型和升力型的變體，并用于與箔片相關(guān)聯(lián)。為了定位，(7)是軸。圖2是帶有一側(cè)在其上彎曲的葉片設計的實施例，它能在一個葉片內(nèi)結(jié)合升力型 元件和阻力型元件。它自身也可與FDD箔片相關(guān)聯(lián)。部分(9)可作為阻力型來實現(xiàn)功能。 關(guān)于在點10和點11之間的角度的特殊點是向內(nèi)轉(zhuǎn)角將風引導進入在阻力型構(gòu)型的葉片 的中央，同時起到傳送一些升力的功能，由于類似于箔片的外形。圖3 在VAWT內(nèi)支持所述葉片的臂，這些臂可以是在面向渦輪機的運動上具有流 線型收集器形狀，是尖形(12)或者類似于杯的圓形(13)，以致它們可協(xié)助啟動該渦輪機。 這樣的構(gòu)造將一些阻力型元件結(jié)合了升力型元件，或者將升力型元件加入到阻力型元件 中。雖然本發(fā)明已經(jīng)通過有限數(shù)量的實施例進行了描述，但是需要明確的是，本發(fā)明 的許多變化、修飾和其他應用方式也可是可以實現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明成功地通過提供用于在垂直軸渦輪機中同時獲得阻力型和升力型效果的 裝置來克服了目前已知的構(gòu)造的缺陷。本發(fā)明首次揭示了一種垂直軸渦輪機的葉片(包括葉片的部分)，包括
a、沿著所述葉片在垂直分布上的不同形狀的至少兩個部分。(注意，這并不是指在每個邊緣的不同形狀，例如現(xiàn)有技術(shù)已知的小翼。所有這些 說明是指更多的加到所述葉片設計的最小改變或純感覺的曲線。這里所述的兩個不同形狀 的部分包括這樣的可能性可以有從一個形狀到另一個形狀的逐漸變換的區(qū)域。)
在一個實施例中，所述葉片還包括
b、箔片形(非所述葉片)，功能性地接近于所述葉片。根據(jù)另一個實施例，一個部分主要是阻力型形狀，而另一個部分主要是升力型形 狀。根據(jù)另一個實施例，至少一個部分是混合的阻力型和升力型形狀。根據(jù)另一個實施例，所述渦輪機是在液體中的。根據(jù)另一個實施例，所述不同形狀是選自相同形狀的不同尺寸之一。在一個實施例中，所述葉片還包括
b、升力型或阻力型的第三垂直的區(qū)別的部分。根據(jù)另一個實施例，其中一個部分是部分箔片形。根據(jù)另一個實施例，從一側(cè)上的外部邊緣到所述部分箔片形的端點的線是在所述 葉片的內(nèi)部曲線的方向上。根據(jù)另一個實施例，從第二側(cè)的內(nèi)部邊緣到所述部分箔片形的端點的線是在所述葉片的內(nèi)部曲線的方向上。根據(jù)另一個實施例，其中一個部分是完全箔片形。在一個實施例中，所述葉片還包括
b、箔片形(非所述葉片)，功能性地接近于所述葉片。本發(fā)明首次揭示了一種用于垂直軸渦輪機的葉片(包括葉片的部分)，其中，從至 少一側(cè)上的外部邊緣到所述部分箔片形的端點的線是在所述葉片的內(nèi)部曲線的方向上。根據(jù)另一個實施例，所述渦輪機是在液體中的。在一個實施例中，所述葉片還包括 箔片形(非所述葉片)，功能性地接近于所述葉片。本發(fā)明首次揭示了一種垂直軸渦輪機的葉片(包括葉片的部分)，包括
a、在垂直分布上的外圍凸出和/或中央突出的形狀。在一個實施例中，所述葉片還包括
b、箔片形(非所述葉片)，功能性地接近于所述葉片。本發(fā)明首次揭示了一種支持垂直軸渦輪機葉片的臂，包括
a、流線型臂，面向所述渦輪機的運動方向，在相對側(cè)帶有收集器形狀。根據(jù)另一個實施例，所述流線型臂是在前面達到一個點。根據(jù)另一個實施例，所述流線型臂是在前面圓形的。根據(jù)另一個實施例，所述渦輪機是在液體中的。
權(quán)利要求
1.一種垂直軸渦輪機的葉片(包括葉片的部分)，包括a、沿著所述葉片在垂直分布上的不同形狀的至少兩個部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述葉片，還包括b、箔片形(非所述葉片)，功能性地接近于所述葉片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述葉片，其特征在于一個部分主要是阻力型形狀，而另一個部分 主要是升力型形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述葉片，其特征在于至少一個部分是混合的阻力型和升力型形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述葉片，其特征在于所述渦輪機是在液體中的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述葉片，其特征在于所述不同形狀是選自相同形狀的不同尺寸之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述葉片，還包括b、升力型或阻力型的第三垂直的區(qū)別的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述葉片，其特征在于其中一個部分是部分箔片形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述葉片，其特征在于從一側(cè)上的外部邊緣到所述部分箔片形的 端點的線是在所述葉片的內(nèi)部曲線的方向上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述葉片，其特征在于從第二側(cè)的內(nèi)部邊緣到所述部分箔片形的 端點的線是在所述葉片的內(nèi)部曲線的方向上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述葉片，其特征在于其中一個部分是完全箔片形。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述葉片，還包括b、箔片形(非所述葉片)，功能性地接近于所述葉片。
13.一種用于垂直軸渦輪機的葉片(包括葉片的部分)，其特征在于從至少一側(cè)上的外 部邊緣到所述部分箔片形的端點的線是在所述葉片的內(nèi)部曲線的方向上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述葉片，其特征在于所述渦輪機是在液體中的。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述葉片，還包括 箔片形(非所述葉片)，功能性地接近于所述葉片。
16.一種垂直軸渦輪機的葉片(包括葉片的部分)，包括a、在垂直分布上的外圍凸出和/或中央突出的形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述葉片，還包括b、箔片形(非所述葉片)，功能性地接近于所述葉片。
18.一種支持垂直軸渦輪機葉片的臂，包括a、流線型臂，面向所述渦輪機的運動方向，在相對側(cè)帶有收集器形狀。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的臂，其特征在于所述流線型臂是在前面達到一個點。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的臂，其特征在于所述流線型臂是在前面圓形的。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的臂，其特征在于所述渦輪機是在液體中的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將垂直軸渦輪機的阻力型元件和升力型元件相結(jié)合的葉片設計。本發(fā)明的設計能結(jié)合渦輪機的這兩種形式的最佳特征。
文檔編號B63H1/26GK102112368SQ200980131190
公開日2011年6月29日 申請日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者丹尼爾·法伯 申請人:丹尼爾·法伯