用于流體動力學(xué)裝置的葉輪組和推進裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種葉輪組，尤其適用于橫流式或垂直軸渦輪機或推進裝置，其包含：具有至少一個凹?凸部的圍繞樞軸安裝的葉輪，使得其可圍繞樞軸中軸線自由轉(zhuǎn)動。樞軸可將葉輪片連接至具有一根旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子上，樞軸中軸線向凹面傾斜，使得當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，葉輪片圍繞樞軸中軸線在第一位置和第二位置之間自由轉(zhuǎn)動，第一位置定義為葉輪片在橫向氣流作用下后退的高阻力構(gòu)型，第二位置定義為葉輪片在逆橫向氣流前進時阻力減小的構(gòu)型。
【專利說明】
用于流體動力學(xué)裝置的葉輪組和推進裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用于流體動力學(xué)裝置的葉片組件，比如渦輪機，尤其涉及，但不僅限 于，風力和水力渦輪機。本發(fā)明還涉及推進裝置，比如用于風力驅(qū)動設(shè)備(如浮船）的推進裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有技術(shù)中，人們在如何從流體中獲取有效能源以用于渦輪設(shè)備花費了大量精 力，比如風能和潮汐流，應(yīng)用這些能源的渦輪機具有許多共同特征。現(xiàn)有技術(shù)中典型的水平 軸風力渦輪機(HAWT)具有兩個或三個細長的導(dǎo)風葉片，風軸向流經(jīng)渦輪機。典型地，水平軸 向渦輪機以幾倍于風速的葉尖速比旋轉(zhuǎn)，使得渦輪盤能有效利用風能。上述葉片為高升阻 比翼型結(jié)構(gòu)設(shè)計，并通過氣動升力驅(qū)動。翼型部分設(shè)計可延遲旋轉(zhuǎn)失速的發(fā)生，從而進一步 提高工作效率。
[0003] 另一類渦輪機利用施加于平面或杯狀葉輪上的氣動阻力轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，另外，有利地， 將轉(zhuǎn)動軸與橫向風垂直設(shè)置，垂直軸風力渦輪機(VAWT)不需要采用裝置進行對風。阻力式 渦輪機可從給定氣流中獲取的最大理論有效風能低于升力式渦輪機，但它具有的優(yōu)勢使之 尤其適用于某些特殊應(yīng)用。與水平軸風力渦輪機相比，垂直軸風力渦輪機可操作風速范圍 更廣，適用于風向不斷轉(zhuǎn)變和湍流風較多的情況，因此更適用于城市環(huán)境，能更好地整合入 城市建筑物中。其相對較低的轉(zhuǎn)速能提高安全性，降低噪音和振動。重要的是，垂直軸風力 渦輪機能很好地處理上升氣流，例如通常產(chǎn)生于建筑物邊緣的升流。
[0004] 發(fā)明家已經(jīng)想出了很多方法以提高主要取決于阻力的轉(zhuǎn)子效率。Savonius的S型 橫截面轉(zhuǎn)子是其中一個例子，循環(huán)流動于兩半轉(zhuǎn)子之間的氣流可顯著提高效率。另一種方 法是采用能根據(jù)風向自動定向的葉輪片來提高性能，不需要單獨控制手段。例如， US5525037描述了一種VAWT，其中葉輪片通過徑向排列的鉸鏈安裝至轉(zhuǎn)子上，當順風移動阻 力最大時，葉輪片與氣流垂直，并使葉輪片圍繞鉸鏈旋轉(zhuǎn)90°至一個低阻力值。而當迎風移 動時，葉輪片變?yōu)槠矫鏍?。然而，葉輪片到達兩個端點時需限制旋轉(zhuǎn)，葉輪片因此在停止間 隙來回振蕩擺動，處于很高的應(yīng)力狀態(tài)下并制造出噪音。
[0005] 通常情況下，就風力渦輪機而言，其中最大的一項開支是其安裝并投入使用后持 續(xù)不斷的維護成本，主要產(chǎn)生于正常運轉(zhuǎn)中的風化和磨損。在渦輪機設(shè)計范圍以外的條件 下運轉(zhuǎn)時，磨損將顯著增多。水平軸風力渦輪機要求特殊的對風操作，不僅為了達到最優(yōu)狀 態(tài)，也為了最大程度地減輕偏離風向時產(chǎn)生的不穩(wěn)定力。在某些實例中采用了主動動態(tài)變 槳控制方法，但其因復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計而增加的成本及后續(xù)維護成本會十分昂貴。這是被動 動態(tài)變槳控制系統(tǒng)具有優(yōu)勢的另一個原因。
[0006] VAWT可調(diào)節(jié)或匹配渦輪機輸出至某一負載的功率特性需求在過去已經(jīng)通過多種 方法實現(xiàn)。W02011044130描述了一種類似Savonius的S型橫截面轉(zhuǎn)子的自動調(diào)節(jié)式轉(zhuǎn)子，其 中杯狀葉輪可在開啟和關(guān)閉兩檔之間旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)輸出功率。但是，采用該種復(fù)雜而高成本 的葉輪控制機制是不利的。
[0007] 此外，流體動力學(xué)裝置工作效率、功率性能及運行成本效益需持續(xù)改善。本文中提 及的"流體動力學(xué)裝置"廣義上指一類機器，其中的工作部件(比如葉輪片)推動流體或被流 體推動。該術(shù)語包括渦輪機，比如風扇、鼓風機、壓縮機及栗，同時還包括推進器，比如用于 船舶的風能動力裝置。本發(fā)明的目的是為了滿足上述需求，克服或基本改善上述缺陷，或 者，更廣泛地說，為了提供一種改進的渦輪機和推進裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明一方面在于提供一種用于橫流式渦輪機或其他動力學(xué)裝置的葉輪組，所述 葉輪組包括:一個具有旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子;一個或多個具有至少一個凹一凸部的葉輪片，所述 凹一凸部具有一個凹面和相對的凸面;一個將葉輪片連接至轉(zhuǎn)子的樞軸，所述樞軸具有一 個向凹面傾斜的樞軸中軸線，使得當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，葉輪片圍繞樞軸中軸線在第一位置和第 二位置之間自由轉(zhuǎn)動，第一位置定義為葉輪片在橫向氣流作用下后退的高阻力構(gòu)型，第二 位置定義為葉輪片在逆橫向氣流前進時阻力減小的構(gòu)型。
[0009] 優(yōu)選地，所述凹一凸部可展開，樞軸中軸線以第一夾角相對于凹面內(nèi)的一條直線 傾斜;樞軸中軸線和直線位于一個樞軸中軸線平面內(nèi)，使該樞軸中軸線平面與和葉輪片一 起圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子的軸向-切向平面之間形成不大于15°的二面角，第一夾角以及樞 軸中軸線和旋轉(zhuǎn)軸之間的第二夾角均介于30°和60°之間。
[0010] 優(yōu)選地，所述二面角為0° ;第一夾角和第二夾角均為45° ;在第一位置和第二位置 時，所述直線分別與旋轉(zhuǎn)軸平行和垂直;葉輪片在第一位置和第二位置之間圍繞樞軸中軸 線180°自由轉(zhuǎn)動。
[0011]優(yōu)選地，所述葉輪片圍繞樞軸中軸線360°自由轉(zhuǎn)動，且未設(shè)置限制葉輪片轉(zhuǎn)動的 停頓點。
[0012] 優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)軸直立，樞軸中軸線頭端位于其尾端上方;且在第一位置時，葉 輪片懸掛于樞軸中軸線下方。
[0013] 所述樞軸通?？砂粋€被互補定位部承納的圓形部，例如，可能為鉸鏈類型。優(yōu) 選地，所述樞軸包含至少一個用于支撐葉輪低摩擦轉(zhuǎn)動的軸承，多種已知不同類型的軸承 可用于此目的。例如，所述樞軸可包含一個滑動軸承，滾動軸承或磁軸承等等，所述軸承承 納與樞軸中軸線共軸的軸桿，以使葉輪片自由轉(zhuǎn)動。
[0014] 可選地，所述轉(zhuǎn)子包含一個限定旋轉(zhuǎn)軸的輪轂;且所述樞軸偏心于輪轂。
[0015] 優(yōu)選地，所述凹-凸部包含至少一個正半圓柱體部，所述正半圓柱體部具有位于樞 軸中軸線平面內(nèi)的圓柱軸;其中，所述葉輪片關(guān)于樞軸中軸線平面反射對稱。
[0016] 優(yōu)選地，所述樞軸中軸線相交于或近似通過凹-凸部軸端。
[0017] 優(yōu)選地，所述葉輪片還包含至少一個與樞軸中軸線平面平行排列的扁平翅片;所 述至少一個翅片自葉輪片凹-凸部的凹面和/或凸面突出。
[0018] 優(yōu)選地，所述至少一個翅片自最外層圓柱體部凸面突出并具有尖端。
[0019] 優(yōu)選地，所述至少一個翅片形成葉輪片的脊部，其延伸方向與樞軸中軸線平行。
[0020] 優(yōu)選地，所述葉輪片還包括一個偏心于樞軸中軸線的配重塊，以平衡葉輪片質(zhì)心。 例如，所述配重塊質(zhì)心可位于葉輪片質(zhì)心相對于樞軸中軸線對側(cè)的樞軸中軸線平面上。
[0021] 優(yōu)選地，所述樞軸中軸線向旋轉(zhuǎn)軸傾斜，使得當旋轉(zhuǎn)軸垂直時，處于第二位置的 凹-凸部的凹面向下。
[0022]所述葉輪片還可包括多重凹-凸部，其中每個凹-凸部形狀相同，且以一個或多個 平行直線行的形式相對于樞軸中軸線平面對稱設(shè)置，其中，位于每個凹-凸部凹面的直線之 間彼此平行。
[0023]優(yōu)選地，沿樞軸中軸線排列的相鄰凹-凸部之間具有規(guī)則的距離，更優(yōu)選地，凹-凸 部沿樞軸中軸線等間距排列。
[0024]所述轉(zhuǎn)子可包含兩個直徑相同且與旋轉(zhuǎn)軸共軸的轉(zhuǎn)環(huán)，彼此沿軸向間隔設(shè)置并固 定連接，其中，所述樞軸包含一個在轉(zhuǎn)環(huán)之間延伸的軸桿。
[0025]本發(fā)明的另一方面在于提供一種用可用于流體動力學(xué)設(shè)備的推進裝置，該推進裝 置包含：
[0026] -個或多個具有至少一個凹-凸部的葉輪片，所述凹一凸部具有一個凹面和相對 的凸面；
[0027] -個樞軸，該樞軸具有向凹面傾斜的樞軸中軸線，使得葉輪片可圍繞樞軸中軸線 自由旋轉(zhuǎn)；
[0028] 一個位于流體動力學(xué)設(shè)備上的通過樞軸附接葉輪片的裝置，使樞軸中軸線以一個 銳角相對于垂直方向傾斜，葉輪片圍繞樞軸中軸線在第一位置和第二位置之間自由轉(zhuǎn)動， 在第一位置處，凹面內(nèi)的直線處于垂直態(tài)，在第二位置處，凹面內(nèi)的直線處于水平態(tài)。
[0029] 優(yōu)選地，所述凹一凸部可展開，所述樞軸中軸線相對于流體動力學(xué)裝置固定，樞軸 中軸線和凹面直線之間具有第一夾角;所述樞軸中軸線和所述直線位于一個樞軸中軸線平 面內(nèi)，使得該樞軸中軸線平面與垂直面之間形成不大于15°的二面角，第一夾角以及樞軸中 軸線和垂直方向之間的第二夾角均介于30°和60°之間。
[0030] 優(yōu)選地，所述二面角為0°，所述第一夾角和第二夾角均為45°，所述葉輪片圍繞樞 軸中軸線360°自由轉(zhuǎn)動。
[0031] 優(yōu)選地，所述流體動力學(xué)設(shè)備包括風力驅(qū)動裝置，例如浮船或輪式車輛，所述樞軸 中軸線平面縱向排列，所述樞軸中軸線頭端抬升。
[0032] 優(yōu)選地，所述樞軸中軸線向垂直方向傾斜，使得在第二位置處時凹-凸部的凹面向 下。
[0033] 本發(fā)明再一方面在于提供一種參照附圖如前所述的葉輪組或推進裝置。
[0034] 本發(fā)明提供了一種用于流體動力學(xué)裝置的葉輪組，尤其是在操作中能高效利用的 風力和水力渦輪機，其構(gòu)造經(jīng)濟，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，最大限度地降低了制造成本，使性能 最大化。按照本發(fā)明所述方式轉(zhuǎn)動葉輪片使其在軸向-徑向平面的有效投影區(qū)域介于最大 值和最小值之間變化，當圓柱軸平行于旋轉(zhuǎn)軸時最大，當圓柱軸垂直于旋轉(zhuǎn)軸時最小，同時 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明可提供有利的自我調(diào)節(jié)屬性以及其他性能改進。
【附圖說明】
[0035] 現(xiàn)將本發(fā)明的優(yōu)選實施方式通過參考附圖舉例說明，其中：
[0036] 圖1為本發(fā)明一個實施例葉輪組的結(jié)構(gòu)示意圖
[0037] 圖2為圖1葉輪組的簡化結(jié)構(gòu)示意圖，示出相對于一節(jié)圓柱的軸向-切向平面和軸 向-徑向平面。
[0038] 圖3和圖4分別為圖2所示圓柱圍繞軸向軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動時的端視圖以及圖2所示軸向-切 向平面圍繞切向軸轉(zhuǎn)動的側(cè)視圖。
[0039] 圖5為圖1葉輪組葉輪片的軸向端視圖。
[0040] 圖6a為圖5沿AA的剖視圖。
[0041 ]圖6b為具有穩(wěn)定性翅片的葉輪片透視圖。
[0042] 圖7為本發(fā)明葉輪組的笛卡爾(x，y，z)和圓柱體(r，0，z)坐標系的定義示意圖。
[0043] 圖8為本發(fā)明葉輪組在不同來流速度和轉(zhuǎn)動速度co RNT=〇. 5的條件下，圓周速度變 量作為圓周角函數(shù)繪制的曲線圖。
[0044] 圖9為本發(fā)明葉輪組在不同來流速度和轉(zhuǎn)動速度co RNT=〇. 5的條件下，徑向速度變 量作為圓周角函數(shù)繪制的曲線圖。
[0045] 圖10為本發(fā)明葉輪組在來流速度Vx= 1.0和轉(zhuǎn)動速度《 RNT = 0.5，1.0和1.5的條件 下，圓周速度變量作為圓周角函數(shù)繪制的曲線圖。
[0046] 圖11為本發(fā)明葉輪組在來流速度Vx= 1.0和轉(zhuǎn)動速度《 RNT = 0.5，1.0和1.5的條件 下，徑向速度變量作為圓周角函數(shù)繪制的曲線圖。
[0047] 圖12為本發(fā)明葉輪組的速度值和有效來流角⑴)的定義示意圖。
[0048]圖13為本發(fā)明葉輪組在來流速度Vx= 1.0和轉(zhuǎn)動速度《 RNT = 0.5，1.0和1.5的條件 下，速度值在一個轉(zhuǎn)動周期內(nèi)的變化曲線圖。
[0049] 圖14為本發(fā)明葉輪組在來流速度Vx= 1.0和轉(zhuǎn)動速度《 RNT = 0.5，1.0和1.5的條件 下，有效來流角⑴)在一個轉(zhuǎn)動周期內(nèi)的變化曲線圖。
[0050] 圖15為本發(fā)明葉輪組局部葉輪片坐標系定義示意圖。
[0051] 圖16為傾斜角n作為關(guān)于樞軸中軸線的轉(zhuǎn)動角Y的函數(shù)繪制的曲線圖。
[0052]圖17為本發(fā)明葉輪組在來流速度Vx= 1.0和轉(zhuǎn)動速度《 RNT = 0.5，1.0和1.5的條件 下，n(傾斜角)變量在一個轉(zhuǎn)動周期內(nèi)的變化曲線圖。
[0053]圖18為本發(fā)明第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0054]圖19為本發(fā)明第三個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0055]圖20為本發(fā)明第四個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0056]圖21為本發(fā)明第五個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0057]圖22為本發(fā)明推進裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0058] 如圖1所示為用于渦輪機(尤其是風力渦輪機）的一個葉輪片，包括具有旋轉(zhuǎn)軸11 的轉(zhuǎn)子10,該旋轉(zhuǎn)軸可以是直立的。轉(zhuǎn)子10可具有一個與旋轉(zhuǎn)軸11同軸的輪轂12,以及固定 于輪轂12上用于帶動葉輪片15轉(zhuǎn)動的輻條13,14或其類似物。樞軸16可包括軸桿17,軸桿17 對立的兩端由軸承18支撐，軸承18可固定安裝于輻條13,14上。葉輪15由此可圍繞樞軸中軸 線19自由旋轉(zhuǎn)360°，例如，葉輪15可固定安裝于軸桿17上，使得葉輪片15和軸桿17-起旋 轉(zhuǎn)。圖1顯示了處于第一位置的葉輪片15。為了下面創(chuàng)建數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)動模型，葉輪片15被視為以 特定旋轉(zhuǎn)半徑(Rnt)，旋轉(zhuǎn)速度n(Hz)，以及角頻率co (rad/sec)圍繞旋轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動。
[0059] 除非上下文隱含或者明確引用其他不同的軸，本發(fā)明葉輪組的特征描述均以旋轉(zhuǎn) 軸11為參照。如本文所用，術(shù)語"軸向"指與旋轉(zhuǎn)軸11基本平行的方向；術(shù)語"徑向"指與旋轉(zhuǎn) 軸11基本正交的方向；術(shù)語"切向"指與半徑與旋轉(zhuǎn)軸11基本正交的圓弧的切線方向。眾所 周知，兩條給定線之間的夾角可視為是分別與兩條給定線平行的兩條相交線之間的夾角， 兩條相交線之間的夾角為最小夾角?；谏鲜鲂g(shù)語，僅以旋轉(zhuǎn)軸11為參照，轉(zhuǎn)子10可定義兩 個相互正交的旋轉(zhuǎn)參照面，如圖2所示:一個軸向-切向平面20和一個軸向-徑向平面21。圖2 展示了以軸向一切向平面20和軸向-徑向平面21為參照，葉輪片15圍繞旋轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn)形成 的標稱圓形葉輪片軌跡延伸成一個葉輪片軌跡圓柱34,其代表葉輪片15圍繞旋轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn) 時的標稱軌跡。
[0060 ]如圖2-圖4所示，樞軸中軸線19圍繞旋轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn)，但相對于旋轉(zhuǎn)軸11保持一個固 定傾斜度且位于(旋轉(zhuǎn))樞軸中軸線平面32內(nèi)。為達到最優(yōu)性能，樞軸中軸線平面32與軸向-切向平面20切向排列（即樞軸中軸線平面32與軸向-切向平面20之間的二面角為0°)，使樞 軸中軸線19與旋轉(zhuǎn)軸11不相交。葉輪片15圍繞樞軸中軸線19自由旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動y (如圖1所示， Y=〇°)。當樞軸中軸線平面32相對于軸向-切向平面20保持約±15°傾斜時，葉輪組可獲得 理想的運轉(zhuǎn)性能。圖3和圖4所示，樞軸中軸線平面32可于平面32a、平面32b和/或位于平面 32c、32d之間以任意角度傾斜。平面32a、平面32b圍繞軸向軸41以與軸向-切線平面20任一 面不超過15°的二面角度傾斜，而平面32c、32d圍繞軸向軸42以與軸向-切線平面20任意面 不超過15°的二面角度傾斜。
[0061] 如圖5和圖6所示，葉輪片15具有凹-凸部，帶有相對的凹面26和凸面27,其可由葉 輪材質(zhì)厚度限定的恒定尺寸加以區(qū)分。葉輪片15包括一個圓柱體部22,其圓柱軸23偏心于 旋轉(zhuǎn)軸11，凹面曲率半徑為R。葉輪片15可沿圓柱軸23方向延伸，并與和樞軸中軸線平面32 相交的凹面26上的直線160平行。樞軸中軸線19、直線160及圓柱軸23均位于樞軸中軸線平 面32上，樞軸中軸線平面32把葉輪片15二等分，并可垂直于圓柱體部22。在圓柱體部22基礎(chǔ) 上，凹凸面還可包括，例如，自圓柱體部22相對側(cè)沿切向延伸的與圓柱體部22在平面X處相 切的一個平面矩形部分24。葉輪片15還可包括在平面Y處與圓柱體部22相切的圓柱體部25。 矩形部分24和圓柱體部25可具有線性，平行邊緣24a，24b。葉輪片15優(yōu)選非重入形狀，最好 是如圖5所示形狀，其中圓柱體部25和矩形部分24的邊緣24a，24b或者發(fā)散，或者凹-凸部分 的相對側(cè)邊緣相互平行(如半橢圓體或半圓柱體）。葉輪片15相對于旋轉(zhuǎn)軸11定位，使處于 第一位置時，平行邊緣24a，24b位于一個徑向平面，樞軸中軸線平面32切向排列。凹-凸部 22、24、25可展開，即可由一個面通過圍繞某個軸彎曲，而非扭曲形成的零高斯曲率形狀。 [0062]圖6a(同圖1)所示為處于第一位置的葉輪片15,此時凹面26上的直線160與旋轉(zhuǎn)軸 11平行。符號（'）用于表示第二位置葉輪片，由虛線輪廓15'表示。在第二位置時，直線160與 旋轉(zhuǎn)軸11垂直。
[0063]樞軸中軸線19相對于直線16呈45° (第一夾角）傾斜，相對于旋轉(zhuǎn)軸11呈45° (第二 夾角)傾斜。葉輪片15圍繞樞軸中軸線19在第一位置和第二位置之間以y =180°的角度旋 轉(zhuǎn)，同時圍繞旋轉(zhuǎn)軸11以180°的角度旋轉(zhuǎn)。樞軸中軸線19可相對于旋轉(zhuǎn)軸11傾斜，使得相對 于直立的旋轉(zhuǎn)軸11，處于第二位置的葉輪片15'向下凹，即凹面26朝下。樞軸中軸線19頭端 162在樞軸中軸線尾端164上方，在第一位置時，葉輪片15懸掛于樞軸中軸線19下方。當葉輪 片15靜止時，樞軸中軸線19可能與處于最高位置的每個葉輪片15的軸端相交。附圖所示幾 何圖形因此包含了兩個重要的固定夾角，直線160和樞軸中軸線19之間的第一夾角^，以及 樞軸中軸線19和旋轉(zhuǎn)軸11之間的第二夾角a 2,二者均優(yōu)選為45°。
[0064]圖6a所示第一位置和第二位置為葉輪片15繞樞軸中軸線19轉(zhuǎn)動的靜態(tài)臨界位置， 這些第一位置和第二位置處的葉輪片15對氣流分別呈現(xiàn)為最大和最小阻力構(gòu)型。在第一位 置時，葉輪片15在軸向-徑向平面21上的有效投影區(qū)域為尺寸WXH的矩形，此時面積最大， 直線160與旋轉(zhuǎn)軸11平行。葉輪片15'在第二位置時，葉輪片15在軸向-徑向平面21上的有效 投影面積最小，由圖5所示的弧形邊緣長度及凹面26與凸面27之間的距離限定。在第二位置 時，直線160'垂直于旋轉(zhuǎn)軸，并徑向延伸。此外，第一位置處的葉輪片15后退并對切向氣流 呈現(xiàn)出非流線形、凹狀、高阻力形狀，而第二位置處的葉輪片15逆氣流方向前進，對風呈現(xiàn) 出流線形、低阻力形狀。所有的可展開葉輪片形狀具有該幾何學(xué)特性，由于凹面26上所有點 都位于與直線160平行的線上，因此該特性可被本發(fā)明所利用。樞軸中軸線19和直線160之 間的45°第一夾角^，以及樞軸中軸線19和旋轉(zhuǎn)軸11之間的45°第二夾角〇 2保證了介于最大 值和最小值之間的旋轉(zhuǎn)，葉輪片15在接近軸向-徑向平面21上的最大有效投影面積和/或最 小有效投影面積位置之間繞軸轉(zhuǎn)動時，可保持略低于最優(yōu)但仍有顯著改進的性能，此時第 一夾角和第二夾角ai、a 2介于約30°和60°之間。
[0065]除了凹-凸部22,24,25，葉輪片15上設(shè)置至少一個翅片28(如圖613所示），每個翅片 為扁平結(jié)構(gòu)且與二等分葉輪片15的樞軸中軸線平面32平行排列。翅片28可固定安裝于圓柱 體部22，如圖所示，自凸面27伸出，但也可以或在此基礎(chǔ)上，自凹面26伸出。翅片28-般為矩 形，也可采用具有直邊的其他形狀，及具有一個或多個曲邊的封閉形狀。葉輪片的氣動力矩 中心位于四分之一弦長處，該特征使得翅片28與局部風向保持一致。翅片28提供了一種穩(wěn) 定功能，當轉(zhuǎn)子1 〇轉(zhuǎn)動時，趨向于抵抗轉(zhuǎn)動葉輪片15的作用力。
[0066] 運轉(zhuǎn)時，如上所述，當位于轉(zhuǎn)子10徑向相反兩側(cè)時，葉輪片15可在第一和第二位置 處定向，其中切線方向與風向75保持一致。不需要施加任何機械作用力，葉輪片15可在自然 作用力下，在這些位置之間自由轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)被動動態(tài)變槳控制。不希望受限于理論，當 處于第一位置時，葉輪片15即刻直接順風前進，施加其上的阻力力矩沒有致使葉輪片15繞 樞軸中軸線19轉(zhuǎn)動的分量，當葉輪片后退至最下游位置時，該力矩趨向于使葉輪片15繞樞 軸中軸線19轉(zhuǎn)動。葉輪片15圍繞樞軸中軸線19轉(zhuǎn)動的位置越遠，氣流由葉輪片15高壓側(cè)流 向低壓側(cè)的程度就越大，從而提供了一種自我調(diào)節(jié)屬性，比如，可幫助避免大風狀況下產(chǎn)生 過大的扭矩。當葉輪片15轉(zhuǎn)過其最下游位置，翅片28,29可協(xié)助順槳或者當葉輪片開始轉(zhuǎn)入 風中時，進一步促使片繞樞軸中軸線19旋轉(zhuǎn)，當葉輪片再次轉(zhuǎn)到即刻直接順風前進的第二 位置（15'）時，在其繞樞軸中軸線19反向旋轉(zhuǎn)之前，能完全順槳。類似于帆船上用于調(diào)整航 行方向的主帆，葉輪片15轉(zhuǎn)至直接順風方向時阻力最大，轉(zhuǎn)至直接逆風向時將完全順槳而 獲得最小阻力，而在所有中間位置時，阻力和升力相結(jié)合對轉(zhuǎn)子10產(chǎn)生一個扭矩。通過該種 方式，當旋轉(zhuǎn)軸11直立時，轉(zhuǎn)子10可從橫向風或者水平風中獲取能量，有利地，還可從軸向 氣流中獲取能量，比如安裝至建筑物中時，可以利用上行流和下行流。
[0067] 為了建立葉輪片15轉(zhuǎn)動的數(shù)學(xué)模型，將定義一個圓柱體和笛卡爾坐標系統(tǒng)。Z軸垂 直向上，與旋轉(zhuǎn)軸11對應(yīng)。由X和Y坐標定義一個平面使符合右手坐標系。采用圓柱形坐標系 以便更好地描述流向葉輪片15的局部氣流。徑向，r，表示正向外，圓周方向0保持右手坐標 系規(guī)則。圖7展示了相應(yīng)的笛卡爾坐標系(x，y，z)及圓柱形坐標系(r，0，z)。
[0068]渦輪機以旋轉(zhuǎn)速度n(Hz)，角頻率co (rad/sec)轉(zhuǎn)動?；陔S單個葉片前緣中心移 動的坐標系，葉輪片的轉(zhuǎn)動合速度可描述如下：
[0069] vr = 〇，ve = -2jinRNT = -?RNT (1)
[0070] 其中，下標r表示徑向方向，下標0表示圓周方向。葉輪片0速度分量與轉(zhuǎn)動方向相 反。
[0071] 葉輪片前緣中心總速度可描述如下：
[0072] Vr = Vx cos(9)+Vy sin(9) ,V9 = -coRNT-Vx sin(9)+Vycos(9) (2)
[0073] 圖8和圖9圖形化展示了風速度矢量為Vx=1.0，Vy=1.0和Vx = Vy = 0.707時(速度 值為1. 〇，轉(zhuǎn)動速度(-? RNT ) = 0.5)圓周速度變量和徑向速度變量關(guān)于圓周角位置的函數(shù)。 由圖8和圖9可看出，圓周角位置變化與相位角位移曲線一致。作為一種可隨風向自動調(diào)整 和適應(yīng)的葉輪組，其具有對風向不敏感的引人注意的特征。
[0074] 圖10繪制了 Vx = 1.0時，在三個不同轉(zhuǎn)動速度(_?RNT = 0.5,1.0和1.5)條件下圓 周速度的變化。如圖可知，葉尖速度比(X = Vwind/(-?RNT))小于1.0時，將產(chǎn)生正負圓周速 度。當A= 1. 〇時，圓周速度為零的情況在轉(zhuǎn)動周期內(nèi)僅出現(xiàn)一次，當A大于1. 〇時，圓周速度 始終為負。
[0075] 圖11繪制了在與圖10相同條件下徑向速度的變化。由于徑向速度不受轉(zhuǎn)動速度而 僅受風速影響，徑向速度變化并不依賴于轉(zhuǎn)動速度。
[0076] 圓周和徑向速度各分量可由有效來流角(0)作用于葉輪片表面的速度值(Vmag)來 定義。在該幾何關(guān)系中，有效來流角與分風度和徑向速度的關(guān)系定義如下：
[0078]圖12描繪了0的幾何學(xué)定義。圖13展示了Vx = 1.0時，在0.5、1.0和1.5三個轉(zhuǎn)動速 度條件下速度值的變化。當葉尖速度比為1.0時可觀察到速度值恒等于為〇的特殊現(xiàn)象。A取 其他數(shù)值時，速度值均不為0。
[0079] 圖14展示了在一個轉(zhuǎn)動周期內(nèi)，當Vx= 1.0時，在0.5、1.0和1.5三個轉(zhuǎn)動速度條件 下有效來流角的變化，當A<0時，為平穩(wěn)非線性變化(從360°跳至0°表示一個新的轉(zhuǎn)動周 期）。當A = 〇時，0突然由270°變?yōu)?0°，為徑向速度變化的標志。需注意的是，來流角限制在 90°和270°范圍內(nèi)。當A>〇時，將再次出現(xiàn)介于90°和270°之間的平穩(wěn)變化。當轉(zhuǎn)動速度為 1.5時，最大來流角為45°。
[0080] 各風速度分量可由X和Y分量表征。根據(jù)建立于某一給定葉輪片15前緣中心的參考 系，相應(yīng)速度分量可表示如下：
[0081] Vr = Vx cos(9)+Vy sin(9) ,V9 = -Vx sin(9)+Vycos(9) (4)
[0082] 其中，下標X和Y代表來流速度分量，0代表圓周角位置。
[0083]本發(fā)明實施例設(shè)備包含一個附加自由度。如上所述，葉輪組圍繞中心旋轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn) 動，每個葉輪片還可圍繞樞軸中軸線19轉(zhuǎn)動。基于該設(shè)計，葉輪片在轉(zhuǎn)動周期內(nèi)適應(yīng)不同風 向。由圖1可見葉輪片圍繞樞軸中軸線19的轉(zhuǎn)動角度，定義為y。圖6展示了渦輪機的一個切 面(r-z平面）。樞軸中軸線19與旋轉(zhuǎn)軸11之間的角度為a 2。此外，葉輪片與樞軸中軸線19之 間的角度為W。隨著葉輪片以角度Y旋轉(zhuǎn)，來流局部角將受到影響，同時將進行說明解釋。 [0084]圖15所示為本發(fā)明局部葉輪片坐標系。葉輪片表面的局部速度隨葉輪片轉(zhuǎn)動角y 高度變化。首先，一個局部坐標系可由法坐標(n)和正交坐標(s和t)來定義。該局部坐標遵 循右手法則。在T為零且cn = a2的情況下，葉輪片法坐標沿0方向排布，s坐標沿徑向方向排 布。根據(jù)定義，葉輪片具有一個曲率半徑Rvane，轉(zhuǎn)過角度為± 。若U、于渦輪半徑Rnt， 在法坐標中，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的變化可以被忽略。一般而言，該變化需要被修正，可近似表示為：
[0085] V01ocal = V0-to Rvane(sin( 〇+ y )-sin( y ) ) , Omax < 〇 < Omax (5)
[0086] 應(yīng)注意y和〇均遵循右手法則，為逆時針正方向。
[0087] 基于非零樞軸角(!2及葉輪片相對于樞軸中軸線的角度ai，可定義一個傾斜角n，并 依賴于轉(zhuǎn)動角度Y : 〇
[0088] q = a2-aicos( y ) (6)
[0089] 當以二以時，上述表達式可簡化為：
[0090] q = 〇2( l-cos( y )) (7)
[0091]圖16展示了在^二^條件下，傾斜角n作為轉(zhuǎn)動角y的函數(shù)。在該種情況下，葉輪片 旋轉(zhuǎn)至最大180°時達到最大傾斜角90°。
[0092] 葉輪片前表面上任一點速度場可描述為：
[0093] Vn=[V0i0cai cos( y+0 )+Vr sin( y + 0 )]cos(q)
[0094] Vs = -V0i〇cai sin( y+〇 )+Vr cosCy+O)
[0095] Vt=[V0i0cai cos( y+0 )+Vr sin( y+0 )]sin(n) (8)
[0096] 基于來流速度，局部槳距、以及葉輪片相對于來流的側(cè)傾角和偏航角可描述為：
[0097] 槳距= atan(Vn/Vt)，側(cè)傾角= atan(Vs/Vt)，偏航角= atan(Vt/Vs) (9)
[0098]如圖14所示，同0，展示了轉(zhuǎn)動速度為0.5、1.0和1.5時y的周向變化。假定葉輪片 可瞬時響應(yīng)局部來流速度。在實際應(yīng)用中，由于結(jié)構(gòu)慣性距會發(fā)生滯后響應(yīng)。圖17所示為三 個轉(zhuǎn)動速度條件下的合傾斜角。取低轉(zhuǎn)動速度(0.5)時，傾斜角在0°到90°之間變化，這是葉 尖速度比小于1.0時的典型情況。當葉尖速度等于1.0時，由于介于90°和270°之間的y，傾 斜角保持小于45°。當A大于1時，傾斜角變化幅度較小，當轉(zhuǎn)動速度為1.5時，傾斜角在75°和 90°之間變化。
[0099] 圖18描述了本發(fā)明第二個實施例，其中使用的相應(yīng)標號代表相同的組件。在該實 施例中，葉輪片115的凹-凸部為右半圓柱或圓柱體部122。第一和第二翅片28,29可以共面， 排列于等分半圓柱體部122的平分面32上(未在圖18中示出），圓柱軸23和直線160位于該平 面上。第一翅片28可以為三角形，且自圓柱體部122的凹面26突出，用于連接圓柱體部122和 軸桿117,例如，通過半圓柱體部122軸向相對端延伸而成的邊緣37,39相連接，邊緣38和邊 緣39平行，并與邊緣37以一個銳角40相交，從而形成一個末端固定于軸桿117的長帶30。同 半圓柱體部122,第一和第二翅片28,29由薄型材料制成，當轉(zhuǎn)子110運轉(zhuǎn)時，趨向于抵抗轉(zhuǎn) 動葉輪片115的作用力，從而提供穩(wěn)定功能。軸桿117可以懸臂方式，通過安裝于軸桿117末 端的輪轂12上的軸頸118,以45°夾角固定于旋轉(zhuǎn)軸11上。在該實施例中，選樞軸中軸線19可 因此與旋轉(zhuǎn)軸11相交。配重塊31可用于該實施例中，其質(zhì)心位于相對于樞軸中軸線19的半 圓柱體部122質(zhì)心對側(cè)的平分面32上。配重塊31可通過連桿33固定于軸桿117上。
[0100] 根據(jù)圖19所示的第三個實施例，多重凹凸半圓柱體部122固定在一起形成葉輪 215。如圖19所示，四個相同的葉輪215周向等間距排列于不同方向，并利用風向43的來流。 在該實施例中，每個葉輪215被設(shè)置為相對于旋轉(zhuǎn)軸11以45°傾斜，并圍繞各自的樞軸中軸 線19轉(zhuǎn)動，每個半圓柱體部122相對于樞軸中軸線19以上述方式設(shè)置，同時樞軸中軸線19和 位于每個半圓柱體部122的直線60之間的夾角45°。
[0101] 葉輪215可包含若干對稱圍繞樞軸中軸線平面并沿樞軸中軸線19彼此等間距線性 排列的相同半圓柱體部122,可選地，葉輪片之間相互重疊，使得葉輪片15投影到軸向-徑向 平面上的有效區(qū)域為矩形，根據(jù)軸向重疊量，該矩形寬度為W，高度略小于3XH。葉輪片215 上自凸面27突起的翅片部相互連接形成一個葉輪片215的脊部44,脊部44延伸方向與樞軸 中軸線19平行，和翅片28發(fā)揮相同作用。自最外半圓柱體部122突起的翅片可具有若干錐形 邊緣45。還可配有一個配重塊31，該配重塊的質(zhì)心位于相對于樞軸中軸線19的半圓柱體部 122質(zhì)心對側(cè)的平分面32上，配重塊31可通過連桿233固定于軸桿217或翅片上。
[0102] 還可配有鎖定樞軸，以阻止葉輪片215圍繞樞軸中軸線19轉(zhuǎn)動的制動裝置（未示 出）。
[0103]轉(zhuǎn)子無輪轂，并包含兩個轉(zhuǎn)環(huán)46,47。樞軸包含一個與樞軸中軸線19共軸的軸桿 217,其相對兩端與轉(zhuǎn)環(huán)46，47連接，葉輪片215可圍繞樞軸中軸線19 360°旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)環(huán)46，47 具有相同的直徑，與旋轉(zhuǎn)軸11共軸，且彼此沿軸向間隔設(shè)置并固定連接。如圖19所示位置， 葉輪片215沿方向43順風移動并處于第一位置，此時其在軸向-徑向平面21上的投影面積最 大，阻力高。與葉輪片215相對側(cè)的葉輪片215a處于第二位置，且已旋轉(zhuǎn)（圍繞樞軸中軸線 19)180°至圖示位置，此時半圓柱體部122的凹面向下，當葉輪片215a直接向上游移動，將對 來流43呈現(xiàn)一個阻力最小的構(gòu)型。
[0104]圖20示出了在軸向來流52作用下沿方向51轉(zhuǎn)動的軸流風力渦輪機的葉輪組。以與 圖19所示類似的方式，多個圓周方向隔開排列的相同葉輪片215被安裝于葉輪組310上，使 其可圍繞位于轉(zhuǎn)環(huán)53，54之間的軸桿317的樞軸中軸線19轉(zhuǎn)動。外轉(zhuǎn)環(huán)53直徑大于內(nèi)轉(zhuǎn)環(huán) 54，外轉(zhuǎn)環(huán)53和內(nèi)轉(zhuǎn)環(huán)54與彼此固定且在軸向間隔位置一起轉(zhuǎn)動。每個樞軸中軸線19相對 于旋轉(zhuǎn)軸11 45°傾斜，直線160與每個葉輪片215的樞軸中軸線19之間的夾角為45°，然而， 在該實施例中，每個葉輪片215的樞軸中軸線19均位于繞徑向軸（未示出）以45°傾斜于軸 向-徑向平面21的平面(未示出）內(nèi)。在此種軸流風力渦輪設(shè)備(如渦輪機或鼓風機）中，樞軸 中軸線19在樞軸中軸線平面32的正交投影(即與樞軸中軸線平面32正交)可與軸向-徑向平 面21有±45°傾斜。
[0105]圖15描述了本發(fā)明第五個實施例，兩個葉輪片315相對設(shè)置于V形支撐77的兩條支 撐腿77a，77b上，V形支撐77固定于輪轂12上。每個葉輪片315都設(shè)置為圍繞各自的樞軸中軸 線19轉(zhuǎn)動，樞軸中軸線19相對于旋轉(zhuǎn)軸11的夾角為45°，每個半圓柱體部122相對于樞軸中 軸線19定向設(shè)置，使得直線160(位于半圓柱體部122的內(nèi)表面)與樞軸中軸線19之間具有 45°夾角。葉輪片315可包含20個相同的相對于樞軸中軸線平面以兩平行直線行的形式在該 平面兩側(cè)對稱設(shè)置的半圓柱體部122,與樞軸中軸線19平行并沿樞軸中軸線19等間距分布， 但彼此重疊。雖然每個葉輪片15均設(shè)置有20個半圓柱體部122,但由于重疊，處于第一位置 時，葉輪片315投影到軸向-徑向平面21上的有效矩形區(qū)域尺寸小于20x W x H。軸桿417的 中間部78固定于每個支撐腿77a，77b末端，半圓柱體部122的一半設(shè)置在中間部78的任一 偵t葉輪片315的翅片部自凸部27突出，并連接形成位于兩平行直線行之間的葉輪片脊部 44,脊部44延伸方向與樞軸中軸線19平行。自最外層半圓柱體部122凸面突出的翅片部逐漸 變細為一點45。配重塊未在圖中示出。替代地，可不配置配重塊。
[0106] 如圖22所示的葉輪片15,115,315或葉輪片215可安裝在具有船體56和前端部57的 浮船55上。一個假想的中央垂直平面58縱向平分船體56,樞軸中軸線19位于垂直平面58內(nèi)， 朝前端部57方向約45°向上傾斜。當安裝于轉(zhuǎn)子上，葉輪片15,115,315或葉輪片215利用風 力圍繞樞軸中軸線19自由旋轉(zhuǎn)，且樞軸中軸線19和葉輪片凹面上的直線160之間具有45°夾 角，因此提供了一種適用于船舶55的推進裝置60。安裝組件61可將軸桿317末端連接至船體 56上。葉輪片215固定后圍繞軸桿317轉(zhuǎn)動，安裝組件61可包括一個制動裝置(未示出）以阻 止葉輪片215轉(zhuǎn)動。
[0107]本發(fā)明的各個方面僅通過實施例的方式進行了描述，應(yīng)該理解的是，在不脫離本 發(fā)明構(gòu)思范圍的前提下，可對本發(fā)明進行修改和增加。
【主權(quán)項】
1. 一種用于橫流式渦輪機或其他流體動力學(xué)裝置的葉輪組，所述葉輪組包含： 一個具有旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子； 一個或多個具有至少一個凹一凸部的葉輪片，所述凹一凸部具有一個凹面和相對的凸 面； 一個將葉輪片連接至轉(zhuǎn)子的樞軸，所述樞軸具有一個向凹面傾斜的樞軸中軸線，使得 當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，葉輪片圍繞樞軸中軸線在第一位置和第二位置之間自由轉(zhuǎn)動，第一位置定 義為葉輪片在橫向氣流作用下后退的高阻力構(gòu)型，第二位置定義為葉輪片在逆橫向氣流前 進時阻力減小的構(gòu)型。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉輪組，其中：所述凹一凸部可展開，樞軸中軸線以第一夾角 相對于凹面內(nèi)的一條直線傾斜;所述樞軸中軸線和所述直線位于一個樞軸中軸線平面內(nèi)， 使該樞軸中軸線平面與和葉輪片一起圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子的軸向-切向平面之間形成不 大于15°的二面角，第一夾角以及樞軸中軸線和旋轉(zhuǎn)軸之間的第二夾角均介于30°和60°之 間。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的葉輪組，其中：所述二面角為0° ;第一夾角和第二夾角均為 45° ;在第一位置和第二位置時，所述直線分別與旋轉(zhuǎn)軸平行和垂直;葉輪片在第一位置和 第二位置之間圍繞樞軸中軸線180°自由轉(zhuǎn)動。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的葉輪組，其中:所述葉輪片圍繞樞軸中軸線360°自由轉(zhuǎn)動。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的葉輪組，其中：所述旋轉(zhuǎn)軸直立，樞軸中軸線頭端位于其尾端 上方;且在第一位置時，葉輪片懸掛于樞軸中軸線下方。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的葉輪組，其中：所述轉(zhuǎn)子包含一個限定旋轉(zhuǎn)軸的輪 轂，且樞軸偏心于輪轂。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的葉輪組，其中：所述凹一凸部包含至少一個正半圓柱 體部，所述半圓柱體部具有位于樞軸中軸線平面內(nèi)的圓柱軸;其中，葉輪片關(guān)于樞軸中軸線 平面反射對稱。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的葉輪組，其中，樞軸中軸線相交于或近似通過凹-凸 部軸端。9. 根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項所述的葉輪組，其中：所述葉輪片還包含至少一個與樞軸中 軸線平面平行排列的扁平翅片；所述至少一個翅片自葉輪片凹-凸部的凹面和/或凸面突 出。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的葉輪組，其中：所述至少一個翅片自最外層圓柱體部的凸面 突出并具有尖端。11. 根據(jù)權(quán)利9或10所述的葉輪組，其中：所述至少一個翅片形成葉輪片的脊部，其延伸 方向與樞軸中軸線平行。12. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的葉輪組，其中，所述葉輪片還包括一個配重塊，所述 配重塊質(zhì)心位于葉輪片質(zhì)心相對于樞軸中軸線對側(cè)的樞軸中軸線平面上。13. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的葉輪組，其中，所述葉輪片包括多重凹-凸部，每個 凹-凸部形狀相同，且以一個或多個平行直線行的形式相對于樞軸中軸線平面對稱設(shè)置，其 中，位于每個凹-凸部凹面的直線之間彼此平行。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的葉輪組，其中，凹-凸部沿樞軸中軸線等間距排列。15. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的葉輪組，其中，所述轉(zhuǎn)子包含兩個直徑相同且與旋 轉(zhuǎn)軸共軸的轉(zhuǎn)環(huán)，彼此沿軸向間隔設(shè)置并固定連接，其中，樞軸包含一個在轉(zhuǎn)環(huán)之間延伸的 軸桿。16. -種用于流體動力學(xué)設(shè)備的推進裝置，該推進裝置包含： 一個或多個具有至少一個凹-凸部葉輪片，所述凹一凸部具有一個凹面和相對的凸面； 一個樞軸，該樞軸具有向凹面傾斜的樞軸中軸線，使得葉輪片圍繞樞軸中軸線自由旋 轉(zhuǎn)； 一個位于流體動力學(xué)設(shè)備上的通過樞軸附接葉輪片的裝置，使樞軸中軸線以一個銳角 相對于垂直方向傾斜，葉輪片圍繞樞軸中軸線在第一位置和第二位置之間自由轉(zhuǎn)動，在第 一位置處，凹面內(nèi)的直線處于垂直態(tài)，在第二位置處，凹面內(nèi)的直線處于水平態(tài)。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的推進裝置，其中：所述凹一凸部可展開，樞軸中軸線相對于 流體動力學(xué)裝置固定，樞軸中軸線和凹面直線之間具有第一夾角;所述樞軸中軸線和所述 直線位于一個樞軸中軸線平面內(nèi)，使得該樞軸中軸線平面與垂直面之間形成不大于15°的 二面角，第一夾角以及樞軸中軸線和垂直方向之間的第二夾角均介于30°和60°之間。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的推進裝置，其中：所述二面角為0°，所述第一夾角和第二夾 角均為45°，所述葉輪片圍繞樞軸中軸線360°自由轉(zhuǎn)動。19. 根據(jù)權(quán)利要求16到18任一項所述的推進裝置，其中：所述流體動力學(xué)設(shè)備包括風力 驅(qū)動裝置，例如浮船或輪式車輛，所述樞軸中軸線平面縱向排列，所述樞軸中軸線頭端抬 升。
【文檔編號】F03D7/06GK105849406SQ201480058404
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年10月22日
【發(fā)明人】米羅斯拉夫·諾瓦克
【申請人】米羅斯拉夫·諾瓦克