本實用新型專利技術(shù)描述了一種流體轉(zhuǎn)換元件及包括所述流體轉(zhuǎn)換元件的機器。該流體轉(zhuǎn)換元件包括圍繞轉(zhuǎn)動軸纏繞的至少兩個敞開的管狀管道，其中至少一個所述管狀管道圍繞所述轉(zhuǎn)動軸螺旋地纏繞，每個所述管狀管道包括具有各自的入口端口和各自的出口端口的室；其中至少一個所述管狀管道的入口端口的橫截面面積大于該所述管狀管道的出口端口的橫截面面積；并且其特征在于，所述流體轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)速是可調(diào)節(jié)的。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本技術(shù)在其一些實施方式中涉及一種沒有螺旋葉片的渦輪機，更具體地但不絕對地涉及一種用于將線性流轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動的裝置，其可能用于發(fā)電。
技術(shù)介紹
人類面對的最大挑戰(zhàn)中的兩種是相互關(guān)聯(lián)的。傳統(tǒng)的碳基能源(比如石油和煤炭)正在耗盡。此外，基于人類對這些能源的使用產(chǎn)生的生態(tài)上的威脅被認為可能對地球上的生命有毀滅性打擊。因此大多數(shù)國家的主要目標是尋找人類需要的能源但不明顯地增加大氣中的二氧化碳或其它“溫室氣體”。兩種最引人注目的可再生能源是太陽能和風能。它們每天提供超過人類活動所需求的能量。也就是說，從經(jīng)濟上和技術(shù)上利用太陽能和風能的能力是非常有價值的。雖然到目前為止已經(jīng)做出了開發(fā)太陽能和風能發(fā)電的努力，但是這兩種用于發(fā)電的方法在它們對電網(wǎng)的貢獻方面仍然是微小的。風力發(fā)電廠已經(jīng)在世界各地涌現(xiàn)，其中許多建立在開闊的平原或疾風海洋地區(qū)。已經(jīng)開發(fā)出了十億瓦能量工程。大多數(shù)的渦輪包括能夠響應(yīng)于盛行的風而旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片(通常是三個)。轉(zhuǎn)動的螺旋葉片驅(qū)動齒輪箱和發(fā)電機來發(fā)電。Donham等人的美國專利號4，297，076描述了一種改進的風力潤輪機,其中葉片頂部的斜度是可變的，并且斜度是周期性改變的，以控制轉(zhuǎn)子的搖擺并減輕葉片上的彎矩，以及斜度是共同地改變的以減輕葉片上的彎矩并使在選定的恒定轉(zhuǎn)速下渦輪機的電力輸出最大。Locastro等人的美國專利號4，362，470描述了一種風力渦輪機，其具有相對于一軸線可轉(zhuǎn)動的軸以及安裝在軸上的多個葉片，這些葉片布置成風使它們轉(zhuǎn)動從而使軸轉(zhuǎn)動。Sultzbaugh等人的美國專利號5，256，034描述了一種斜度可變的螺旋葉片機構(gòu)，其包括在三個間隔開的葉片臂上的多個螺旋槳形狀的葉片。Harman等人的US20080145230描述了一種在需要高輸出并同時具有受約束的風扇尺寸的環(huán)境中所使用的軸向流風扇的表面輪廓和轉(zhuǎn)子。W02009/051793描述了一種承受應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，其包括一構(gòu)件，應(yīng)力施加在該構(gòu)件上，其中構(gòu)件內(nèi)的該應(yīng)力分散并且其中構(gòu)件的至少一主要部分的結(jié)構(gòu)具有符合對數(shù)曲線的曲率以使應(yīng)力基本均勻地分布。Gorlov的美國專利號5，642，984描述了一種螺旋渦輪機組件，其能夠在多方向超低頭流體流下提供高速單向轉(zhuǎn)動。該組件包括一組豎直或水平布置的螺旋渦輪機單元或者模塊，以例如利用水或風的動力。風動力模塊能安裝到由輕重量結(jié)構(gòu)支撐的可轉(zhuǎn)動軸上，輕重量結(jié)構(gòu)由牽索錨定到地面。螺旋渦輪機還能通過利用海浪的動力來提供船的推進力。Becker的美國專利號7，132，760描述了一種混合葉片風力渦輪機裝置，其至少由一對直的外部螺旋槳葉片和一對內(nèi)部螺旋翼葉片構(gòu)成，被支撐成用于在安全保護罩結(jié)構(gòu)內(nèi)轉(zhuǎn)動，該風力渦輪機能安裝在豎直、水平或其他準直的操作位置上。Krolick等人的美國專利號4，708, 592描述了一種可折疊結(jié)構(gòu)，該可折疊結(jié)構(gòu)包括根據(jù)多種方法中的一種由輕重量結(jié)構(gòu)支撐的非剛性螺旋板。Clark的US20090160194描述了一種用在風力渦輪機中的葉片，葉片具有從風力渦輪機的葉片的轉(zhuǎn)動中心徑向向外延伸的縱向軸。葉片具有前側(cè)和后側(cè)，前側(cè)具有在上風方向上取向的前表面，后側(cè)具有用于在下風方向上取向的后表面。Aylor的美國專利號5，425，619描述了一種流體能量渦輪機，其具有徑向流轉(zhuǎn)子，在該轉(zhuǎn)子中流體驅(qū)動式葉片圍繞水平軸周向地分布，在該轉(zhuǎn)子中設(shè)置輔助偏壓出口門，繹用于釋放高流體壓力，從而控制比如在強暴風中的渦輪機速度。Rangi等人的美國專利號4，082, 479描述了一種用于豎直軸風力潤輪機的超速導(dǎo)流板，這種類型的渦輪機具有直的或彎的螺旋槳葉片，該螺旋槳葉片附連至豎直軸，通過鉸接地安裝在后緣、前緣上或在螺旋槳截面的一部分的中心位置處的相對薄的平坦葉片狀導(dǎo)流板元件而形成該豎直軸。Townsend的美國專利號5，632，599教導(dǎo)了一種風能渦輪機，其具有圍繞水平轉(zhuǎn)動軸周向地分布的空氣驅(qū)動式葉片，水平轉(zhuǎn)動軸形成了內(nèi)部區(qū)域，在內(nèi)部區(qū)域中通過引入其中的風而增大的空氣壓力通過這些葉片之間的空間被釋放。Sullivan的美國專利號4，500, 257描述了一種用于豎直軸風力渦輪機的空氣動力導(dǎo)流板系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括在葉片上的導(dǎo)流板，葉片初始地存放在轉(zhuǎn)子軸附近，以使拖拽力最小化。Shimmel的美國專利號4，715，782描述了一種液壓速度控制裝置，其用于通過控制轉(zhuǎn)子制動裝置的配置來限制風力渦輪機的速度，該液壓速度控制裝置包括四個相互流體連接的元件:一個或多個流體缸、安全閥、蓄能器和止回閥。Hulls的美國專利號5，531，567教導(dǎo)了具有張緊葉片的Darrieus式豎直軸風力渦輪機，其具有用于張緊這些葉片的各個機構(gòu)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
因此本技術(shù)的目的是描述在將線性流能量轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動能量方面具有改進的效率的方法和裝置。具體地，本技術(shù)包括實現(xiàn)更有效率的渦輪機的結(jié)構(gòu)和方法，該渦輪機缺少螺旋葉片而是引導(dǎo)流體經(jīng)過漸縮中空的渦輪機的主體，以實現(xiàn)高的能量轉(zhuǎn)換效率。根據(jù)本技術(shù)，提供了用于將流體的流動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)換元件，該流體轉(zhuǎn)換元件包括圍繞轉(zhuǎn)動軸纏繞的至少兩個敞開的管狀管道，其中至少一個所述管狀管道圍繞所述轉(zhuǎn)動軸螺旋地纏繞，每個所述管狀管道包括具有各自的入口端口和各自的出口端口的室。在一些實施方式中，至少一個所述管狀管道的入口端口的橫截面面積大于該管道的出口端口的橫截面面積。在一些實施方式中，至少其中一個管狀管道的直徑沿著其長度變化。在一些實施方式中，所述流體屬于風和水中的至少一個。在一些實施方式中，一種機器包括流體轉(zhuǎn)換元件，還包括響應(yīng)于流體轉(zhuǎn)換元件的換能器。在該機器的一個方面中，換能器是從由發(fā)電機、壓縮機、泵、捕捉器、提升機、鉆機、攪拌機和捏和機構(gòu)成的組中選出的。在一些實施方式中，至少一個所述管狀管道是由從由金屬、纖維、木頭、聚合材料、玻璃、織物、合金以及它們的組合構(gòu)成的組中選出的材料制成的。根據(jù)本技術(shù)的另一個方面，提供了一種用于將與流體流相關(guān)的能量轉(zhuǎn)換成電的方法,包括:提供流體轉(zhuǎn)換元件，所述流體轉(zhuǎn)換元件包括圍繞轉(zhuǎn)動軸纏繞的至少兩個敞開的管狀管道，其中至少一個所述管狀管道圍繞所述轉(zhuǎn)動軸螺旋地纏繞并且每個所述管狀管道包括各自的入口端口和各自的出口端口 ；將所述流體轉(zhuǎn)換元件置于流體流中，從而引起所述流體轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)動；將所述轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電。在本技術(shù)的一個方面中，所述流體屬于風和水中的至少一個。在一些實施方式中，所述流體轉(zhuǎn)換元件圍繞所述轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)速是可調(diào)節(jié)的。這可通過擾亂流體的流動或通過打開流體轉(zhuǎn)換元件的室中的腔或通過改變?nèi)肟诙丝诨虺隹诙丝谥械闹辽僖粋€的面積或通過改變螺旋地纏繞的管狀管道的螺旋角來實現(xiàn)。此外，包括上述流體轉(zhuǎn)換元件的機器還包括響應(yīng)于流體轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)動的換能器。除非另有限定，這里所使用的所有技術(shù)和/或科學術(shù)語可具有與本技術(shù)所屬
的技術(shù)人員通常理解的意思相同的意思。盡管在本技術(shù)的實施方式的實施或測試中能使用與這里描述的那些方法和材料類似或等效率的方法和材料，但是下面描述了實例性方法和/或材料。在抵觸的情況下，包括限定的書將進行控制。此外，這些材料、方法和實例只是說明性的，并不意圖進行必要的限制。附圖說明這里僅通過實例參照附圖描述本技術(shù)的一些實施方式。通過現(xiàn)在特別詳細地參照這些圖，強調(diào)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2009.09.29 IL 201222的范圍內(nèi)的所有這些替代方式、改變和變型。權(quán)利要求1.種用于將流體流動的能量轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動能量的流體轉(zhuǎn)換元件(100)，所述流體轉(zhuǎn)換元件包括圍繞轉(zhuǎn)動軸(160)纏繞的至少兩個敞開的管狀管道(110)，其中至少一個所述管狀管道圍繞所述轉(zhuǎn)動軸螺旋地纏繞，每個所述管狀管道包括具有各自的入口端口( 130)和各自的出口端口(140)的室(120)； 其中至少一個所述管狀管道的入口端口的橫截面面積大于該所述管狀管道的出口端口的橫截面面積；并且 其特征在于，流體轉(zhuǎn)換元件圍繞所述轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)速是可調(diào)節(jié)的。2.據(jù)權(quán)利要求1所述的流體轉(zhuǎn)換元件，其特征在于，所述流體轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)速是通過擾動流體流動而可調(diào)節(jié)的。3.據(jù)權(quán)利要求1所述的流體轉(zhuǎn)換元件，其中所述流體轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)速是通過打開所述室中的腔而可調(diào)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：C·雷茲，A·埃亞爾，
申請(專利權(quán))人：RE一零有限公司，
類型：
國別省市：
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