本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)動機，是一種可用作獨立能源的風(fēng)力渦輪裝置。

背景技術(shù)：

1、已知一種雙同軸葉輪的風(fēng)力渦輪裝置，一個軸向(螺旋槳式)葉輪位于排氣管上方，而另一個具有垂直旋轉(zhuǎn)軸的多片葉輪安裝在導(dǎo)風(fēng)裝置內(nèi)部(俄羅斯發(fā)明專利ru2286477，2006年發(fā)布)。

2、該結(jié)構(gòu)的缺點主要體現(xiàn)在：轉(zhuǎn)速受風(fēng)速限制且軸向葉輪效率低。這是因為管道中的風(fēng)流矢量與軸向葉輪葉片的旋轉(zhuǎn)平面垂直。相比之下，離心葉輪中風(fēng)的運動矢量與葉輪旋轉(zhuǎn)平面一致。此外，軸向葉輪葉片相對于旋轉(zhuǎn)軸的面積慣性矩(即分布特性)明顯小于直徑相當(dāng)?shù)碾x心葉輪葉片，從而導(dǎo)致效率顯著降低。

3、已知的具有垂直旋轉(zhuǎn)軸的正交葉輪例如達(dá)里厄轉(zhuǎn)子，需要施加外部力才能啟動旋轉(zhuǎn)，例如通過使用固定在正交葉輪旋轉(zhuǎn)軸上的薩沃紐斯葉片。然而，當(dāng)正交葉輪徑向末端達(dá)到超過風(fēng)速的線速度后，固定在正交葉輪旋轉(zhuǎn)軸上的薩沃紐斯葉片成為“制動器”，增加轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)阻力(“風(fēng)阻”)，從而降低效率。

4、已知一種風(fēng)力渦輪機裝置包括帶垂直旋轉(zhuǎn)軸的離心葉輪轉(zhuǎn)子，其工作葉片向后彎曲。轉(zhuǎn)子安裝在由固定葉片組成的集風(fēng)器上，固定葉片通過傾斜的導(dǎo)風(fēng)加強筋相互重疊連接，形成垂直風(fēng)道。該風(fēng)道與離心葉輪殼體相連，其出口管通向集風(fēng)器固定葉片的凹槽中，以利用從風(fēng)力渦輪機裝置排出的廢氣流能量。(俄羅斯發(fā)明專利ru?2638120?c1，2017年發(fā)布)。

5、然而，由于風(fēng)力渦輪機裝置背風(fēng)側(cè)存在低壓區(qū)，并且在垂直風(fēng)道頂部幾乎無壓力，進(jìn)入風(fēng)力渦輪機裝置的風(fēng)速壓力可能會部分下降，這需要增加傾斜導(dǎo)風(fēng)加強筋高度，從而增加了裝置的金屬用量并降低了裝置的效率，出口管與集風(fēng)器葉片凹槽的連接方式也會影響效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決的技術(shù)問題是已知風(fēng)力渦輪機裝置的效率不足以及環(huán)保性欠佳。

2、所提出解決方案的技術(shù)效果是提高裝置在任何持續(xù)時間、風(fēng)速和風(fēng)向條件下的效率。

3、技術(shù)成果通過以下方式實現(xiàn)：

4、一種風(fēng)力渦輪機裝置，其特征在于，其包含安裝在殼體中的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子安裝在集風(fēng)器上并與集風(fēng)器連通，轉(zhuǎn)子殼體包含出口管，轉(zhuǎn)子葉片從殼體的內(nèi)表面固定到離心葉輪上并沿轉(zhuǎn)子殼體的弦向方向分布。集風(fēng)器的葉片具有加強筋，其垂直定向且向風(fēng)流方向彎曲的葉片相互錯開，形成垂直風(fēng)道。其不同之處在于，在垂直風(fēng)道內(nèi)側(cè)固定有由獨立葉片組成的擋板，葉片可繞相對于垂直方向向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向傾斜的軸線旋轉(zhuǎn)。上層正交轉(zhuǎn)子葉輪的下層葉片的啟動葉片安裝在這些葉片的內(nèi)側(cè)，可繞相對于垂直方向向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向傾斜的軸線旋轉(zhuǎn)。

5、與直接固定在旋轉(zhuǎn)軸上的薩沃尼烏斯葉片相比，上層正交葉輪的下層葉片具有啟動葉片，該啟動葉片位于葉輪半徑處，遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸，從而確保轉(zhuǎn)子易于啟動。通過再利用從風(fēng)力渦輪機裝置流出的氣流能量，在下部離心葉輪前方的垂直風(fēng)道頂部形成低壓區(qū)，從而降低垂直風(fēng)道中的氣流阻力。啟動葉片在離心力作用下與下層葉片的內(nèi)側(cè)結(jié)合，形成一個整體結(jié)構(gòu)，從而消除上層葉輪徑向端部的線速度超過風(fēng)速時產(chǎn)生的“風(fēng)制動”效應(yīng)。

6、擋板的葉片設(shè)計為可繞相對于垂直方向向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向傾斜的軸線旋轉(zhuǎn)，從而引導(dǎo)風(fēng)進(jìn)入集風(fēng)器的垂直風(fēng)管。通過螺旋氣流的作用，有效控制垂直風(fēng)管下風(fēng)側(cè)的氣流，減少氣流泄漏。同時，利用集風(fēng)器下風(fēng)側(cè)外側(cè)形成的低壓區(qū)，進(jìn)一步優(yōu)化氣流流動效率。

7、為了確保風(fēng)力渦輪機裝置的環(huán)境友好性，減少噪音和視覺干擾，在上層葉輪周圍設(shè)計了一個固定導(dǎo)流板框架，框架上安裝有導(dǎo)風(fēng)屏。對于上層正交葉輪的下層葉片，導(dǎo)風(fēng)屏位于其進(jìn)風(fēng)側(cè)，用于引導(dǎo)氣流進(jìn)入轉(zhuǎn)子。對于正交葉輪的上層葉片，導(dǎo)風(fēng)屏的設(shè)計方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，以減少氣流干擾并優(yōu)化效率。

技術(shù)特征：

1.一種風(fēng)力渦輪機裝置，其特征在于，所述裝置包含一個安裝在殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子安裝在集風(fēng)器上并與集風(fēng)器連通，轉(zhuǎn)子的殼體上包含出口管，轉(zhuǎn)子的葉片從殼體的內(nèi)表面固定到離心葉輪，并沿轉(zhuǎn)子殼體的弦向方向分布，集風(fēng)器的葉片上設(shè)有加強筋且垂直定向，其中向風(fēng)流方向彎曲的葉片相互錯開，形成垂直風(fēng)道，其不同之處在于，垂直風(fēng)道內(nèi)側(cè)固定有由多個獨立葉片構(gòu)成的擋板，這些獨立葉片可繞相對于垂直方向向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向傾斜的軸線旋轉(zhuǎn)，上層正交轉(zhuǎn)子葉輪的下層葉片的內(nèi)側(cè)安裝有啟動葉片，所述啟動葉片可繞相對于垂直方向向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向傾斜的軸線旋轉(zhuǎn)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，是一種可用作獨立能源的風(fēng)力渦輪裝置。該裝置包含一個安裝在殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子安裝在集風(fēng)器上并與集風(fēng)器連通。轉(zhuǎn)子殼體上包含出口管。轉(zhuǎn)子葉片從殼體的內(nèi)表面固定到離心葉輪上并沿轉(zhuǎn)子殼體的弦向方向分布。集風(fēng)器葉片上設(shè)有加強筋且垂直定向，其中，向氣流彎曲的集風(fēng)器葉片相互錯開，依次重疊，形成垂直風(fēng)道。在垂直風(fēng)道內(nèi)側(cè)固定有由多個獨立葉片構(gòu)成的擋板，所述葉片可繞相對于垂直方向向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向傾斜的軸線旋轉(zhuǎn)。上層正交轉(zhuǎn)子葉輪的下層葉片的內(nèi)側(cè)安裝有啟動葉片，所述啟動葉片可繞相對于垂直方向向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向傾斜的軸線旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的技術(shù)效果是確保裝置在任何持續(xù)時間和風(fēng)速下運行的能效及性能。

技術(shù)研發(fā)人員：謝爾蓋·尼古拉耶維奇·別洛澤羅夫
受保護的技術(shù)使用者：謝爾蓋·尼古拉耶維奇·別洛澤羅夫
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8