專(zhuān)利名稱：原動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種原動(dòng)機(jī)和涉及使用方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生源自流體流的功率的裝備和方法。
背景技術(shù)：
多年以來(lái)，旋轉(zhuǎn)葉片已經(jīng)用于將風(fēng)能和/或水能轉(zhuǎn)換為完成有用功所需的其它形式的能量。例如，傳統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)和風(fēng)輪機(jī)利用推進(jìn)器表面來(lái)接合迎面氣流，并將該迎面氣流中的能量轉(zhuǎn)換為水平風(fēng)力機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)。然而，這些傳統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)具有多個(gè)缺點(diǎn)。例如，傳統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)的推進(jìn)器或葉片通常面對(duì)一個(gè)方向。在風(fēng)不在推進(jìn)器的方向上吹動(dòng)的情況下， 風(fēng)力機(jī)并不起作用，并且并不將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為所需的其它形式的能量。此外，無(wú)論是否獲得了最佳的風(fēng)向，水平軸線風(fēng)力機(jī)均不能利用高能、高速的風(fēng)，因?yàn)檫@種風(fēng)會(huì)使移動(dòng)中的葉片過(guò)載，從而導(dǎo)致葉片損壞或故障。風(fēng)速超過(guò)35mph時(shí)，必需使常規(guī)的水平風(fēng)力機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)以避免這些問(wèn)題。風(fēng)能隨速度的三次方增大；葉片操作在高速風(fēng)期間的停止意味著嚴(yán)重的缺點(diǎn)， 這是因?yàn)檫@是大部分的風(fēng)能可用于轉(zhuǎn)換的時(shí)候。豎直軸線風(fēng)輪機(jī)也是存在的。盡管豎直軸線輪機(jī)解決了水平軸風(fēng)力機(jī)的多個(gè)缺點(diǎn)，但是它們具有它們自身固有的問(wèn)題。例如，一些現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備以不理想的方式改變達(dá)到葉片區(qū)域的空氣流，例如國(guó)際公開(kāi)No. WO 2009/047679中所示的設(shè)備。在該設(shè)備中，流體被吸入而穿過(guò)該設(shè)備的流體偏轉(zhuǎn)器的中空中央。在流體偏轉(zhuǎn)器之間需要大的間隙，以便使該設(shè)備適當(dāng)?shù)剡\(yùn)轉(zhuǎn)。特別地，該設(shè)備需要用于有利的渦流形成的大間隙，以使葉片旋轉(zhuǎn)。因此， 這種設(shè)備可能會(huì)效率差，并且具有大的不理想的高度。因此，需要一種高效且實(shí)用的改進(jìn)的原動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種由流體能提供動(dòng)力的原動(dòng)機(jī)。這種原動(dòng)機(jī)可包括第一整流件、第二整流件和葉片組件，該第二整流件與第一整流件間隔開(kāi)以在其間限定間隙，該葉片組件安裝在軸上，該軸在第一整流件與第二整流件之間延伸。整流件中的至少一個(gè)的高度為在整流件之間限定的間隙的高度的至少15%。第一整流件與第二整流件各自具有用于將流體引導(dǎo)到間隙中的彎曲的外圍邊緣。當(dāng)流體流到該間隙中時(shí)，它接觸葉片組件，由此使葉片組件圍繞由軸限定的豎直軸線旋轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施方式中，各個(gè)整流件的外圍邊緣過(guò)渡到基本平坦的連續(xù)表面。可通過(guò)安裝在構(gòu)造成傳送信號(hào)的塔架上的原動(dòng)機(jī)來(lái)發(fā)電。該原動(dòng)機(jī)可包括第一整流件和與該第一整流件間隔開(kāi)的第二整流件。葉片組件可設(shè)置在第一整流件與第二整流件之間，并可構(gòu)造成在葉片組件被流體接觸時(shí)圍繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)。能量可通過(guò)旋轉(zhuǎn)中的葉片組件產(chǎn)生并存儲(chǔ)在發(fā)電機(jī)中。所存儲(chǔ)的能量可隨后被輸送至電力網(wǎng)。


圖IA是原動(dòng)機(jī)的示例性實(shí)施方式的俯視圖。圖IB是圖IA中所示的原動(dòng)機(jī)的俯視圖，其中出于清楚目的而卸下了頂部整流件。圖IC是圖IA中所示的原動(dòng)機(jī)的側(cè)視圖。圖2A是根據(jù)本發(fā)明的將要用于原動(dòng)機(jī)的葉片組件的示例性實(shí)施方式的俯視圖。圖2B是根據(jù)本發(fā)明的將要用于原動(dòng)機(jī)的葉片組件的另一示例性實(shí)施方式的等距視圖。圖2C是形成葉片組件的一部分的葉片的截面圖。圖3A是根據(jù)本發(fā)明的將要用于原動(dòng)機(jī)的葉片組件的另一示例性實(shí)施方式的俯視圖。圖;3B是根據(jù)本發(fā)明的將要用于原動(dòng)機(jī)的葉片組件的另一示例性實(shí)施方式的俯視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的將要用于原動(dòng)機(jī)的葉片組件的另一示例性實(shí)施方式的俯視圖。圖5A是根據(jù)本發(fā)明的將要用于原動(dòng)機(jī)的葉片組件的另一示例性實(shí)施方式的俯視圖。圖5B是圖5A中所示的葉片組件的側(cè)視圖。圖6A是根據(jù)本發(fā)明的將要用于原動(dòng)機(jī)的葉片組件的另一示例性實(shí)施方式的俯視圖。圖6B是圖6A中所示的葉片組件的側(cè)視圖。圖7A是描繪了具有非對(duì)稱尺寸的整流件的原動(dòng)機(jī)的等距視圖。圖7B是圖7A中所示的原動(dòng)機(jī)的俯視圖。圖8是描繪了安裝在塔架上的原動(dòng)機(jī)的示意圖。圖9A是描繪了設(shè)置在導(dǎo)流裝置內(nèi)的原動(dòng)機(jī)的局部等距視圖。圖9B是圖9A中所示的原動(dòng)機(jī)和導(dǎo)流裝置的側(cè)視圖。圖IOA是描繪了用于引導(dǎo)恰好離開(kāi)建筑物頂緣的較高速度層流的空氣流的導(dǎo)流裝置的示意圖。圖IOB是描繪了用于引導(dǎo)空氣流繞過(guò)障礙物的導(dǎo)流裝置的示意圖。圖IlA是原動(dòng)機(jī)和整流件的施行方案的側(cè)視圖，通過(guò)該施行方案，葉片的流體接觸區(qū)域被設(shè)置在整流件外側(cè)；以及圖IlB是圖IlA中所示的組件的俯視圖。
具體實(shí)施例方式于此描述了用于發(fā)電的優(yōu)選結(jié)構(gòu)和方法。還描述了利用該技術(shù)的原動(dòng)機(jī)的實(shí)施方式。本發(fā)明并不限于所公開(kāi)的原動(dòng)機(jī)的構(gòu)造和用途，而是涵蓋了在根據(jù)權(quán)利要求的文字所述的任一發(fā)電應(yīng)用中公開(kāi)的技術(shù)的用途。圖1A、IB和IC描繪了示例性原動(dòng)機(jī)。如所示，原動(dòng)機(jī)10可包括第一整流件14、第二整流件18、和安裝在軸沈上的葉片組件22。如圖IC中所示，第一整流件14與第二整流件18間隔開(kāi)，使得在兩個(gè)整流件之間形成間隙30。間隙30應(yīng)該足夠大，使得葉片組件22 能夠在第一整流件14與第二整流件18之間在軸沈上自由旋轉(zhuǎn)。如圖IC中所示，流體34可在第一整流件14與第二整流件18之間流到間隙30中，并可接觸葉片組件22，由此使葉片組件22旋轉(zhuǎn)。流體34可以是諸如空氣或水之類(lèi)的任一流體。應(yīng)該明白的是，與所示的僅葉片組件22旋轉(zhuǎn)的實(shí)施方式不同，整流件14和18以及葉片組件22可被連接在一起，以作為單個(gè)單元旋轉(zhuǎn)。如圖1A、1B和IC中所示，整流件14和18各自被定向在水平面中，并具有內(nèi)表面 36、外表面38和外圍表面42。如圖IA和IB中所示，整流件14和18優(yōu)選地為圓形形狀。 此外，優(yōu)選地整流件14和18中的任一個(gè)或全部?jī)烧叩母叨葹檎骷?4與18之間的間隙 30的高度的至少15%，更為優(yōu)選地為至少20%且還更優(yōu)選地為30%。整流件的較大高度進(jìn)一步增大到達(dá)葉片區(qū)域的流體流動(dòng)速度。通過(guò)使整流件為圓形并且定向在水平面中，原動(dòng)機(jī)10可以是全方向的。S卩，無(wú)論流體34的流動(dòng)方向如何，原動(dòng)機(jī)10均可以是能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的。然而，應(yīng)該明白的是，整流件14和18并不限于具有圓形形狀，而是可具有其它形狀。如圖1A、1B和IC中所示，整流件14和18的內(nèi)表面36是連續(xù)的，并且其直徑均小于它們相應(yīng)的外表面38的直徑。應(yīng)該明白的是，術(shù)語(yǔ)連續(xù)的意指基本未被孔中斷。連續(xù)的內(nèi)表面有助于產(chǎn)生所需的文丘里效應(yīng)。此外，整流件14和18被定位成，使得整流件14的內(nèi)表面36與整流件18的內(nèi)表面36相對(duì)。由于內(nèi)表面36與外表面38在直徑方面的差異、 連同內(nèi)表面36與外表面38在高度方面的差異，并且由于整流件14和18相對(duì)于彼此的定位，外圍表面42將如圖IC中所示地朝葉片組件22引導(dǎo)流體34。優(yōu)選地，外圍表面42呈柏努利形狀，從而朝間隙30向內(nèi)彎曲。即，外圍表面42應(yīng)該各自具有圓形弧或拋物線形狀。 通過(guò)具有彎曲的外圍表面42，流動(dòng)中的流體34將不僅朝間隙30被引導(dǎo)并因此而朝葉片組件22被引導(dǎo)，而且還將在它進(jìn)入間隙30時(shí)增大速度。因此，原動(dòng)機(jī)10能夠在流體34以較慢速度流動(dòng)的環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)，并且可以在所有的速度下以較快速率轉(zhuǎn)換能量。例如，風(fēng)中可用的動(dòng)力由下列等式給出

權(quán)利要求
1.一種由流體能提供動(dòng)力的原動(dòng)機(jī)，所述原動(dòng)機(jī)包括第一整流件；第二整流件，所述第二整流件與所述第一整流件間隔開(kāi)以在所述第一整流件與所述第二整流件之間限定間隙，所述第一整流件與所述第二整流件各自具有用于將流體引導(dǎo)到所述間隙中的彎曲的外圍邊緣；軸，所述軸在所述第一整流件與所述第二整流件之間在基本豎直的方向上延伸，所述軸限定豎直軸線；以及葉片組件，所述葉片組件在所述第一整流件與所述第二整流件之間安裝在所述軸上， 其中，(i)所述整流件中的至少一個(gè)的高度是所述間隙的高度的至少15%，以及(ii) 所述流體流到所述間隙中并接觸所述葉片組件，以由此使所述葉片組件圍繞所述豎直軸線旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，每個(gè)整流件的所述外圍邊緣過(guò)渡到基本平坦的連續(xù)表面。
3.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述葉片組件包括至少兩個(gè)葉片。
4.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述葉片組件包括第一彎曲葉片，所述第一彎曲葉片具有正面和背面，所述正面是凹入的，所述背面是凸起的，并且所述正面限定用于捕獲所述流體的凹部。
5.如權(quán)利要求4所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述第一彎曲葉片是中空的，以允許流到第二彎曲葉片的氣流從所述第二彎曲葉片排出。
6.如權(quán)利要求4所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述背面具有適于引導(dǎo)所述流體的彎曲形狀。
7.如權(quán)利要求4所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述第一彎曲葉片進(jìn)一步包括彎入到所述流體中的尖端。
8.如權(quán)利要求4所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述葉片組件進(jìn)一步包括從所述軸延伸的臂，并且所述第一彎曲葉片附接于所述臂的遠(yuǎn)端。
9.如權(quán)利要求8所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述臂是彎曲的，并且所述彎曲的臂包括凹入側(cè)和凸起側(cè)。
10.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述葉片組件包括飛輪和多個(gè)從所述飛輪的外圍表面延伸的彎曲葉片。
11.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述葉片組件包括飛輪和多個(gè)結(jié)合在所述飛輪內(nèi)的彎曲葉片。
12.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述流體是空氣。
13.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述第一整流件、所述第二整流件和所述葉片組件連接在一起以作為單個(gè)單元圍繞所述豎直軸線旋轉(zhuǎn)。
14.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述第一整流件和所述第二整流件均是圓形形狀。
15.如權(quán)利要求14所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述第一整流件具有第一直徑，所述第二整流件具有第二直徑，并且所述第一直徑小于所述第二直徑。
16.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，每個(gè)整流件的外圍邊緣呈拋物線狀，從而朝向限定在兩個(gè)所述整流件之間的所述間隙向內(nèi)彎曲。
17.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，在所述第一整流件和所述第二整流件的外圍邊緣上設(shè)置有多個(gè)導(dǎo)向翼片。
18.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，進(jìn)一步包括導(dǎo)流裝置，其中，所述原動(dòng)機(jī)放置在所述導(dǎo)流裝置內(nèi)部，并且所述導(dǎo)流裝置朝向所述原動(dòng)機(jī)弓I導(dǎo)所述流體。
19.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述整流件中的至少一個(gè)的高度是所述間隙的高度的至少20%。
20.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述整流件中的至少一個(gè)的高度是所述間隙的高度的至少30%。
21.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，(i)所述葉片組件具有接觸區(qū)域，(ii)所述接觸區(qū)域的一部分是從所述整流件徑向向外的，(iii)所述流體在所述整流件的周?chē)鷤?cè)向流動(dòng)并接觸接觸部分，以由此使所述葉片組件圍繞所述豎直軸線旋轉(zhuǎn)。
22.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，進(jìn)一步包括導(dǎo)流裝置，所述導(dǎo)流裝置具有延伸穿過(guò)所述導(dǎo)流裝置的通道，其中，所述原動(dòng)機(jī)定位成接近所述導(dǎo)流裝置的通道，從而使得所述流體流經(jīng)所述導(dǎo)流裝置的通道并流到所述原動(dòng)機(jī)的間隙中，以由此接觸所述葉片組件并使所述葉片組件圍繞所述豎直軸線旋轉(zhuǎn)。
23.如權(quán)利要求22所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述原動(dòng)機(jī)定位在所述導(dǎo)流裝置的通道內(nèi)。
24.如權(quán)利要求1所述的原動(dòng)機(jī)，其中，所述外圍邊緣是圓形的。
25.一種用于通過(guò)原動(dòng)機(jī)發(fā)電的方法，所述原動(dòng)機(jī)安裝在構(gòu)造成傳送信號(hào)的塔架上，所述方法包括將原動(dòng)機(jī)安裝于構(gòu)造成傳送信號(hào)的塔架，所述原動(dòng)機(jī)包括第一整流件、第二整流件以及葉片組件，所述第二整流件與所述第一整流件間隔開(kāi)，所述葉片組件設(shè)置在所述第一整流件與所述第二整流件之間，所述葉片組件構(gòu)造成在所述葉片組件被流體接觸時(shí)在所述第一整流件與所述第二整流件之間圍繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)；在發(fā)電機(jī)中通過(guò)旋轉(zhuǎn)的所述葉片組件產(chǎn)生能量；以及將所述能量輸送至電力網(wǎng)、輸送至設(shè)備或輸送至儲(chǔ)能區(qū)域。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述塔架是移動(dòng)電話塔架。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述原動(dòng)機(jī)安裝成接近所述塔架的頂端。
全文摘要
提供了一種由流體能提供動(dòng)力的原動(dòng)機(jī)。這種原動(dòng)機(jī)可包括第一整流件、第二整流件和葉片組件，該第二整流件與該第一整流件間隔開(kāi)以在其間限定間隙，該葉片組件安裝在軸上，該軸在第一整流件與第二整流件之間延伸。第一整流件與第二整流件各自具有用于將流體以增大的速度引導(dǎo)到間隙中的彎曲的外圍邊緣。當(dāng)流體流到間隙中時(shí)，它接觸葉片組件，由此使葉片組件圍繞由軸限定的軸線旋轉(zhuǎn)。葉片組件的旋轉(zhuǎn)可用來(lái)在發(fā)電機(jī)中發(fā)電。原動(dòng)機(jī)可安裝在移動(dòng)電話塔架上，并且用來(lái)發(fā)電以便為塔架的部件供電和/或?yàn)殡娏W(wǎng)供電。
文檔編號(hào)F03D9/00GK102325991SQ200980157333
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者多米尼克·丹尼爾·馬蒂諾 申請(qǐng)人:多米尼克·丹尼爾·馬蒂諾