专利名称：原动机的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种原动机和涉及使用方法。更具体地，本发明涉及一种用于产生源自流体流的功率的装备和方法。
背景技术：
多年以来，旋转叶片已经用于将风能和/或水能转换为完成有用功所需的其它形式的能量。例如，传统的风力机和风轮机利用推进器表面来接合迎面气流，并将该迎面气流中的能量转换为水平风力机轴的旋转。然而，这些传统的风力机具有多个缺点。例如，传统的风力机的推进器或叶片通常面对一个方向。在风不在推进器的方向上吹动的情况下， 风力机并不起作用，并且并不将风能转换为所需的其它形式的能量。此外，无论是否获得了最佳的风向，水平轴线风力机均不能利用高能、高速的风，因为这种风会使移动中的叶片过载，从而导致叶片损坏或故障。风速超过35mph时，必需使常规的水平风力机停止运转以避免这些问题。风能随速度的三次方增大；叶片操作在高速风期间的停止意味着严重的缺点， 这是因为这是大部分的风能可用于转换的时候。竖直轴线风轮机也是存在的。尽管竖直轴线轮机解决了水平轴风力机的多个缺点，但是它们具有它们自身固有的问题。例如，一些现有技术设备以不理想的方式改变达到叶片区域的空气流，例如国际公开No. WO 2009/047679中所示的设备。在该设备中，流体被吸入而穿过该设备的流体偏转器的中空中央。在流体偏转器之间需要大的间隙，以便使该设备适当地运转。特别地，该设备需要用于有利的涡流形成的大间隙，以使叶片旋转。因此， 这种设备可能会效率差，并且具有大的不理想的高度。因此，需要一种高效且实用的改进的原动机。
发明内容
提供了一种由流体能提供动力的原动机。这种原动机可包括第一整流件、第二整流件和叶片组件，该第二整流件与第一整流件间隔开以在其间限定间隙，该叶片组件安装在轴上，该轴在第一整流件与第二整流件之间延伸。整流件中的至少一个的高度为在整流件之间限定的间隙的高度的至少15%。第一整流件与第二整流件各自具有用于将流体引导到间隙中的弯曲的外围边缘。当流体流到该间隙中时，它接触叶片组件，由此使叶片组件围绕由轴限定的竖直轴线旋转。在一些实施方式中，各个整流件的外围边缘过渡到基本平坦的连续表面。可通过安装在构造成传送信号的塔架上的原动机来发电。该原动机可包括第一整流件和与该第一整流件间隔开的第二整流件。叶片组件可设置在第一整流件与第二整流件之间，并可构造成在叶片组件被流体接触时围绕竖直轴线旋转。能量可通过旋转中的叶片组件产生并存储在发电机中。所存储的能量可随后被输送至电力网。
图IA是原动机的示例性实施方式的俯视图。图IB是图IA中所示的原动机的俯视图，其中出于清楚目的而卸下了顶部整流件。图IC是图IA中所示的原动机的侧视图。图2A是根据本发明的将要用于原动机的叶片组件的示例性实施方式的俯视图。图2B是根据本发明的将要用于原动机的叶片组件的另一示例性实施方式的等距视图。图2C是形成叶片组件的一部分的叶片的截面图。图3A是根据本发明的将要用于原动机的叶片组件的另一示例性实施方式的俯视图。图;3B是根据本发明的将要用于原动机的叶片组件的另一示例性实施方式的俯视图。图4是根据本发明的将要用于原动机的叶片组件的另一示例性实施方式的俯视图。图5A是根据本发明的将要用于原动机的叶片组件的另一示例性实施方式的俯视图。图5B是图5A中所示的叶片组件的侧视图。图6A是根据本发明的将要用于原动机的叶片组件的另一示例性实施方式的俯视图。图6B是图6A中所示的叶片组件的侧视图。图7A是描绘了具有非对称尺寸的整流件的原动机的等距视图。图7B是图7A中所示的原动机的俯视图。图8是描绘了安装在塔架上的原动机的示意图。图9A是描绘了设置在导流装置内的原动机的局部等距视图。图9B是图9A中所示的原动机和导流装置的侧视图。图IOA是描绘了用于引导恰好离开建筑物顶缘的较高速度层流的空气流的导流装置的示意图。图IOB是描绘了用于引导空气流绕过障碍物的导流装置的示意图。图IlA是原动机和整流件的施行方案的侧视图，通过该施行方案，叶片的流体接触区域被设置在整流件外侧；以及图IlB是图IlA中所示的组件的俯视图。
具体实施例方式于此描述了用于发电的优选结构和方法。还描述了利用该技术的原动机的实施方式。本发明并不限于所公开的原动机的构造和用途，而是涵盖了在根据权利要求的文字所述的任一发电应用中公开的技术的用途。图1A、IB和IC描绘了示例性原动机。如所示，原动机10可包括第一整流件14、第二整流件18、和安装在轴沈上的叶片组件22。如图IC中所示，第一整流件14与第二整流件18间隔开，使得在两个整流件之间形成间隙30。间隙30应该足够大，使得叶片组件22 能够在第一整流件14与第二整流件18之间在轴沈上自由旋转。如图IC中所示，流体34可在第一整流件14与第二整流件18之间流到间隙30中，并可接触叶片组件22，由此使叶片组件22旋转。流体34可以是诸如空气或水之类的任一流体。应该明白的是，与所示的仅叶片组件22旋转的实施方式不同，整流件14和18以及叶片组件22可被连接在一起，以作为单个单元旋转。如图1A、1B和IC中所示，整流件14和18各自被定向在水平面中，并具有内表面 36、外表面38和外围表面42。如图IA和IB中所示，整流件14和18优选地为圆形形状。 此外，优选地整流件14和18中的任一个或全部两者的高度为整流件14与18之间的间隙 30的高度的至少15%，更为优选地为至少20%且还更优选地为30%。整流件的较大高度进一步增大到达叶片区域的流体流动速度。通过使整流件为圆形并且定向在水平面中，原动机10可以是全方向的。S卩，无论流体34的流动方向如何，原动机10均可以是能够运转的。然而，应该明白的是，整流件14和18并不限于具有圆形形状，而是可具有其它形状。如图1A、1B和IC中所示，整流件14和18的内表面36是连续的，并且其直径均小于它们相应的外表面38的直径。应该明白的是，术语连续的意指基本未被孔中断。连续的内表面有助于产生所需的文丘里效应。此外，整流件14和18被定位成，使得整流件14的内表面36与整流件18的内表面36相对。由于内表面36与外表面38在直径方面的差异、 连同内表面36与外表面38在高度方面的差异，并且由于整流件14和18相对于彼此的定位，外围表面42将如图IC中所示地朝叶片组件22引导流体34。优选地，外围表面42呈柏努利形状，从而朝间隙30向内弯曲。即，外围表面42应该各自具有圆形弧或抛物线形状。 通过具有弯曲的外围表面42，流动中的流体34将不仅朝间隙30被引导并因此而朝叶片组件22被引导，而且还将在它进入间隙30时增大速度。因此，原动机10能够在流体34以较慢速度流动的环境中运转，并且可以在所有的速度下以较快速率转换能量。例如，风中可用的动力由下列等式给出
权利要求
1.一种由流体能提供动力的原动机，所述原动机包括第一整流件；第二整流件，所述第二整流件与所述第一整流件间隔开以在所述第一整流件与所述第二整流件之间限定间隙，所述第一整流件与所述第二整流件各自具有用于将流体引导到所述间隙中的弯曲的外围边缘；轴，所述轴在所述第一整流件与所述第二整流件之间在基本竖直的方向上延伸，所述轴限定竖直轴线；以及叶片组件，所述叶片组件在所述第一整流件与所述第二整流件之间安装在所述轴上， 其中，(i)所述整流件中的至少一个的高度是所述间隙的高度的至少15%，以及(ii) 所述流体流到所述间隙中并接触所述叶片组件，以由此使所述叶片组件围绕所述竖直轴线旋转。
2.如权利要求1所述的原动机，其中，每个整流件的所述外围边缘过渡到基本平坦的连续表面。
3.如权利要求1所述的原动机，其中，所述叶片组件包括至少两个叶片。
4.如权利要求1所述的原动机，其中，所述叶片组件包括第一弯曲叶片，所述第一弯曲叶片具有正面和背面，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获所述流体的凹部。
5.如权利要求4所述的原动机，其中，所述第一弯曲叶片是中空的，以允许流到第二弯曲叶片的气流从所述第二弯曲叶片排出。
6.如权利要求4所述的原动机，其中，所述背面具有适于引导所述流体的弯曲形状。
7.如权利要求4所述的原动机，其中，所述第一弯曲叶片进一步包括弯入到所述流体中的尖端。
8.如权利要求4所述的原动机，其中，所述叶片组件进一步包括从所述轴延伸的臂，并且所述第一弯曲叶片附接于所述臂的远端。
9.如权利要求8所述的原动机，其中，所述臂是弯曲的，并且所述弯曲的臂包括凹入侧和凸起侧。
10.如权利要求1所述的原动机，其中，所述叶片组件包括飞轮和多个从所述飞轮的外围表面延伸的弯曲叶片。
11.如权利要求1所述的原动机，其中，所述叶片组件包括飞轮和多个结合在所述飞轮内的弯曲叶片。
12.如权利要求1所述的原动机，其中，所述流体是空气。
13.如权利要求1所述的原动机，其中，所述第一整流件、所述第二整流件和所述叶片组件连接在一起以作为单个单元围绕所述竖直轴线旋转。
14.如权利要求1所述的原动机，其中，所述第一整流件和所述第二整流件均是圆形形状。
15.如权利要求14所述的原动机，其中，所述第一整流件具有第一直径，所述第二整流件具有第二直径，并且所述第一直径小于所述第二直径。
16.如权利要求1所述的原动机，其中，每个整流件的外围边缘呈抛物线状，从而朝向限定在两个所述整流件之间的所述间隙向内弯曲。
17.如权利要求1所述的原动机，其中，在所述第一整流件和所述第二整流件的外围边缘上设置有多个导向翼片。
18.如权利要求1所述的原动机，进一步包括导流装置，其中，所述原动机放置在所述导流装置内部，并且所述导流装置朝向所述原动机弓I导所述流体。
19.如权利要求1所述的原动机，其中，所述整流件中的至少一个的高度是所述间隙的高度的至少20%。
20.如权利要求1所述的原动机，其中，所述整流件中的至少一个的高度是所述间隙的高度的至少30%。
21.如权利要求1所述的原动机，其中，(i)所述叶片组件具有接触区域，(ii)所述接触区域的一部分是从所述整流件径向向外的，(iii)所述流体在所述整流件的周围侧向流动并接触接触部分，以由此使所述叶片组件围绕所述竖直轴线旋转。
22.如权利要求1所述的原动机，进一步包括导流装置，所述导流装置具有延伸穿过所述导流装置的通道，其中，所述原动机定位成接近所述导流装置的通道，从而使得所述流体流经所述导流装置的通道并流到所述原动机的间隙中，以由此接触所述叶片组件并使所述叶片组件围绕所述竖直轴线旋转。
23.如权利要求22所述的原动机，其中，所述原动机定位在所述导流装置的通道内。
24.如权利要求1所述的原动机，其中，所述外围边缘是圆形的。
25.一种用于通过原动机发电的方法，所述原动机安装在构造成传送信号的塔架上，所述方法包括将原动机安装于构造成传送信号的塔架，所述原动机包括第一整流件、第二整流件以及叶片组件，所述第二整流件与所述第一整流件间隔开，所述叶片组件设置在所述第一整流件与所述第二整流件之间，所述叶片组件构造成在所述叶片组件被流体接触时在所述第一整流件与所述第二整流件之间围绕竖直轴线旋转；在发电机中通过旋转的所述叶片组件产生能量；以及将所述能量输送至电力网、输送至设备或输送至储能区域。
26.如权利要求25所述的方法，其中，所述塔架是移动电话塔架。
27.如权利要求25所述的方法，其中，所述原动机安装成接近所述塔架的顶端。
全文摘要
提供了一种由流体能提供动力的原动机。这种原动机可包括第一整流件、第二整流件和叶片组件，该第二整流件与该第一整流件间隔开以在其间限定间隙，该叶片组件安装在轴上，该轴在第一整流件与第二整流件之间延伸。第一整流件与第二整流件各自具有用于将流体以增大的速度引导到间隙中的弯曲的外围边缘。当流体流到间隙中时，它接触叶片组件，由此使叶片组件围绕由轴限定的轴线旋转。叶片组件的旋转可用来在发电机中发电。原动机可安装在移动电话塔架上，并且用来发电以便为塔架的部件供电和/或为电力网供电。
文档编号F03D9/00GK102325991SQ200980157333
公开日2012年1月18日 申请日期2009年12月23日 优先权日2008年12月24日
发明者多米尼克·丹尼尔·马蒂诺 申请人:多米尼克·丹尼尔·马蒂诺