专利名称：用于外罩式风力涡轮机的机舱构造的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及适用于风力涡轮机的机舱主体。特别是，这里描述使用这种机舱构造的外罩式风力涡轮机。传统水平轴线风力涡轮机(HAWT)具有2至5个叶片，并且通过计算机控制的马达朝着风定向或指向。这些涡轮机通常需要从60-90米Q00-300英尺)高的支承塔。叶片一般以大约10至22rpm的转速转动，叶尖速度达到200mph以上。齿轮箱通常用于逐步提高速度以驱动发电机，虽然一些设计也可以直接驱动环形发电机。一些涡轮机以恒定速度运行。但是，通过使用变速涡轮机和固态功率转换器来使涡轮机与发电机交接能够收集更多能量。虽然HAWT已经得到广泛使用，其效率并不是最佳的。特别是，HAWT在获取所经过的风的势能方面的效率将不超过贝茨(Betz)极限的59.3%。多个问题与HAWT的结构和操作相关。高塔和长叶片难以运输。需要大型塔结构支承沉重的叶片、齿轮箱和发动机。需要非常高和昂贵的起重机和熟练工人来进行安装。 在操作过程中，HAWT需要另外的偏航控制机构，使得叶片朝着风转向。HAWT的翼面通常具有较大的攻角，使其不能在风流中进行多种变化。HAWT难以在接近地面的暴风中操作。另夕卜，机舱和叶片上积聚的冰会造成功率降低和安全隐患。高的HAWT会影响机场雷达。其高度也会使其在大范围区域不当的看到，破坏了景观的外观，这是令人不快的。最后，会由于涡流造成的疲劳和结构失效引起顺风变化。HAWT的例如齿轮箱、转子轴、发电机、俯仰和偏航控制装置和制动器的多种部件通常定位在HAWT的机舱内。机舱会具有例如M米长X 6米高X 6米宽(-79英尺长X 20英尺高X20英尺宽)的尺寸。机舱的重量通常为至少10吨，并且可以重达60吨。机舱本身通常由两个部件(即底部和顶部)制成。机舱的底部部件被锚固到塔上，多种部件被放置在底部部件内，并且机舱通过放置顶部部件以覆盖所有的多种部件来完成。得到的机舱的外表面通常不是平滑、平坦或均勻的。机舱不能增加风力涡轮机中的能量产生效率。
发明内容
这里公开的是用于风力涡轮机的机舱主体构造。空气动力学地成形的机舱主体增强了风的流动附着，增加了能量产生效率，并消除了会使得流过风力涡轮机的流体停滞或停顿的可能气流模式。机舱主体特别适用于外罩式风力涡轮机。公开了一种用于产生电力的混合器/喷射器风力涡轮机系统(这里指的是 “MEWT”)，该系统将流体动态喷射器概念、先进的流动混合和控制装置以及可调节的动力涡轮机相结合。在一些实施方式或形式中，MEWT是轴流涡轮机，其在朝着下游的方向上包括具有入口的具备空气动力学轮廓的涡轮机外罩；外罩内的定子环；支承具有与定子“成直线”的叶轮叶片环的叶轮的机舱主体；与涡轮机外罩相关并具有向下游延伸超过叶轮叶片的一圈混合凸起的混合器；以及包括所述圈混合凸起和向下游延伸超过混合凸起的混合外罩的喷射器。涡轮机外罩、混合器和喷射器被设计和配置成经过涡轮机抽吸最大量的风，并使得对环境的影响(例如噪音)和对其尾流中的其他动力涡轮机的影响(例如结构或生产率损失)最小。不同于现有的风力涡轮机，优选的MEWT包含具有先进的流动混合和控制装置(例如带凸起或带狭槽的混合器)的外罩和/或一个或多个喷射器泵。所提供的混合器 /喷射器泵不同于此前所使用的那些，因为在公开的风力涡轮机中，高能空气流入喷射器入口，并向外环绕、泵送，且与离开涡轮机外罩的低能空气混合。同样在其他实施方式中公开的是一种涡轮机，其包括具有出口和用于接收主流体流的入口的混合器外罩；以及用于从主流体流提取能量的装置，用于提取能量的装置定位在涡轮机外罩内；其中混合器外罩包括一组高能混合凸起和一组低能混合凸起；其中每个高能混合凸起相对于混合器外罩形成约5-65度范围内的角度；并且其中每个低能混合凸起相对于混合器外罩或涡轮机轴线形成约5-65度范围内的角度。高能混合凸起角度可不同于、大于、小于或等于低能混合凸起角度。涡轮机还可包括在混合器外罩下游并与混合器外罩同轴的喷射器外罩，其中混合器外罩的出口延伸到喷射器外罩的入口内。喷射器外罩本身可具有围绕其出口的一圈混合器凸起。用于提取能量的装置可以是叶轮或转子/定子组件。在多个实施方式中公开的是一种外罩式水平轴线风力涡轮机，其包括叶轮、围绕叶轮的涡轮机外罩和机舱主体。涡轮机外罩具有外表面，并包括形成在拖尾边缘上的多个混合凸起。拖尾边缘还限定涡轮机外罩的出口端。机舱主体具有位于导前表面上的一个或多个入口开口，使得流体流入内部腔。一个或多个出口开口设置在机舱主体的拖尾表面上， 并从内部腔引出。拖尾表面定位在涡轮机外罩的出口端的下游。叶轮可以是转子/定子组件。定子叶片接合涡轮机外罩。转子叶片与机舱主体可转动接合并同轴。叶轮也可以是螺旋桨。涡轮机还可包括位于涡轮机外罩的下游并与涡轮机外罩同轴的喷射器外罩。涡轮机外罩的出口端延伸到喷射器外罩的入口端内。喷射器外罩也可具有形成在拖尾边缘上 (即围绕出口端)的一圈混合凸起。机舱主体的拖尾表面可定位在喷射器外罩的出口端的下游。机舱主体的拖尾表面可替代地定位在喷射器外罩的出口端的上游。在一些实施方式中，机舱主体在导前表面的下游沿着机舱主体的长度具有恒定直径。机舱主体还可包括前部、中部和后部。前部具有第一直径。中部从前部延伸到后部并具有小于第一直径的第二直径。后部具有大于第二直径的第三直径。后部还可包括形成其上的混合凸起。在其他实施方式中公开的是外罩式水平轴线风力涡轮机，其包括叶轮、围绕叶轮的涡轮机外罩和机舱主体。涡轮机外罩包括沿着拖尾边缘定位的多个混合凸起。拖尾边缘还限定涡轮机外罩的出口端。机舱主体具有导前表面、具有第一直径的前部、定位在前部的下游并具有第二直径的中部、定位在中部的下游并具有第三直径的后部以及定位在涡轮机外罩的出口端的下游的拖尾表面。涡轮机还可包括位于涡轮机外罩的下游并与涡轮机外罩同轴的喷射器外罩。涡轮机外罩的出口端延伸到喷射器外罩的入口端。喷射器外罩可具有形成在拖尾边缘上或者换言之围绕喷射器外罩的出口端形成的一圈混合器凸起。机舱主体的拖尾表面可定位在喷射器外罩的出口端的下游。机舱主体的拖尾表面可定位在喷射器外罩的出口端的上游。在一些实施方式中，第二直径小于第一直径，并且第三直径大于第二直径。在其他实施方式中，第一直径、第二直径和第三直径大致相等。后部可以具有形成其上的一圈混合凸起。在一些实施方式中，机舱主体的后部具有位于第三直径下游的第四直径。第四直径小于第三直径。在其他实施方式中公开的是外罩式水平轴线风力涡轮机，其包括叶轮、围绕叶轮的涡轮机外罩和机舱主体。涡轮机外罩具有外表面并包括沿着拖尾边缘定位的多个混合凸起。拖尾边缘还限定涡轮机外罩的出口端。机舱主体具有导前表面、具有第一直径的前部、 定位在前部的下游并具有第二直径的中部以及定位在中部的下游并具有第三直径的后部。 环形凹槽在叶轮下游设置在机舱主体内。同样在多个实施方式中描述了外罩式水平轴线风力涡轮机，其包括叶轮、围绕叶轮的涡轮机外罩和机舱主体。涡轮机外罩具有形成在其拖尾边缘上的混合凸起，并且拖尾边缘限定涡轮机外罩的出口端。机舱主体包括导前表面、位于叶轮下游的外表面以及外表面内的环形凹槽。在一些实施方式中，环形凹槽可包括具有下游点和上游点的弓形截面。第一凸唇将上游点连接到机舱主体的外表面。第一凸唇具有锐角。第二凸唇将下游点连接到机舱主体的外表面。在其他实施方式中，环形凹槽的截面图包括通过基部连结的上游侧和下游侧。上游侧和下游侧垂直于机舱主体的中心轴线。多个轴向入口设置在基部内。在一些实施方式中，第二直径小于第一直径，并且第三直径大于第二直径。涡轮机还可包括位于涡轮机外罩的下游并与涡轮机外罩同轴的喷射器外罩，其中涡轮机外罩的出口端延伸到喷射器外罩的入口端内。喷射器外罩可具有围绕出口端的一圈混合器凸起。本发明的这些和其他非限定特征或特性将在下面进一步描述。
以下是附图的简要描述，这些描述是出于说明这里给出的本发明的目的、而非出于限制本发明的目的提供的。图1是本发明的MEWT的第一示例性实施方式或形式的分解视图。图2是附接到支承塔的图1的前部透视图。图3是MEWT的第二示例性实施方式的前部透视图，表示带有被罩住的三叶片的叶轮。
图4是图3的MEWT的后视图。图5是沿着图4的线5-5截取的截面图。图6是本发明的风力涡轮机的另一示例性实施方式的透视图，其具有用于朝着风对准的一对翼片。图7是本发明的MEWT的另一示例性实施方式的前部透视图。这里，涡轮机外罩和喷射器外罩均具有位于其拖尾边缘上的混合凸起。图8是图7的MEWT的后部透视图。图9是根据本发明的MEWT的另一示例性实施方式的前部透视图。图10是穿过涡轮机轴线截取的图9的MEWT的侧视截面图。图11是图10的缩小视图。图1IA和图1IB是图9的MEWT的混合凸起的放大视图。图12是具有带入口开口的机舱主体的外罩式风力涡轮机的一些示例性实施方式的前部的透视图。图13A是具有带入口开口的机舱主体的风力涡轮机的一种示例性实施方式的透视截面图。图13B是图13A的风力涡轮机的侧视截面图。图14A是具有带入口开口的机舱主体的风力涡轮机的另一示例性实施方式的透视截面图。图14B是图14A的风力涡轮机的侧视截面图。图15是具有带入口开口的机舱主体的风力涡轮机的另一示例性实施方式的透视局部截面图。这里，机舱主体的后部具有形成其上的混合凸起。图16A是具有带实体导前表面的机舱主体的风力涡轮机的另一示例性实施方式的透视截面图。图16B是图16A的风力涡轮机的侧视截面图。图17A是具有带实体导前表面的机舱主体的风力涡轮机的另一示例性实施方式的透视截面图。这里，拖尾表面定位在喷射器外罩出口端的下游。图17B是图17A的风力涡轮机的侧视截面图。图18A是具有带实体导前表面的机舱主体的外罩式风力涡轮机的另一示例性实施方式的透视图。这里，后部具有球根形状。图18B是图18A的风力涡轮机的侧视截面图。图19A是具有带实体导前表面的机舱主体的外罩式风力涡轮机的另一示例性实施方式的透视图。机舱主体的直径沿着其长度变化。机舱主体的后部包括混合凸起。图19B是图19A的风力涡轮机的侧视截面图。图20A是具有带环形凹槽的机舱主体的外罩式风力涡轮机的示例性实施方式的透视截面图。图20B是图20A的风力涡轮机的侧视截面图。图20C是图20B的环形凹槽的放大视图。图21A是具有带环形凹槽的机舱主体的外罩式风力涡轮机的另一示例性实施方式的透视截面图。
图21B是图21A的风力涡轮机的侧视截面图。图21C是图21B的环形凹槽的放大视图。图22A是具有带环形凹槽的机舱主体的外罩式风力涡轮机的另一示例性实施方式的透视截面图。图22B是图22A的风力涡轮机的侧视截面图。图22C是图22B的环形凹槽的放大视图。
具体实施例方式通过参照附图能够更加完整地理解这里公开的部件、过程和设备。这些附图仅仅是基于方便且容易展示本发明的示意性表示，因此，附图不意于指明其装置或部件的相对大小和尺寸和/或限定或限制示例性实施方式的范围。虽然为了清楚的目的在下面的描述中使用了特定术语，这些术语仅用于指示附图中选择示出的实施方式的具体结构，并且不意于限定或限制本发明的范围。在下面的附图和描述中，可以理解相同的附图标记指示具有相同功能的部件。与量有关地使用的修饰语“大约”把所述值包括在内，并且具有上下文指示的意思 (例如，其至少包括与特定量的测量相关的误差度)。当在上下文中用于范围时，修饰语“大约”也应当被认为公开了由两个端点的绝对值限定的范围。例如，范围“从大约2至大约4” 也公开了范围“从2至4”。混合器-喷射器功率系统(MEPQ提供了一种从风流产生功率的独特且改进的方式。MEPS包括: 主外罩，其包含从主流提取功率的类似于螺旋桨的涡轮机或带叶片的叶轮；和 单级或多级混合器-喷射器，用以利用每个这种混合器/喷射器级摄取流量，这种混合器/喷射器级包括用于引起副流且提供喷射器级的流动混合长度的混合管道。混合管道或外罩的入口轮廓被设计成使流动损失最小化，同时提供良好喷射器性能所需的压力。得到的混合器/喷射器通过以下各项增强了功率系统的操作特征(a)增加经过系统的流量，(b)减小涡轮机叶片上的出口压力或背压，以及(c)降低从系统传播的噪音。MEPS可以包括 使管道轮廓成弧形，以增强流入和流经系统的量； 针对主管道中的消音导流叶片在主管道和混合管道中进行隔音处理，用于控制流动漩涡和/或混合器凸起调整以消除流动漩涡影响； 基于新的理论功率极限进行涡轮机状叶片空气动力设计，以开发可以具有多个和/或反向旋转叶片排的短的、在结构上坚固的构造族； 在混合管道上有出口扩散器或喷嘴，以进一步改进总的系统性能； 具有非圆形截面的入口和出口区域，以适应安装限制； 在其较低外表面上有旋转接头，用于安装在竖向支架/塔架上，允许将系统转向风； 竖向空气动力稳定器叶片，安装在管道外部上，利用补翼或叶片将系统保持指向风；或
多级喷射器系统的单级上的混合器凸起。具体参照附图，图中示出了申请人的具有混合器和喷射器的轴流风力涡轮机 (“MEffT")的替代实施方式。参照图1和图2，MEffT 100是轴流涡轮机，具有a)具有空气动力学轮廓的涡轮机外罩102 ；b)位于涡轮机外罩102中并且附接到涡轮机外罩102的具有空气动力学轮廓的中心体103 ；c)环绕中心体103的涡轮机级104，其包括具有定子叶片108a的定子环106和具有转子叶片11 的转子110。转子110位于下游并且与定子叶片“成直线”，即，叶轮叶片的导前边缘与定子叶片的拖尾边缘基本上对准，其中i)定子叶片108a安装在中心体103上；ii)转子叶片11 通过安装在中心体103上的内环或箍和外环或箍附接和保持在一起；d)整体由11 指示的混合器，其具有在涡轮机外罩102的终点区域(S卩，端部) 上的一圈混合器凸起120a，其中，混合器凸起120a向下游延伸超出转子叶片11 ；和e)整体由122指示的喷射器，其包括环绕涡轮机外罩上的一圈混合器凸起120a的喷射器外罩128，其中，混合器凸起(例如120a)向下游延伸并且进入喷射器外罩128的入 Π 129 ο如图2所示，MEWT 100的中心体103经过定子环106或以其它方式希望地连接到涡轮机外罩102。这种结构用于消除由传统风力涡轮机随着来自涡轮机叶片的尾流冲击支承塔而产生的损坏、扰动和长距离传播低频声音。涡轮机外罩102和喷射器外罩128的空气动力学轮廓在空气动力学上形成为弧形，以增大经过涡轮机转子的流动。为了最佳效率，申请人计算出由喷射器外罩128出口区域与涡轮机外罩102出口区域所限定的喷射器泵122的面积比在1. 5-3. 0的范围内。混合器凸起120a的数量在6 和14之间。每个凸起的内拖尾边缘角度和外拖尾边缘角度在5和65度之间。这些角度是从在混合凸起的出口处画至与涡轮机的中心轴线平行的线的切线测量的，如这里进一步说明的。主凸起出口位置在喷射器外罩128的入口位置或入口 1 处或附近。凸起通道的高宽比在0.5和4. 5之间。混合器穿透率在50%和80%之间。中心体103栓拖尾边缘角度为30度或更小。总的MEffT 100的长度直径比(L/D)在0. 5和1. 25之间。申请人:执行的优选MEWT 100的基于第一原理的理论分析表明，针对相同前面区域，MEffT能够产生3倍或更多倍于其无外罩式对应件的功率；并且，MEffT 100能够将风力发电厂的生产率增加2或更多倍。基于该理论分析，相信MEWT实施方式100将产生3倍于现有的相同尺寸传统开放式叶片风力涡轮机的功率。MEffT的令人满意的实施方式100包括轴流涡轮机(例如，定子叶片和叶轮叶片)，其由具有空气动力学轮廓的涡轮机外罩102环绕，该具有空气动力学轮廓的涡轮机外罩102的终点区域(即，端部)中包含混合装置；和分离的喷射器外罩128，其与涡轮机外罩102重叠但位于其后面，涡轮机外罩102本身可以在其终点区域中包含混合器凸起。与喷射器外罩1 结合的混合器凸起120a的圈11 能够被认为是混合器/喷射器泵。该混合器/喷射器泵提供为了风力涡轮机的运行效率而一致地超过Betz极限的装置。定子叶片的出口倾角可以在原位机械地改变(即，叶片枢转)以适应流体流速度的变化，以便确保离开转子的流动的最小残余漩涡。不同地描述，MEWT 100包括具有安装在中心体103上的定子环106和转子110的涡轮机级104，中心体103由涡轮机外罩102环绕，涡轮机外罩102具有嵌入的混合器凸起 120a，混合器凸起120a具有稍插入在喷射器外罩128的入口平面内的拖尾边缘。涡轮机级 104和喷射器外罩1 在结构上连接到涡轮机外罩102，该涡轮机外罩102是主要载荷承载构件。这些附图描绘了用于产生功率的转子/定子组件。这里使用术语“叶轮”来一般地指代叶片附接到轴且能够转动从而允许由使叶片转动的风产生功率或能量的任何组件。 示例性的叶轮包括螺旋桨或转子/定子组件。任何类型的叶轮可以包含在本发明的风力涡轮机中的涡轮机外罩102内。在一些实施方式中，涡轮机外罩102的长度等于或小于涡轮机外罩的最大外径。 同样，喷射器外罩128的长度等于或小于喷射器外罩的最大外径。中心体103的外表面被空气动力学地成型，以使MEWT 100下游的流动分离的影响最小。其可以被构造成比涡轮机外罩102或喷射器外罩128、或它们结合的长度更长或更短。涡轮机外罩的入口区域和出口区域等于或大于由涡轮机级104占据的环带的入口区域和出口区域，但其形状不必是圆形的，以允许更好地控制流源及其尾流的影响。由中心体103和涡轮机外罩102的内表面之间的环带形成的内部流路径截面区域在空气动力学上被成形，以在涡轮机的平面处具有最小面积并且另外从其各自的入口平面到其出口平面平滑地变化。涡轮机外罩和喷射器外罩的外表面在空气动力学上被成形，以辅助将流动引导到涡轮机外罩入口中，消除从其表面的流动分离，并且将平滑流动输送到喷射器入口 129 中。可以替代地是非圆形的喷射器1 的入口区域大于混合器11 的出口平面区域；并且如果希望的话喷射器出口区域也可以是非圆形的。优选实施方式100的可选特征能够包括轮状结构形式的动力输出装置，其在叶轮的外轮缘处机械地连接到发电机；竖向支承轴，其具有用于可转动地支承MEWT的可转动联接件，轴位于MEWT上的压力中心位置的前向，用于自对准MEWT ；和自运动竖向稳定翅片或“翼片”，其固定到喷射器外罩的上表面和下表面，以稳定与不同风流的对准方向。MEffT 100在住宅附近使用时能够具有吸声材料，该吸声材料固定到其外罩102、 128的内表面，以吸收并由此消除由定子106尾流与转子110相互作用产生的相对高频声波。MEWT 100也能够包含用于增加安全性的叶片容纳结构。MEWT也应当被认为是水平轴线风力涡轮机。图3-5示出外罩式风力涡轮机200的第二示例性实施方式。涡轮机200使用螺旋桨式叶轮142，替代图1和图2中所使用的转子/定子组件。另外，在该实施方式中能够更清楚地看到混合凸起。涡轮机外罩210具有不同的两组混合凸起。参照图3和图4，涡轮机外罩210具有一组高能混合凸起212，其朝着涡轮机的中心轴线向内延伸。在该实施方式中，涡轮机外罩被示出具有10个高能混合凸起。涡轮机外罩还具有一组低能混合凸起214， 其远离中心轴线地向外延伸。同样，涡轮机外罩210被示出具有10个低能混合凸起。高能混合凸起与低能混合凸起围绕涡轮机外罩210的拖尾边缘交替。从后面，如图4中所见，涡轮机外罩的拖尾边缘可以被认为具有圆雉堞形状。术语“雉堞状”或“齿形的”在这里指的是拖尾边缘的大致上下或内外形状。如图5所示，喷射器外罩230的入口区域232大于喷射器外罩的出口区域234。将理解，入口区域是指喷射器外罩的整个嘴部，而不是喷射器外罩的在喷射器外罩230和涡轮机外罩210之间的环形区域。但是，如这里进一步所示，喷射器外罩的入口区域也可以比喷射器外罩的出口区域234小。如所期望的，喷射器外罩230的入口区域232大于涡轮机外罩210的出口区域213B，以便容纳混合凸起并且在涡轮机外罩和喷射器外罩之间形成环形区域238，高能空气能够通过该环形区域238进入喷射器。这里描述的混合器-喷射器设计构思能够显著增强流体动态性能。这些混合器-喷射器系统相对于传统系统提供了多个优点，诸如更短的喷射器长度；增大的进入和经过系统的质量流量；对入口流动阻断和/或与主要流动方向未对准的更低的敏感度；降低的空气动力噪声；增加的推力；以及在主出口处增大的抽吸压力。如图6所示，风力涡轮机沈0的另一示例性实施方式可具有喷射器外罩沈2，喷射器外罩262可具有成形为提供翼片或翅片沈4的内部凸脊。翼片或翅片264被定向成有助于风力涡轮机260与流入的风流对准，从而改善能量或功率产生。图7和图8示出了 MEWT的另一示例性实施方式。涡轮机400也使用螺旋桨式叶轮302。涡轮机外罩310具有不同的两组混合凸起。一组高能混合凸起312朝着涡轮机的中心轴线向内延伸。一组低能混合凸起314向外延伸离开中心轴线。另外，喷射器外罩330 在其拖尾边缘上设置混合凸起。同样，提供不同的两组混合凸起。一组高能混合凸起332 朝着涡轮机的中心轴线向内延伸。一组低能混合凸起334向外延伸离开中心轴线。如图8 所示，喷射器外罩这里表示成具有10个高能混合凸起和10个低能混合凸起。高能混合凸起与低能混合凸起围绕涡轮机外罩330的拖尾边缘交替。另外，喷射器外罩的拖尾边缘可以认为具有圆雉堞形状。图9-11示出了 MEWT的另一种示例性实施方式。图9中的MEWT 400具有能够用于功率提取的定子408a和转子410。涡轮机外罩402环绕转子410并且由定子408a的叶片或辐条支承或连接到定子408a的叶片或辐条。涡轮机外罩402具有翼型截面，抽吸侧 (即，低压侧)在外罩的内部上。喷射器外罩428与涡轮机外罩402同轴，并且通过在两个外罩之间延伸的连接器构件405支承。因此，环形区域形成在两个外罩之间。涡轮机外罩 402的后端或下游端被成形为形成不同的两组混合凸起4i;3B、420。高能混合凸起41 朝向混合器外罩402的中心轴线向内延伸；并且，低能混合凸起420远离中心轴线向外延伸。通常由箭头406指示的经过定子408a的自由流空气的能量通过转子410提取。通过箭头4 指示的高能空气旁通经过外罩402和定子408a，并且在涡轮机外罩402上流过且通过高能混合凸起413B向内指引。低能混合凸起420导致自转子410的下游离开的低能空气与高能空气4 混合。参照图10，以轴向截面图示出了图9的涡轮机的中心机舱403、低能混合凸起420 的拖尾边缘和高能混合凸起41 的拖尾边缘。喷射器外罩4 用于向内指引或吸入高能空气429。可选地，机舱403可以形成有穿过其的中心轴向通道，以减小机舱的质量并且提供额外的高能涡轮机旁通流。在图IlA中，沿着高能混合凸起41 的总体以457指示的内部拖尾边缘画出切线 452。涡轮机外罩402的后平面451可见。线450被形成为垂直于后平面451并且与低能混合凸起420和高能混合凸起41 交汇的点相切。角度Φ2由切线452和线450相交形成。 该角度小2在5和65度之间。换句话说，高能混合凸起41 相对于涡轮机外罩402形成5 和65度之间的角度Φ2。在图IlB中，沿着低能混合凸起420的总体以455指示的内部拖尾边缘画出切线 454。角度Φ通过切线4 和线450相交形成。角度Φ在5和65度之间。换句话说，低能混合凸起420相对于涡轮机外罩402形成5和65度之间的角度Φ。经过外罩式风力涡轮机的空气流的控制增强了涡轮机的有效操作。特别是，涡轮机的空气动力学构造使得风或其它流体的自由流速度得以加速。随着流体流过外罩式风力涡轮机，流体优选地保持附着到空气动力学表面，并平稳流过风力涡轮机。特别是，流体同样在经过涡轮机时保持附着到机舱主体。空气流与机舱主体的分离会造成环形翼面上流动经过混合凸起的空气干涉，造成停滞或停顿。这会干扰外罩式风力涡轮机从风中提取能量的能力。特别的机舱构造可有助于在经过涡轮机的过程中增加风与机舱主体流动附着。这里描述几种这样的构造。图12是外罩式风力涡轮机600的透视图。涡轮机外罩602围绕叶轮。叶轮这里表示成转子/定子组件。叶轮与机舱主体603转动接合并同轴。定子叶片604在涡轮机外罩602和机舱主体603之间延伸。涡轮机外罩被空气动力学地成型。外表面610从涡轮机外罩的导前边缘612延伸到拖尾边缘。混合凸起形成在拖尾边缘上。如上所述，混合凸起包括高能混合凸起650和低能混合凸起660。喷射器外罩620定位在涡轮机外罩602的下游。涡轮机外罩602的拖尾边缘614延伸到喷射器外罩620的入口端622内。外表面从喷射器外罩的导前边缘6 延伸到喷射器外罩的拖尾边缘626。支承构件630在涡轮机外罩 602和喷射器外罩620之间延伸。入口开口 640可以在机舱主体603的导前表面642上看至IJ。如这里看到，导前表面是大致半球形表面。涡轮机外罩的导前边缘被认为是风力涡轮机的前面，而喷射器外罩的拖尾边缘可以认为是风力涡轮机的后面。风力涡轮机的更靠近涡轮机的前面定位的第一部件可以认为在更靠近涡轮机的后面定位的第二部件的“上游”。换言之，第二部件位于第一部件的“下游”。图13A和1 示出了机舱主体703的一种示例性实施方式。涡轮机700包括涡轮机外罩702、喷射器外罩722和机舱主体703。叶轮704与机舱主体703接合。这里，叶轮 704是转子/定子组件，并包括一圈定子叶片706和一圈转子叶片708。涡轮机外罩702、喷射器外罩722、机舱主体703和叶轮704是同轴的，即共有公共轴线。支承构件705在涡轮机外罩702和喷射器外罩722之间延伸。涡轮机外罩702的拖尾边缘710具有朝着涡轮机的中心轴线向内延伸的一组高能混合凸起712。拖尾边缘710还具有向外延伸离开中心轴线的一组低能混合凸起714。涡轮机外罩的拖尾边缘710限定涡轮机外罩的出口端，如通过具有附图标记718的平面所示。 类似地，喷射器外罩的拖尾边缘732限定喷射器外罩的出口端，如具有附图标记734的平面所示。机舱主体703具有导前表面740、外表面750和拖尾表面760。导前表面740通常具有空气动力学形状，并在这里表示成半球形表面。导前表面位于叶轮704的上游。外表面 750这里被看成大致圆柱形的，在叶轮的下游沿着机舱主体的整个长度754(即从叶轮704到拖尾表面760)具有恒定的直径752。拖尾表面760这里是大致平面的。一个或多个入口开口 741设置在导前表面740上。在多种实施方式中，设置多个入口开口。入口开口 741通入机舱主体内的内部腔742。通常，机舱主体可被认为是中空的。 风707可经由入口开口 741流入内部腔742，以便冷却定位在内部腔内的任何设备743。一个或多个出口开口 745设置在拖尾表面760上，使得风能够离开内部腔。如这里所示，拖尾表面具有一个大的出口开口。在图13A和1 所示的实施方式中，拖尾表面760定位在涡轮机外罩的出口端718的下游。拖尾表面760同样定位在喷射器外罩的出口端734的下游。 换言之，叶轮下游的机舱主体的长度7M足以使得出口开口 745超过喷射器外罩的拖尾边缘732。这种配置减小了风707在可以与经过叶轮704的空气流干涉的区域内的混合。入口开口 741的设置减小了在外表面750上流动并随后分离从而与从高能混合凸起712进入的高能空气干涉的空气量。这种分离的空气通过附图标记709表示。图14A和14B示出了用于外罩式风力涡轮机的机舱主体的另一示例性实施方式。 涡轮机800同样包括涡轮机外罩802、喷射器外罩822和机舱主体803。叶轮804与机舱主体803接合。同样，涡轮机外罩802、喷射器外罩822、机舱主体803和叶轮804是同轴的。 支承构件805在涡轮机外罩802和喷射器外罩822之间延伸。高能混合凸起812和低能混合凸起814形成在涡轮机外罩的拖尾边缘810上。涡轮机外罩的拖尾边缘810限定涡轮机外罩的出口端818。类似地，喷射器外罩的拖尾边缘832限定喷射器外罩的出口端834。机舱主体803具有导前表面840、外表面850和拖尾表面860。外表面850沿着机舱主体的从叶轮804到拖尾表面860的长度邪4具有恒定的直径852。一个或多个入口开口 841设置在导前表面840上。入口开口 841通入机舱主体内的内部腔842。风807可经由入口开口 841流入内部腔842，以便冷却定位在内部腔内的能量产生设备843。一个或多个出口开口 845设置在拖尾表面860上，使得风能够离开内部腔。图14B所示的实施方式不同于图1 所示的实施方式之处在于机舱主体的从叶轮 804到拖尾表面的长度。这里，拖尾表面860定位在喷射器外罩的出口端834的上游。换言之，叶轮下游的机舱主体的长度邪4将出口开口 845置于喷射器外罩822内。图15示出了具有位于导前表面上的入口开口的机舱主体的另一实施方式。涡轮机900同样包括涡轮机外罩902、喷射器外罩922和机舱主体903。叶轮904与机舱主体 903接合。涡轮机外罩902、喷射器外罩922、机舱主体903和叶轮904是同轴的。支承构件 905在涡轮机外罩902和喷射器外罩922之间延伸。机舱主体903具有导前表面940、外表面950和拖尾表面960。一个或多个入口开口 941设置在导前表面940上。入口开口 940通入机舱主体内的内部腔(未示出)。风907 可以经由入口开口 941流入内部腔，以便冷却定位其中的任何设备。图15的机舱主体不同于图1 和14B的机舱主体之处在于外表面950的形状。 在此实施方式中，机舱主体可以认为包括前部970、中部980和后部990。机舱主体903的前部970从叶轮904延伸到中部980。中部980从前部970向下游延伸到后部990。换言之，前部970、中部980和后部990彼此直接连接。后部990从中部980向下游延伸到拖尾表面960。前部970具有第一直径972。中部980具有小于第一直径972的第二直径982。后部990具有第三直径992。第三直径992大于第二直径982。通常，第三直径可以大于、大致等于或小于第一直径972。在机舱主体的给定部分中描述的所述直径不应该认为是所述整个部分必须具有所述直径。例如，如这里看到，外表面950可描述成在第一直径972和第二直径982之间渐缩，接着在第二直径982和第三直径992之间扩张。另外，后部990包括形成其上的混合凸起。机舱主体903的拖尾边缘994具有圆雉堞形状，并且外表面从凸起线956延伸到拖尾边缘994。因此形成一组第一混合凸起996， 以及一组第二混合凸起998。这些混合凸起同样造成空气流过机舱主体的内部，从而与流过叶轮904的空气混合。拖尾表面960具有一个大的出口开口。应该注意到图1 和14B所示的涡轮机也可认为是具有前部、中部和后部。在这两个附图中，第一直径、第二直径和第三直径是大致相等的。图16A和图16B表示机舱主体的又一示例性实施方式。涡轮机1000包括涡轮机外罩1002、喷射器外罩1022和机舱主体1003。叶轮1004与机舱主体1003接合。支承构件 1005在涡轮机外罩1002和喷射器外罩1022之间延伸。高能混合凸起1012和低能混合凸起1014形成在涡轮机外罩的拖尾边缘1010上。涡轮机外罩的拖尾边缘1010限定涡轮机外罩的出口端1018。类似地，喷射器外罩的拖尾边缘1032限定喷射器外罩的出口端1034。机舱主体1003具有导前表面1040、外表面1050和拖尾表面1060。此示例性实施方式的机舱主体不同于前面描述的机舱主体之处在于导前表面1040是实体的或者未被间断的。换言之，在导前表面上不设置入口开口。机舱主体是中空的，或者换言之含有内部腔 1042。设备1043表示成位于内部腔内。机舱主体1003可同样表示成包括前部1070、中部1080和后部1090。机舱主体 1003的前部1070从叶轮1004延伸到中部1080。中部1080从前部1070向下游延伸到后部1090。换言之，前部1070、中部1080和后部1090彼此直接连接。后部1090从中部1080 向下游延伸到拖尾表面1060。这里，拖尾表面1060定位在涡轮机外罩的出口端1018的下游。拖尾表面1060还定位在喷射器外罩的出口端1034的上游。换言之，叶轮下游的机舱主体的长度IOM使得拖尾表面1060置于喷射器外罩1022内。拖尾表面也是实体或未被间断的，或者换言之不含有出口开口。前部1070具有第一直径1072。中部1080具有小于第一直径1072的第二直径 1082。后部1090具有第三直径1092。第三直径1092大于第二直径1082。第三直径可大于、大致等于或小于第一直径1072。外表面1050这里在第一直径1072和第二直径1082之间渐缩，接着在第二直径1082和第三直径1092之间扩张。外表面1050还可相对于中心轴线1095描述成叶轮1004下游的凸出表面，或者具有凹入形状。这种变窄和扩张的形状促进空气流附着1007到机舱主体1003的外表面1050。图17A和图17B示出了用于外罩式风力涡轮机的机舱主体的另一示例性实施方式。涡轮机1100包括涡轮机外罩1102、喷射器外罩1122和机舱主体1103。叶轮1104与机舱主体1103接合。支承构件1105在涡轮机外罩1102和喷射器外罩1122之间延伸。高能混合凸起1112和低能混合凸起1114形成在涡轮机外罩的拖尾边缘1110上。涡轮机外罩的拖尾边缘1110限定涡轮机外罩的出口端1118。类似地，喷射器外罩的拖尾边缘1132 限定喷射器外罩的出口端1Π4。机舱主体1103具有导前表面1140、外表面1150和拖尾表面1160。同样，导前表面1140是实体的或未被间断的。换言之，在导前表面上没有设置入口开口。机舱主体是中空的，或者换言之包含内部腔1142。设备1143表示成位于内部腔内。机舱主体1103包括前部1170、中部1180和后部1190。机舱主体1103的前部1170 从叶轮1104延伸到中部1180。中部1180从前部1170向下游延伸到后部1190。换言之， 前部1170、中部1180和后部1190彼此直接连接。后部1190从中部1180向下游延伸到拖尾表面1160。前部1170具有第一直径1172。中部1180具有小于第一直径1172的第二直径 1182。后部1190具有第三直径1192。第三直径1192大于第二直径1182。第三直径可大于、基本等于或小于第一直径1172。外表面1150从第一直径1172向下倾斜到第二直径 1182，接着从第二直径1182向上倾斜到第三直径1192。这种变窄和扩张形状促进空气流附着1107到机舱主体1103的外表面1150。图17B的机舱主体不同于图16B的机舱主体之处在于机舱主体的长度。这里，拖尾表面1160定位在涡轮机外罩的出口端1118的下游。拖尾表面1160同样定位在喷射器外罩的出口端1134的下游。换言之，叶轮下游的机舱主体的长度IlM使得拖尾表面1160 置于喷射器外罩1122之外。另外，拖尾表面1160这里具有一个大的出口开口。图18A和18B示出了机舱主体的示例性实施方式，机舱主体的几何形状略微不同于已经描述的那些。涡轮机1200包括涡轮机外罩1202、喷射器外罩1222和机舱主体1203。 叶轮1204与机舱主体1203接合。支承构件1205在涡轮机外罩1202和喷射器外罩1222之间延伸。高能混合凸起和低能混合凸起形成在涡轮机外罩的拖尾边缘1210上。涡轮机外罩的拖尾边缘1210限定涡轮机外罩的出口端1218。类似地，喷射器外罩的拖尾边缘1232 限定喷射器外罩的出口端1234。机舱主体1203具有导前表面1M0、外表面1250和拖尾表面1260。另外，导前表面1240是实体的或者未被间断的。换言之，在导前表面上没有设置入口开口。机舱主体是中空的，或者换言之，含有内部腔1242。机舱主体1203包括前部1270、中部1280和后部1四0。机舱主体1203的前部1270 从叶轮1204延伸到中部1280。中部1280从前部1270向下游延伸到后部1290。换言之， 前部1270、中部1280和后部1290彼此直接连接。后部1290从中部1280向下游延伸到拖尾表面1260。前部1270具有第一直径1272。中部1280具有小于第一直径1272的第二直径 1282.后部1290具有第三直径1292。第三直径1292大于第二直径1282。第三直径可大于、大致等于或小于第一直径1272。外表面1250从第一直径1272向下倾斜到第二直径 1观2，接着从第二直径1282向上倾斜到第三直径1四2。这种变窄和扩张形状促进空气流附着1207到机舱主体1203的外表面1250。在图16B的机舱主体内，后部1290定位在喷射器外罩的出口端1234的下游。拖尾表面1260同样定位在喷射器外罩的出口端1234的下游。另外，拖尾表面1260这里具有一个大的出口开口。后部可以被描述成具有球根形状。后部是中空的，并且能量产生设备 1243定位其中。后部可被认为是具有第三直径1292和第四直径1294。第四直径在第三直径的下游。第四直径1294小于第三直径1292。同样，中部1280可以被描述成沿着其长度 1284具有恒定直径。
图19A和19B示出了机舱主体的又一示例性实施方式。涡轮机1300包括涡轮机外罩1302、喷射器外罩1322和机舱主体1303。叶轮1304与机舱主体1303接合。支承构件 1305在涡轮机外罩1302和喷射器外罩1322之间延伸。高能混合凸起1312和低能混合凸起1314形成在涡轮机外罩的拖尾边缘1310上。涡轮机外罩的拖尾边缘1310限定涡轮机外罩的出口端1318。类似地，喷射器外罩的拖尾边缘1332限定喷射器外罩的出口端1334。机舱主体1303具有导前表面1340、外表面1350和拖尾表面1360。另外，导前表面1340是实体的或者未被间断的。换言之，在导前表面上不设置入口开口。机舱主体是中空的，或者换言之含有内部腔1342。机舱主体1303包括前部1370、中部1380和后部1390。机舱主体1303的前部1370 从叶轮1304延伸到中部1380。中部1380从前部1370向下游延伸到后部1390。换言之， 前部1370、中部1380和后部1390彼此直接连接。后部1390从中部1380向下游延伸到拖尾表面1360。前部1370具有第一直径1372。中部1380具有小于第一直径1372的第二直径 1382。后部1390具有第三直径1392。第三直径1392大于第二直径1382。第三直径可大于、 基本等于或小于第一直径1372。外表面1350从第一直径1372向下倾斜到第二直径1382， 接着从第二直径1382向上倾斜到第三直径1392。这种变窄和扩张形状促进空气流附着到机舱主体1303的外表面1350。这里，拖尾表面1360定位在涡轮机外罩的出口端1318的下游。拖尾表面1360同样定位在喷射器外罩的出口端1334的下游。换言之，叶轮下游的机舱主体的长度13M使得拖尾表面1360置于喷射器外罩1322之外。后部1390还包括形成其上的混合凸起。机舱主体1303的拖尾边缘1394具有圆雉堞形状，并且外表面从凸起线1356流动到拖尾边缘1394。因此形成一组第一混合凸起 1396以及一组第二混合凸起1398。这些混合凸起造成空气沿着外表面1350流动，以便形成旋涡1359并混合。拖尾表面1360可具有一个大的出口开口或者可以是实体表面。图20A-20C示出了用于外罩式风力涡轮机的机舱主体的示例性实施方式。总体来说，机舱主体包括环形凹槽。图20A是环形凹槽的透视截面图，图20B是环形凹槽的侧视截面图，并且图20C是环形凹槽的放大视图。涡轮机1400包括涡轮机外罩1402、喷射器外罩1422和机舱主体1403。叶轮1404 与机舱主体1403接合。支承构件1405在涡轮机外罩1402和喷射器外罩1422之间延伸。 高能混合凸起1412和低能混合凸起1414形成在涡轮机外罩的拖尾边缘1410上。涡轮机外罩的拖尾边缘1410限定涡轮机外罩的出口端1418。类似地，喷射器外罩的拖尾边缘1432 限定喷射器外罩的出口端1434。机舱主体1403具有导前表面1440、外表面1450和拖尾表面1460。同样，导前表面1440是实体的或者未被间断的。换言之，在导前表面上不设置入口开口。机舱主体是中空的，或者换言之含有内部腔1442。外表面1450从叶轮1406向下渐缩一直到拖尾表面 1460。换言之，叶轮1404下游的外表面1450可以被描述成形成锥形形状。这里，拖尾表面1460定位在涡轮机外罩的出口端1418的下游。拖尾表面1460同样定位在喷射器外罩的出口端1434的上游。换言之，叶轮的下游的机舱主体的长度1妨4 使得拖尾表面1460置于喷射器外罩1422内。拖尾表面同样是实体或未被间断的，或者换言之不包含出口开口。环形凹槽1500在叶轮1404的下游设置在机舱主体1403内。环形凹槽还可认为是位于外表面1450内。环形凹槽1500具有带上游点1512和下游点1514的弓形截面1510。 上游点1512在第一外部点1516处连接到外表面1450，以便形成第一凸唇1520。下游点 1514在第二外部点1518处连接到外表面1450，以便形成第二凸唇1530。第一凸唇具有锐角ω。考虑到压缩空气可以如箭头1540所示被引入环形凹槽。压缩空气1540增加了机舱主体的外表面附近的空气流1550内的空气容积，防止分离。图21A-21C示出了具有环形凹槽的机舱主体的另一示例性实施方式。图21Α是环形凹槽的透视截面图，图21Β是环形凹槽的侧视截面图，并且图21C是环形凹槽的放大视图。涡轮机1600包括涡轮机外罩1602、喷射器外罩1622和机舱主体1603。叶轮1604 与机舱主体1603接合。支承构件1605在涡轮机外罩1602和喷射器外罩1622之间延伸。 高能混合凸起1612和低能混合凸起1614形成在涡轮机外罩的拖尾边缘1610上。涡轮机外罩的拖尾边缘1610限定涡轮机外罩的出口端1618。类似地，喷射器外罩的拖尾边缘1632 限定喷射器外罩的出口端1634。机舱主体1603具有导前表面1640、外表面1650和拖尾表面1660。同样，导前表面1640是实体的或者未被间断的。换言之，在导前表面上不设置入口开口。机舱主体是中空的，或者换言之含有内部腔1642。机舱主体1603包括前部1670、中部1680和后部1690。机舱主体1603的前部1670 从叶轮1604延伸到中部1680。中部1680从前部1670向下游延伸到后部1690。换言之， 前部1670、中部1680和后部1690彼此直接连接。后部1690从中部1680向下游延伸到拖尾表面1660。前部1670具有第一直径1672。中部1680具有小于第一直径1672的第二直径 1682。后部1690具有第三直径1692。第三直径1692大于第二直径1682。第三直径可大于、基本等于或小于第一直径1672。外表面1650在第一直径1672和第二直径1682之间渐缩，接着在第二直径1682和第三直径1692之间扩张。外表面1650还可相对于中心轴线 1695被描述成叶轮1604下游的凸起表面，或者具有凹入形状。这里，拖尾表面1660定位在涡轮机外罩的出口端1618的下游。拖尾表面1660同样定位在喷射器外罩的出口端1634的上游。换言之，叶轮的下游的机舱主体的长度16Μ
使得拖尾表面1660置于喷射器外罩1622内。拖尾表面同样是实体的，或者可具有出口开□。环形凹槽1700在叶轮1604的下游设置在机舱主体1603内。环形凹槽1700具有带上游点1712和下游点1714的弓形截面1710。上游点1712在第一外部点1716处连接到外表面1650，以便形成第一凸唇1720。下游点1714在第二外部点1718处连接到外表面 1650，以便形成第二凸唇1730。第一凸唇1720具有锐角ω。考虑到压缩空气可以如箭头 1740所示被引入环形凹槽。压缩空气1740增加了机舱主体的外表面附近的空气流1750内的空气容积，防止分离。环形凹槽1700这里被认为是位于前部1670或中部1680内。图22A-22C示出了具有环形凹槽的机舱主体的另一示例性实施方式。图22Α是环形凹槽的透视截面图，图22Β是环形凹槽的侧视截面图，并且图22C是环形凹槽的放大视图。涡轮机1800包括涡轮机外罩1802、喷射器外罩1822和机舱主体1803。叶轮1804 与机舱主体1803接合。支承构件1805在涡轮机外罩1802和喷射器外罩1822之间延伸。 高能混合凸起1812和低能混合凸起1814形成在涡轮机外罩的拖尾边缘1810上。涡轮机外罩的拖尾边缘1810限定涡轮机外罩的出口端1818。类似地，喷射器外罩的拖尾边缘1832 限定喷射器外罩的出口端1834。机舱主体1803具有导前表面1840、外表面1850和拖尾表面1860。同样，导前表面 1840是实体的或者未被间断的。换言之，在导前表面上不设置入口开口。机舱主体是中空的，或者换言之含有内部腔1842。外表面1850从叶轮1804向下一直渐缩到拖尾表面1860。 换言之，叶轮1804下游的外表面1850可被描述成相对于中心轴线1895具有叶轮1804下游的类球体表面，或者形成类球体形状。这里，拖尾表面1860定位在涡轮机外罩的出口端1818的下游。拖尾表面1860同样定位在喷射器外罩的出口端1834的上游。拖尾表面同样是实体或未被间断的，或者换言之不含有出口开口。环形凹槽1900在叶轮1804的下游设置在机舱主体1803内。环形凹槽也可被认为是在外表面1850中。如图22C的截面图所示，环形凹槽1900具有上游侧1912和下游侧 1914。上游侧1912和下游侧1914大致垂直于中心轴线1895。上游侧1912在第一外部点 1916处连接到外表面1850。下游侧1914在第二外部点1918处连接到外表面1850。上游侧1912和下游侧1914通过基部1920结合在一起。如这里所示，基部1920大致平行于中心轴线1895。多个轴向入口 1930设置在基部1920内。考虑到轴向入口用来形成真空，或者换言之相对于外表面之外的压力减小环形凹槽1900内的压力。通过减小压力造成的抽吸将沿着外表面拉动空气流1940，防止分离。本发明已经参照示例性实施方式得以描述。显然，在阅读和理解前面详细的描述后，将想到进行其它变型和改变。本发明意在被解释为包括在落入权利要求书或其等效的范围内的所有这种变型和改变。
权利要求
1.一种外罩式水平轴线风力涡轮机，包括 叶轮；围绕所述叶轮的涡轮机外罩，所述涡轮机外罩具有形成在其拖尾边缘上的混合凸起， 所述拖尾边缘限定涡轮机外罩的出口端；以及机舱主体，所述机舱主体包括所述机舱主体的导前表面上的通向内部腔的一个或多个入口开口 ；以及所述机舱主体的拖尾表面上的从所述内部腔引出的一个或多个出口开口，所述拖尾表面定位在所述涡轮机外罩的出口端的下游。
2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，还包括围绕所述涡轮机外罩的喷射器外罩，所述喷射器外罩具有入口端和出口端，所述涡轮机外罩的出口端延伸到所述喷射器外罩的入口端内。
3.根据权利要求2所述的风力涡轮机，其中，所述机舱主体的拖尾表面在所述喷射器外罩的出口端的下游延伸。
4.根据权利要求2所述的风力涡轮机，其中，所述机舱主体的拖尾表面定位在所述喷射器外罩的出口端的上游。
5.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述机舱主体在所述导前表面下游沿着所述机舱主体的长度具有恒定直径。
6.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述机舱主体还包括前部、中部和后部； 所述前部具有第一直径；所述中部从所述前部延伸到所述后部，所述中部具有小于所述第一直径的第二直径；以及所述后部具有大于所述第二直径的第三直径。
7.根据权利要求6所述的风力涡轮机，其中，所述后部还包括形成在其上的混合凸起。
8.—种外罩式水平轴线风力涡轮机，包括 叶轮；围绕所述叶轮的涡轮机外罩，所述涡轮机外罩具有形成在其拖尾边缘上的混合凸起， 所述拖尾边缘限定涡轮机外罩的出口端；以及机舱主体，所述机舱主体包括 导前表面；具有第一直径的前部；定位在所述前部的下游并具有第二直径的中部； 定位在所述中部的下游并具有第三直径的后部；以及定位在所述涡轮机外罩的出口端的下游的拖尾表面。
9.根据权利要求8所述的风力涡轮机，还包括围绕所述涡轮机外罩的喷射器外罩，所述喷射器外罩具有入口端和出口端，所述涡轮机外罩的出口端延伸到所述喷射器外罩的入口端内。
10.根据权利要求9所述的风力涡轮机，其中，所述机舱主体的拖尾表面在所述喷射器外罩的出口端的下游延伸。
11.根据权利要求9所述的风力涡轮机，其中，所述机舱主体的拖尾表面定位在所述喷射器外罩的出口端的上游。
12.根据权利要求8所述的风力涡轮机，其中，所述第二直径小于所述第一直径，并且所述第三直径大于所述第二直径。
13.根据权利要求12所述的风力涡轮机，其中，所述后部包括形成在其上的混合凸起。
14.根据权利要求8所述的风力涡轮机，其中，所述第一直径、所述第二直径和所述第三直径是大致相等的。
15.根据权利要求8所述的风力涡轮机，其中，所述后部还包括位于所述第三直径下游的第四直径，所述第四直径小于所述第三直径。
16.一种外罩式水平轴线风力涡轮机，包括 叶轮；围绕所述叶轮的涡轮机外罩，所述涡轮机外罩具有形成在其拖尾边缘上的混合凸起， 所述拖尾边缘限定涡轮机外罩的出口端；以及机舱主体，所述机舱主体包括 导前表面；位于所述叶轮的下游的外表面；以及位于所述外表面内的环形凹槽。
17.根据权利要求16所述的风力涡轮机，其中，所述环形凹槽包括 具有下游点和上游点的弓形截面；将所述上游点连接到所述机舱主体的外表面的第一凸唇，所述第一凸唇具有锐角；以及将所述下游点连接到所述机舱主体的外表面的第二凸唇。
18.根据权利要求16所述的风力涡轮机，其中，所述环形凹槽的截面图包括 上游侧和下游侧，所述上游侧和所述下游侧垂直于所述机舱主体的中心轴线； 连结所述上游侧和下游侧的基部；以及所述基部内的多个轴向入口。
19.根据权利要求16所述的风力涡轮机，其中，所述机舱主体还包括具有第一直径的前部；定位在所述前部的下游并具有第二直径的中部；以及定位在所述中部的下游并具有第三直径的后部；其中所述第二直径小于所述第一直径，并且所述第三直径大于所述第二直径。
20.根据权利要求16所述的风力涡轮机，还包括围绕所述涡轮机外罩的喷射器外罩， 所述喷射器外罩具有入口端和出口端，所述涡轮机外罩的出口端延伸到所述喷射器外罩的入口端内。
全文摘要
外罩式风力涡轮机包括围绕叶轮布置的外罩。叶轮围绕成形为增强风平稳流过叶轮的机舱主体。一些实施方式包括机舱主体内的入口和出口，使得空气流经过内部腔。其它机舱主体可以是渐缩、扩张的，包括围绕拖尾边缘的混合凸起，或者可具有增强流体流动的其它形状。一些机舱主体包括增强流体附着的环形凹槽。在涡轮机中保持空气流与机舱主体的附着增加了风力涡轮机的能量产生能力。
文档编号F03D1/04GK102459872SQ201080031952
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者M·J·威尔, T·J·肯尼迪, W·M·普雷兹, W·S·基利 申请人:弗洛设计风力涡轮机公司