專利名稱：用于利用流體流產(chǎn)生能量的設(shè)備的葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種葉片，該葉片用于利用流體流產(chǎn)生能量的設(shè)備，該流體可以是 空氣或者水。
背景技術(shù)：
在過(guò)去的數(shù)年間，環(huán)境問(wèn)題和化石燃料源成本的日益增長(zhǎng)導(dǎo)致了可替代能源重 新成為焦點(diǎn)所在，尤其是在風(fēng)輪機(jī)領(lǐng)域。最新的風(fēng)輪機(jī)技術(shù)方案包括這樣的風(fēng)輪機(jī)，該風(fēng)輪機(jī)具有沿著垂直于風(fēng)向延伸 的水平軸線并且固定在桅桿上的轉(zhuǎn)子。這種技術(shù)通常用于大尺寸的設(shè)備。小型化的解決方案也已經(jīng)被提出，尤其是在消耗電力的建筑物附近的設(shè)備。文 獻(xiàn)FR A 2872867屬于這類，它公開(kāi)了一種從風(fēng)力中產(chǎn)生能量的設(shè)備，該設(shè)備包括具有轉(zhuǎn) 子的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，該轉(zhuǎn)子的葉片形狀為半錐形，并基本上平行于它們的旋轉(zhuǎn)軸?；?上，使用水平旋轉(zhuǎn)軸，這種類型的能量產(chǎn)生設(shè)備已足夠緊湊來(lái)適應(yīng)各種安裝地點(diǎn)，其主 要在建筑物的頂部。盡管風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率通常是令人滿意的，但它們的輸出上的任何改進(jìn)都是大 力歡迎的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在改善這種能量產(chǎn)生設(shè)備的輸出。為此，本發(fā)明提供了一種用于利用流體產(chǎn)生能量的設(shè)備的葉片，該葉片包括驅(qū) 動(dòng)表面，在該驅(qū)動(dòng)表面內(nèi)流體趨向于流動(dòng)以便驅(qū)動(dòng)該葉片圍繞旋轉(zhuǎn)軸^li旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)軸
叉。與軸罵、之一起限定了正交坐標(biāo)系不，奚，式。該葉片由前緣和后緣界定，并在前緣和
后緣之間收窄。該葉片沿著中位軸線(中心軸線，中間軸線)延伸，該中位軸線在平面
巧上的投影具有第一曲率，該平面fo，&限定成在前緣附近包含中位軸線。這樣，本發(fā)明提供了一種非常特別的葉片形狀，該形狀使得能捕集流體能量的 大部分。因此，本發(fā)明有助于顯著地改善利用流體產(chǎn)生能量的設(shè)備的輸出?？蛇x地，本發(fā)明可以具有以下任意特征中的至少一個(gè)-第一彎曲(曲率，曲線)布置成使得，在平面f ，巧中，從前緣到后緣，中位 軸線移動(dòng)遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸f。在另一實(shí)施例中，第一彎曲布置成使得，在平面Xo,Y0)中，從前
緣到后緣，中位軸線移動(dòng)朝向旋轉(zhuǎn)軸x。；-優(yōu)選地，葉片具有從前緣延伸到后緣的第一部分，該第一部分大體與旋轉(zhuǎn)軸 平行。該葉片還具有從第一部分向后緣延伸的彎曲的第二部分。該彎曲趨向于移離，
或根據(jù)本發(fā)明可供選擇的特別有利的實(shí)施例移向，軸X0的后緣。該彎曲的方向基本上垂直于平面；-中位軸線在平面f。，A上的投影具有第二彎曲；_中位軸線包含在平面P中，該平面P相對(duì)于平面以角度d傾斜；-角度d在50°到100°之間，優(yōu)選在60°到90°之間；-有利地，角度d在55°到65°之間；-平面P基本上平行于軸；_在平面P中，中位軸線具有不變的主彎曲；-所述主彎曲具有的曲率半徑Rp在L/2至IOL之間，優(yōu)選地在0.7L至L之間， 其中L是中位軸線的長(zhǎng)度；-平面P與平面在前緣處的交叉限定了位于中位軸線上的點(diǎn)A；-中位軸線包括位于前緣處的點(diǎn)A、包含在平面Ιο，Κ中的點(diǎn)B以及位于后緣處 的點(diǎn)C，以使得中位軸線的分別由點(diǎn)A和B以及由點(diǎn)B和C限定AB部分和BC部分位 于平面f。，fQ的兩側(cè)；-中位軸線的彎曲限定了0%到20%的凹陷，優(yōu)選10% -15% ；-中位軸線在點(diǎn)A處的切線相對(duì)于平面巧形成約13°的角a；-AB部分的長(zhǎng)度近似等于AC部分長(zhǎng)度的三分之一；-驅(qū)動(dòng)表面圍繞中位軸線扭曲；-該扭曲沿著葉片的至少一部分是連續(xù)的；_驅(qū)動(dòng)表面沿著B(niǎo)C部分圍繞中位軸線扭曲，而沿著AB部分不扭曲；-BC部分的扭曲在40°和80°之間，優(yōu)選約為60° ；-BC部分的扭曲是連續(xù)的；-AB部分基本上不扭曲；-驅(qū)動(dòng)表面包括基本平行于中位軸線延伸的開(kāi)口；_在中位軸線的每個(gè)點(diǎn)pi處，驅(qū)動(dòng)表面的包含在與平面P垂直的平面fl,藝中的 截面相對(duì)于平面乏丨，龍對(duì)稱，平面兩，藝和平面為，龍由正交坐標(biāo)系龍，只，乏i限定，該坐標(biāo) 系的中心與所述點(diǎn)重合，該坐標(biāo)系的軸龍與中位軸線(10)在點(diǎn)pi處的切線重合并且朝向 后緣(5)定向，該坐標(biāo)系的軸穴和軸為沿著所述扭曲延伸；-驅(qū)動(dòng)表面部分基本上具有圓的一部分的形狀；-圓部分的中心位于該中位軸線上；-沿著前緣測(cè)量的驅(qū)動(dòng)表面截面的直徑Dl6admg和沿著后緣測(cè)量的驅(qū)動(dòng)表面截面的 直徑Dtrailmg之間的關(guān)系為
權(quán)利要求
1.葉片(2)，用于一種從流體中產(chǎn)生能量的設(shè)備，該葉片包括驅(qū)動(dòng)表面(3)，-流體將在該驅(qū)動(dòng)表面內(nèi)流動(dòng)，以便圍繞旋轉(zhuǎn)軸Ifj旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)該葉片(2)，該旋轉(zhuǎn)軸兄與軸 7。、乏。一起限定了正交坐標(biāo)系玄。/。,^，-該驅(qū)動(dòng)表面由前緣(4)和后緣(5)界定， -該驅(qū)動(dòng)表面在前緣(4)和后緣(5)之間收窄， -該驅(qū)動(dòng)表面沿著中位軸線(10)延伸，其特征在于，該中位軸線(10)在平面K上的投影具有第一曲率，該第一曲率設(shè) 置成使得，在平面中，從前緣到后緣，該中位軸線移動(dòng)遠(yuǎn)離或靠近該旋轉(zhuǎn)軸f。，該 平面^被限定成沿著所述前緣(4)包含所述中位軸線(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的葉片(2)，其中，所述中位軸線(10)在平面^，，。上的投影具有第二曲率。
3.如權(quán)利要求1或2所述的葉片(2)，其中，中位軸線(10)包含在一平面P中，該 平面P相對(duì)于平面f。，$以角度d傾斜。
4.如權(quán)利要求3所述的葉片(2)，其中，角度d在50°到90°之間，優(yōu)選地在55° 到65°之間。
5.如權(quán)利要求3或4所述的葉片(2)，其中，所述平面P基本上平行于軸I0ο
6.如權(quán)利要求3至5之一所述的葉片(2)，其中，所述中位軸線在平面P中具有恒定 半徑的主曲率。
7.如前述權(quán)利要求之一所述的葉片(2)，其中，所述中位軸線(10)包括位于前緣(4) 上的點(diǎn)A、包含在平面f。，K中的點(diǎn)B以及位于后緣(5)上的點(diǎn)C，以使得該中位軸線的分別通過(guò)點(diǎn)A和B以及點(diǎn)B和C界定的AB部分和BC部分位于平面，&的兩側(cè)，該中位軸線(10)的AB部分相對(duì)于平面f o，K限定10%-15%的凹陷。
8.如前述權(quán)利要求之一所述的葉片(2)，其中，所述驅(qū)動(dòng)表面(3)圍繞中位軸線(10)扭轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求8并結(jié)合權(quán)利要求7所述的葉片(2)，其中，該驅(qū)動(dòng)表面(3)沿著B(niǎo)C 部分具有圍繞中位軸線(10)的扭轉(zhuǎn)，該扭轉(zhuǎn)在40°到80°之間并且優(yōu)選為60°左右，該 驅(qū)動(dòng)表面沿著AB部分沒(méi)有扭轉(zhuǎn)。
10.如前述權(quán)利要求之一所述的葉片(2)，其中，所述驅(qū)動(dòng)表面(3)包括基本平行于 中位軸線(10)延伸的開(kāi)口(6)。
11.如權(quán)利要求8所述的葉片(2)，其中，在中位軸線(10)的每個(gè)點(diǎn)pi處，驅(qū)動(dòng)表面 (3)的存在于與平面P垂直的平面fi,力中的每個(gè)截面都相對(duì)于一平面為，力具有對(duì)稱性， 平面fi, fi和平面為，龍由正交坐標(biāo)系龍，fi,乏i限定，該正交坐標(biāo)系的中心與所述點(diǎn)pi重 合，該正交坐標(biāo)系的龍軸與中位軸線(10)在點(diǎn)pi處的切線重合并且朝向后緣(5)定向，該正交坐標(biāo)系的 ,力軸沿著所述扭轉(zhuǎn)。
12.如權(quán)利要求11所述的葉片(2)，其中，所述驅(qū)動(dòng)表面(3)的截面基本上是圓形的 一部分。
13.如權(quán)利要求12所述的葉片(2)，其中，在前緣(4)處截取的驅(qū)動(dòng)表面(3)的截面 的直徑Dkadmg (7)與在后緣(5)處截取的驅(qū)動(dòng)表面(3)的截面的直徑Dtrailmg⑶之間的關(guān)系為
14.如權(quán)利要求12或13所述的葉片(2)，其中，在前緣(4)處截取的驅(qū)動(dòng)表面 (3)的截面的直徑Dkadmg(7)與前緣(4)和后緣(5)間的弦長(zhǎng)L(9)之間的關(guān)系為 Dieading · 3.5<L<Dleading · 4.5。
15.一種從流體中產(chǎn)生能量的設(shè)備，包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有至少一個(gè)如前述權(quán)利要求 之一所述的葉片(2)。
全文摘要
一種葉片(2)，該葉片用于從流體中產(chǎn)生能量的設(shè)備，該葉片包括驅(qū)動(dòng)表面(3)，流體將在該驅(qū)動(dòng)表面內(nèi)流動(dòng)以使葉片圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)軸與軸一起限定了正交坐標(biāo)系所述葉片被前緣(4)和后緣(5)界定、在前緣(4)和后緣(5)之間收窄并沿著中位軸線(10)延伸，該中位軸線(10)在平面上的投影具有第一曲率，平面限定成在前緣(4)處包含該中位軸線(10)。本發(fā)明尤其適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
文檔編號(hào)F03D1/06GK102016295SQ200980114364
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者N·哈德耶利 申請(qǐng)人:耐歐立斯有限公司