具有混合的叶片加载的涡轮机叶片.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103597205103597205A(43)申请公布日2014.02.19(21)申请号201280025994.1(51)Int.Cl.(22)申请日2012.05.25F03D1/06(2006.01)F03D1/04(2006.01)(30)优先权数据F03B3/12(2006.01)61/490,8412011.05.27US(85)PCT国际申请进入国家阶段日2013.11.26(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0396602012.05.25(87)PCT国际申请的公布数据WO2012/166632EN2012.12.06(71)申请人弗洛设计风力涡轮机公司地址美国马萨诸塞州(72)发明人W·M·小普雷兹M·J·威尔R·多尔德T·希基(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人苏娟尹景娟权权利要求书4页利要求书4页说明书13页说明书13页附图32页附图32页(54)发明名称具有混合的叶片加载的涡轮机叶片(57)摘要公开了一种非均匀加载的涡轮机叶片，包括能够用于从流体流动提取功率的第一区域和能够用于向流体流动增加功率的第二区域。从流体流动提取的功率通常大于向流体流动增加的功率，产生从叶片提取的净功率。向流体流动增加功率有利地产生高速流体流动的局部喷射，其提供沿着叶片长度的尾涡和梢涡的分配混合。CN103597205ACN1035972ACN103597205A权利要求书1/4页1.一种包括转子的涡轮机，所述转子包括至少一个涡轮机叶片，所述至少一个涡轮机叶片具有能够用于向流体流动增加功率的第一区域和能够用于从流体流动提取功率的第二区域。2.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，涡轮机叶片能够使得从流体流动提取的功率大于向流体流动增加的功率。3.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，叶片的第一区域构成叶片的总长度的不超过大约30%。4.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，第一区域能够使得向流体流动增加的功率提供尾涡和梢涡的分配混合。5.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，第一区域包括叶片的末梢区域。6.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，第一区域包括叶片的根部区域。7.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，第一区域能够用以控制围绕涡轮机的吊舱的层流。8.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，叶片能够包括在第一区域和第二区域之间的具有减小的叶片加载的过渡区域。9.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，在第一区域处的叶片翼型是基于用以影响负叶片加载的节距或形状构造的，并且在第二区域处的叶片翼型是基于用以影响正叶片加载的节距或形状构造的。10.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，第二区域是能够从转子平面上的非一致流体速度分布提取能量的非均匀加载的功率提取区域，使得在相对于旋转轴线的第一径向位置处的每质量流率功率提取不同于在相对于旋转轴线的第二径向位置处的每质量流率功率提取。11.根据权利要求10所述的涡轮机，其中，在第一径向位置和第二径向位置中的每个处的叶片翼型是基于用以影响在第一径向位置处的每质量流率功率提取和在第二径向位置处的每质量流率功率提取之差的翼型的节距或形状构造的。12.根据权利要求10所述的涡轮机，其中，非一致速度分布在第一径向位置处比在第二径向位置处包括更大的流速，并且其中，在第一径向位置处的每质量流率功率提取比在第二径向位置处的每质量流率功率提取大。13.根据权利要求10所述的涡轮机，其中，叶片的功率提取区域是基于第一径向位置处的流体流动和第二径向位置处的流体流动之间的期望的相对流速构造的。14.根据权利要求13所述的涡轮机，其中，功率提取区域是基于用于第一径向位置和第二径向位置的特定升阻比构造的。15.根据权利要求12所述的涡轮机，其中，每个特定升阻比是（i）停止之前的最大升阻比和（ii）选择的安全阈值之前的最大升阻比中的一个。16.根据权利要求10所述的涡轮机，其中，转子平面上的非一致流体速度分布是由涡轮机引起的。17.根据权利要求16所述的涡轮机，还包括涡轮机壳体，其中，转子平面上的非一致流动速度分布部分地由涡轮机壳体形成。18.根据权利要求17所述的涡轮机，其中，涡轮机壳体包括布置在转子下游并且向下2CN103597205A权利要求书2/4页游延伸的一个或多个混合装置。19.根据权利要求17所述的涡轮机，还包括在涡轮机壳体下游的喷射器壳体。20.根据权利要求19所述的涡轮机，其中，具有一个或多个混合装置的涡轮机壳体和喷射器壳体形成混合器-喷射器泵，并且其中，在转子平面处的非一致流动速度分布部分地由混合器-喷射器泵形成。21.根据权利要求16所述的涡轮机，还包括回旋轮叶阵列，其中，转子平面上的非一致