CN104160144A - 一种带有纵向和斜面螺纹刀片的交叉流涡轮机 - Google Patents

Abstract

一种结构性管道设备，包括用于流体的横流式涡轮机。所述涡轮机具有朝旋转方向倾斜的至少一个机翼式垂直叶片和至少一个机翼式螺旋叶片。所述管道设备包括内外壁，其中，内壁提供内部散流通道，该通道可装有涡轮机动力输出模块，管道外表面则影响流体流动方向，因此，若有至少两条管道，便可有助于形成无阻流机组。

Description

一种带有纵向和斜面螺纹刀片的交叉流涡轮机

技术领域

本发明涉及对提取流体能量的涡轮机的改进，尤其涉及对能够用于水下提取水流能量以及用于陆上提取风能的涡轮机的改进。

背景技术

任何对现有技术中方法、设备或文件的参考均不得视为证明或承认其构成公知常识或构成其一部分。

不同于其它再生能源，在使用涡轮机/发电机提取海水流能量的领域，尚没有成熟或优选技术。第一代卧式船用涡轮机类似于风力涡轮机，浸没在海水或河水中。图12展示了此种类型的涡轮机。然而，将此类风力发电机式设备从液体表面转移至流体密度超过830倍以上的海底却引发了长期存在的制造安装维修成本高等问题，这使该技术在商业运用上变得困难。

提取商业用海洋能量需要大型设备进行大面积扫流。由于转子采用了昂贵的高强度复合纤维材料进行制造，因此工程费用较高。该纤维材料受作用在转子上的直径通常为18米的轴向力影响。一台兆瓦级设备成本约为1000万美元。此外，此类设备通常安装在海底单极天线或其它基座上，因此只能在海底运作。

一种单向横流式的改良型船用涡轮机为提取流体能量提供了更好的解决方案。举例来说，“达里厄”横流式涡轮机是适用于海洋环境的一种已知设备，具有2个、3个、4个或更多水翼式垂直叶片。但此类型涡轮机也存在一些缺点。一是不能自行启动。另一缺点是该涡轮机存在转矩波动，易造成叶片偏斜和摇晃。

为克服其中一些缺点，开发了一种叫作“戈洛夫螺旋涡轮机”的新型涡轮机。此种涡轮机不再使用垂直型涡轮叶片，而是采用了机翼式螺旋叶片。但其不足之处在于，目前已发现通过支杆或其它装置连接至旋转轴的螺旋叶片偏斜、摇晃、无法正常工作或至少在水流中运作时效率低下。图11展示了此种类型的涡轮机。

船用涡轮机的缺点还包括，一般情况下无法消除转矩波动，进而降低了效率。

船用涡轮机的缺点还存在于将涡轮机的旋转运动转换成电能的动力输出组件。现有的动力输出组件通常与涡轮机分离。

船用涡轮机的缺点还包括，制造能承受水流中轴向力的涡轮机成本高且过程复杂。

现有的卧式和横流式涡轮机的缺点还包括，叶片制造过程复杂且成本高。

现有的用于海洋环境的卧式和横流式涡轮机的缺点还包括，此类涡轮机的中心轴会阻挡水流，进而降低涡轮机效率。

船用涡轮机的缺点还包括，现有的卧式和横流式涡轮机会因恶劣的海洋环境在海上试验中无法正常工作。

船用涡轮机的缺点还包括，将涡轮机使安装就位和移除涡轮机进行检查、维护或修理十分困难。

船用涡轮机的缺点还存在于为涡轮机提供结构式管道设备。

船用涡轮机的缺点还包括，提供的涡轮机组需满足，每个涡轮机的结构式管道设备能有助于将高速水流传送至相邻涡轮机。

英国碳信托(简称“信托”)在报告中称，下一代海洋能量提取设备必须证明具有在恶劣海洋环境中生存的能力，最好能够在海底至海面深度范围达60米的范围内运作。“信托”还指出，为使本领域资金投入行之有效，必须大力削减安装和操作成本，如此，电力供应才具有商业可行性。

本发明目的在于，提供一种提取流体能量的设备或方法，该设备或方法能克服至少一个或多个上述缺点、或提供一种市场商业选择。

发明内容

根据本发明第一方面，提供一种用于流体的横流式涡轮机，包括朝旋转方向倾斜的至少一个机翼式垂直叶片和至少一个机翼式螺旋叶片。

适当地，所述涡轮机还包括至少一个倾斜远离涡轮机旋转方向的螺旋叶片。

根据本发明第二方面，提供一种用于流体的横流式涡轮机，包括至少一个倾斜朝向涡轮机旋转方向的机翼式螺旋叶片和至少一个倾斜远离涡轮机旋转方向的螺旋叶片。

所述本发明第二方面中，垂直叶片可省。图4所示为非限制性实施例。

适当地，所述涡轮机还包括顶部和底部轮缘带。

所述涡轮机可包括中央旋转驱动轴。图1所示为非限制性实施例。

适当地，多个所述横流式涡轮机可操作连接同一驱动轴、或可操作连接多个驱动轴，其中，所述驱动轴连接至动力输出装置或其它能量提取装置。图5所示为非限制性实施例。

或者，所述涡轮机不包括中央驱动轴而包括多个外轴。图2所示为外轴的非限制性实施例。

适当地，所述涡轮机包括具有外壳模块的设备，所述涡轮机局部包括转子，所述外壳模块局部包括定子，如此，所述动力输出装置包括部分所述设备。图6所示为非限制性实施例。

适当地，结构式管道设备应能容纳所述涡轮机。所述设备可包括内外壁，其中，内壁提供内部散流通道，该通道可容纳所述涡轮机动力输出模块，管道外表面则影响流动方向，因此，若有至少两条管道，便可有助于形成无阻流机组。所述外管壁和内管壁间空隙可构成压载舱。

优选地，所述管道设备还包括矩形板，该矩形板连接所述管壁尾端并伸入所述管道侧的流体，以协助减小所述涡轮机后方的压力，进而增强性能。

适当地，所述管道设备包括机组或机系列的一部分。

所述机组可包括浮动机组，图25所示为其非限制性实施例。

流体可为空气或水，在本发明优选实施例中，所述涡轮机可用于水下，此时，流体为水流。

附图说明

以下通过详述本说明书的具体实施方式提供足够信息，使该领域技术人员能够更好地理解本发明的优选特征、实施例和变形，以执行本发明。本说明书具体实施方式不得视为对本发明的发明内容部分的范围造成任何限制。具体实施方式参考以下附图进行说明：

图1为一种具有机翼式螺旋和垂直叶片的横流式涡轮机转子。

图2为一种具有机翼式垂直和倾斜叶片的涡轮机的截面图。

图3为轮缘基体处垂直、向前和向后倾斜的机翼式螺旋叶片的截面详图。

图4为不包括中央旋转驱动轴的涡轮机。

图5为公共驱动轴上的多个堆叠式涡轮机模块。

图6为包括转子和定子组件的涡轮机设备。

图7为浸没式涡轮机动力输出模块。

图8为包括永磁体的涡轮机转子轮缘的顶视图。

图9为定子线圈盘的顶视图。

图10为所述转子轮缘和所述定子线圈盘的组装顶视图。

图11为现有技术下的戈洛夫螺旋涡轮机。

图12为现有技术下的船用涡轮机。

图13-18展示了所述涡轮机部分制造过程。

图19为具有支杆并装有机翼的涡轮机汽缸的平面图。

图20为结构式管道设备。

图21为图20中所述设备及其附近流体。

图22—25为适用于单向流体(河道水流)的管道机组。

图26为能随流体方向改变而偏航的浮动管道机组。

图27为固定桁架结构涡轮机组。

具体实施方式

图1所示为一种横流式涡轮机10的局部图，尤其展示了涡轮机转子11。所述转子11包括由轴承13支撑的用于旋转的中心轴12。所述转子11包括上方的顶部轮缘带14和下方的底部轮缘带15。永磁体18连接至所述顶部轮缘带14。下文将对这样设置的原因进行详细说明。所述转子11还包括机翼式垂直叶片16和机翼式螺旋叶片17。因此，所述转子同时包括垂直叶片16和螺旋叶片17。

所述转子11的尺寸可改变，以适应所需的涡轮机尺寸。作为非限制性实施例，根据设想，所述叶片16长度就小型涡轮机而言可为40cm，就大型高功率涡轮机而言，可为2m或更长。此外，根据设想，所述叶片宽度可为2—40cm，该宽度可根据需要改变。

该涡轮机从空气、水等流体中提取能量，适合在陆地上或浸没在河流、海洋或其它人造流体中运作。所述设备运转时有/无护罩。

相较于只有螺旋叶片或只有垂直叶片，所述多个具有顶部和底部轮缘带(14、15)的机翼式螺旋和垂直叶片(17、16)提供的刚度和强度更大。

此外，机翼式螺旋叶片和垂直叶片(17、16)的结合还减少了运作过程中产生的摇晃，有助于自启动所述设备并消除转矩力以使涡轮机高效运作。

通过将支杆或环状端板固定至所述顶部和底部轮缘带可获得更大的结构强度，其中，所述顶部和底部轮缘带连接的轴固定至中央旋转轴12。冲击机翼式涡轮机叶片的流体引起所述横流式涡轮机围绕所述中央旋转轴朝一个方向旋转，此时不考虑流动方向。

由于装有永磁体18，因而将所述涡轮机视为动力输出模块的转子组件。所述输出模块外壳包括发电机定子组件，下文将对此进行详细阐述。

或者，所述涡轮机连接至外部动力输出装置或泵。

优选使用塑料、复合纤维和/或金属或其它合适的材料将所述涡轮机制造成坚固的轻型设备，从而形成能够承受流体中轴向力的高强度刚性结构。

所述涡轮机根据需要装有轴承13和齿轮装置(未图示)，借助已知的合适装置为电网或其它终端用户提供动力。所述设备涂有一层合适的防护型船用涂料，并装有碎屑和海洋生物防护屏。

图2所示为一种具有至少一个倾斜朝向旋转方向的机翼式螺旋叶片20和至少一个倾斜远离涡轮机旋转方向的螺旋叶片21的横流式涡轮机19。向前和向后倾斜的螺旋叶片横切机翼式垂直叶片22且彼此横切，固定于所述顶部和底部轮缘带23、24，所述轮缘带装有支杆或环状端板26。

所述涡轮机类似于桁架构造，因为巩固汽缸结构的所述叶片的作用类似于桁架。所有机翼式叶片朝向一个方向，圆形前缘朝向所述旋转方向。

由于所述机翼圆形前缘所处位置能够提供提升力，所述机翼式叶片始终朝一个方向旋转。狭窄的尾缘可以减小阻力。

在流体应用中，所述涡轮机具有更多数量的叶片，通过使用现有的相同尺寸的能量提取设备提供大于可用值的转矩力。前叶片用于运作，各前叶片间的空隙足够允许流体抵达下游叶片，从而使这些叶片也能参与运作。叶片数量和所述设备强度可根据具体的场地条件进行更改。

本发明该实施例的另一不同之处在于，所述涡轮机不包括中心轴。所述中心轴通常用于横流式涡轮机，会对流体流动造成阻碍，进而降低涡轮机效率。在使用适当连接至所述涡轮机顶板和底板26或端部支杆的外轴25方面，所述涡轮机提供了多种配件。

图3为所述轮缘基体24处垂直22和倾斜20、21的机翼式螺旋叶片的截面详图。所述叶片在多个点处彼此横切，从而提供更大的刚度和强度。所述机翼方向引起所述涡轮机顺时针旋转，沿箭头方向103倾斜，此时不考虑流体流动方向。特别地，所述机翼20朝旋转方向倾斜，而所述翼面21倾斜远离旋转方向。

图4为本发明另一实施例，包括一种具有机翼式螺旋叶片但无任何垂直叶片的横流式涡轮机。所述涡轮机28包括顶部和底部轮缘带29，

其中，至少一个机翼式螺旋叶片30倾斜朝向涡轮机旋转方向以及顶轴和底轴27，至少一个螺旋叶片31倾斜远离旋转方向以及顶轴和底轴27。

所述涡轮机类似于上文所述涡轮机，除了一点，该涡轮机不具有机翼式垂直叶片。

无垂直机翼影响的所述多个螺旋叶片可能需要加强环或板(未图示)，具体地，若高速流体场所有要求，应使用加强环或板。

所述多个螺旋叶片的数量可根据所需的转矩或旋转速度增加或减少。所述叶片构造优选适应场地条件。

图5所示为连接至单出式中央驱动轴35的堆叠式涡轮机模块33、34(图中为2个)，所述中央驱动轴连接至动力输出装置36或其它合适的能量提取装置。所述堆叠式模块安置在基座上32，所述基座进一步安装在叶片表面31。

所述横流式涡轮机的堆叠式模块33、34基于连续的公共螺旋叶片排成一线，并且适当地，模块1底部和模块2顶部连接。

多个模块以此方式连接并固定至中心轴35。流体驱动所述涡轮机模块沿所述中心轴旋转，其中，所述中心轴连接至动力输出装置36。

所述模块可安装于模块外壳38内。

所述堆叠式模块在竖直和水平面上高效运行，运行时可有/无护罩，优选将其并列连接，以便构建无阻流机组。在实际海洋应用中，堆叠式模块适当地安放于水平面下方，并使用已知装置固定。不同于现有轴流式发电机，所述堆叠式模块在陆地上所需基座尺寸为最小且能使用低成本拉线37进行固定。

所述外壳底部优选通过已知合适装置装有枢轴接头，如此，所述外壳和所述涡轮机可根据需要升降。

图6-10为包括特殊设计的集成式动力输出模块的涡轮机组件。具体来说，所述涡轮机组件包括所述涡轮机和所述外壳，其中，所述涡轮机包括所述动力输出模块的转子，所述外壳包括所述动力输出模块的定子。换句话说，无需完全分离的动力输出模块。

所述横流式涡轮机40在动力输出模块41内旋转，电力通过输电电缆42进行传输。所述涡轮机40包括固定磁体18，因而能起到转子的作用。所述动力输出模块41上部包括线圈或初级绕组43，从而能起到定子的作用。若所述涡轮机40安装于模块41内部，则所述磁体18和定子线圈43部分包覆于外壳罩44内，所述外壳罩能防止转子磁体18和定子线圈43在所述模块41浸没于液体中时进水。

所述盖板(罩44)为端部开孔式，能在所述模块浸没于水或其它流体时截留空气，从而确保所述发电机效率不因水流引起的摩擦而降低。防止所述转子磁体和定子线圈进水限制了阻力，进而增大了发电机效率并有助于所述设备在水中的浮性。

所述罩44工作原理类似于潜水钟。使用可连接至空气压缩机等外部电源的进口/出口阀(未图示)可调节截留在所述发电机盖内的空气。

已知的密封式容器热传导流体系统(未图示)安装于所述发电机盖内，用于根据需要减少涡轮机旋转生成的热量。

所述涡轮机动力输出模块可作为无护罩设备或可容纳入管道中运作。所述模块可为中性浮力结构、或可连接至固定于锚定设备的容器、或可连接至承重基座或其它已知支撑装置。

图7为浸没环境中所述已组装涡轮机转子40和动力输出模块41。所述设备可通过连接至模块41上孔眼或类似附件46的电缆45固定于合适位置。截留于罩44内的空气可向所述设备提供浮力。

图8为图6中所示涡轮机转子轮缘的顶视图，尤其涉及连接至所述转子轮缘47的永磁体18。

图9为由定子线圈盘48支撑的绕组/线圈43的顶视图。

图10为所述转子轮缘上永磁体18和所述定子线圈盘48上绕组43的平面图。

图13-18介绍了一种能够以相对低成本的方式生产横流式涡轮机的方法。

所述涡轮机优选由切成适当涡轮机构造的平板50(见图13)制成，进而可使用较低成本材料以及降低成本和运行费用的更高效的制造方法。所述板材50(塑料、金属等)切割成具有顶带和底带52的螺旋17和垂直叶片形状16的样板。

所述涡轮机形状由钢铁、塑料、复合纤维、层压板、凯芙拉纤维或其它合适的坚固轻型板材等单块结构材料板材通过激光或水力切割而成。所述切割形状端部51固定(见图14)，形成适当连接并固定于顶部或底部的汽缸，构成图1所示涡轮机10的基础。

图15说明了一种特殊样板，该样板经切割、轧制并连接形成构成图2所示涡轮机基础的汽缸形状。图15中项目编号分别对应以下特征：顶部轮缘带形状(90)、垂直叶片形状(92)、前倾叶片形状(94)、后倾叶片形状(94)、底部轮缘带形状(96)。

多块可弯曲的激光切割板层压制成，集中固定形成十分坚固刚硬的汽缸，该汽缸为涡轮机核心部分(见图16)。或者，内外激光切割板轧制固定至夹在内外板之间的垫块，所述内外板在内外周适当密封。

如此，内外板之间形成空隙，有利于使所述汽缸作为一次性模型使用，所述模型装满复合纤维和树脂，形成坚固刚硬的汽缸，构成涡轮机核心部分(见图17)。

激光切割机翼形状由切割所述汽缸形状剩余的废弃物切割而来，用于形成水翼形状，该形状适当固定至所述汽缸叶片形状上(见图18)。图19为围绕所述汽缸设置、具有支杆104和四片机翼102的图18所示类型涡轮机汽缸100的平面图。

由于机翼形状固定至所述汽缸叶片形状，低成本挤压和/或注塑、热或真空成型塑料、橡胶或其它合适的材料组分同样适用。

需要不止一块板材的较大尺寸涡轮机具有类似的制造过程，除了所述材料由多块板切割而成多个部分，当所述多个部分接合在一起，包括一个汽缸形状，所述汽缸形状适当连接或层压，或装满复合纤维，此时，机翼形状连接形成前文所述涡轮机。

装有机翼形状和磁体的汽缸适当固定至中心轴，以构成横流式涡轮机。

可弯曲的切割板材在端部轧制连接，形成加固型汽缸形状。所述轧制汽缸配有附加板材层，以增强所述汽缸轻度和刚度。所述附加材料层层压制成或以其它方式适当固定至汽缸。

层压或树脂填充式汽缸叶片形状可装有机翼形状。

本申请优选形状的一部分来自美国国家航空咨询委员会(NACA)规定的机翼形状或其它合适形状，所述优选形状适当固定至所述汽缸层压叶片两侧。该涡轮机制造法允许使用低成本挤压、注塑、热或真空成型或激光/水力切割的机翼形状。复合纤维成型形状还可固定至叶片。

所述涡轮机的多个垂直和螺旋叶片具有不同的攻角读数，有利于提供时机改变水翼形状。可根据需要改变叶片形状，以增大提升力或阻力，同时缓和涡轮机旋转。所述机翼式叶片强度优选在涡轮机内改变。已知的用于增大速度、转矩或减小摇晃和/或空化或协助涡轮机自启动的各种形状可组合使用，以提供最佳性能。

图20-25为内部可容纳涡轮机模块的结构式管道设备。首先参照图20、21，所述设备54包括涡轮机动力输出模块55，该模块可从所述设备插入并移除。所述模块55前设有某种形式的阻隔屏56，以防止固体碎屑物进入损坏所述涡轮机。

所述设备包括内壁57和外壁58，具有内流通道59。所述涡轮机模块55安装在所述通道59内所述设备前，如此，流经所述涡轮机模块55的水能流入所述通道59。

所述设备外壁58影响流动方向，因此，无阻流机组优选配有至少两条管道(如见图22)。

所述内外管壁之间的空隙构成压载舱60，所述压载舱同样为装在所述内管流通道中的涡轮机动力输出装置提供更多保护。

所述管道59充当散流器，在出口61处较宽，进而流速会因文丘里效应增加。矩形端/侧板62连接所述管壁两个尾端并伸入所述管道侧的流体，以协助减小所述涡轮机后方的压力，进而增强性能。

所述内外管壁之间的空隙通过结构件63加以巩固，形成起到压载舱作用的密封舱，该密封舱可装满重型材料以协助固定所述设备，或根据需要充满压缩空气用于漂浮操作。

所述外管壁58有利于挡住流体并使其转向(见图20中箭头64)，进而流体能以更高流速导入其它下游管道。

所述管道容纳所述横流式涡轮机动力输出模块55，所述模块接入所述设备并适当固定，如此，所述模块根据需要容易安装和取出。该设置有利于允许在维护周期内或发生灾难性故障时进行简单低成本的安装和模块替换。所述管道设备54包括内部散流器形状的流道59，所述涡轮机模块安装在狭窄的进口处。

所述设备充当加权设备。所述设备包括罩有外管道的内部散流管道。管道间空腔用于提供混凝土、岩石或沙袋等压仓的重型密致材料，以协助将所述设备固定至海床。结构性支撑件和高强度材料(钢板、成型混凝土等)的外管增强了所述设备承受水流强大轴向力和恶劣海洋环境的能力。该设置减少了安装成本，因为所述管道可漂浮拖至现场。所述管道可于现场装入配重，进而能浸没至指定位置。所述管道可视情况连接至另外的已知重力基座锚定设备。

所述设备还可充当浮具，其中，所述管道舱密封以构成浮力舱，所述浮力舱可通过外部泵或压缩机泵送，使舱内充满压缩空气或水、沙砾或其它合适材料，以实现理想的中性深度。外罩使所述设备更加完整，使其更好地适应恶劣的海洋环境。

多个此类设备(管道设备)54可设置成一列，形成无阻流机组。

由密度大于水密度的混凝土等重型材料或其它合适材料制成的管道设备54重量应适宜，以使所述设备成组永久性固定在海床上。

此类管道机组将一直留在海底，直到其停止使用。只有可交换的涡轮机动力输出模块可根据需要在项目生命周期内移除进行维修或更换。

舱室管道外侧壁使水流转向下游。转向的水流方便导入其它下游涡轮机管道机组。构成管道机组的多个承重管道54阻挡了水流，进而主导管将水流导入下游管道，潜在地增快了水流速度。图22、23、24中对此有所说明。

一排排依次连接的导管构成了一个高效的较低成本的能量提取场所。

具体参照图22，描述了包括三台管道设备54的管道机组66，所述机组适用于单向流体，该单向流体可能出现在河流中。箭头表明的是水流方向。

流体进入所述涡轮机进口67，流过所述涡轮机，使其旋转并发电。所述外管壁使外表面边沿的流体68转向下游进入其它涡轮机管道，这些涡轮机管道适当设置在转向流体的内部。

下游管道的设置应允许流体流过管道，进而多个管道内的障碍流不会堵塞或挡住流体，但应有足够空隙或缺口促进管道间的流体流动。

至少两个或多个涡轮机管道的机组构造为流体能量提取提供了高效的无阻流机组。

图23、24说明了更加复杂的管道设备54机组。

图25为本发明另一实施例，包括多个安装在碎屑遮蔽的71桁架结构70内的涡轮机管道设备54，构成了浮动机组。(为一目了然，省略顶板)。

多个舱室管道54可由轻型材料制成，以构成能量提取机组。所述轻型涡轮机管道机组54安装于桁架结构70内部，其中，所述桁架结构起到中性浮具的作用，通过孔眼72固定至承重锚定设备(未图示)，如此，所述结构随着流向改变而偏航或固定至承重锚定设备、基座、分层支撑结构或其它支撑装置。

图26为图25中所示浮动机组73，该机组固定至承重锚定设备74并随着流向改变而偏航。

图27为固定至海床上的已知基座锚定设备的桁架结构涡轮机组。所述机组还可固定至敞开式分层结构，以获取流体在不同深度的能量。其它已知的适用于中性浮具的安装和锚定系统同样适用，如安装在浮箱、其它容器和其它已知支撑装置下方。

根据相关法律，本发明所述情况仅针对结构或方法特征。术语“包括”及类似说法，如“包括”和“由…组成”的用法在全篇均为包含性质，但不排斥任何其它特征。需了解的是，由于本发明所述的方式仅包括使本发明有效的优选形式，因此本发明并不限于所示或所述的具体特征。因此，该领域技术人员所能进行适当解释的附加权利要求书适当范围的形式或改型均包含在本发明的保护范围内。

在整个说明书和权利要求书(若有)中，除非上下文另有要求，否则“大体上”或“关于”将理解为不限于术语限定的范围值。

本发明任一实施例仅用于说明，不对本发明进行限制。因此，应了解的是，在不背离本发明精神和范围的条件下，可对上述任一实施例进行各种其它的改变和修改。

Claims (13)

1.一种用于流体的横流式涡轮机，包括朝旋转方向倾斜的至少一个机翼式垂直叶片和至少一个机翼式螺旋叶片。

2.根据权利要求1所述的涡轮机，包括至少一个倾斜远离涡轮机旋转方向的螺旋叶片。

3.一种用于流体的横流式涡轮机，包括至少一个倾斜朝向涡轮机旋转方向的机翼式螺旋叶片和至少一个倾斜远离涡轮机旋转方向的螺旋叶片。

4.根据权利要求3所述的涡轮机，不包括垂直叶片。

5.根据上述权利要求中任一项所述的涡轮机，包括顶部和底部轮缘带。

6.根据上述权利要求中任一项所述的涡轮机，包括中央旋转驱动轴。

7.根据上述权利要求中任一项所述的多个涡轮机，可操作连接同一驱动轴、或可操作连接多个驱动轴，其中，所述驱动轴连接至动力输出装置或其它能量提取装置。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的涡轮机，包括外轴。

9.根据上述权利要求中任一项所述的涡轮机，包括具有外壳模块的设备，所述涡轮机局部包括转子，所述外壳模块局部包括定子，如此，所述动力输出装置包括部分所述设备。

10.一种结构性管道设备，包括根据上述权利要求中任一项所述的涡轮机。

11.根据权利要求10所述的管道设备，包括内外壁，其中，内壁提供内部散流通道，该通道可装有所述涡轮机动力输出模块，管道外表面则影响流动方向，因此，若有至少两条管道，便可有助于形成无阻流机组。

12.根据权利要求11所述的管道设备，还包括矩形板，该矩形板连接所述管壁尾端并伸入所述管道侧的流体，以协助减小所述涡轮机后方的压力，进而增强性能。

13.一种机组或机系列，包括至少一台权利要求10至12中任一项所述的管道设备。