CN106795856B - 具有分流器的涡轮机及用于涡轮机的分流器 - Google Patents

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Abstract

具有分流器(2)的涡轮机(1)包括支撑框架(25)、叶轮(3)、主流分流器(2)和辅助分流器(13),其中支撑框架适于锚固到固定或可移动结构,叶轮围绕旋转轴线(R)可旋转地安装到支撑框架(25)并且具有用于流动的前入口部分和多个叶片(4、4'、4”、...),多个叶片适于与前入口部分对应地在推动位置与前进位置之间根据由流动而产生的旋转来连续移动,主流分流器适于锚固到支撑框架(25)并且具有周壁(7),周壁适于至少部分地相对于所述流动遮挡前入口部分,辅助分流器从面对多个叶片中在前进位置中的一个或多个叶片(4')的第一部分(14)延伸到在面对所述多个叶片中在推动位置中的一个或多个叶片(4)的第二部分(15)。辅助分流器(13)包括多个基本曲线的管道(16),多个基本曲线的管道沿着基本上径向的方式并排,每个管道(16)具有面对前进位置中的叶片(4')的第一开口端(16')和放置成与输送管道(8)对应的第二开口端(16”、16”')。

Description

具有分流器的涡轮机及用于涡轮机的分流器
技术领域
本发明涉及用于从可再生能源回收能量的装置的技术领域,特别是涉及提供有用于加速流动并增加扭矩的分流器的涡轮机(用于风力应用或与水或其它液体或流体使用的涡轮机。本发明还涉及适于与涡轮机联接的分流器。
背景技术
在微风应用的背景下,竖直轴涡轮机的使用越来越普遍,因为这种解决方案允许获得尽管不高的功率但足以覆盖住房或商业和工业结构的平均能量需求的至少一部分,同时保持小的负担。
在这个领域中已知各种型号的涡轮机,它们通常为叶片的数量和形状彼此不同,但是通常由可旋转地安装在固定支撑件上并连接到发电机上的旋转体构成。
反过来,旋转体包括中心轴,该中心轴连接到发电机的轴或者限定这种轴,并且设置有具有成形轮廓的两个或更多个叶片,该叶片典型地具有竖直延伸轴线的螺旋形,以拦截风并使整个旋转体旋转。
Darrieus和Savonius涡轮机是非常常见的涡轮机类型,后者包括具有相同截面的两个或更多个叶片,以确保旋转期间的周期性行为。
叶片被成型为在一定的扭矩范围内使得它们中的每个相对于流动交替地处于进给状态,然后处于推动或返回阶段。
这种叶片的使用除了相对便宜之外,还受到尺寸减小,噪声水平有限和低浪涌功率的青睐,因此即使在低风下也能实现明显的功率生产。
然而,已知的微型风力涡轮机的特征在于低效率,例如对于Savonius类型的普通叶片而言例如在0.10和0.15之间。
新的解决方案主要是为了优化叶片的特征,试图提高其空气动力学效率,尽管从理论上可以看出,一旦已设定涡轮机的速度和前表面,则存在着可以从风中提取功率的最大限制。
为了克服这些缺点,然后想到涉及在叶片处于返回位置的部分处的对于叶轮具有障碍物功能的分流器。
这种分流器的目的是减小在返回位置作用在叶片上的压力,从而增加由作用在进给的叶片上的力与作用在返回叶片上的力之间的差异给出的总扭矩。
在Mohamed等人的“使用阻挡返回叶片的障碍物的修改的Savonius涡轮机的最佳叶片形状”和Mohamed等人的“使用阻挡返回叶片的障碍物的Savonius涡轮机的优化”中描述了这种解决方案的实例。这些解决方案虽然在性能方面提供了一个普遍的改进,但输出功率的值比传统Savonius涡轮机的平均值高出30%,但并不令人满意,并被证明是可以改进的。
US2011/0006542公开了一种Savonius型涡轮机,其在一些具体实施方式中涉及与在涡轮机周边放置以相对于其自由旋转的分流器。
分流器具有输送管道朝向进给叶片的流动,该管道被成形为朝向涡轮机收敛,并产生靠近叶轮的适于加速流动的变窄。
特别地,在第一配置中,输送管道在一侧由收敛的平坦壁限定,所述收敛的平坦壁的端部具有以与由进给叶片限定的理想周长相切的方式定位的凹陷区域。
从相反的一侧,管道具有凹壁,该凹壁成形为限定具有涡轮机的结构的尖点以及具有与其基本上垂直于流动输入方向的端部相对应的切线。
在第二实施方式中,凹壁被朝着入口部分收敛的另外的平坦壁代替。
两个这样的实施方式的主要缺点由以下事实表示:输入流动以不渐进的方式冲击分流器的壁,由此限定涉及其动能的减少的流体的压缩区域,而且还产生降低其效率的微湍流现象。
另外的缺点是由如下事实表示,即,分流器完全覆盖进给叶片从而防止在相同的进给叶片上利用进入的流动的工作来进一步增加扭矩。
在一些实施方式中仍存在这另一中缺陷,即,限定用于叶片的真实空气动力学制动器的完整区域的存在以及也非正的后延伸件的存在。
GB2475843公开了具有水平轴线的风力涡轮机,其中叶轮被半圆柱形定子部分地包围,该半圆柱形定子允许在传送未被推动位置中的叶片拦截的流动以将其返回到进给叶片。
由于流体与定子的壁的冲击引起的升力损失,所以这种解决方案似乎是非效率的。
发明内容
本发明的目的在于通过提供具有高效率且相对便宜的分流器的涡轮机来克服上述缺点。
特别的目的在于提供特别有效、可靠且耐用的涡轮机,其具有减小的尺寸以用于微风、微水力和其它应用,特别是非工业应用中。
特别的目的在于提供具有分流器的涡轮机,其允许以更高的自旋数和更高的功率系数来移动涡轮机的运行速度。另一个目的在于提供具有分流器的涡轮机,其还允许回收从进给叶片排出的流动以将其重新定向到推动叶片,以便甚至在相对较小的流速下进一步提高涡轮机效率。
另一个目的在于提供用于涡轮机的分流器,其允许在不使用齿轮箱的情况下增加涡轮机的旋转数,从而简化发电机叶片组件并降低制造和维护成本。
特别的目的在于提供用于涡轮机的分流器,其允许减小涡轮机的最小启动速度。
特别的目的在于提供分流器,其可联接到任何类型的涡轮机,如风力涡轮机或用于微风应用的涡轮机,诸如竖直轴涡轮机或用于水应用或用于微液压应用的涡轮机,或甚至用于流体流动的涡轮机,这允许增加与其相关联的涡轮机的整体效率。
另一个目的在于提供用于涡轮机的分流器,其允许修改现有涡轮机以提高其效率并且获得特别有利的功率/成本比。
这些目的以及下文将更清楚地显示的其它目的根据权利要求1所述的具有分流器的涡轮机实现,其包括:支撑框架,适于锚固到固定或可移动结构;叶轮,围绕旋转轴线可旋转地安装到所述支撑框架上并且具有用于流动的入口前部和多个叶片,多个叶片适于与所述前部对应地在推动位置与前进位置之间根据流动而产生的旋转来以连续的方式移动;主流分流器,适于锚固到所述支撑框架并且具有周壁,周壁适于至少部分地相对于所述流动遮挡所述前入口部分;辅助分流器,从面对所述多个叶片中的在所述前进位置中的一个或多个叶片的第一部分延伸到面对所述多个叶片中在所述推动位置中的一个或多个叶片的第二部分。
辅助分流器包括多个基本曲线的管道,沿着基本上径向的方式并排,所述多个基本曲线的管道中的每个具有面对所述多个叶片中在所述前进位置中的叶片的第一开口端和定位成与所述输送管道对应的第二开口端。
除了从主分流器进入的流体产生的扭矩的增加以外,特征的这种组合还将通过辅助分流器从发送到叶片的流中给出额外的贡献。
在第一配置中,所述曲线管道将适于至少部分地将所述工作流体从所述流动的所述第一入口部分返回所述第二输出部分,以允许从所述进给叶片返回的流体经由所述第一端部进入并经由所述第二端部向所述推动叶片进给,以增加由所述叶轮上的流动产生的扭矩。
这将使得能够恢复发送到叶片的流动的至少一部分,并且利用进给叶片的运动以产生被引导到推动叶片的额外的流动。
返回管道的曲线形状还将允许减少辅助分流器内部的紊流现象,从而增加每个管道的流体输出速度。
根据可选实施方式,所述曲线管道可以适于允许流体从所述第二部分的进入以及经由所述第一部分和所述第一端部至前进位置中的所述叶片的传输。
通过这种方式,将能够直接冲击叶片的流体不仅引导到推动位置中的叶片,而且可以引导到前进位置中的叶片,从而避免叶轮存在被动作用的部分。
方便地,涡轮机可以包括侧输送器,侧输送相对于所述主分流器与所述辅助分流器相反并且具有面对前进位置中的相应的叶片的输出。
通过这种方式,流体将在大量前进叶片上进行,从而进一步增加扭矩,并因此进一步提高可产生的功率。
有利地,输送管道将朝向出口端口收敛,以限制朝向所述叶轮流动的通道部分并增加流体的速度。此外,所述输送管道可以包括彼此面对并朝着出口端口收敛的第一和第二侧面偏转壁。
所述第一壁可以是基本上平坦的或稍微凹入的,而所述第二壁可以具有朝向内部或外部的凸起,其输出边缘相对于所述旋转轴线径向偏移和分散,以允许进入的流动也至少部分地投入前进位置中的叶片。
输送管道的具体配置将避免导致流体可能产生由于压缩而引起的动能损失以及可能发生湍流状态的过多的冲击区域。
相反,偏转壁的弯曲轮廓的存在允许伴随流朝向进给叶片的流动,消除偏转壁的轮廓与叶片的轮廓之间的任何单个尖点,并且消除在壁上产生流体的现有技术压缩区域的涡轮机能形成湍流运动的区域。
偏转壁的定位不对准叶片的旋转中心并相对于叶轮径向偏移以便露出进给叶片的一部分允许在进给叶片上具有拉动作用,从而进一步产生扭矩的增加。应注意,在不存在辅助分流器的情况下,可以有利地实现设置有具有该特定配置的输送管道的分流器。
根据本发明的另一方面,提供了上述类型且具有用于可旋转地连接到涡轮机的装置的分流器。
通过这种方式,将能够将根据本发明的设置有输送管道和/或辅助分流器的分流器连接到任何预先存在的涡轮机,以便修改并增加其功率/成本比。
本发明的有利形式根据从属权利要求而获得。
附图说明
根据本发明的具有分流器的涡轮机的优选但非排他性的实施方式的详细描述,本发明的其它特征和优点将变得更加明显,这些实施方式借助附图以非限制性示例的方式示出,在附图中:
图1是第一优选实施方式中的本发明的涡轮机的示意性剖视图;
图2是图1的涡轮机的第一变型的示意性剖视图;
图3是图1的涡轮机的第二变型的示意性剖视图;
图4是图1的涡轮机的第三变体的示意性剖视图;
图5是第二优选实施方式中的涡轮机的示意性剖视图;
图6是第三优选实施方式中的涡轮机的示意性剖视图;
图7是图6的涡轮机的第一变型的示意性剖视图;
图8是图6的涡轮机的第二变型的示意性剖视图;
图9是第四优选实施方式中的涡轮机的示意性剖视图;
图10是图9的涡轮机的正视图;
图11是图9的涡轮机的俯视图;
图12是图9的涡轮机的剖视图;
图13是根据第五优选实施方式的设置有分流器的涡轮机的立体图。
具体实施方式
参考附图,示出了设置有分流器的涡轮机,根据第一类型的应用的这种涡轮机可以在家庭应用中或在商业和工业用途的小型场所中以优选但不限于的方式使用,特别是用于微风或微型水电应用。
然而,根据本发明的涡轮机也可以通过浸没在管道或水管道中以及用于从河流或海洋水流、潮汐能等进行能量回收的系统中获得应用,这也将在下文中说明。图1示意性地示出了根据本发明的涡轮机(其总体由1表示)的第一优选但非排他的配置,其基本上包括主分流器2和可旋转地围绕支撑框架(未在附图中示出)的中心旋转轴线R安装的叶轮3,其可以依次锚固到固定或可移动的结构(也未示出)。
通过已知的方式,叶轮3将具有彼此成一体的多个叶片(推动叶片4、进给叶片4'、叶片4”、后叶片4”'),以在流体的作用下旋转,从而使得至少一个推动叶片4不时地处于与设计为用于流动进入的前部相关的位置中,即,主流投入的位置中(其进给方向由箭头指示),进而产生中心轴线R的旋转。
同时,一个或多个进给叶片4'将处于前进位置中,即,它们不被主流直接撞击的位置中。
叶片(推动叶片4、进给叶片4'、叶片4”、后叶片4”')可以由具有中心杆5的适当形状的单体相互分离或限定,中心杆5限定旋转轴线R,并且凹形表面6、6'、6”从中心杆5延伸以生成适于产生叶轮3的旋转的扭矩,其中凹形表面6、6'、6”的流动作用在推动阶段中。
分流器2将通过合适的连接装置通过固定或可移动的方式锚固到支撑框架,这也未在附图中示出。
在特定配置中,连接装置将是旋转型的,以允许分流器2围绕与叶轮3的旋转轴线R同轴的中心轴线C通过相对于后者独立的方式旋转。
对于一些应用,例如在涡轮机1通过浸入水管中进行操作的情况下,例如在所谓的微型液压应用中,分流器2可以通过固定的方式连接到涡轮机1的框架或直接连接到外部支撑结构,从而根据主流方向拦截流动。
分流器2将包括支撑框架(未示出),其将设置有可能是旋转式的上述连接装置以及对于叶轮3周向地延伸的周壁7,以便至少部分地闭塞前部。
优选地,侧壁7将具有比叶轮3的叶片(推动叶片4、进给叶片4'、叶片4”、后叶片4”')的轴向尺寸更大的轴向延伸,以允许加速流动完全投入这些后者,并确保在叶轮3的整体轴向发展上方的均匀作用。周壁7包括适于将工作流体朝向叶轮3输送的主输送管道8。主输送管道8具有用于流体的外部入口端口9和面向叶轮3的推动叶片4的内部出口端10,叶轮3又定位在用于输送其加速流体的推动位置中。
主输送管道8将优选地延伸为用于周壁7的整个轴向发展,并且将具有面向彼此并且朝向中心轴线C收敛的边缘11、12,以将流动的通道部分限制到叶轮3的推动叶片4并且增加其速度并因此增加旋转数。
在提供为用于可旋转和独立连接的装置的情况下,这种装置可以被适当地设计成允许分流器2总是处于最佳操作位置中,以总是使得流体朝向叶轮3的最大流动,其中,最佳操作位置与流动的出口端10的前端是相对于主流方向的正面和轴向对齐的位置对应。
如附图中所示,周壁7的其余部分可以是部分地或完全关闭的或完全打开的。
分流器2还包括辅助分流器13,辅助分流器13从与进给叶片4'面对的第一入口部分14延伸到与主输送管道8流体连通的第二出口部分15。
在该第一配置中,辅助分流器13适于至少部分地使将朝向推动位置中的推动叶片4撞击进给叶片4'的工作流体返回,以便利用更大量的流体并进一步增加由叶轮3上的流动产生的扭矩。
辅助分流器13适当地由流体的多个返回管道(总是由16表示)形成,每个返回管道具有第一开口端16'和第二开口端16”,第一开口端16'面向前进位置中的进给叶片4'并且能够允许从相同的进给叶片4'的返回,并且第二开口端16”与主输送管道8对应地放置。
然后,返回管道16的第二开口端16”将适于将流体返回到主输送管道8,以返回到推动位置中的推动叶片4上。
返回管道16基本上是曲线的,沿着基本上径向的方向相互并排,并且优选地朝着第二出口部分15变窄以增加流速。
返回管道16的曲率半径r可以是任何值,而没有任何特别限制,并且优选地不太窄,中心角大于45°,以避免流体在可能开始湍流运动时的压缩现象的发生。与图1相同,观察到主输送管道8包括第一侧壁17和第二偏转侧壁18,第一侧壁17和第二偏转侧壁18彼此面对并且朝向出口端10收敛以便获得流动的加速度。
第一侧壁17基本上是平坦的,并且相对于通过中心轴线C并且基本上平行于主流的输入方向的中间平面π具有处于10°与35°之间的最大角度α,以便不产生流体的压缩区域。
反过来,第二偏转侧壁18具有向外指向的凸度以及与其出口边缘12相对应地减小的角度β,以便再次避免流体的压缩。
此外,第二偏转侧壁18的出口边缘12将径向交错并偏离旋转轴线R,由此使得主输送管道8的出口端10比叶轮3的半径更宽,以允许进入叶轮3的流动也至少部分地投入到前进位置中的进给叶片4'。
图2示出了图1的涡轮机1的特定变型,其中主输送管道8具有更大的收敛以限定更大的变窄并增加流动的加速度的作用,而返回管道16又表现出更加凸显的曲率。
在上述两种变型中,观察到返回管道16的第二出口部分15与主输送管道8流体连通。
特别地,返回管道16的第二开口端16”直接打开到主输送管道8中。
图3示出了上述涡轮机1的第二变型,但是与其不同之处在于限定现在具有双曲率的辅助分流器13的返回管道16的不同形式,以及叶轮3的形状,但不限制本发明的保护范围。
在该配置中,辅助分流器13以及相应的返回管道16不直接与主输送管道8流体连通地布置,而是由返回管道16的第二开口端16”限定的第二出口部分15面向推动位置中的推动叶片4以将回收的流直接发送到其中以保持它们与主流基本分离。
此外,第二偏转侧壁18完全覆盖前进位置中的进给叶片4'。
图4示出了先前配置的变型,其中第二侧壁18具有向外凹入的端部18'以转移主流并促进侧流的进入。
图5示出了根据本发明的涡轮机1的第三配置,其具有由具有凸形轮廓和相对小的直径的多个叶片(推动叶片4、进给叶片4'、叶片4”、后叶片4”')形成的叶轮3的另外的配置,以在前进阶段具有减小的摩擦,并且其中主输送管道8具有在推动位置中的推动叶片4的承载部分上的相对窄的出口端10以显着地增加流速。
图6示出了涡轮机1的第四配置,其中辅助分流器13适于拦截主流并允许其进入管道16,以经由第一入口部分14和曲线管道16的第一开口端16'将其从第二出口部分15输送到前进位置中的进给叶片4'。
还存在着侧输送管道33,侧输送管道33与分流器2与辅助分流器13相对设置并且具有基本上靠近主输送管道8的输入部分的入口34和面向前进位置中的另外的叶片4”(特别是远离推动位置移动的叶片4”)的出口35。
主输送管道8、返回管道16的尺寸使得用于流动的相应入口边缘36相对于沿着从主输送管道8到外部弯曲的返回管道16的方向减小的旋转轴线R具有一定距离。
通过这种方式,每个返回管道16可以利用与输入边缘36对应而地生成的流动的速度增加的效果。
图7示出了该最后配置的第一变型,其中适于接收由后叶片4”'产生的流动的侧向返回管道37与侧输送管道33径向相反,以使其通向前进位置中的进给叶片4'。
输入边缘36被示出为具有不减小的距离,但是仍然可以如图6中所示地配置。
图8示出了图7的变型,主要区别在于推动叶片4、进给叶片4'的更大的曲率半径。
图9以局部方式示出了根据本发明的涡轮机1的第五配置,其设置有叶轮3,叶轮3在图中是螺旋萨沃纽斯型但是也可以不同,并且分流器2的辅助分流器13未示出。
在该图中,还应注意到,叶轮3在轴向端部处被将叶轮3连接到支撑框架的上盘19和下盘20封闭。
特别地,在该配置中,以及在图1的配置中,分流器2可以或可以不配备辅助分流器13,因为主输送管道8的特定配置仍将允许获得增加扭矩的有利效果,因为侧偏转壁17、18上的流体的压缩区域也将减小进给叶片4'上的上述牵引效果。
在该图中,主输送管道8设置有锚固框架21,锚固框架21具有用于两个偏转侧壁17、18的刚性连接的基本上平坦的上横向元件22和下横向元件23。
同样在这种情况下,第二侧壁18将被定尺寸为在沿着流体的朝向叶轮3的入口方向露出前进位置中的进给叶片4'的至少一部分,如能够从图10观察到,甚至在图11和图12中更清楚地观察到。
从这些最后的图中还应注意到,两个偏转壁17、18基本上是具有较高的曲率半径r'、r”的凹形的,以避免压缩区域。
第二偏转壁18还具有前附件24,前附件24的目的是从流动阻断进给叶片4'的后部。
同样在这种情况下,分流器2可通过固定或可旋转的连接装置直接连接到涡轮机1的框架或外部支撑结构。
图13示出了设置有分流器2的涡轮机1的第六配置,其可以包括或者更少辅助分流器13,正如图中所示。
在该图中,更详细地示出了用于将分流器2锚定到涡轮机1的框架25的框架21,框架25将设置有轴杆5,轴杆5将下盘20连接到发电机(图中不可见)的轴,以用于将动能转换为电能。
作为示例,连接装置27将是旋转型的,例如具有滚子轴承、球或类似物,这将允许可旋转地安装在支撑件5的杆上。
此外,在下盘20的下方,锚定笼28将被布置并设置有上述连接轴承装置27,并且其中安装有分流器2,分流器2将被周向地放置在发电机上,以便使其始终可以进行任何维护操作。
此外,在这种配置中,主输送管道8将在其内部容纳多个偏转元件29,每个偏转元件29具有相应翼型的至少部分彼此重叠并且径向交错的层状或成型体。
这些额外的层状或成型体29的主要任务是转移当前的管线并减慢朝向前进位置中的进给叶片4'的流动,以减小作用在其上的流动的静压力,从而增加总扭矩。
根据所示的配置,层状体29将彼此基本相似,相应的部分各自具有翼型件,翼型件具有凹形外边缘和凸形内边缘。
还应注意的是,层状体29中的一个将具有尖端连接的一对凹形外边缘和内平面边缘,以使得每个外边缘被布置在与两个相邻的层状体的对应的外边缘平行的位置中,以产生相应的空气喷射通道30,该空气喷射通道30在未示出的配置中可有可能地被放置成与主输送管道8流体连通,以将由进给叶片4'排出的流体返回到推动叶片4。
框架21还将包括翼型件31,用于定向和稳定与上盘形壁32一体的流动,该上盘形壁32在由叶轮3产生的流动不被投入的位置中加入偏转壁17、18。
翼型件31的主要功能将是根据流体流动的主要方向促进分流器2的旋转,以使进口9与其对准,从而保持轴向对准,以便最大化影响推动位置中的推动叶片4的流动的速度增加的效果。
除了与方向舵相当的功能之外,翼型件31将具有产生与由框架21上的层状体29产生的力矩相反的力矩的作用,以与主流方向对应地抵抗其旋转并保持入口9的稳定性。
当框架21处于平衡状态时,翼型件31将被成形为相对于流动没有零入射,例如相对于主流方向处于5°与45°之间的角度范围内,从而允许分流器2被定向为与主流方向始终保持轴心。
当然,翼型件31可以是不同的配置,例如可以是风车类型的铰接体。
此外,可以提供制动器(未示出),其功能将是限制分流器2的角速度,通过这种方式使其不以不受控制的方式旋转,从而避免在阵风的情况下的高频振荡,并且减少作用在分流器本身上的结构负载。
如各种配置中所描述的分流器2可以通过对其配置的适当调整而应用于具有竖直轴线的任何风力涡轮机,然而,其配置基本上是结构性的并且不改变操作,也不改变用于本发明的保护范围的限定的基本要素。
根据本发明的分流器2可以同样地安装在任何涡轮机上,而不一定是风力涡轮机,并且可能布置成与液体或其它气态流体一起操作。
当然,在涡轮机不具有竖直轴的情况下,分流器2仍将被设计成布置为至少部分地用基本上彼此平行的相应的旋转轴线C、R将其叶轮3包围着,并且其操作将等同于上述。
从上方可以明显看出,根据本发明的涡轮机和分流器达到了预期的目标,并且特别地允许将涡轮机的最大自旋数量增加到最高速度,同时降低了起动机所需的流体流动的最小速度。
根据本发明的分流器和涡轮机可具有许多修改和变化,所有这些均落在所附权利要求书中表达的发明构思内。在不脱离本发明的范围的情况下,所有细节可由其它技术上等同的元件代替,并且材料可根据需要而不同。
即使已经特别参考附图描述了分流器和涡轮机,说明书和权利要求书中使用的附图标记也可用于改进本发明的智能,并不构成所要求的范围的任何限制。

Claims (14)

1.一种具有分流器的涡轮机(1),包括:
支撑框架(25),适于锚固到固定或可移动结构;
叶轮(3),围绕旋转轴线(R)可旋转地安装到所述支撑框架(25)并且具有用于流动的前入口部分和多个叶片,所述多个叶片适于与所述前入口部分对应地在推动位置与前进位置之间根据流动而产生的旋转来连续移动;
主分流器(2),适于锚固到所述支撑框架(25)并且具有周壁(7),所述周壁适于至少部分地相对于所述流动遮挡所述前入口部分;
辅助分流器(13),从面对所述多个叶片中的在所述前进位置中的一个或多个进给叶片(4')的第一入口部分(14)延伸到面对所述多个叶片中在所述推动位置中的一个或多个推动叶片(4)的第二出口部分(15);
其特征在于,所述辅助分流器(13)包括:
多个曲线管道(16),沿着径向的方式并排,所述多个曲线管道中的每个具有面对所述多个叶片中在所述前进位置中的进给叶片(4')的第一开口端(16')和放置成与主输送管道(8)对应的第二开口端(16”、16”')。
2.根据权利要求1所述的涡轮机,其特征在于,所述曲线管道(16)适于至少部分地将工作流体从所述流动的所述第一入口部分(14)返回所述第二出口部分(15),以允许从所述进给叶片(4')返回的所述流动经由所述第一开口端(16')进入并经由所述第二开口端(16”)向所述推动叶片(4)进给,以增加由所述叶轮(3)上的所述流动产生的扭矩。
3.根据权利要求2所述的涡轮机,其特征在于,所述主分流器(2)包括用于所述工作流体的主输送管道(8),所述主输送管道具有面向所述多个叶片中的位于所述推动位置中的一个或多个推动叶片(4)的流入口(9)和出口端(10)。
4.根据权利要求3所述的涡轮机,其特征在于,所述主输送管道(8)朝向所述出口端(10)收敛,以使得用于所述工作流体的部分朝着所述叶轮(3)变窄并增加流体的速度。
5.根据权利要求4所述的涡轮机,其特征在于,所述输送管道(8)包括平坦或稍微凹入的第一偏转侧壁(17)和面向所述第一偏转侧壁(17)的第二偏转侧壁(18)。
6.根据权利要求5所述的涡轮机,其特征在于,所述第二偏转侧壁(18)具有向外或向内指向出口边缘(12)的凸出部,所述出口边缘相对于所述旋转轴线(R)径向交错和偏心,以允许入口流体在返回位置中也至少部分地撞击一个或多个进给叶片(4')。
7.根据权利要求1所述的涡轮机,其特征在于,所述第二出口部分(15)与所述主输送管道(8)流体连通。
8.根据权利要求7所述的涡轮机,其特征在于,所述曲线管道的所述第二开口端(16”)直接打开到所述主输送管道(8)中。
9.根据权利要求1所述的涡轮机,其特征在于,所述曲线管道(16)适于允许从所述第二出口部分(15)进入的流动,以经由所述第一入口部分(14)和所述第一开口端(16')朝向前进位置中的所述进给叶片(4')输送。
10.根据权利要求9所述的涡轮机,其特征在于,所述曲线管道(16)具有入口边缘(36),所述入口边缘具有距所述旋转轴线(R)沿着从所述曲线管道(16)靠近所述主输送管道(8)朝向最远处的方向减少的距离。
11.根据权利要求9所述的涡轮机,其特征在于,所述辅助分流器(13)包括返回侧管道(37),所述返回侧管道适于接收由后叶片(4”')产生的流动,以使其朝向前进位置中的所述进给叶片(4')投入。
12.根据权利要求1所述的涡轮机,其特征在于,所述主分流器(2)包括侧输送管道(33),所述侧输送管道相对于所述主输送管道(8)与所述辅助分流器(13)相对并且具有面对前进位置中的相应的叶片(4”)的出口(35)。
13.根据权利要求5或6所述的涡轮机,其特征在于,所述主分流器(2)包括锚固框架(21),所述锚固框架具有用于所述第一偏转侧壁(17)和所述第二偏转侧壁(18)的刚性连接的上横向元件(22)和下横向元件(23)和用于将所述主分流器(2)可旋转地连接到所述支撑框架(25)的可旋转连接装置(27),所述可旋转连接装置(27)适于允许所述主分流器(2)相对于所述叶轮(3)以独立的方式绕与所述旋转轴线(R)同轴的中心轴线(C)旋转。
14.根据权利要求1所述的涡轮机,其特征在于,所述主输送管道(8)在其内部容纳多个偏转元件(29),所述多个偏转元件中的每个具有层状或成型体,所述层状或成型体具有相应的翼轮廓,所述偏转元件(29)彼此至少部分重叠并且彼此径向交错,以使流动线转向并且减慢指向前进位置中的进给叶片(4')的流动。
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