專利名稱：同軸轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)及增加風(fēng)流的動(dòng)能的方法
同軸轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)及增加風(fēng)流的動(dòng)能的方法
同軸轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)及增加風(fēng)流的動(dòng)能的方法涉及風(fēng)力工程學(xué)， 并意味著用于增加待進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成機(jī)械旋轉(zhuǎn)能的風(fēng)流的動(dòng)能。風(fēng)力發(fā) 動(dòng)機(jī)的性能已知是按照它們從風(fēng)流得到能量的能力而被評定的。標(biāo)準(zhǔn) 率是風(fēng)能利用系數(shù)，所述風(fēng)能利用系數(shù)表明從風(fēng)流所得到的能量與用 風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相互作用的風(fēng)流的整個(gè)能量的關(guān)系。最廣泛分布的螺 旋槳式風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)能在氣流對裝置結(jié)構(gòu)的最有利的最佳比例下從風(fēng)流
得到小于0.4份的它的能量。然而，在實(shí)際狀態(tài)下，當(dāng)風(fēng)流造成空氣 流的速度及其相對于構(gòu)造的方向二者的持久變化時(shí)，實(shí)際風(fēng)能利用系 數(shù)顯著低于最佳風(fēng)能利用系數(shù)/參考文獻(xiàn)1， P.78-87/。
另外還已知的是轉(zhuǎn)子豎直軸風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)/參考文獻(xiàn)2/，其中轉(zhuǎn)子豎 直軸風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的工作介質(zhì)由對數(shù)螺旋形承載元件形成，所述對數(shù)螺 旋形承載元件是均勻地會聚于轉(zhuǎn)子中心的彎曲的空氣收集器。當(dāng)通過 均勻會聚的彎曲的空氣收集器時(shí)，氣團(tuán)根據(jù)伯努利定律(Bernoulli Law)不得不通過獲得另外的動(dòng)能而增加它的運(yùn)動(dòng)速度，上述另外的 動(dòng)能增加風(fēng)能利用系數(shù)。
然而，盡管取得了這些成果，但能量上的不斷增加的需求沒解決 增加風(fēng)能利用系數(shù)以及作為整體的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的效率的問題。
所提出的發(fā)明目的是解決這些問題。
已知的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)從落到結(jié)構(gòu)外形上的空氣流的壓力的力中獲得 風(fēng)流動(dòng)能。依次，風(fēng)流壓力的力與其速度平方成比例，且在數(shù)學(xué)上可 用下面方程定義
x=， PV2S
式中
p-氣團(tuán)的密度；V-風(fēng)流的速度；
S-與風(fēng)流相互作用的平方區(qū)(square area );
Cx-無量綱系數(shù)/參考文獻(xiàn)1,第78-87頁/，/參考文獻(xiàn)3，第484-485頁/。
從上述方程可以得出，改變風(fēng)流的速度是改變風(fēng)流的壓力的力的 最有效方式。這種依賴關(guān)系為本發(fā)明作為一種方法打下基礎(chǔ)，并且目 的在于進(jìn)一步開發(fā)作為原型的轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)/參考文獻(xiàn)2/。
能達(dá)到所考慮的目的并且是本發(fā)明的精髓的技術(shù)決定在于使用另 外的具有顯著更小直徑的自主轉(zhuǎn)子(autonomous rotor )，該轉(zhuǎn)子沿著 與轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)對準(zhǔn)的軸線同軸地安裝/參考文獻(xiàn)2/。
結(jié)果產(chǎn)生一種新的而且未知的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，所述新的風(fēng)力發(fā) 動(dòng)機(jī)裝置被作者定義為"同軸轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)"，圖l示出其平面圖， 而圖2示出其剖視圖，其中下列標(biāo)號用來表示
1- 外轉(zhuǎn)子；
2- 內(nèi)轉(zhuǎn)子；
3- 豎直軸；
4- 空氣收集器；
5- 支承件。
風(fēng)流的氣團(tuán)當(dāng)通過均勻會聚的彎曲的空氣收集器4時(shí)，由于速度 增加而獲得相當(dāng)大的動(dòng)能的增益，所述空氣收集器4由外轉(zhuǎn)子1的對 數(shù)螺旋形承載元件形成，上述風(fēng)流的氣團(tuán)降落到內(nèi)轉(zhuǎn)子2的承載元件 上，并以一角速度傳動(dòng)，上述角速度與從外轉(zhuǎn)子的空氣收集器流出的 空氣流的速度成正比。
還已知旋轉(zhuǎn)的角速度與半徑/直徑/旋轉(zhuǎn)式構(gòu)造成反比/參考文獻(xiàn)4， 194頁-196頁/，即，在同樣的風(fēng)流的速度下，較小直徑的轉(zhuǎn)子總是具 有大的角速度。
在小直徑的內(nèi)轉(zhuǎn)子上的組合高速風(fēng)流作用將高旋轉(zhuǎn)的角速度給予 所述構(gòu)造，所述高旋轉(zhuǎn)的角速度在風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的中心產(chǎn)生根據(jù)伯努利 定律的低壓為特征的氣團(tuán)的旋渦運(yùn)動(dòng)。壓力的升高變化產(chǎn)生強(qiáng)力，所述強(qiáng)力使風(fēng)流排至低壓區(qū)，與此同時(shí)傳送到風(fēng)流以相當(dāng)大的速度增益 并因此而來的動(dòng)能的相當(dāng)大的增益，由風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的動(dòng) 能的量決定風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
所提出的增加風(fēng)流的動(dòng)能的方法的類似方法當(dāng)分析專利及技術(shù)信 息時(shí)還未被披露在風(fēng)力工程學(xué)領(lǐng)域中，以及用于所提出的方法的現(xiàn)行 技術(shù)判定沒有超出已知的技術(shù)和工藝能力，所提出的增加風(fēng)流的動(dòng)能 的方法使作者能用可得到的材料和部件在最簡單的工作條件下裝配同 軸轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的有效模型并對其進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果明顯地證明 作為整體的裝置的高風(fēng)能利用系數(shù)以及效率，所迷風(fēng)能利用系數(shù)以及 效率比所有已知風(fēng)力渦輪機(jī)的類似比率高許多倍。
參考文獻(xiàn)
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3. 蘇聯(lián)大百科全書，第三版，第2巻，莫斯科，1970。(3.TheGreat Soviet Encyclopedia, 3rd edition., V'2，M.， 1970 )
4. L.Couper.每個(gè)人的物理學(xué)，轉(zhuǎn)譯自英文，Mir, M.， 1973。 ( 4. L. Couper. Physics for Everyone. Translated from English, Mir, M" 1973)
權(quán)利要求
1. 一種同軸轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有基于對數(shù)螺旋形承載元件的豎直軸，其特征在于，該風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的工作主體包括兩個(gè)自主的同軸轉(zhuǎn)子，所述自主同軸轉(zhuǎn)子中具有較小直徑的一個(gè)轉(zhuǎn)子設(shè)置在較大直徑的外轉(zhuǎn)子的內(nèi)部，并通過它們自己的軸承組件而被安裝在風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的共同軸上。
2. —種增加與根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 相互作用的氣流的動(dòng)能的方法，其特征在于，由于風(fēng)流排氣到轉(zhuǎn)子的 中心以及到由內(nèi)轉(zhuǎn)子在高速下旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的低壓區(qū)，當(dāng)氣團(tuán)通過均勻 會聚的彎曲的空氣收集器時(shí)，風(fēng)流的作為其動(dòng)能的分量的速度顯著地 增力口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種同軸轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)(CRWM)，其同它的簡單性一起，與所有其它類似裝置不同之處在于，它能在不吸引外部能量而僅是由于它的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)的情況下，增加起初自然風(fēng)速度，并因此增加其動(dòng)能，及由于高轉(zhuǎn)換效率而顯著超過所有已知這類裝置把這種動(dòng)能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的類似比率。
文檔編號F03D3/04GK101532467SQ20081019068
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者奧列格·維亞切斯拉沃維奇·克利莫夫, 維亞切斯拉夫·斯捷潘諾維奇·克利莫夫 申請人:維亞切斯拉夫·斯捷潘諾維奇·克利莫夫;奧列格·維亞切斯拉沃維奇·克利莫夫