專利名稱：風輪機葉片組件和裝置的制作方法
風輪機葉片組件和裝置相關申請的交叉引用
本申請根據35U. S. C. § 119(e)要求對2007年1月22日提交的美國臨時專利申 請第60/881，748號和2007年6月13日提交的美國臨時專利申請第60/934，450號的優(yōu)先 權權益。上述臨時申請的內容全部以參見的方式納入本文。
背景技術：
本發(fā)明總地涉及風輪機領域或用于將來自空氣或其它流體流的流動功率轉化成 轉動機械功率的風車裝置，且更具體地涉及具有多個螺旋葉片的水平軸線型風輪機裝置。 在本發(fā)明的一較佳方面，提供了風輪機葉片組件和裝置，其中螺旋形葉片偏離葉片組件的 轉動軸線。在一具體較佳實施例中，轉動軸線與螺旋形葉片的徑向內邊緣之間的徑向距離 大約等于葉片徑向厚度的一半。

發(fā)明內容
在一方面，風輪機葉片組件包括限定轉動軸線的中心軸和支承在中心軸上的多個 螺旋形扭曲葉片。螺旋形扭曲葉片具有內邊緣和外邊緣，且螺旋形扭曲葉片的至少一部分 與中心軸徑向間隔開。在另一方面，風輪機裝置包括風輪機葉片組件，該組件具有限定轉動軸線的中心 軸和支承在中心軸上的多個螺旋形扭曲葉片。第一多個螺旋形扭曲葉片中的每個具有內邊 緣和外邊緣，其中第一多個螺旋形扭曲葉片中的每個的至少一部分與中心軸徑向間隔開。 支承件可轉動地支承風輪機葉片組件。


本發(fā)明可采用各種部件和部件的組合，以及各種步驟和步驟的組合。附圖僅是為 了示出較佳實施例的目的，而不應解釋為限制本發(fā)明。圖1是根據本發(fā)明的第一示例實施例的風輪機裝置的后視立體圖。圖2是圖1所示實施例的總體側視圖。圖3是根據本發(fā)明的第二示例實施例的風輪機葉片組件的總體側視圖。圖4是示出從葉片組件分解的圖3實施例的葉片的立體圖。圖5A-5D是可用于形成本發(fā)明螺旋形葉片的平坦坯件的示例性平面圖。圖6是根據本發(fā)明的第三示例實施例的風輪機裝置的側視圖。圖7是圖6所示實施例的正視圖。圖8是圖6所示實施例的后視圖。圖9是根據本發(fā)明的第四示例實施例的風輪機裝置的立體圖。圖10是根據第五示例實施例的風輪機裝置的側視圖。圖11是圖10中顯示的轉動阻尼系統(tǒng)的放大圖。圖12A是根據本發(fā)明第六示例實施例的風輪機葉片組件的側視圖。
圖12B是圖12A所示實施例的立體圖。圖12C示出分解狀態(tài)的圖12A和12B的葉片組件。圖13示出可用以保持風輪機與主要風向或較佳風向對準的斜盤。圖14示出示例性葉片組件實施例，其中每個葉片的外邊緣具有唇部。
具體實施例方式現參照附圖，其中整個幾幅圖中相同的附圖標記標示相同或類似部件，圖1和2示 出第一實施例風輪機裝置，其代表本發(fā)明的一種可能實施例。該裝置包括風輪機葉片組件 110，該組件包括多個螺旋形扭曲葉片112，螺旋形扭曲葉片112圍繞中心可轉動軸114螺旋 形扭曲。軸114同心地且可轉動地支承在水平延伸的例如懸伸臂116上。在所示實施例中， 臂116是大致管形的。軸114可以可轉動地支承在臂116內的軸承上以減小摩擦。臂116 支承在豎直支承件118上，該豎直支承件118可錨固到地面或以其他方式固定地附連到支 承表面?；蛘?，可轉動軸114可以是管狀的，以同軸地接納懸伸臂116，使管狀可轉動軸114 支承在臂116上的軸承上。盡管所示實施例是參照這樣的較佳實施例來示出和描述的風輪機裝置是其中轉 動軸線大致平行于空氣流動方向的水平軸線型，但應當認識到，本文的葉片組件也能以垂 直定向運行，或其中以其它方式沿大致垂直于空氣流動方向的方向保持轉動軸線。類似地， 盡管風輪機葉片組件主要參照從風勢能提取轉動機械能的較佳實施例進行描述，但應當認 識到本文的葉片組件實施例也可用于其它應用。例如，本文的葉片組件的中心軸可以轉動 地聯接到諸如電動機之類的馬達或其它能量輸入裝置以使通風或其它應用中的空氣或其 它流體加速。葉片組件110還包括沿軸114的長度軸向間隔開的多個轂120。在圖1和2的實 施例中有前轂和后轂120。每個轂120包括多個徑向延伸的葉片支承件或輻條122。在所 示較佳實施例中，支承臂122相對于垂直于軸114延伸的平面沿向前或逆風向后方向傾斜 角度a。較佳的是，支撐臂122傾斜的角度a為約0至約35度，更佳地為約12至約25度， 且最佳地為約15至約22. 5度。用于軸114上不同轂的輻條的角度a可以相同或不同。例 如，用于前端或逆風端111上輻條的傾斜角度a可大于后端或順風端133上的輻條。支承 臂112可由任何剛性材料制成，包括金屬或金屬合金(包括但不限于鋼管、彈簧鋼等)，且 較佳地由諸如玻璃鋼或其它纖維加固樹脂合成材料或類似材料之類的高強度、輕質材料制 成。各葉片112可由任何輕質材料制成。各葉片112可由諸如塑料、金屬或金屬合金、 復合材料等的輕質片材制成。在較佳實施例中，各葉片可由具有足夠柔性以形成螺旋形葉 片結構同時具有足夠的剛性來保持其形狀的片材制成。用有足夠剛性的材料，能夠僅使用 前后轂/輻條來支承葉片(參見圖1和2)。如果使用諸如風箏織物等的非剛性材料，則使 用一個或多個中間轂(參見圖14)。或者，葉片112可由諸如天然或合成織物之類的非剛性 材料制成，合成織物諸如尼龍等。有利的是，各葉片112可由風箏織物制成。各葉片可通過多個固定裝置固定到支承臂122，包括但不限于鉚釘、夾子、扒釘、棘 爪、夾具、螺釘、螺栓、U形釘、粘合劑、在葉片上一體形成的用于接納輻條的套管(例如縫合 或其它方式)、壓接等或其組合。各葉片112較佳地是連續(xù)的，但也考慮沿其長度分段的葉片。各葉片較佳地從平坦原料切下，且下文更詳細描述示例性平坦葉片坯料。但是，各葉片 可通過多種方法中的任何一種制成，多種方法包括但不限于模制、擠壓、編織等。在圖1和2的所示實施例中，有彼此以90度間距間隔開的四個螺旋形葉片112。 每個葉片從前到后的螺旋形扭曲為180度。有兩個(前部和后部)轂120，每個轂承載支承 4個支承臂122。應當認識到也可采用其它數量的葉片、其它數量的轂、相鄰葉片之間其它 角度的間距以及各葉片的其它首尾螺旋扭曲角度。以下表1總結了葉片數量、相鄰葉片之 間角度間距、每個葉片的螺旋首尾扭曲的某些替代組合，這些僅是示例性和說明性的，并不 意味著限制本發(fā)明。應當認識到，也可采用其它數量的葉片、葉片間距和葉片螺旋扭曲。表 1 葉片數量 角度間隔螺旋扭曲2 1801802 1802703 1201203 1202403 1203604 90904 901804 902704 903605 72725 721445 722165 722805 723606 60606 601206 601806 602406 603006 603608 45458 45908 451358 451808 452258 452708 453158 453609 4040
94080940120940160940200
9402409402809403209403601036361036721036108103614410361801036216103625210362881036324103636012303012306012309012301201230150123018012302101230240123027012303001230330123036015242415244815247215249615241201524144152416815241921524216
1524240152426415242881524312152433615243601622. 522. 51622. 5451622. 567. 51622. 5901622. 5112.51622. 51351622. 5157.51622. 51801622. 5202.51622. 52251622. 5247.51622. 52701622. 5292.51622. 53151622. 5337.51622. 5360182020182040182060182080182010018201201820140182016018201801820200182022018202401820260182028018203001820320
1820340
1820360
可通過用每個葉片110的螺旋形首尾扭曲除以相鄰葉片間的角度間隔加1來方 便地選擇轂120的數量。當然，也可選擇足以沿其長度支承葉片112的任何其它數量的轂 120，并可通過諸如葉片尺寸、葉片材料的強度或剛度等的其它因素來確定。在其它實施例 中，可省略轂120，徑向輻條直接固定到軸向軸(參見圖3和4)。在本文所示較佳實施例中，給定葉片組件內的各葉片相同。然而，應當認識到，葉 片組件內的各葉片可不同。例如，可采用具有不同長度/螺旋扭曲的葉片。例如，在具有八 個葉片的實施例中，四個葉片可延伸葉片組件的全長，且四個葉片可延伸該長度的一半。同 樣，也可在葉片組件上設置具有不同直徑的葉片。在圖1和2的實施例中，風輪機裝置構造成順風風輪機裝置。即，葉片組件在垂直 柱118的下風向定位。但是，還應當認識到，本文的葉片組件還可構造成逆風裝置，其中垂 直支承件118設置在葉片組件后部。這樣，可避免由于存在葉片組件的上風向垂直支承結 構而造成的進入葉片組件110的空氣流的紊流。但是，在逆風風輪機裝置的情況下，需要用 于將裝置指向風中的風向標或其它裝置?，F參照圖3，示出第二實施例風輪機葉片組件115，其類似于圖1和2的實施例中 示出的葉片組件，但其中葉片組件115包括2個葉片112a。此外，將轂省略，支承臂122在2 個轂區(qū)域121直接附連到轉動軸114，且此外其中每個葉片具有約450度的螺旋首尾扭曲。各葉片112a通過壓接或使用諸如鉚釘、粘合劑的附加固定件或上述其它固定件 固定到輻條122。也可設置為各葉片112a提供附加支撐或支承的一個或多個附加支承件， 且這些支承件不需要附連到葉片。現參照圖4，示出分解狀態(tài)的葉片組件115的各部件。每個葉片112a由片材的大 致圓形條制成。在圖3和4的所示較佳實施例中，圓形條具有內半徑R和外半徑2R，使得圓 形條的徑向厚度T等于R。懸伸臂116可相對于垂直支承件118轉動，以使風輪機葉片組件能夠定向成其前 端迎風。圖1和2的實施例是順風裝置，且因此與風向自對準。應當認識到，圖1和2的實 施例可通過提供用于將裝置與風對準的裝置而構造成逆風裝置。該對準裝置可以是例如承 載在懸伸臂116上的諸如風向標或風翼之類的被動裝置。或者可設置用于將裝置與風對準的主動裝置，諸如聯接到在預編程控制下用于感 測風向和將葉片組件轉動成與風自動對準的伺服控制器的風傳感器。也可采用主動裝置來 調節(jié)裝置的轉速，例如通過轉動裝置來有效地減少掃掠面積并因此減少風阻和轉速。這樣， 可調節(jié)葉片組件的轉速來確保裝置的轉動輸出適于或適合正在運行的裝置。這種主動或被 動對準裝置還可選配地設于構造為順風裝置的風輪機裝置，以便于裝置與風對準和/或調 節(jié)轉速。其它實施例可如本文所述，但其中輻條端和葉片邊緣向內彎曲以在葉片的徑向向 外邊緣處形成唇部。圖14中示出具有唇部127的示例性葉片組件實施例125。圖14還示 出其中輻條122的端部通過選配螺旋支承件130加固的示例實施例。加固件加固葉片和葉 片組件，并還在風輪轉動時保護葉片組件附近的人免受輻條端部的傷害。根據本發(fā)明的風輪機裝置可用于能夠利用轉動機械能的所有類型的機器或裝置。 用于將轉動軸聯接到所要運行的裝置或機器的多種實用機構是本領域的技術人員已知的。可使用轉動軸114與所要運行的機器或裝置之間的任何常規(guī)機械關聯，包括齒輪系、驅動 軸、皮帶/帶輪或鏈條驅動系統(tǒng)等。還可將用于輸出適于所要運行裝置的轉速的變速箱聯 接到軸114。 軸114的轉動能量可直接機械聯接到所要運行的機器，諸如泵、壓縮機、磨輪等。 或者，可將軸的轉動機械地聯接到用于將轉動機械能轉換成電能的裝置。例如，可將軸114 的轉動聯接到用于產生AC電輸出的交流發(fā)電機的可轉動軸，AC電輸出例如又可電聯接到 電網或其它電力系統(tǒng)。或者，可將軸114的轉動聯接到用于產生DC電輸出的發(fā)電機，例如 用于產生電力并通過電池儲存裝置儲存電力。還可考慮一個或多個安全裝置。例如，可設置使臂116和/或軸114在潮濕天氣 或冰雪條件下可能造成的過大風速和/或失衡條件情況下折起的彈簧。通過使臂樞轉，將 葉片組件移動成與風向不再對準，由此有效地減小掃掠面積并降低葉片組件的轉速。再參照圖1和2，其中風輪機裝置110的螺旋葉片112支承在輻條122上，使得螺 旋葉片的徑向向內邊緣離開中心軸114，從而限定沿軸的軸向延伸開口或通路。較佳的是， 葉片112離開的距離等于葉片徑向厚度的約一半。葉片112可由任何大致剛性板材制成，包括金屬板、塑料板、復合材料板等。圖1 和2的實施例包括前轂和后轂120，每個轂具有四根輻條122。因為葉片是剛性的，所以不 需要附加的中間輻條組，但也考慮葉片可沿其長度通過一組或多組輻條支承，或替代地，通 過附連到中心軸并在沿葉片長度的一個或多個位置支承或承載抵靠葉片的支承件支承。葉 片可通過圍繞輻條壓接和鉚接或通過上述其它固定件類型固定到輻條。現參照圖3和4，分別示出在組裝和分解狀態(tài)的另一雙葉片實施例葉片組件115。 在分解狀態(tài)(圖60)，葉片112a可由板材的圓形坯料制成。在較佳實施例中，葉片是大致圓 形條，其中內直徑等于外直徑的約一半。即，坯料上的中心開口等于條的徑向厚度的兩倍。 在圖3和4的實施例中，可省略轂，輻條122直接固定到中心軸114。各葉片在前部和后部 由輻條122支承，中部支承桿130在沿葉片長度的中部位置支承葉片。在組件115中，各葉片112a圍繞中心軸螺旋形布置，使得各葉片112的內邊緣與 軸114隔開，且在較佳實施例中，從軸的中心軸線測得的該徑向隔開是葉片的徑向厚度的 約一半，從而限定中心開口。即，中心開口通道的直徑等于風輪機葉片組件115的直徑的約 1/3。也考慮其它離開距離，且該離開距離沿葉片組件的軸向長度可變。例如，葉片組件 的一端或兩端可與軸直接鄰接而葉片組件的其余部分與軸間隔開。例如，圖12A-12C示出 具有兩個螺旋形葉片112e的葉片組件133，其中葉片的前端不與軸114徑向間隔開，而葉片 112e的后端與軸114徑向間隔開。圖5A示出具有均勻徑向厚度T的較佳的、大致圓形平坦葉片坯料112a，該徑向厚 度T等于中心孔129a的半徑R。應認識到，可能有多個改型。例如，在生產風輪機葉片坯料 時，中心坯料開口可從中心偏移以形成漸變葉片。圖5B示出具有通過使中心開口 129b偏 移形成的漸變徑向厚度的兩個半圓形平坦葉片坯料112b的形成方法。圖5C示出具有漸變 徑向厚度的大致圓形平坦葉片坯料112c。圖5D中示出可由原材料的大致圓形件制成的又 一風輪機葉片坯料112d，具有最少的廢料部分131a和131b。圖12A-12C中示出采用漸變葉片112e的示例性雙葉片風輪機葉片組件133，其中各葉片112e沿著圖5C示出的葉片112c的線。也考慮基于局部圓形條的其它葉片坯料，包 括漸變和非漸變條，并包括半圓、三分之一圓、四分之一圓和其它的部分圓形條。在其它實施例中，可將多個葉片組件支承在單個單元上。現參照圖6-8，示例性風 輪機裝置135包括第一逆風葉片組件136和第二順風葉片組件138。第一葉片組件136包 括三個葉片112f，該葉片由具有從前到后增加的漸變徑向厚度的大致圓形平坦坯料制成。 每個葉片112f支承在輻條122上，離開支承在水平臂116的逆風側上的轉動軸114，該水平 臂116又支承在豎直腿118上。各葉片112f具有約240度的首尾螺旋扭曲。
第二葉片組件138包括三個葉片112g，這些葉片由具有從前到后增加的漸變徑向 厚度的大致圓形坯料制成。每個葉片112g支承在輻條122上，離開支承在水平臂116的順 風側上的轉動軸114。各葉片112g具有約240度的首尾螺旋扭曲。第一和第二葉片組件136、138中的每個構造成使軸114的轉動軸線與葉片的徑向 向內邊緣之間沿輻條122的距離約為在葉片組件的后緣處測得的葉片的徑向厚度的一半。現參照圖9，示出另一雙葉片組件風輪機裝置145，包括第一逆風葉片組件146和 第二順風葉片組件148。第一葉片組件146包括兩個葉片112h，每個葉片支承在輻條122 上，離開支承在水平臂116的逆風側上的轉動軸114，該水平臂116又支承在豎直腿118上。 各葉片112h具有約720度的首尾螺旋扭曲。第二葉片組件148包括四個葉片112i，這些葉片由具有均勻徑向厚度的大致半圓 形坯料制成，其中平坦半圓坯料的內半徑大約等于坯料的徑向厚度。每個葉片112i支承在 轂120上的輻條122上，離開支承在水平臂116的順風側上的轉動軸114。各葉片112i具 有約180度的首尾螺旋扭曲。每個第二葉片組件148構造成使軸114的轉動軸線與葉片的徑向向內邊緣之間沿 輻條122的距離D約為葉片的徑向厚度T的一半?，F參照圖10和11，示出用于防止風輪機裝置的不當轉動的示例性轉動阻尼系統(tǒng)。 圖10在此示出風輪機裝置115，具有支承在水平軸114上的第一逆風葉片組件156和第二 順風葉片組件158。第一葉片組件156包括三個葉片112j并如上所述參照圖6_8中示出的 葉片組件136。第二葉片組件158包括三個葉片112k，這些葉片由具有從前到后增加的漸變徑向 厚度的大致圓形坯料制成。每個葉片112k支承在輻條122上，離開支承在水平臂116的順 風側上的轉動軸114，該水平臂116支承在豎直腿118上。各葉片112k具有約120度的首 尾螺旋扭曲。轉動軸114包括用于轉動交流發(fā)電機或發(fā)電機164的軸的帶輪160和皮帶 162，交流發(fā)電機或發(fā)電機164用于將轉動機械功率轉換成電功率。在所示較佳實施例中， 葉片112j和112k的內邊緣徑向間隔開大約等于相應葉片徑向厚度的一半的距離。風輪機葉片組件158還示出其中輻條122的端部用纜線123加固的較佳實施例。 每個輻條122通過纜線123連接到同一轂120上的相鄰輻條122，從而為葉片組件提供附加 加固。風輪機裝置155另外包括固定到垂直支承件118的彈簧裝置170和止擋件176。 圖11中示出止擋件的放大圖?，F參照圖11，垂直支承件118包括同軸地且可轉動地接納在垂直支承件118上的 外部套管174，垂直支承件118固定到支承表面且不轉動。將彈簧裝置170在外部套管174的逆風側夾持到外部套管174并根據風向隨著外部套管174和風輪機組件轉動。彈簧裝置 170可以是一個或多個彈簧桿、片簧等，且在所示實施例中是可撓曲的纖維玻璃桿。水平延 伸的止擋件176夾緊到內部支承柱118并較佳地安裝成使其沿風輪機裝置155安裝位置的 主要風向延伸?？赊D動的外部套管174使風輪機能夠轉動并與風向保持對準。但是，當該單元轉 動使彈簧桿170與止擋件176配合時，彈簧桿撓曲并在止擋件176上施加力，該力推動風輪 機裝置155沿相反方向轉動。彈簧桿170撓曲的程度越大，返回力越大。較佳的是，下部止 擋件176具有與彈簧桿170配合的可轉動輥輪管178或類似轉動件。這樣，輥輪管在與彈 簧裝置170配合時可轉動，由此避免滑動接觸并減少磨損。由于彈簧裝置170的可撓曲性 質，風輪機155設有大于360度的轉動范圍，使其自身與任何風向自對準，同時防止單元的 自由轉動，這會導致多圈旋轉，這又可能損壞例如可能穿過垂直支承件118的中心的電流 運載電纜。
圖13示出可用以保持風輪機裝置與主要風向或較佳風向對準的一對斜盤。上部 斜盤180安裝在外部可轉動套管內，且下部斜盤182可安裝在內部支承件上，使得傾斜表面 對準并面對。盤180、182可由低摩擦或自潤滑聚合物材料制成。當轉動套管轉動時，傾斜表 面移動成不再對準，且上部盤180向上移動。然后重力趨于使風輪機返回到初始定向。盤 180,182內的中心開口(未示出)可設置成允許運載電流的電纜穿過。已參照較佳實施例描述了本發(fā)明。在閱讀和理解前述詳細說明書后會有各種改型 和改變。意味著本發(fā)明詮釋為包含迄今為止的所有修改和變型，只要這些修改和變型在所 附權利要求及其等同物的范圍內。
權利要求
一種風輪機葉片組件，包括中心軸，所述中心軸限定轉動軸線；以及多個螺旋形扭曲葉片，所述螺旋形扭曲葉片支承在所述中心軸上，并具有內邊緣和外邊緣，其中所述螺旋形扭曲葉片的至少一部分與所述中心軸徑向間隔開。
1.一種風輪機葉片組件，包括 中心軸，所述中心軸限定轉動軸線；以及多個螺旋形扭曲葉片，所述螺旋形扭曲葉 片支承在所述中心軸上，并具有內邊緣和外 邊緣，其中所述螺旋形扭曲葉片的至少一部分與所述中心軸徑向間隔開。
2.如權利要求1所述的風輪機葉片組件，其特征在于，所述多個螺旋形扭曲葉片選自 角度間隔開180度的兩個葉片；角度間隔開120度的三個葉片；以及 角度間隔開90度的四個葉片。
3.如權利要求1所述的風輪機葉片組件，其特征在于，所述螺旋形扭曲葉片中的每個 由板材的大致圓形條制成。
4.如權利要求3所述的風輪機葉片組件，其特征在于，所述板材的大致圓形條選自具 有均勻徑向厚度的條和具有漸變徑向厚度的條。
5.如權利要求3所述的風輪機葉片組件，其特征在于，所述板材的大致圓形條具有內 半徑和外半徑，且所述內半徑大約等于所述外半徑的一半。
6.如權利要求5所述的風輪機葉片組件，其特征在于，所述轉動軸線與所述內邊緣之 間的距離等于所述轉動軸線與所述外邊緣之間距離的約1/3。
7.如權利要求1所述的風輪機葉片組件，其特征在于，所述螺旋形扭曲葉片中的每個 由形成一部分圓的板材條制成。
8.如權利要求7所述的風輪機葉片組件，其特征在于，所述螺旋形扭曲葉片中的每個 由形成一部分圓的板材條制成，所述一部分圓選自半圓、三分之一圓和四分之一圓。
9.如權利要求1所述的風輪機葉片組件，其特征在于，還包括所述螺旋形扭曲葉片中的每個支承在從所述中心軸延伸的一個或多個輻條上；以及 所述輻條相對于垂直于所述轉動軸線延伸的平面朝向所述風輪機葉片組件的逆風端 傾斜。
10.一種風輪機裝置，包括風輪機葉片組件，所述風輪機葉片組件包括中心軸，所述中心軸限定轉動軸線；以及 第一多個螺旋形扭曲葉片，所述第一多個螺旋形扭曲葉片支承在所述中心軸上，所述第一 多個螺旋形扭曲葉片中的每個具有內邊緣和外邊緣，其中所述第一多個螺旋形扭曲葉片中 每個的至少一部分與所述中心軸徑向間隔開；以及支承件，所述支承件可轉動地支承所述風輪機葉片組件。
11.如權利要求10所述的風輪機裝置，其特征在于，還包括 所述支承件包括垂直腿和附連到所述垂直腿的水平臂； 所述水平臂可轉動地支承所述中心軸。
12.如權利要求11所述的風輪機裝置，其特征在于，還包括 所述垂直腿定位在所述第一多個螺旋葉片的逆風端上。
13.如權利要求11所述的風輪機裝置，其特征在于，還包括 所述垂直腿定位在所述第一多個螺旋葉片的順風端上；以及 用于將所述轉動軸線與風向對準的裝置。
14.如權利要求11所述的風輪機裝置，其特征在于，所述風輪機葉片組件可圍繞所述 垂直腿的垂直軸線轉動；并還包括以下中的一個或兩個用于防止可圍繞所述垂直腿的所述垂直軸線轉動的所述風輪機葉片組件自由轉動的 裝置；以及用于將所述風輪機葉片朝向所要求風向推動的裝置。
15.如權利要求10所述的風輪機裝置，其特征在于，還包括第二多個螺旋形扭曲葉片，所述第二多個螺旋形扭曲葉片支承在所述中心軸上，第二 多個螺旋形扭曲葉片中的每個具有內邊緣和外邊緣，其中所述第二多個螺旋形扭曲葉片中 每個的至少一部分與所述中心軸徑向間隔開。
16.如權利要求15所述的風輪機裝置，其特征在于，還包括所述支承件包括垂直腿和附連到所述垂直腿的水平臂；所述水平臂可轉動地支承所述中心軸；以及所述第一多個螺旋形葉片和所述第二多個螺旋形葉片設置在所述垂直腿的相對側上。
17.如權利要求10所述的風輪機裝置，其特征在于，還包括機械輸出，所述機械輸出聯接到所述中心軸以從所述葉片組件的轉動產生機械功率。
18.如權利要求10所述的風輪機裝置，其特征在于，還包括電輸出，所述電輸出聯接到所述中心軸以從所述葉片組件的轉動產生電功率。
19.如權利要求10所述的風輪機裝置，其特征在于，還包括所述螺旋形扭曲葉片中的每個由具有內半徑和外半徑的板材的大致圓形條或部分圓 形條制成，其中所述內半徑大約等于所述外半徑的一半；以及組裝時，所述螺旋形扭曲葉片中的每個從所述中心軸偏離，使得所述轉動軸線與所述 內邊緣之間的距離等于所述轉動軸線與所述外邊緣之間距離的約1/3。
20.如權利要求10所述的風輪機裝置，其特征在于，還包括所述螺旋形扭曲葉片中的每個支承在從所述中心軸延伸的一個或多個輻條上；以及所述輻條相對于垂直于所述轉動軸線延伸的平面朝向所述風輪機葉片組件的逆風端 傾斜。
全文摘要
在一方面，風輪機葉片組件包括限定轉動軸線的中心軸和支承在中心軸上的多個螺旋形扭曲葉片。螺旋形扭曲葉片具有內邊緣和外邊緣，且螺旋形扭曲葉片的至少一部分與中心軸徑向間隔開。在另一方面，提供了一種采用該風輪機葉片組件的風輪機裝置。
文檔編號F03D11/00GK101965452SQ200880127656
公開日2011年2月2日 申請日期2008年12月23日 優(yōu)先權日2008年1月22日
發(fā)明者丹尼爾·B·帕克 申請人:丹尼爾·B·帕克