管内水力发电系统及涡轮机

摘要

一种通常为球形的涡轮机构，其设置在一个圆柱管道内，在从任一方向流经该圆柱管道的流体的驱动下，可于圆柱管道内横向地旋转，其可有效地连结至一台旋转机械或者发电机以产生电能。在一个实施例中，该球形涡轮机的刀片在一平面内以大约180度弧度进行弯曲，而该平面相对于中心轴线的旋转轴形成一定的倾斜角。在另一个实施例中，导流板设置于球形涡轮机的上游并且位于圆柱管道内，以通过对一部分流体的屏蔽来控制流经球形涡轮机的流体。球形涡轮机的刀片在横截面内为螺旋桨型，以优化流体的流动、将空穴作用最小化并使得轴向能量向旋转能量的转换程度最大化。

主权项

一种通常为球形的涡轮机，包括：一中心纵向轴，其配置为安装并在垂直于流体流动方向的中心轴线上旋转，以及多个通常为圆弧形的刀片，其连接于所述中心纵向轴并且从该轴径向地向外延伸，所述刀片沿该轴四周大体上均匀地间隔分离，并以大约180度弧度进行弯曲，并且所述刀片沿其实质长度方向具有翼型横截面，当所述刀片与所述轴一起旋转时，所述刀片的范围形成一个大致的球形；相对的轮毂组件，每一轮毂组件包括一毂衬和多个用于将多个对应刀片的相对端附接于所述轴上的安装支架，各毂衬具有圆形锯片式外周边缘，所述外周边缘具有组合曲线和直线边缘段的特征，相对的联轴器，其用于将对应的轮毂组件牢固地附接于所述轴上，各刀片围绕所述通常为球形的涡轮机的周缘，以大约180度弧度进行延伸，并且其中，由各刀片限定的平面与所述轴的中心轴线的相交角度在约15至35度之间。