Турбина

Ветровая турбина для захвата энергии из потока текучей среды содержит ротор, имеющий ось вращения и множество лопаток (104) ротора, выполненных с возможностью вращения вокруг оси вращения. Лопатки ротора проходят продольно в направлении, по существу, параллельном оси вращения. Защитный элемент V3 выполнен с возможностью защищать некоторые лопатки ротора от встречного ветра, где угол падения ветра на эти лопатки ротора действовал бы против вращения ротора в направлении вращения. Лопатки (104) ротора распределены по окружности ротора и разнесены от оси вращения, образующей, по существу, цилиндрическую зону в роторе, через которую проходит ветер. Защитный элемент V3 образован радиально внутренней поверхностью и радиально наружной поверхностью. Радиально внутренняя поверхность следует,по существу, по участку окружности ротора. Радиально наружная поверхность защитного элементаV3 содержит первый участок, который пересекается с радиально внутренней поверхностью. В области взаимодействия с радиально внутренней поверхностью первый участок проходит в первом направлении n, которое образует угол по меньшей мере от 0 и до 90 в противоположном вращательному направлении с радиальным направлением ротора. Радиально наружная поверхность защитного элемента V3 содержит второй участок, который пересекается с первым участком. По меньшей мере, участок второго участка проходит во втором направлении р, которое образует угол более 0 в противоположном вращательному направлении с первым направлением n. Турбина имеет увеличенную выходную мощность и эффективность в сравнении с более ранними подобными конструкциями.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: КРОСС-ФЛОУ ЭНЕРДЖИ КОМПАНИ ЛИМИТЕД (GB) Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к турбине для захвата энергии из потока текучей среды, в частности к ветровой турбине. Однако изобретение также применяется и к гидротурбинам. Уровень техники изобретения Энергия в потоке текучих сред, из таких как ветер, текущие реки и приливы и отливы, является источником энергии для генерации, например, электричества без выработки загрязняющих выбросов, таких как углекислый газ. В настоящее время существует необходимость в устройствах, которые могут генерировать электрическую энергию из ветра или других потоков текучей среды эффективно и экономично. Даже существующие коммерческие и промышленные устройства имеют неумеренный период окупаемости, который затрудняет обоснование их чисто экономической и коммерческой основы. Существуют два главных типа ветровых турбин: ветровая турбина с горизонтальной осью (HAWT), в которой ветер дует по оси вращения через"диск", образованный вращающимися лопатками; и ветровая турбина с вертикальной осью (VAWT), в которой ветер перпендикулярен оси вращения.HAWT имеет конструкцию воздушного винта с длинными лопатками, прикрепленными на одном конце к вращающейся ступице. При вращении направление кажущегося ветра, действующего на каждую лопатку, изменяется вдоль длины лопатки, которая изогнута для того, чтобы достигать оптимальной производительности. Сейчас принято, что только внешняя одна треть длины лопатки генерирует значительную мощность. Большие размеры HAWTS создают основные инженерные работы и проблемы установки, и они очень шумные.VAWT является примером конструкции Darrieus, впервые описанной Georges Jean Marie Darrieus в патенте США номер 1835018. Турбина имеет вал, который вращается вокруг оси, которая проходит перпендикулярно направлению ветра. Турбина имеет множество лопаток, которые механически присоединены к валу. Лопатки имеют обтекаемую секцию, которая проходит вдоль оси, которая является касательной к окружности, соосной с валом. Ветер, дующий через турбину, генерирует поперечную тягу и,таким образом, вращение вала. Недавние конструкции VAWT от Turby B.V. Локем, Голландия и XC02/Quiet Revolution (UK заявка на патент номер GB-A-2404227) имеют три лопатки, которые вращаются вокруг продольной оси, в которой верхний конец и нижний конец лопаток смещены друг от друга горизонтально так, что каждая лопатка имеет форму, подобную геликоиду. Другие конструкции для ветровой турбины с вертикальной осью раскрыты в JP 2008-025518, WO 2006/039727, WO 02/095221, DE 24 44803, DE 24 51751, US 2003/0209911 и WO 2006/095369. Другие конструкции ветровой турбины раскрыты в US 5332354 и US 2003/0133782. Сущность изобретения Настоящее изобретение относится к турбине для захвата энергии из потока текучей среды, содержащей ротор, имеющий ось вращения и множество лопаток (104) ротора, выполненных с возможностью вращения вокруг оси вращения в направлении вращения, и проходящий продольно в направлении по существу параллельном оси вращения; защитный элемент (V3), выполненный с возможностью защищать в использовании некоторые лопатки ротора от встречного потока текучей среды, где угол падения текучей среды на эти лопатки ротора действовал бы против вращения ротора в направлении вращения; в которой лопатки ротора распределены по окружности ротора и разнесены от оси вращения, тем самым, чтобы образовывать, по существу, цилиндрическую зону в роторе, через которую проходит поток текучей среды при использовании турбины; в которой защитный элемент образован радиально внутренней поверхностью и радиально наружной поверхностью, по отношению к ротору, при этом радиально внутренняя поверхность, по существу,следует по участку окружности ротора; в которой радиально наружная поверхность защитного элемента содержит первый участок, который пересекается с радиально внутренней поверхностью и в зоне взаимодействия с радиально внутренней поверхностью, первый участок проходит в первом направлении (n), которое образует угол по меньшей мере от 0 и до 90 в противоположном вращательному направлении с радиальным направлением ротора; в которой радиально наружная поверхность защитного элемента содержит второй участок, который пересекается с первым участком и угол между первым направлением и вторым направлением (р), который следует по, по меньшей мере, участку поверхности второго участка, составляет более 0 и менее 100 в противоположном вращательному направлении; и в которой радиально наружная поверхность защитного элемента содержит третий участок, который пересекается со вторым участком и, по меньшей мере, участок третьего участка проходит в третьем направлении (q), которое образует угол более 0 в направлении вращения со вторым направлением. Было обнаружено, что турбина, имеющая конфигурацию, описанную выше, имеет большую выход-1 021717 ную мощность и эффективность, если сравнивать с предшествующими конструкциями. В частности,много предшествующих конструкций основаны на эффекте Вентури, чтобы направлять поток воздуха через турбину. Конструкция в соответствии с изобретением, по меньшей мере, в предпочтительных в настоящее время вариантах выполнения создает область высокого давления в области защитного элемента, которая ускоряет текучую среду в и через устройство. Открытый центр турбины позволяет каждой лопатке ротора взаимодействовать с текучей средой дважды; один раз, когда текучая среда входит в ротор, и один раз, когда текучая среда выходит из этого ротора. Это позволяет турбине извлекать максимум энергии из текучей среды. Радиально внутренняя поверхность защитного элемента следует по участку окружности ротора. Однако это не является необходимостью, хотя возможно, что радиально внутренняя поверхность защитного элемента следует по окружности ротора вдоль всей длины радиально внутренней поверхности. Таким образом, радиально внутренняя поверхность может отклоняться от кругового направления ротора,например, в подветренном направлении радиально внутренней поверхности. Угол между первым направлением и радиальным направлением ротора может быть более 0, желательно более 15, предпочтительно более 30, более предпочтительно более 45, еще более предпочтительно более 60. Угол между первым направлением и радиальным направлением ротора может быть менее 90, предпочтительно менее 85, более предпочтительно менее 80. Предпочтительный диапазон для угла между первым направлением и радиальным направлением ротора между 60 и 80. Угол между первым и вторым направлением может быть более 40, предпочтительно более 60. Предпочтительный диапазон для угла между первым и вторым направлением находится между 60 и 100. Может рассматриваться, что второй участок проходит во втором направлении, которое образует(максимальный) угол более 180 в противоположном вращательному направлении с обратным первому направлению. Радиально наружная поверхность защитного элемента содержит третий участок, который пересекается со вторым участком. По меньшей мере, участок третьего участка проходит в третьем направлении,которое образует угол более 0 во вращательном направлении со вторым направлением. Таким образом,участок третьего участка может проходить в третьем направлении, которое образует угол менее 180 в противоположном вращательному направлении с обратным второго направления. Угол между вторым направлением и третьим направлением может быть менее 90, предпочтительно менее 60. Угол между вторым направлением и третьим направлением может быть более 30. Предпочтительный диапазон для угла между вторым направлением и третьим направлением между 30 и 60. В некоторых вариантах выполнения, в которых третий участок очень короткий, угол между вторым и третьим участком может быть более 90. Где радиально наружная поверхность защитного элемента изогнута, первое направление, и/или второе направление, и/или третье направление может определяться по касательной к соответствующему участку изогнутой поверхности. Таким образом, в соответствии с изобретением изогнутые поверхности выбираются так, что каждая имеет по меньшей мере одну касательную, которая удовлетворяет требованиям соответствующего направления. Третий участок может иметь длину, большую половины радиуса ротора и меньшую трех радиусов ротора. Предпочтительно третий участок имеет длину большую 70% радиуса ротора, более предпочтительно третий участок имеет длину, большую радиуса ротора. Предпочтительно третий участок имеет длину, меньшую двух радиусов ротора. Третий участок может иметь длину, меньшую радиуса ротора. В определении подходящей длины для третьего (хвостового) участка, существует оптимальное соотношение между выходной мощностью турбины и стабильностью и технологичностью всего устройства. Лопатки ротора могут быть дугообразными в сечении. В этом смысле, дугообразный не значит, что лопатки ротора образованы дугой окружности, хотя это возможно, просто лопатки ротора изогнуты некоторым способом. Конструкция изогнутой лопатки с вогнутой задней поверхностью эффективна при"захвате" потока текучей среды. Аналогично выгнутая передняя поверхность лопатки ротора может направлять поток текучей среды через турбину. Лопатки могут быть наклоненными в отношении радиального направления ротора. Таким образом,хорда между концами дугообразного сечения лопаток может образовывать угол более 0 и менее 45 в противоположном вращательному направлении с наружным радиальным направлением ротора. Использование термина "хорда" не имеет целью подразумевать, что лопатки образованы дугой окружности, хотя это возможно. Угол хорды к радиальному направлению ротора может быть более 5, предпочтительно более 10. Угол хорды к радиальному направлению ротора может быть менее 40, желательно менее 35,предпочтительно менее 30, более предпочтительно менее 25, еще более предпочтительно менее 20. Не обязательно для всех лопаток ротора иметь одинаковые размеры, позицию или положение, хотя это упрощает конструкцию и производство турбины. В некоторых вариантах выполнения изобретения лопатки ротора могут иметь геликоидальную конфигурацию. Таким образом, лопатки могут проходить продольно не только в направлении, параллельном оси вращения турбины, но также в направлении, ко-2 021717 торое является касательным к оси вращения, тем самым, чтобы образовывать геликоид. Обычно турбина может содержать более пяти лопаток ротора и менее 19 лопаток ротора. Желательно турбина может содержать более 7 лопаток ротора. Желательно турбина может содержать менее 17 лопаток ротора, предпочтительно менее 15 лопаток ротора и более предпочтительно менее 13 лопаток ротора, еще более предпочтительно менее одиннадцати лопаток ротора, наиболее предпочтительно менее девяти лопаток ротора. Предпочтительная в настоящее время конструкция турбины для полноразмерного промышленного прототипа содержит восемь лопаток ротора. Размер лопаток ротора в радиальном направлении ротора может быть более 10% радиуса ротора и менее 50% радиуса ротора. Желательно размер лопаток ротора в радиальном направлении ротора может быть более 15%, предпочтительно более 20%, более предпочтительно более 25% радиуса ротора. Желательно размер лопаток ротора в радиальном направлении ротора может быть менее 45%, предпочтительно менее 40% радиуса ротора. Турбина может содержать направляющий поток элемент в, по существу, цилиндрической зоне. Направляющий поток элемент может иметь радиально наружную поверхность, которая следует, по существу, по участку окружности, по существу, цилиндрической зоны. Направляющий поток элемент может иметь радиально внутреннюю поверхность, которая, по существу, является зеркальным отображением радиально наружной поверхности. Турбина может быть сконфигурирована так, что радиус ротора, ограничивающий защитный элемент, образует угол ("угол ветра") по меньшей мере от 0 до 45 с направлением потока текучей среды,падающего на ротор турбины. Угол ветра может быть более 0, предпочтительно более 5, более предпочтительно более 10. Угол ветра может быть менее 45, предпочтительно менее 35, более предпочтительно менее 25. Предпочтительный диапазон для угла ветра находится между 10 и 25. Краткое описание чертежей Варианты выполнения изобретения будут сейчас описаны более подробно только в качестве примера и со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 является видом сверху устройства для объяснения настоящего изобретения; фиг. 2 а является сечением участка устройства на фиг. 1; фиг. 2b является сечением альтернативного варианта выполнения участка устройства на фиг. 2 а; фиг. 3 является видом сверху устройства, осуществляющего настоящее изобретение; фиг. 4 является схематическим видом сверху турбины в соответствии с дополнительном вариантом выполнения изобретения и фиг. 5 является схематическим видом сверху турбины в соответствии с еще дополнительным вариантом выполнения изобретения. Подробное описание предпочтительного варианта выполнения Устройство 100 для преобразования потока текучей среды во вращательное движение в виде ветровой турбины показано на фиг. 1. Ведущие лопатки проходят вдоль оси вращения, и ось вращения спроектирована вертикально от земли. Таким образом, устройство может быть описано как ветровая турбина с вертикальной осью. Направление потока текучей среды и ось вращения устройства на фиг. 1 перпендикулярны друг другу. Устройство может принимать вид простой конструкции с одним вращающимся элементом, который преобразует кинетическую энергию из ветра в крутящий момент на вращающемся вале. Как показано на фиг. 1 устройство 100 содержит ротор, образованный валом 102, к которому множество лопаток 104 присоединены и вокруг которого они расположены. Лопатки присоединены к валу 102 диском 101. Диск 101 центрирован и присоединен к валу 102. В сечении лопатки 104 являются дугообразными с выгнутой передней поверхностью и вогнутой задней поверхностью. Лопатки 104 равно разнесены радиально от вала 102 и лопатки 104 равно разнесены по окружности друг от друга. Продольные оси лопаток 104 проходят, по существу, параллельно валу 102. Лопатки 104 все одинаковые и прямые. Лопатки могут также быть геликоидальными, то есть спиральными вокруг оси вращения по мере их прохождения вдоль нее. Лопатки могут также проходить к оси вращения по мере их прохождения вдоль оси. Вращающийся вал 102 может быть присоединен к динамо или другому генерирующему электричество устройству для того, чтобы генерировать электричество из потока текучей среды. Альтернативно,он может использоваться как движущая сила или как сочетание движущей силы и генерации электричества. Форма сечения лопаток 104 показана на фиг. 2 а. Лопатки 104 имеют изогнутый (дугообразный) профиль, который сужается к точке на каждом конце или кромке 105. От конца к концу поверхность верхней (передней) стороны или выпуклость 106 длиннее нижней (задней) стороны или выпуклости 108. Таким образом, каждая лопатка 104 имеет сечение формы аэродинамического профиля. В этом варианте выполнения лопатки 104 симметричны относительно перпендикуляра к хорде 107. Хорда 107 или ось является прямой линией, проходящей или образованной между концами 105 лопатки 104. Лопатки 104 могут быть расположены так, что хорда или ось хорды 107 каждой лопатки проходит через ось вращения устройства 100 (линия 113 на фиг. 1), но это не является предпочтительным. Альтернативное сечение лопатки показано на фиг. 2b, и одинаковые признаки приведены с одинаковыми номерами позиций. Более чем концы каждой лопатки 104, образующие точку, концы 120 разделены. В примере на фиг. 1 положение лопаток такое, что устройство выполнено, чтобы вращаться в направлении по часовой стрелке, показанном стрелками 112. Из-за их ориентации не все лопатки 104 вращают устройство 100 в желаемом направлении. В примере на фиг. 1 лопатки, обозначенные "х", создают сопротивление и создают направленную силу, которая вращает диск в противоположном (против часовой стрелки) направлении. В очень общих чертах лопатки, обозначенные "а", создают направленную силу, которая вращает устройство в направлении по часовой стрелке, как делают лопатки, обозначенные"b". Лопатки "х", которые создают сопротивление и вращают устройство против часовой стрелки, расположены под углом x, между 145 и 255. Лопатки "а", которые вращают устройство по часовой стрелке,расположены под углом а между 255 и 35. Лопатки b, которые также вращают устройство по часовой стрелке, расположены под углом b между 35 и 145. Таким образом, лопатки, охватывающие 250,вращают устройство в направлении по часовой стрелке. В варианте выполнения на фиг. 3 (где признаки такие же, как на фиг. 1, даны с теми же номерами позиций) направляющие или ребра 150 используются, чтобы направлять поток текучей среды, чтобы увеличить участок лопаток 104 устройства 148, которые генерируют импульсы в желаемом направлении(в этом случае по часовой стрелке). Оградители или защита 152 используются, чтобы сократить участок лопаток 104 устройства, которые генерируют крутящий момент в противоположном, нежелательном направлении (в этом случае против часовой стрелки). Для того чтобы улучшить или оптимизировать угол атаки потока текучей среды на лопатки, обычно направляющие располагаются перпендикулярно к текущему или линейному направлению перемещения лопаток по мере того, как они вращаются или перпендикулярно к окружности или кромке диска, к которому лопатки присоединены. Защита обеспечена так,что, по меньшей мере, частично не допускается, чтобы текучая среда проходила через участок лопаток,которые ориентированы относительно направления потока текучей среды так, что вырабатывают направленную силу против желательного направления. Использование направляющих или ребер, как показано в этом варианте выполнения, не является предпочтительным, что станет очевидным из вариантов выполнения на фиг. 5 и 6. Защиты 152 (отдельно показаны как V1 и V2 на фиг. 3) закреплены на каждой стороне вала 102. Их внутренние края 154 изогнуты наружу на обоих концах от вала. Это форма образует канал Вентури, через который течет текучая среда. Наружные кромки 156 защиты V1 и V2 изогнуты внутрь, параллельно к наружной окружности устройства. Зона между наружными кромками 156 защит 152 и наружной окружностью имеет размер, который позволяет лопаткам 104 перемещаться через нее. Наветренная сторона 158 защит V1 и V2 наклонена между их внутренними кромками 152 и их наружными кромками 156, чтобы направлять воздушный поток в канал Вентури. Подветренная сторона 160 защит V1 и V2 наклонена между их внутренними кромками 152 и их наружными кромками 156, чтобы направлять воздушный поток наружу от канала Вентури на лопатки подветренной стороны. Канал Вентури ведет ветер из лопаток наветренной стороны на лопатки подветренной стороны. Использование канала Вентури, как показано в этом варианте выполнения, не является предпочтительным, что станет очевидным из вариантов выполнения на фиг. 5 и 6. Направляющие g1 расположены на наветренной стороне турбины. Они направляют поток текучей среды на лопатки на наветренной стороне турбины. Это обеспечивает идеальный угол атаки, чтобы максимизировать мощность от лопаток на наветренной стороне. Направляющие g1 являются тонкими, плоскими элементами или вытянутыми ребрами, продольные оси которых проходят параллельно валу. Направляющие g1 разнесены вдоль окружности турбины. В примере на фиг. 3 есть шесть направляющих. То есть количество направляющих соответствует количеству лопаток, которые могут помещаться между защитами V1 и V2 на наветренной стороне. Направляющие g2 расположены на подветренной стороне турбины между защитами V1 и V2 и лопатками подветренной стороны. Они также направляют поток текучей среды на лопатки, но на подветренную сторону турбины. Это обеспечивает идеальный угол атаки, чтобы максимизировать мощность от лопаток на подветренной стороне. Они также являются тонкими, плоскими элементами или вытянутыми ребрами, продольные оси которых проходят параллельно валу. Направляющие g2 разнесены по окружности вокруг турбины. В примере на фиг. 3 есть шесть направляющих. То есть количество направляющих соответствует количеству лопаток, которые могут помещаться между защитами V1 и V2 на подветренной стороне. Защита V3 защищает от отрицательных направленных сил, которые вращают устройство в нежелательном направлении против часовой стрелки. Защита V3 закреплена снаружи лопаток 104, которые вращают турбину в направлении против часовой стрелки. Его внутренняя сторона 162 изогнута вокруг наружной окружности турбины. Канал 166 расширяется наружу от внутренней стороны 162 на наветренной стороне. Он направляет воздушный поток на лопатки 104, который вырабатывает вращение по часо-4 021717 вой стрелке. Участок 168 между внутренней и наружной стороной на подветренной стороне наклонен,чтобы позволять воздуху вытекать из лопаток 104. Этот вариант выполнения обеспечивает тяговую силу более 90 турбины на наветренной стороне и более 90 на подветренной стороне, обеспечивающий общую такую тяговую силу более 180 турбины. Есть импульс, обеспеченный давлением текучей среды, действующим на плоскую сторону, нижнюю сторону или выпуклость 108 лопаток (фиг. 2 а и 2b) через внешний сектор 169 (фиг. 3) (площадь, проходящая радиально наружно от наружной кромки защиты V1). В этом примере устройство 148 расположено на вращающемся креплении с крылом, наподобие флюгера так, что устройство 148 удерживается"против ветра", то есть с направляющими g1 на наветренной стороне и направляющими g2 на подветренной стороне. Защита V1 является опционной. Если защита V1 не представлена, производительность устройства улучшается, когда поток текучей среды толкает лопатки в секторе 169, чтобы дополнительно вращать турбину 100 вокруг. Фиг. 4 показывает схематично вид сверху геометрической схемы ветровой турбины в соответствии с дополнительным вариантом выполнения изобретения. Ротор турбины содержит восемь лопаток 104,распределенных равномерно вокруг его окружности. Как в предыдущих вариантах выполнения лопатки ротора проходят в общем вертикально между верхним и нижним дисками так, что зона образована внутри ротора, через которую может проходить ветер. На фиг. 4 направление ветра показано схематично стрелкой W. Участок ротора защищен от ветра защитой V3. Обращенная к ротору (радиально внутренняя) поверхность защиты V3 следует по окружности ротора с достаточным зазором для надежного вращения ротора. Радиально наружная поверхность защиты V3 образована линиями r1, n, p и q. Линия r1 является радиусом окружности, которая образует ротор и обозначает максимальный размер защиты V3 в направлении вращения ротора (против часовой стрелки на фиг. 4). В этом варианте выполнения радиус r1 под углом Wr1 ("угол ветра") 15 к теоретическому направлению W ветра в противоположном вращательному направлении ротора (по часовой стрелке на фиг. 4). Наветренная поверхность защиты V3 образована линией n, которая в этом варианте выполнения под углом Wn 90 к направлению W ветра в направлении вращения ротора. Наружная поверхность защиты V3 дополнительно образована линией р, которая в этом варианте выполнения под углом Wp 30 к направлению W ветра в направлении вращения ротора. Таким образом, угол np между поверхностью защиты V3, образованной линией n, и поверхностью защиты, образованной линией р, составляет 60 в противоположном вращательному направлении ротора для варианта выполнения, показанного на фиг. 4. Если угол Wn между направлением ветра и наветренной поверхностью n защиты V3 увеличивается,передняя часть защиты V3 обеспечивает более обтекаемую поверхность к ветру, которая направляет воздух на лопатки 104 ротора. Однако желательно для защиты генерировать зону высокого давления в общем около пересечения линий n и р, которая будет способствовать прохождению воздуха больше через ротор, чем вокруг ротора. Защита V3 содержит хвостовой участок V5, который проходит от ротора в направлении линии q,которая в этом варианте выполнения параллельна радиусу ротора так, что хвостовик V5 имеет постоянную ширину. Хвостовой участок V5 увеличивает сопротивление потоку ветра вокруг защиты V3 и поэтому увеличивает область высокого давления, генерируемую защитой V3. В этом варианте выполнения угол pq между наружной поверхностью защиты V3, образованной линией р, и наружной поверхностью хвостового участка V5, образованной линией q, составляет 45 в направлении вращения. В роторе внутренняя защита V2 обеспечивает обтекаемый канал для ветра через ротор. Внутренняя защита V2 образована дугой между двумя радиусами, которые образуют размер защиты V3, V5 вокруг ротора. Радиально наружная дуга внутренней защиты V2 следует по окружности, образованной радиально внутренними кромками лопаток 104 с достаточным зазором для надежного вращения ротора. Радиально внутренняя поверхность внутренней защиты V2 является зеркальным отражением профиля наружной поверхности вдоль хорды между концами дуги, образующей наружную поверхность. В этом варианте выполнения лопатки 104 ротора являются дугообразными и образуют изгиб между радиально самой внутренней точкой и радиально самой наружной точкой. Прямая линия, соединяющая радиально самую внутреннюю точку и радиально самую наружную точку, показана как линия m на фигуре 4. Угол r1m между радиусом окружности, образующей ротор, и линией, соединяющей концы лопатки ротора, составляет около 35 в противоположном вращательному направлении ротора, для показанного варианта выполнения. Этот угол важен в том, что наклоном лопаток ротора назад, например, в противоположном вращательному направлении (противоположное направление к направлению вращения) относительно радиального направления ротора, передняя поверхность лопаток ротора направляет воздух через ротор перед его достаточным выходом из защиты V3, чтобы захватить ветер. Было выявлено, что это значительно увеличивает выходную мощность турбины. В показанном варианте выполнения ротор имеет диаметр 1,6 м. Это размер прототипа, а полноразмерный ротор имеет диаметр приблизительно 20 м. В прототипе толщина защиты V3, например, изме-5 021717 ренная на отдаленном от центра конце хвостового участка V5, составляет 21 см и длина хвостовика составляет приблизительно 2 м. Фиг. 5 показывает схематично вид сверху геометрической схемы ветровой турбины в соответствии с еще дополнительным вариантом выполнения изобретения. В этом варианте выполнения наружная поверхность защиты V3 имеет более изогнутый и менее угловатый профиль, чем в варианте выполнения на фиг. 4. Однако геометрическая схема защиты в соответствии с изобретением является аналогичной. В варианте выполнения на фигуре 5 ротор турбины содержит восемь лопаток 104, распределенных равномерно вокруг его окружности. Как в предыдущих вариантах выполнения, лопатки 104 ротора проходят в общем вертикально между верхним и нижним дисками так, что зона образована во внутренней части ротора, через которую может проходить ветер. В варианте выполнения на фиг. 5 обращенная к ротору (радиально внутренняя) поверхность защиты V3 следует по окружности ротора с достаточным зазором для ротора, чтобы надежно вращаться. Радиально наружная поверхность защиты V3 образована линиями r1, n, p и q. Линия r1 является радиусом окружности, которая образует ротор, и обозначает максимальный размер защиты V3 в направлении вращения ротора (против часовой стрелки на фиг. 5). Из радиуса r1 радиально наружная поверхность защиты V3 образует сглаженную кривую, которая изгибается сперва в противоположном вращательному направлении ротора (по часовой стрелке на фиг. 5) и затем изменяет направление, чтобы изгибаться в направлении вращения ротора (против часовой стрелки на фиг. 5). В этом варианте выполнения радиус r1 под углом Wr1 ("угол ветра") 15 градусов к теоретическому направлению W ветра в противоположном вращательному направлении ротора. Наветренная поверхность защиты V3 образована линией n, которая является касательной к изогнутой поверхности, где поверхность пересекается с радиусом ротора r1 (без учета любого мелкомасштабного сглаживания на конце защиты V3). В этом варианте выполнения линия n под углом Wn 95 к направлению W ветра в направлении вращения ротора. Наружная поверхность защиты V3 дополнительно образована линией р, которая представляет максимальный угловой размер изогнутой наружной поверхности защиты в противоположном вращательному направлении ротора, т.е. перед тем, как кривая изменит направление. В этом варианте выполнения угол nр между линией n и линией р составляет 80 в противоположном вращательному направлении ротора. Таким образом, линия р в этом варианте выполнения под углом Wp 15 к направлению W ветра в направлении вращения ротора. Как в предыдущем варианте выполнения было выявлено, что желательно выбирать конфигурацию заслона так, чтобы генерировать область высокого давления в общем около пересечения линий n и р,которая будет способствовать прохождению воздуха больше через ротор, чем вокруг ротора. Защита V3 содержит хвостовой участок V5, который проходит от ротора в направлении линии q. Линия q отображает максимальный угловой размер изогнутой наружной поверхности защиты в направлении вращения ротора (против часовой стрелки на фиг. 5) после изменения кривой направления. В этом варианте выполнения угол pq между наружной поверхностью защиты V3, образованной линией р, и наружной поверхностью хвостового участка V5, образованной линией q, составляет 55 в направлении вращения. В роторе внутренний заслон V2 обеспечивает обтекаемый канал для ветра через ротор таким же способом, как в варианте выполнения на фиг. 4. В варианте выполнения на фиг. 5 лопатки 104 ротора являются дугообразными и образуют изгиб между радиально самой внутренней точкой и радиально самой наружной точкой. Лопатки 104 ротора этого варианта выполнения имеют выгнутую переднюю поверхность и вогнутую заднюю поверхность. Прямая линия, соединяющая радиально самую внутреннюю точку и радиально самую наружную точку,показана как линия m на фиг. 5. Угол r1m между радиусом окружности, образующей ротор, и линией,соединяющей концы лопатки ротора, составляет 15 в противоположном вращательному направлении ротора для показанного варианта выполнения. В варианте выполнения на фиг. 5 ротор имеет диаметр 1,6 м. Это размер прототипа, а полноразмерный ротор имеет диаметр приблизительно 20 м. В прототипе длина хвостовика составляет 0,6 м. В общем принципом устройства 100 является использование лопатки 104, которая выполнена с возможностью вращаться вокруг закрепленной оси с главной или длинной осью лопатки 104, параллельной оси вращения. Ориентация оси вращения является неважной. Однако для максимальной эффективности она должна быть перпендикулярна нормальному потоку воздуха. Воздух затем протекает через устройство 100. Воздушный поток ведется или направляется через диаметр устройства через центр вращения. Он затем проходит через еще одну лопатку 104 на другой стороне. Воздух затем течет наружу к свободному воздуху. Действие воздуха, проходящего через лопатки 104, создает силы, перпендикулярные основной оси лопаток 104, которые передаются посредством подходящей структуры (например,диска или колеса) к валу 102 и сила получается из вращения этого вала 102. В вариантах выполнения изобретения воздух направляется физической структурой защитного элемента и также областями высокого и низкого давления, которые образованы взаимодействием защитного элемента и ротора с воздухом. Интерьерная или внутренняя часть ротора защищена или имеет канал так, что входящий воздух направляется через диаметр или центр и выходит через лопатки под оптимальным углом. Поскольку каждая лопатка находится под действием потока в двух направлениях в одном вращении ротора, симметричное сечение лопатки означает, что каждая лопатка обеспечивает мощность к валу, когда подвергается потоку в обоих направлениях. Контроль потока текучей среды через лопатки обеспечивает оптимальный угол атаки для каждой лопатки. В общем ветровая турбина для захвата энергии из потока текучей среды содержит ротор, имеющий ось вращения, и множество лопаток 104 ротора, выполненных с возможностью вращаться вокруг оси вращения. Лопатки ротора проходят продольно в направлении по существу параллельном оси вращения. Защитный элемент V3 выполнен с возможностью защищать некоторые лопатки ротора от встречного ветра, где угол падения ветра на эти лопатки ротора действовал бы против вращения ротора в направлении вращения. Лопатки 104 ротора распределены по окружности ротора и разнесены от оси вращения,образующей, по существу, цилиндрическую зону в роторе, через которую проходит ветер. Защитный элемент V3 образован радиально внутренней поверхностью и радиально наружной поверхностью. Радиально внутренняя поверхность следует, по существу, по участку окружности ротора. Радиально наружная поверхность защитного элемента V3 содержит первый участок, который пересекается с радиально внутренней поверхностью. В области взаимодействия с радиально внутренней поверхностью первый участок проходит в первом направлении n, которое образует угол по меньшей мере от 0 до 90 в противоположном вращательному направлении с радиальным направлением ротора. Радиально наружная поверхность защитного элемента V3 содержит второй участок, который пересекается с первым участком. По меньшей мере, участок второго участка проходит во втором направлении р, которое образует угол более 0 в противоположном вращательному направлении с первым направлением n. Турбина имеет увеличенную выходную мощность и эффективность в сравнении с более ранними подобным конструкциями. Варианты выполнения настоящего изобретения были описаны с конкретной ссылкой на показанные примеры. Однако понятно, что варианты и модификации могут быть выполнены к примерам, описанным в объеме изобретения. Хотя примеры, описанные выше, были значительно описаны в отношении потока текучей среды, являющейся ветром, устройства, описанные здесь, могут использоваться с другими текучими средами, такими как вода, текущая в реках и приливах и отливах. Хотя на фиг. 1 и 3 были описаны устройства, имеющие 24 лопатки по окружности, различное количество лопаток может использоваться. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Турбина для отбора энергии из потока текучей среды, содержащая ротор, имеющий ось вращения и множество лопаток (104) ротора, выполненных с возможностью вращения вокруг оси вращения в направлении вращения, и проходящий продольно в направлении, по существу, параллельном оси вращения; защитный элемент (V3), выполненный с возможностью защищать в использовании некоторые лопатки ротора от встречного потока текучей среды, где угол падения текучей среды на эти лопатки ротора действовал бы против вращения ротора в направлении вращения; в которой лопатки ротора распределены по окружности ротора и разнесены от оси вращения тем самым, чтобы образовывать, по существу, цилиндрическую зону в роторе, через которую проходит поток текучей среды при использовании турбины; в которой защитный элемент образован радиально внутренней поверхностью и радиально наружной поверхностью по отношению к ротору, при этом радиально внутренняя поверхность, по существу,следует по участку окружности ротора; в которой радиально наружная поверхность защитного элемента содержит первый участок, который пересекается с радиально внутренней поверхностью и в зоне взаимодействия - с радиально внутренней поверхностью, первый участок проходит в первом направлении (n), которое образует угол по меньшей мере от 0 до 90 в противоположном вращательному направлении с радиальным направлением ротора; в которой радиально наружная поверхность защитного элемента содержит второй участок, который пересекается с первым участком и угол между первым направлением и вторым направлением (р), который следует, по меньшей мере, по участку поверхности второго участка, составляет более 0 и менее 100 в противоположном вращательному направлении; и в которой радиально наружная поверхность защитного элемента содержит третий участок, который пересекается со вторым участком и, по меньшей мере, участок третьего участка проходит в третьем направлении (q), которое образует угол более 0 в направлении вращения со вторым направлением. 2. Турбина по п.1, в которой упомянутый угол между первым направлением (n) и радиальным направлением (r1) ротора более 0 и менее 90. 3. Турбина по п.1 или 2, в которой угол между первым направлением (n) и вторым направлением (р) более 40 и менее 100. 4. Турбина по любому предшествующему пункту, в которой угол между вторым направлением (р) и третьим направлением (q) менее 90. 5. Турбина по любому предшествующему пункту, в которой третий участок имеет длину более половины радиуса ротора и менее трех радиусов ротора. 6. Турбина по любому предшествующему пункту, в которой лопатки ротора являются дугообразными в сечении и хорда (m) между концами дугообразного сечения лопаток образует угол более 0 и менее 45 в противоположном вращательному направлении с наружным радиальным направлением (r2) ротора. 7. Турбина по любому предшествующему пункту, содержащая более 5 лопаток ротора и менее 19 лопаток ротора. 8. Турбина по любому предшествующему пункту, в которой размер лопаток ротора в радиальном направлении ротора более 10% радиуса ротора и менее 50% радиуса ротора. 9. Турбина по любому предшествующему пункту, дополнительно содержащая направляющий поток элемент (V2), по существу, в цилиндрической зоне. 10. Турбина по п.9, в которой направляющий поток элемент имеет радиально наружную поверхность, которая следует, по существу, по участку окружности, по существу, цилиндрической зоны. 11. Турбина по п.10, в которой направляющий поток элемент имеет радиально внутреннюю поверхность, которая, по существу, является зеркальным отображением радиально наружной поверхности. 12. Турбина по любому предшествующему пункту, при этом турбина является ветровой турбиной.