用于风能转换系统的进入口组合件及方法技术方案

本发明专利技术揭示一种用于风能转换系统的进入口组合件，所述进入口组合件具有：实质上垂直的渐缩喷嘴；物件，所述物件延伸到所述喷嘴中；以及渐缩流通道，所述渐缩流通道在所述物件与所述喷嘴之间。对于一些实施例，所述物件可以是另一喷嘴。在进一步实施例中，在一或两个喷嘴中可具有叶片。在又其它实施例中，所述物件可经配置以移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及风能转换，且更特定来说，本专利技术涉及用于风能转换系统的进入口组合件及方法。
技术介绍
归因于当前出现的能源问题，已相当关注(例如)使用风力发电系统(例如，其有时称为风能转换系统)将风的动能转换成电力。举例来说，一些风能转换系统涉及使风流动通过定位在实质上垂直的塔的顶上的涡轮机，使得所述涡轮机响应于风流动通过所述涡轮机而使发电机旋转。这引起所述发电机产生电力。此类涡轮机通常为可以具有将风的动能转换成电力的若干子机器的复杂机器。即，这些机器可以具有遭受故障且可能需要大量维护从而导致较高维护成本的大量移动部件。特定来说，电力产生取决于涡轮机叶片的长度，例如，每一涡轮机叶片越长，电力产生就越高。然而，长叶片可能昂贵、占据大量空间并且可能产生过量的噪声及振动。较长的涡轮机叶片不仅可能增加材料及安装的成本，而且可能增加维护的成本。因此，一些当前风能转换系统可能存在低效率、高资金成本、高维护成本及/或不可接受的高噪声及振动。具有相对长的叶片的涡轮机可以以相对低的旋转速度(例如，对于风力涡轮机来说通常为20rpm)操作并且可能需要齿轮来将旋转速度增加到对于发电机有用的旋转速度(例如，对于1.5MW发电机来说通常为1500rpm)。这可能涉及高水平的转矩及可能引起齿轮发生故障的伴随而来的高齿轮啮合力，从而意味着需要大量的维护来减少故障量。因为涡轮机的低速度，各种齿轮箱组件通常由滚动元件轴承支撑。这些轴承遭受可能引起轴承永久失效的显著径向负载，从而意味着需要大量维护来减少故障量。一些风能转换系统可以包含用于将涡轮机转向到风中的调向系统。举例来说，调向系统可以包含通过传动装置(例如，调向传动装置)耦合到涡轮发电机组合件上的马达(例如，调向马达)，所述传动装置可以包含齿轮传动系统。所述调向马达激活调向传动装置，所述调向传动装置又使涡轮发电机组合件旋转使得所述涡轮机面向风中。然而，调向系统可能是复杂且昂贵的，可能发生故障并且可能需要大量维护。调向系统还可能难以接近，这是因为调向系统通常邻近塔顶上的涡轮发电机组合件而定位。出于上文陈述的原因及所属领域的技术人员在阅读及理解本说明书时将明白的下文陈述的其它原因，此项技术中需要对现有风能转换系统的替代物。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种用于风能转换系统的进入口组合件，所述进入口组合件具有：实质上垂直的渐缩喷嘴；物件，所述物件延伸到所述喷嘴中；以及渐缩流通道，所述渐缩流通道在所述物件与所述喷嘴之间。对于一些实施例，所述物件可以是另一实质上垂直的渐缩喷嘴。在进一步实施例中，在一或两个喷嘴中可具有叶片。在又其它实施例中，所述物件可经配置以移动。附图说明图1为风能转换系统的实施例的剖视透视图。图2为风能转换系统的另一实施例的剖视透视图。图3为风能转换系统的另一实施例的剖视透视图。图4A为沿着图3中的线4A-4A观察的横截面。图4B为沿着图3中的线4B-4B观察的横截面。图5为风能转换系统的另一实施例的剖视透视图。图6A为沿着图5中的线6A-6A观察的横截面。图6B为沿着图5及7中的线6B-6B观察的横截面。图7为风能转换系统的另一实施例的剖视透视图。图8为沿着图7中的线8-8观察的横截面。图9为风能转换系统的另一实施例的透视图。图10为图9中的风能转换系统的剖视透视图。图11为风能转换系统的另一实施例的透视图。图12为图11中的区域1200的放大视图。图13为具有延伸到喷嘴中的可移动物件的风能转换系统的另一实施例的横截面图。图14为根据实施例说明物件通过在风能转换系统内平移来移动的横截面图。图15为根据另一实施例说明物件通过在风能转换系统内枢转来移动的横截面图。图16说明耦合在一起的风能转换系统的实施例的多个涡轮机进入口塔的出口。具体实施方式在以下详细描述中，参考形成详细描述的一部分且在其中通过说明的方式展示特定实施例的附图。在图式中，相同数字贯穿若干视图描述实质上类似的组件。在不脱离本专利技术的范围的情况下可以利用其它实施例并且做出结构及/或电改变。因此，不应以限制性意义理解以下详细描述。图1为风能转换系统100(例如，其可称为风能采集器)的剖视透视图。风能转换系统100包含：涡轮机进入口塔110；涡轮机120，所述涡轮机流体地耦合到涡轮机进入口塔110上；以及发电机130(例如，60Hz AC发电机)，所述发电机耦合(例如，机械耦合)到涡轮机120上。涡轮机进入口塔110具有入口140及出口142。风通过入口140进入涡轮机进入口塔110，流动通过涡轮机进入口塔110并且通过出口142退出涡轮机进入口塔110。如图1中所展示，通过出口142退出的空气通过涡轮机120的叶片143，从而引起涡轮机120旋转。涡轮机120的旋转经由将涡轮机120耦合到发电机130上的合适传输装置(未展示)使发电机130旋转。涡轮机进入口塔110在涡轮机进入口塔110的支撑柱150的顶部处包含渐缩喷嘴144，例如漏斗。支撑柱150可以是实质上垂直的(例如，垂直的)并且用于支撑喷嘴144，使得入口140的入口平面145以及入口140处于高于涡轮机120的垂直高度处，例如高于涡轮机叶片143的毂。入口140的垂直高度可约为与常规风力涡轮机系统的涡轮机的毂相同的垂直高度，其中涡轮机安装在塔顶。举例来说，所述垂直高度可为约100到约200英尺。支撑柱150具有可以直接接触地面的基座151。替代地，(例如)对于离岸应用，进入口塔110可以定位在浮动在水上的平台上，其中基座151可邻近于所述平台(例如，与所述平台直接接触)。涡轮机120及/或发电机130可以定位在地平面处或接近地平面，例如定位在约与基座151相同的垂直水平面处及定位在约与出口142相同的垂直水平面处，如图1中所展示。换句话说，涡轮机120及/或发电机130可以邻近基座151而定位。喷嘴144可以是实质上垂直的(例如，垂直的)。即，喷嘴144的中央纵轴156可以是实质上垂直的(例如，垂直的)。喷嘴144可以在垂直向下方向上具有逐渐变小的横截面(例如，圆形横截面)，并且中央纵轴156可以是那些横截面中的每一者的对称轴。中央纵轴156可以实质上垂直(例如，垂直)于风向并且实质上垂直(例如，垂直)于入口平面145。喷嘴144可以由光滑材料制成以减少归因于表面摩擦的损失。对于一些实施例，内表面147可以具有如图1中所展示的轮廓(例如，曲率)。对于一些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于风能转换系统的进入口组合件，其包括：实质上垂直的渐缩喷嘴；物件，所述物件延伸到所述喷嘴中；以及渐缩流通道，所述渐缩流通道在所述物件与所述喷嘴之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.30 US 13/307,3131.一种用于风能转换系统的进入口组合件，其包括：
实质上垂直的渐缩喷嘴；
物件，所述物件延伸到所述喷嘴中；以及
渐缩流通道，所述渐缩流通道在所述物件与所述喷嘴之间。
2.根据权利要求1所述的进入口组合件，其中所述进入口组合件经配置以允许风从实
质上任何方向进入所述流通道。
3.根据权利要求1所述的进入口组合件，其中所述进入口组合件位于所述风能转换系
统的实质上垂直支撑柱的顶部处并且通过导管流体地耦合到所述进入口组合件的
所述风能转换系统的涡轮机邻近于所述支撑柱的基座而定位。
4.根据权利要求1所述的进入口组合件，其中所述流通道为第一流通道，并且所述进
入口组合件进一步包括：
多个叶片，所述多个叶片在所述物件与所述喷嘴之间；以及
多个第二流通道，其中每一个第二流通道在邻近的叶片之间；
其中所述多个第二流通道通向所述第一流通道。
5.根据权利要求1所述的进入口组合件，其中所述实质上垂直渐缩喷嘴为实质上垂直
渐缩第一喷嘴并且所述物件为实质上垂直渐缩第二喷嘴。
6.根据权利要求1所述的进入口组合件，其进一步包括：
一或多个致动器，所述一或多个致动器耦合到所述物件及所述喷嘴中的至少一
者；以及
控制器，所述控制器耦合到所述一或多个致动器，所述一或多个致动器耦合到所
述物件及所述喷嘴中的所述至少一者；
其中所述控制器经配置以基于风速将信号发送到耦合到所述物件及所述喷嘴中
的至少一者的所述一或多个致动器。
7.根据权利要求1所述的进入口组合件，其进一步包括覆盖到所述流通道的入口的围
罩，所述围罩具有多个遮板，其中每一个遮板经配置以响应于抵着所述遮板接收风
而打开。
8.根据权利要求1所述的进入口组合件，其中所述物件经配置以在所述进入口组合件
内移动。
9.一种风能转换系统，其包括：
进入口组合件，所述进入口组合件定位在所述风能转换系统的顶部处，所述进入
口组合件包括：
实质上垂直的第一渐缩喷嘴；以及
实质上垂直的第二渐缩喷嘴，所述第二渐缩喷嘴与所述第一喷嘴实质上同轴；
其中所述第一喷嘴的入口位于高于所述第二喷嘴的入口的垂直水平面处。
10.根据权利要求9所述的风能转换系统，其进一步包括可移动地耦合到所述第一喷嘴
的第一勺形物及/或在所述第一喷嘴与所述第二喷嘴之间并且可移动地耦合到所述
第一喷嘴与所述第二喷嘴的第二勺形物。
11.根据权利要求9所述的风能转换系统，其进一步包括在所述第一喷嘴与所述第二喷
嘴之间的渐缩流通道。
12.根据权利要求9所述的风能转换系统，其进一步包括延伸到所述第一喷嘴与所述第
二喷嘴中的至少一者的内部中的多个叶片，其中渐缩流通道在延伸到所述第一喷嘴
与所述第二喷嘴中的所述至少一者中的所述多个叶片的邻近叶片中的每一者之间。
13.根据权利要求12所述的风能转换系统，其进...

【专利技术属性】
技术研发人员：达优释·阿拉尔，
申请(专利权)人：希尔温德有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US