具有弗莱特纳转子的垂直轴线风力涡轮机制造技术

一种具有大致垂直于风向的旋转轴线的VAWT类型的风力涡轮机(垂直轴线风力涡轮机)，其具有弗莱特纳转子(7)，该弗莱特纳转子具有大体平行于涡轮机的旋转轴线的轴线，所述弗莱特纳转子(7)被布置在涡轮机的旋转体内，涡轮机具有位于弗莱特纳转子(7)之间的内柱体(6)，所述内柱体(6)沿与所述旋转体和弗莱特纳转子(7)的旋转方向相反的方向旋转。柱体(6)位于离开转子(7)一定距离处，使得柱体的旋转运动导致由马格纳斯效应引起的在转子(7)侧面上的压力差的增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有弗莱特纳转子的垂直轴线风力涡轮机
本专利技术的对象是一种具有大致垂直于风向的旋转轴线的垂直轴线风力涡轮机(VAWT)，其具有弗莱特纳转子，该弗莱特纳转子具有大致平行于涡轮机的旋转轴线的旋转轴线，旨在用于产生电力。
技术介绍
术语“弗莱特纳转子”这里理解为运用马格纳斯效应的旋转柱体。当旋转柱体位于气流中时，马格纳斯效应引起作用于旋转柱体上的举力的形成，所述举力垂直于所述气流方向起作用。从公开DE102005001235A1中已知一种具有大致平行于风向的旋转轴线的水平轴线风力涡轮机(HAWT)，其具有弗莱特纳转子，即弗莱特纳风车。由转子所产生的定向为与风向和旋转轴线垂直的、由在转子侧面上的压力差(马格纳斯效应)所导致的力是已知的且被使用于本领域，其主要用于驱动船只。从公开WO2007/076825中还已知一种具有弗莱特纳转子的VAWT，该弗莱特纳转子在涡轮机的下风侧与在上风侧的旋转方向不同。还已知其他相似的解决方案，其中弗莱特纳转子不在下风侧旋转或其由特定的盖构件覆盖，该弗莱特纳转子在特定台车上移动(公开DE000004033078A1)或其中特定机构将转子转动180°(根据公开DE102010026706A1)。根据公开DE102010008061A1(US2011/0198857A1)的另一已知解决方案包含转子，该转子沿相对于水平线倾斜的平面移动且回到附接于有齿带的轴承上的下风侧上。转子的旋转运动由不移动的有齿带提供，安装在转子轴杆上的齿轮在有齿带上滚动。还已知一种具有轴线大致平行于涡轮机旋转轴线的弗莱特纳转子的风力涡轮机，该弗莱特纳转子被布置在涡轮机的旋转体内，该涡轮机具有布置在弗莱特纳转子之间的内柱体，其中所述内柱体沿与所述旋转体的旋转方向相反的方向旋转。然而，内柱体在这些涡轮机中作为支撑，并且内柱体和弗莱特纳转子之间的距离相对较大，因此内柱体的旋转不会影响转子侧面上的压力差。从公开JP2008175070、WO2007076825、BE898634中已知这种类型的涡轮机。可取的是进一步改进使用弗莱特纳转子的风力涡轮机的结构。本专利技术的公开根据本专利技术的风力涡轮机包含旋转体，所述弗莱特纳转子位于旋转体的圆周上；位于中间的中心柱体，其非常靠近转子、大致沿相反方向旋转；以及具有垂直轴线的基座(塔)，该基座为旋转体和中心柱体提供轴承支撑。在运行期间，中心柱体沿与旋转体的旋转方向相反的方向旋转。基座包含控制弗莱特纳转子和中心柱体驱动齿轮的固定轮和所述齿轮、以及具有齿轮的发电机和电力系统的部件和其他控制装置。术语“固定轮”这里被理解为在涡轮机运行期间不旋转且仅在启动期间被驱动(旋转)的齿轮。风向不影响涡轮机的运行。根据本专利技术，VAWT类型的风力涡轮机(垂直轴线风力涡轮机)具有大体垂直于风向的旋转轴线，其具有弗莱特纳转子，该弗莱特纳转子具有大体平行于涡轮机的旋转轴线的轴线，所述弗莱特纳转子被布置在涡轮机的旋转体内，该涡轮机具有位于弗莱特纳转子之间的内柱体，所述内柱体沿与所述旋转体和弗莱特纳转子的旋转方向相反的方向旋转，其特征在于，柱体位于离开转子一定距离处，使得柱体的旋转运动导致由马格纳斯效应引起的转子侧面上的压力差的增加。优选地，在转子从与风向相切的线(t)到与风向垂直的线(p)的运动期间，转子的表面和内柱体的表面之间的、在垂直地连接它们的旋转轴线的线(z)上的距离(A)提供了转子的表面和内柱体的表面之间的、在线(z)上的非层状气流，其中线(t)和(p)与旋转体的旋转轴线相交。优选地，距离(A)优选地等于转子直径的0.005倍到转子直径的0.05倍。优选地，内柱体具有被轻活板覆盖的开口，其可以在通过柱体的表面移动穿过高压力区域时朝向柱体的内侧打开。优选地，内柱体以被选定为使得其圆周速度大致等于弗莱特纳转子的圆周速度的速度旋转。优选地，在基座中，设置了具有与旋转体相同的旋转轴线的大体不移动的固定轮，其控制弗莱特纳转子的驱动的齿轮和内柱体的驱动的齿轮。优选地，每个弗莱特纳转子都经由传动通过固定轮、利用其相对于旋转体的明显运动而被驱动。优选地，内柱体经由传动通过固定轮、利用其相对于旋转体的明显运动而被驱动。优选地，涡轮机通过引起内柱体的旋转而启动。优选地，涡轮机通过引起固定轮的旋转而启动。根据本专利技术的解决方案应容许风能的有效利用，以及对鸟类的更小的威胁和比用于所述目的的传统装置更小的噪声。根据本专利技术密集地布置的一系列装置能形成防止来自恒定(以一定角度)方向的风的有效的屏障。附图简要说明在示例实施方式中本专利技术的物体被示出在附图上，其中：图1示出了涡轮机部件的示意布置，图2示出了用于旋转存在于本实施方式中的构件的驱动布局，图3示出了驱动部件相对于旋转体和基座的示例位置，图4示出了旋转体的示意顶视图，图5示出了其中一个转子和中心柱体之间的示例空气流动。用于实施本专利技术的方式在图1中，安装在基座(塔)1上的涡轮机的旋转体由大体地两个圆盘组成：下圆盘2和上圆盘3(上圆盘3被示为半透明以提高附图的易读性)。圆盘2、3通过管形式的轴4连接，所述轴4在底部被支撑于轴承中且在顶部被支撑于轴杆5上，所述轴杆5不可移动的附接于基座。轴杆5在其上端基本上不需要支撑，其他解决方案也可行。旋转体内部具有中心柱体6和例如六个弗莱特纳转子7，该弗莱特纳转子7的轴杆被支撑在圆盘2、3中的轴承中。转子7相互间以适当的距离被均匀地设置在旋转体的外周上，通过转子7的表面提供了移动空气层的不被干扰的产生。涡轮机的旋转体的轴线被垂直地设置，并且因此垂直于风向。在运行(启动后)期间，旋转体以相对较低的速度旋转。弗莱特纳转子7沿相同的方向、但以更高的速度旋转，使得在转子7的表面上的线速度比最大预期有效风速大至少四倍。该速度是用于达到转子7的全效率所需的。风(来自任何方向)同时作用于至少两个转子7上并且在旋转体的外周方向上产生力。术语“外周方向”在这里表示大致平行于与旋转体的外周相切的方向的方向。在旋转体的下风侧，空气不沿径向移动。位于转子7之间的中心柱体6沿与整个旋转体和弗莱特纳转子7相反的方向旋转。柱体6具有与旋转体相同的旋转轴线并且可以被支撑在轴4外侧的轴承(其是旋转体的一部分)中。中心柱体6具有比转子7更大的直径，并且柱体6和每个转子7之间的距离显著地小于转子7之间的距离，使得中心柱体6和转子7之间的移动空气层均匀。转子7可以在两端具有凸缘(防止空气层从端部滑脱)，其可以覆盖中心轴6的顶侧和底侧。柱体6的旋转速度应被选择为不增加空气层的摩擦。中心柱体6的运动导致由马格纳斯效应引起的在转子7的侧面上的压力差的额外增加。而且，中心轴可以具有朝内部打开的活板或使得一部分流动空气进入的孔。柱体6的末端应随后容许空气流出(具有辐条的结构)。如图2所示，存在一种驱动布局，弗莱特纳转子7由固定齿轮8驱动，固定齿轮8在运行期间被不可移动地阻挡住、与在弗莱特纳转子轴杆上的小齿轮9协作。如图2所示，中心轴6的动力供给通过齿轮10产生自至少一个弗莱特纳转子7。如图2所示，涡轮机的启动在小电驱动器11的帮助下发生，小电驱动器11通过减速齿轮12而与固定轮8连接、沿与旋转体的旋转相反的方向旋转所述轮8，这通过不移动的旋转体而引起转子7的旋转。在实施方式的变形中，电驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有大体垂直于风向的旋转轴线的VAWT类型的风力涡轮机(垂直轴线风力涡轮机)，其具有弗莱特纳转子(7)，该弗莱特纳转子(7)具有大体平行于涡轮机的旋转轴线的轴线，所述弗莱特纳转子(7)被布置在涡轮机的旋转体内，涡轮机具有位于弗莱特纳转子(7)之间的内柱体(6)，所述内柱体(6)沿与所述旋转体和弗莱特纳转子(7)的旋转方向相反的方向旋转，其特征在于，柱体(6)位于离开转子一定距离处，使得柱体的旋转运动导致由马格纳斯效应引起的在转子(7)侧面上的压力差的增加。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.29 EP 13161860.5;2012.06.26 PL P.3996781.一种具有大体垂直于风向的旋转轴线的垂直轴线风力涡轮机，其具有弗莱特纳转子(7)，该弗莱特纳转子(7)具有大体平行于涡轮机的旋转轴线的轴线，所述弗莱特纳转子(7)被布置在涡轮机的旋转体内，涡轮机具有位于弗莱特纳转子(7)之间的内柱体(6)，所述内柱体(6)沿与所述旋转体和弗莱特纳转子(7)的旋转方向相反的方向旋转，其特征在于，内柱体(6)位于离开弗莱特纳转子一定距离处，使得内柱体的旋转运动导致由马格纳斯效应引起的在弗莱特纳转子(7)侧面上的压力差的增加。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中，在所述弗莱特纳转子(7)从与风向相切的线t到与风向垂直的线p的运动期间，所述弗莱特纳转子(7)的表面和所述内柱体(6)的表面之间的、在垂直地连接它们的旋转轴线的线z上的距离A确保了所述弗莱特纳转子(7)的表面和所述内柱体(6)的表面之间的、在线z上的非层状气流，其中线t和p与所述旋转体的旋转轴线相交。3.根据权利要求2所述的风力涡轮机，其中，所述距离A等于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：耶日·博莱斯劳·瓦西莱夫斯基，
申请(专利权)人：耶日·博莱斯劳·瓦西莱夫斯基，
类型：发明
国别省市：波兰;PL