竖直轴线风力涡轮发电机制造技术

一种竖直轴线风力涡轮发电机包括支撑架（11）、限定纵向方向的轴（41）和发电机的轴线（19）。两个旋转构件（12、13）联接到支撑架（11）和轴（41）的上端部，使得它们能够围绕所述轴线（19）旋转。具有两个自由端部（15、16）的两个或更多个叶片（14、24、34）通过连接构件（17和18）与两个旋转构件（12、13）连接，其中，第一旋转构件（12）和/或第二旋转构件（13）朝向或远离彼此的移动使叶片（14、24、34）移动得更远离或更靠近轴（41）。

Vertical axis wind turbine generator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】竖直轴线风力涡轮发电机
本专利技术涉及一种竖直轴线风力涡轮发电机，其包括：支撑架；轴，其具有第一端部、第二端部和沿发电机的纵向方向延伸的轴线；第一旋转构件，其联接到支撑件；第二旋转构件，其联接到轴的第一端部处的一部分，其中，第一和第二旋转构件能够围绕所述轴线旋转；具有两个自由端部的两个或更多个叶片，其中，与第一自由端部相关的第一叶片部分安装在第一旋转构件上，并且与第二自由端部相关的第二叶片部分安装在第二旋转构件上，从而使得叶片能够围绕所述轴线旋转；以及致动装置，其布置成使第一和/或第二旋转构件沿着轴线朝向或远离彼此移动。
技术介绍
US2010/172759公开了一种风力涡轮机发电装置，其中包括翼型的叶片在操作期间是可缩回的。该特征旨在提供损坏防护和在大风条件期间保持操作的能力。还描述了控制缩回程度的计算机反馈回路。另外，描述了由离散段组装的轻质翼型涡轮叶片。US2010/314876公开了一种应用于使用启动马达或将能够使用以太阳能为动力的马达高效转动的各种类型的风力涡轮机的风力涡轮机太阳能控制系统。可再充电电池用于在预定的时间量内保持足以启动推进器的动力。风传感器将被包括在内以确定是否存在足以打开推进器的风。控制箱可包括在内以指定何时启动和关掉马达。它还控制电池充电量并调节何时停止充电。WO2009/047595公开了一种用于产生电力的具有光伏热电联产的竖直轴线风力系统，该竖直轴线风力系统包括竖直轴线螺旋转子以及固定或可移动的定子护罩的系统，所述定子护罩将风指向到转子上同时增加其与转子的冲击速度，以便提高风力发电机的效率并且使得它甚至在风力条件特别不利的情况下也能够操作。WO2011/042687公开了这种转子系统，特别地用于风力涡轮发电机系统中的转子系统。提供了一种支撑件，该支撑件具有与其联接的第一和第二旋转构件，这些旋转构件能够绕公共轴线旋转。提供了具有至少两个端部的一个或多个柔性叶片，其中一个端部安装在第一旋转构件上并且另一端部安装在第二旋转构件上，使得它们可围绕公共轴线旋转。提供了致动装置，其布置成通过旋转构件中的至少一者沿着公共轴线的移动而使每个叶片的端部移动得更靠近一起。第一和第二旋转构件布置成相对于彼此旋转，所述旋转允许柔性叶片围绕轴线盘绕。DE102011012910公开了一种Darrieus风力涡轮机，其具有安装在转子轴和转子叶片之间的剪刀系统，从而允许从转子轴拉动转子叶片以及将转子叶片推向转子轴。转子叶片的水平移动由接收盘的竖直运动触发，该接收盘在升降机构上竖直地移动。转子叶片通过剪刀系统在转子轴处被拉出，并且离心力系统被紧固到接收盘，其中转子叶片被张紧弹簧在中心拉动。这解决了Darrieus涡轮机保护它们免受极端风力条件的影响的常见困难。在EP0049634中示出了竖直轴线类型的另一种风力涡轮机。
技术实现思路
竖直轴线涡轮机或Darrieus涡轮机的另一个主要困难是使其自启动。竖直轴线涡轮发电机常常不在和风或微风情况下启动。另外，叶片并不总是定向在可延迟能量产生的最佳位置中。最后，现有技术装置不保护系统（如例如，太阳能面板）的叶片和附加元件免受大风的影响。本公开旨在解决现有技术中的至少一个技术问题。因此，本公开的目的是提供一种更早启动以产生能量的改进的竖直轴线涡轮发电机。在最初没有给出叶片的最佳位置的情况下，该装置通过不受该装置的功能的影响的集成式太阳能面板提供必要的能量而自我维持。电池设置在装置的轴中以在夜间能量存储，以便在没有自然光通过太阳能面板提供能量的情况下启动和定位叶片。包括权利要求1的前序部分中提到的特征的竖直轴线风力涡轮发电机还包括：太阳能面板，其安装在轴的第一端部上；以及控制单元，其连接到太阳能面板和致动装置，以向致动装置提供动力来使第一和/或第二旋转构件朝向或远离彼此移动和/或向发电机提供动力来启动叶片的旋转。太阳能面板可以通过接头（尤其是万向接头）附接在轴的第一端部上，从而为太阳能面板提供倾斜和/或旋转能力。所述接头可以包括致动器以倾斜和/或旋转太阳能面板的取向。太阳能面板可以包括太阳位置跟踪装置，该太阳位置跟踪装置基于太阳的当前位置来感测太阳能面板的取向。太阳能面板可以安装在轴上以与轴一起旋转。在另一个实施例中，太阳能面板安装在轴的非旋转部分上。然后，轴具有旋转部分和支撑架延伸部分。主中心轴不一定是一件式元件。还有可能的是，下毂被设计成直接连接交流发电机，并且信号以及动力可以被运载穿过基座毂、穿过臂延伸叶片至上毂而到上方的回转驱动装置和主面板上。然后，有可能使用开关磁阻机构以在涡轮系统处于操作中时保持太阳能面板的静态取向。这样的磁场允许保持稳定的平台并减少摩擦场和湍流。然而，在涡轮机操作期间，太阳能面板将优选地定位在水平取向中。优选地，第一和第二连接构件可枢转地联接到旋转构件和叶片。连接构件包括笔直部分，并且各自包括以凸出的方式与另一者相对定向的弯曲部分。在装置的打开位置和构型中，连接构件的笔直部分在中心轴和弯曲部分的起点处在旋转构件之间彼此接触，从而稳定打开位置。当连接构件具有内笔直轮廓时，于是内笔直轮廓可以定位成一者在另一者上，以在内轴线和竖直定向的叶片之间提供稳定的连接。上连接构件的下表面接触下连接构件的上表面。这些连接构件各自包括以凸出的方式与另一者相对定向的弯曲部分，使得在笔直轮廓的一者位于另一者上时，在将叶片保持在适当位置的不同元件之间实现更牢固的关系。内笔直轮廓可以彼此互补以在涡轮发电机的打开位置中联结在一起，以便形成空气动力学轮廓。连接构件的弯曲部分自身也可以具有空气动力学轮廓。竖直轴线风力涡轮发电机可以仅包括两个叶片。然后，叶片将围绕中心轴轴线以180°的角距离安装。对于三个叶片，这三个叶片之间的角距离将为每次120°。当然，也有可以提供4、5或6个叶片，其相应的角距离为90°、72°和60°。而且，以相同的方式，更高数量的叶片是可能的。如在涡轮机的打开位置中所见，笔直轮廓可以定位在上自由端部处、下自由端部处或其间的任何距离处。在优选实施例中，在涡轮机的打开位置中，笔直轮廓定位成距上自由端部的距离为约三分之二且距下自由端部的距离为约三分之一，使得叶片的2/3在其间没有任何障碍物，以允许诱发的无湍流气流。叶片优选地以固定角度附接在连接构件处。然后，在改变叶片的展开状态时改变叶片的有效半径也更改了轮叶的迎角。这改进了涡轮系统抵抗不同风力条件的整体实度（solidity），由此更改可收集的风流量，即，较大的风比较小的风需要更小的直径来产生系统的交流发电机所需的相同的扭矩；由此减少齿轮布置结构上的总体需求的载荷。下旋转构件以预定高度在支撑架处固定在其竖直位置中，使得当叶片完全延伸和展开时，叶片的下自由端部处于地面上方的预定最小高度。这种最小高度可以是2.50米；以确保人员和小型车辆可以在下面通过。太阳能面板的直径被预定成使得叶片的内表面靠近太阳能面板的外周向部分或者在俯视图中甚至位于太阳能面板下方，或者当叶片处于其完全缩回状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种竖直轴线风力涡轮发电机，其包括：/n支撑架（11）；/n轴（41），其具有第一端部、第二端部和沿所述风力涡轮发电机的纵向方向延伸的竖直轴线（19）；/n第一旋转构件（12），其联接到所述支撑架（11）；/n第二旋转构件（13），其联接到所述轴（41）的所述第一端部处的一部分，其中，所述第一旋转构件（12）和第二旋转构件（13）能够围绕所述轴线（19）旋转；/n两个或更多个叶片（14、24、34），其具有限定两个相对的叶片部分的两个自由端部（15、16），/n第一连接构件（17），其将与所述第一自由端部（16）相关的所述第一叶片部分与所述第一旋转构件（12）连接，/n第二连接构件（18），其将与所述第二自由端部（15）相关的第二叶片部分与所述第二旋转构件（13）连接，以及/n致动装置，其布置成使所述第一旋转构件（12）和/或第二旋转构件（13）沿着所述轴线（19）朝向或远离彼此移动，/n其中，所述第一旋转构件（12）和/或第二旋转构件（13）朝向或远离彼此的移动使所述叶片（14、24、34）移动得更远离或更靠近所述轴（41），/n其中，所述轴（41）通过所述支撑架（11）与发电机、尤其是交流发电机连接，/n其特征在于，所述发电机还包括：太阳能面板（50），其安装在所述轴（41）的所述第一端部上；以及控制单元，其连接到所述太阳能面板并且还连接到所述致动装置，以向所述致动装置提供动力来使所述第一旋转构件（12）和/或第二旋转构件（13）朝向或远离彼此移动和/或还连接到所述发电机以向所述发电机提供动力来启动所述叶片（14、24、34）的旋转。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170327 EP 17163060.11.一种竖直轴线风力涡轮发电机，其包括：
支撑架（11）；
轴（41），其具有第一端部、第二端部和沿所述风力涡轮发电机的纵向方向延伸的竖直轴线（19）；
第一旋转构件（12），其联接到所述支撑架（11）；
第二旋转构件（13），其联接到所述轴（41）的所述第一端部处的一部分，其中，所述第一旋转构件（12）和第二旋转构件（13）能够围绕所述轴线（19）旋转；
两个或更多个叶片（14、24、34），其具有限定两个相对的叶片部分的两个自由端部（15、16），
第一连接构件（17），其将与所述第一自由端部（16）相关的所述第一叶片部分与所述第一旋转构件（12）连接，
第二连接构件（18），其将与所述第二自由端部（15）相关的第二叶片部分与所述第二旋转构件（13）连接，以及
致动装置，其布置成使所述第一旋转构件（12）和/或第二旋转构件（13）沿着所述轴线（19）朝向或远离彼此移动，
其中，所述第一旋转构件（12）和/或第二旋转构件（13）朝向或远离彼此的移动使所述叶片（14、24、34）移动得更远离或更靠近所述轴（41），
其中，所述轴（41）通过所述支撑架（11）与发电机、尤其是交流发电机连接，
其特征在于，所述发电机还包括：太阳能面板（50），其安装在所述轴（41）的所述第一端部上；以及控制单元，其连接到所述太阳能面板并且还连接到所述致动装置，以向所述致动装置提供动力来使所述第一旋转构件（12）和/或第二旋转构件（13）朝向或远离彼此移动和/或还连接到所述发电机以向所述发电机提供动力来启动所述叶片（14、24、34）的旋转。


2.根据权利要求1所述的竖直轴线风力涡轮发电机，其中，所述太阳能面板（50）通过接头附接在所述轴（41）的所述第一端部上，从而为所述太阳能面板提供倾斜和/或旋转能力，尤其是在所述接头包括致动器以倾斜和/或旋转所述太阳能面板（50）的取向的情况下为所述太阳能面板提供倾斜和/或旋转能力。


3.根据权利要求2所述的竖直轴线风力涡轮发电机，其中，所述太阳能面板（50）包括太阳位置跟踪装置，所述太阳位置跟踪装置基于太阳的当前位置来感测所述太阳能面板的取向。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的竖直轴线风力涡轮发电机，其中，所述太阳能面板（50）安装在所述轴（41）上以与所述轴（41）一起旋转，或者其中，所述太阳能面板（50）安装在所述轴（41）的非旋转部分上。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的竖直轴线风力涡轮发电机，其中，所述第一连接构件（17）和第二连接构件（18）可枢转地联接到、尤其是用铰链（55）联接到所述旋转构件（12、13）和所述叶片（14、24、34）。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的竖直轴线风力涡轮发电机，其中，所述连接构件包括基本上笔直轮廓（17、18、56），并且各自包括以凸出的方式与另一者相对地定向的弯曲部分（27、28）。


7.根据权利要求6所述的竖直轴线风力涡轮发电机，其中，在打开位置中，所述连接构件（17、18）的所述内笔直轮廓在所述中心轴（41）和所述弯曲部分（27、28）的起点处在所述旋转构件（12、13）之间彼此（37、38）接触，从而稳定所述打开位置。


8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：O赛义德，
申请(专利权)人：元素工程公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH