用于系绳风力涡轮机的系统和方法技术方案

根据一些实施例，气载主体沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸。该主体可(例如)至少部分地被填充气体。两个或两个以上的导叶可由主体气载地提供，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时可操作以引起围绕轴线的旋转。此外，一条或多条绳索可联接以将主体锚固到第三点，且一个或多个发电机可由该主体气载，以将围绕轴线旋转而产生的旋转能量转换成电能。根据一些实施例，每个导叶包括附接到主体上且沿着主体延伸的水平叶片面板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容大体上涉及用于通过风力来发电的系统和方法，而更具体地涉及用于 系绳(tethered)风力涡轮机的系统和方法。
技术介绍
使用可再生能源在满足能量需求但大大减少对环境的不利影响方面仍然起着重 要的作用。例如光能、水电和风能科技，在实际上消除对环境的不利影响时不断地降低成本 而增加效益。然而，许多传统的产生可再生资源能量的科技，需要大量的资金和/或土地来 实施。关于风能设施，例如典型的风车形式、塔式安装的转子可能建造起来很昂贵，和/或 可能需要坐落在具有大量风力资源的大片土地上。其它形式的风力发电系统使用风力涡轮机，风力涡轮机被有浮力的气球和/或风 筝保持在高处。这些系统可以(例如)从更流行和/或更恒定的风力资源中获利，而这些 风力资源位于对于大多数塔式安装结构来说不可实现的高度。然而，尽管是这些类型的系 统，在某些应用中也可能是不易使用的、昂贵的和/或不实际的。出于这些以及其它原因， 一般的风力资源发电系统可能不合需要。因此，需要有来解决这些和其它现有科技中的 问题。附图说明 图12是根据一些实施例的风力涡轮机的前视图。图13是根据一些实施例的风力涡轮机的前视截面图。图14A和图14B是根据一些实施例的风力涡轮机的简图。图15是根据一些实施例的水平风力涡轮机系统的简图。图16是根据一些实施例的竖直风力涡轮机的简图。-116。导叶116可以(例如)可 操作以由风力和/或其它气流(例如，图IB中三根水平虚线所示)作用以引起主体112 (和 /或封套114)围绕轴线102旋转。根据一些实施例，导叶116被定位、定形、和/或另外由一个或多个支承件118作 用。支承件118可以(例如)促进导叶116的定形来可操作以由风力作用(例如形成如图 IA和图IB所示的凹表面，使风力可以作用于其上)。在图IB中，简化了对支承件118的描 述，以减少混乱。在一些实施例中，主体112和/或封套114可以在两个端板120之间水平 地延伸。两个端板120可以例如包括联接到主体112和/或封套114上的内表面122，和/ 或包括突出部126的外表面124。在一些实施例中，突出部1 基本上与水平轴线102的轴 对齐。根据一些实施例，一个或多个发电机130联接以将旋转能量(例如，从主体112、封套114、和/或突出部126围绕轴线102的旋转)转换成电能。发电机130可以(例如)机械 地联接到突出部1 上并从那里悬挂(例如，通过重力)。在一些实施例中，发电机130还可以或可选地联接到一个或多个轭状件 (yoke)132。轭状件132可以包括例如轴衬、轴承(例如，滚珠轴承)和/或其它装置(未示 出)，只要它们可操作以促进和/或允许主体112和/或突出部126围绕轴线102旋转，同 时将发电机120定位成可操作以接收来自旋转的主体112和/或突出部126的旋转能量。 在一些实施例中，轭状件132在轴线102上的第一点104和第二点106处和/或其附近旋 转式地联接到突出部126。根据一些实施例，轭状件132还可以或可选地是发电机130的部 件和/或部分。轭状件132可以例如包括一个或多个凸缘、突出部、联接件和/或与发电机 130相关联和/或附接到发电机130上的其它物体。根据一些实施例，轭状件132还可以或可选地联接到一条或多条绳索140。在一 些实施例中，绳索140可以联接到主体112、突出部1 和/或发电机130。绳索140可以 (例如)将主体112联接到第三点(未在图IA或图IB中显示)例如地面站。在一些实施 例中，绳索140可以包括任意数量的绳、缆绳、线、和/或已知的或可行的、或是变得已知或 可行的其它连接装置。根据一些实施例，绳索140可操作以将风力涡轮机110联接到第三 点和/或将电能从发电机130向第三点(例如，向地面)传送。在一些实施例中，风力涡轮机110还可以或可选地包括一个或多个稳定器150。稳 定器150可以是例如基本上圆盘形的装置，其联接到突出部1 上(例如，如图IA所示)。 根据一些实施例，稳定器150可以有利于将风力涡轮机110(例如相对于轴线102)定向到 垂直于主风力。稳定器150可以(例如)在主风力改变方向时允许风力涡轮机110自定位 和/或自动重定位。以这样的方式(例如)导叶116可以大致地定位使得主风力作用导叶 116的前(例如，风向)表面，以引起主体112围绕水平轴线102旋转(例如，顺时针和/或 逆时针方向，如图IB所示)。在图IB中，稳定器150以虚线形式显示以增加部件(例如，发 电机130和/或轭状件132)的可视性，否则会被遮挡。根据一些实施例，这穿过风力涡轮机110的横流风力(和/或顺时针和/或逆时 针方向的旋转)，有利于提升风力涡轮机110。即使封套114用不比空气轻的气体(例如， 空气本身)填充和/或加压，例如，与主体112围绕轴线102的旋转有关的Magnus效应会 提供上升力给风力涡轮机110。在一些实施例中，这种Magnus效应上升力基本上足以提供 所有需要的升力来使风力涡轮机110可以部署和/或保持在高处。根据一些实施例，其它 上升力(例如，通过使用轻于空气和/或上升型气体来加压封套114而产生的)还可以或 可选地促进风力涡轮机110的部署。在一些实施例中，风力涡轮机110的主体112由一种或多种柔性材料组成。主体 112可以例如是可膨胀的和/或可收折的。根据一些实施例，如果风力涡轮机110构建成 较小尺寸(例如，十到三十英尺的长度)，主体112由一种或多种重量轻的和/或低渗透性 (例如，相对于重量轻的气体)的材料组成。主体112可以包括(例如)涂覆的和/或层叠 的Dacron 。在一些实施例中，如果风力涡轮机Iio构建成较大尺寸(例如，一百到四百英 尺的长度)，主体112由一种或多种重量轻的、高韧性和/或高强度的材料层组成。主体112 可以包括(例如)便于保持轻于空气的气体诸如氢和/或氦的内表面(例如Mylar )，主 体112还可以包括结构上的编织核心(例如，包括Dacron 、Vectran 、Spectra 和/或Kevlar )和/或外涂层以提供紫外线保护(uv)和/或磨损保护(例如Tedlar )。 在一些实施例中，条带、缆绳和/或其它结构构件(例如本文别处介绍的三轴线条带)一体 地结合到结构核心层和/或涂覆有外部涂层和/或最终涂层(诸如Tedlar :)。根据一些实施例，导叶116还可以或可选地由一种或多种柔性材料组成。如果导 叶116由柔性材料组成，支承件118和/或其它装置用来提供、限定和/或保持导叶116的 形状。支承件118可以包括(例如)一个或多个刚性和/或半刚性支柱、张力构件和/或 其它结构支承件以利于导叶116的定位和/或定形。在一些实施例中，其它结构构件(诸 如支柱或缆绳)还可以或可选地留在在导叶116内以提供结构性能。根据一些实施例，导 叶116本身由刚性、半刚性和/或重量轻的材料(例如，玻璃纤维和/或复合树脂)组成。在一些实施例中，风力涡轮机110可以包括各种数量、类型和/或构造的导叶116。 如图IA和图IB所示，例如风力涡轮机110可以包括四个导叶116，其基本上均勻地围绕主 体112的周围分布。导叶116还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种系统，包括：气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中所述主体至少部分地被填充气体；两个或两个以上的导叶，其由所述主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时，可操作以引起围绕轴线的旋转，每个导叶包括附接到主体且沿着主体延伸的水平叶片面板；一条或多条绳索，其联接以将所述主体锚固到第三点；以及，一个或多个发电机，其由所述主体气载，以将围绕所述轴线旋转所产生的旋转能量转换成电能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2008.07.15 US 12/1734201.一种系统，包括气载主体，其沿着在第一点与第二点之间的轴线水平地延伸，其中所述主体至少部分 地被填充气体；两个或两个以上的导叶，其由所述主体气载，使得导叶当由垂直于轴线的风力作用时， 可操作以引起围绕轴线的旋转，每个导叶包括附接到主体且沿着主体延伸的水平叶片面 板；一条或多条绳索，其联接以将所述主体锚固到第三点；以及，一个或多个发电机，其由所述主体气载，以将围绕所述轴线旋转所产生的旋转能量转 换成电能。2.根据权利要求1所述的系统，其中由所述风力引起的旋转包括所述主体围绕轴线的旋转。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述旋转在气载主体上生成上升力。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述上升力包括马格纳斯效应上升力。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述叶片面板由下列中至少一个形成(i)织物， 或者(ii)塑料。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述叶片面板沿着第一水平边缘附接到所述主体上。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述叶片面板沿着所述第一水平边缘可分离地附 接到所述主体上。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述叶片面板经由下列之一可分离地附接(i)匹 配的维可牢部分；(ii)扣合件，或者(iii)可移动的系结线。9.根据权利要求6所述的系统，其中每个叶片面板还包括沿着与所述第一水平边缘相 对的第二水平边缘延伸的可膨胀的边缘。10.根据权利要求6所述的系统，其中所述叶片面板沿着所述第一水平边缘柔性地附 接到所述主体。11.根据权利要求6所述的系统，其中所述叶片面板是可变形的。12.根据权利要求6所述的系统，其中所述叶片面板至少部分地由水平可膨胀的垫子 定形，水平可膨胀的垫子基本上沿着所述叶片面板的第一水平边缘且靠近所述第一水平边 缘附接到所述主体。13.根据权利要求6所述的系统，其中所述叶片面板至少部分地由至少一个锚固线定 形，所述至少一个锚固线将与第一边缘相对的叶片面板的第二水平边缘联接到所述气载主 体。14.根据权利要求6所述的系统，其中所述叶片面板至少部分地由至少一个支柱定形， 至少一个支柱将所述叶片面板的第一水平边缘联接到与所述第一边缘相对的所述叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·D·费尔古森，
申请(专利权)人：马根电力公司，
类型：发明
国别省市：CA