具有涡轮锚的浮动风力涡轮机制造技术

风力涡轮机(20)包括可绕中心轴线(29)转动的风力涡轮机叶轮(22)，风力涡轮机叶轮(22)具有捕捉风并且转动涡轮机叶轮(22)的帆翼(30)。锚(58)具有在其旋转轴线上附接到涡轮机叶轮的其锚线(56)，以防止响应于强风状态倾斜风力涡轮机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请是2009年7月8日提交的美国专利申请序列第12/499,206号的部分继续申请，其要求2009年4月20日提交的美国专利申请序列第12/426,494号、2009年4月30日提交的美国继续申请第12/432,837号、2009年7月10日提交的美国专利申请序列第12/481,817号的部分继续申请和2010年4月19日提交的PCT/US2010/31560的优先权，其中的每一个都全部并入此中。专利
本专利技术涉及一种用于响应于大气风的运动而发电的风力涡轮机组件。专利技术背景风车已经使用了很多年，用于从地面抽水以及用于发电的目的。风车的基本优点在于其使用大气风的动力以转动具有径向延伸叶片的轮子。该转动运动可以转换成多种有用的目的。例如，安装在塔上的推进器形式的风力涡轮机已经放置在稳定风盛行的地区并且风力涡轮机用于发电。传统风力涡轮机的叶片很大并且用昂贵的刚性材料制成，且构造成具有从中心轮毂径向延伸的叶片，在叶片的外端没有额外支撑。传统的风力涡轮机叶片以高转速转动并且必须抵抗由叶片的快速绕转产生的离心力和由风施加到叶片上的悬臂弯曲力。由于叶片的外部以很高的速度运动并且与强风接合，所以叶片越大其必须越坚固并且其变得越昂贵。因此，实际中叶片的长度和宽度是受限制的。另一种类型的风力涡轮机是具有帆翼的风力涡轮机，其由代替上述传统风力涡轮机的刚性叶片的织物构造。例如，美国专利4,330,714、4,350,895以及4,729,716公开了使用捕捉风的布“帆”的风力涡轮机。风力涡轮机的叶片由更轻的材料制成。如美国专利1,233,232和6,064,123中所示，另一种类型的风力涡轮机具有刚性推进器，刚性推进器显示为刚性安装到支撑推进器外端的圆形周边轮缘。以上引用的专利中的一些风力涡轮机构造有绕涡轮机叶轮周向延伸的外轮缘。橡胶轮胎放置在接合外轮缘的位置，以便转动橡胶轮胎，其中驱动的橡胶轮胎转动发电机的转子。因此，风力涡轮机的转动用于发电。现有技术的风力涡轮机安装在直立塔上，并且通过将塔安装在地上或者在一些其它的稳定平台上使塔支撑在其基部上。当风力涡轮机利用与涡轮机叶轮的成角度叶片接合的到来的疾风运行时，明显的纵向力从涡轮机叶轮的叶片传递到塔的上部，将使塔倾斜。此水平的倾斜力通常明显大于接合涡轮机叶轮叶片的成角度表面并且引起涡轮机叶轮转动的圆周风力。该纵向力需要用于风力涡轮机的塔非常坚固以避免翻倒。虽然在稳定风盛行的空旷陆地区域已经发现使用风力涡轮机，最适合于在风力涡轮机推进器叶片上捕捉风的陆地区域通常是远离大量需要电力的区域。因此，需要电力通过导线长距离地传送到需要的区域。在大水体上、尤其是海洋上产生的风不会遇到山、建筑物以及将降低风速的陆块上的植被。比起陆地上，水上风的紊流通常较小。这可能是由于比起水体上，陆地上的不同海拔之间温度变化得较大，显然由于阳光进入水中比进入陆地中吸收得更多，并且由于可比较的状态，陆地表面比水的表面变得更暖和且辐射更多的热量。另外，世界上一些大城市位于大水体附近，例如风速不降低且水表面附近紊流更少并更可预测的大洋和海洋附近。放在水体上的风力涡轮机的另一个优点是水表面较小湍流的风允许涡轮机叶轮支撑地更低、更接近水的表面。这将减小具有用于陆地安装风力涡轮机通常所需高塔的花费。因此，可预期将风力涡轮机定位在相当接近需要电力的地块间隔的水体上。另外，可预期生产具有这样一种装置的风力涡轮机，该装置用于减小由涡轮机叶轮施加到塔或者风力涡轮机的其它竖直支撑件上的纵向力。
技术实现思路
简要地描述，本公开内容涉及用于发电的风力涡轮机组件，该风力涡轮机组件包括支撑件、关于纵向延伸的中心轴线可转动地安装在支撑件上的涡轮机叶轮和与涡轮机叶轮处于驱动关系的发电机，涡轮机叶轮包括与中心轴线同轴并绕中心轴线可转动的圆形轮缘。在一个实施方式中，风驱动的涡轮机叶轮可以安装在可浮动支撑件上，可浮动支撑件能够在大水体的表面上浮动。可浮动支撑件可以包括用于将风力涡轮机转入到来的大气风中的侧推进器。该结构的另一个新特征可以是安装在可浮动支撑件上的风力涡轮机，具有在某一位置系到风力涡轮机的锚，该位置足够高以抵抗由大气风施加到涡轮机的倾斜力。其中公开的风力涡轮机组件中的一种可包括可浮动支撑件、并排安装在可浮动支撑件上的一对风力涡轮机和一个风力涡轮机的帆翼，每个都具有与另一个风力涡轮机的帆翼的节距相对的节距，以平衡风力涡轮机的回转效应。风力涡轮机组件的另一特征可以包括系到可浮动支撑件的头部(bow)的锚以及用于移动可浮动支撑件的尾部以将风力涡轮机转入大气风中的侧推进器。风力涡轮机组件的另一特征可以包括安装在可浮动支撑件上的一个或多个风力涡轮机，其中锚直接系到风力涡轮机，以阻止风力涡轮机响应于引入风力涡轮机中的强风而倾斜。风力涡轮机还可以包括由玻璃纤维或其它相对柔性的材料形成的帆翼，具有由涡轮机叶轮承载的形状控制装置，用于绕帆翼的纵向轴线转动帆翼的至少一个端部，以在帆翼中形成节距或扭转。风力涡轮机组件可包括具有将可浮动支撑件支撑在直立姿势的外伸架(out rigger)的可浮动支撑件。涡轮锚可以在可浮动支撑件的高度的上方附接到风力涡轮机，并且布置为抵抗施加到风力涡轮机的纵向风力。其中公开的结构和工艺的其它特征和优点可从下面的说明书和附图中理解。附图说明图1是浮动风力涡轮机的前正视图，示出了处于其直立位置的涡轮机叶轮。图2是图1的风力涡轮机的侧面正视图。图3是图1和图2的风力涡轮机的顶视图。图4是图1的风力涡轮机的顶视图，但是示出了倾斜在其不运行位置的涡轮机叶轮。图5是图4的风力涡轮机的侧视图，示出了倾斜在其不运行位置的涡轮机叶轮。图6是一种修改的风力涡轮机叶轮的前正视图，类似于图1-5的涡轮机叶轮，但是包括与外圆形周边轮缘同心的中间圆形轮缘，具有支撑在轮轴结构和中间支撑轮缘之间的内帆翼和支撑在中间支撑轮缘和外圆形周边轮缘之间的外帆翼。图7是双风力涡轮机的前正视图，具有安装在共用可浮动支撑件上的一对风力涡轮机叶轮。图8是图6的双风力涡轮机的侧面正视图。图9是图6的双风力涡轮机的顶视图。图10是类似于图7的双风力涡轮机的前正视图，但是包括修改的锚固结构。图11是图10的风力涡轮机的顶视图。图12是图1-8的风本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.20 US 12/426,494;2009.04.30 US 12/432,837;1.一种用于发电的风力涡轮机组件，包括：
涡轮机叶轮支撑件，
涡轮机叶轮，其安装在所述涡轮机叶轮支撑件上，
发电机，其安装为与所述涡轮机叶轮对齐，用于响应于所述涡轮机叶
轮的转动而发电，和
锚线，其用于保持所述涡轮机叶轮以抵抗到来的大气风。
2.如权利要求1所述的风力涡轮机组件，其特征在于，
所述涡轮机叶轮包括轮轴结构并且所述涡轮机叶轮绕所述轮轴结构
可转动，并且
所述锚线连接到所述轮轴结构。
3.如权利要求1所述的风力涡轮机组件，其特征在于，
所述涡轮机叶轮支撑件包括可浮动支撑件，
所述涡轮机叶轮包括轮轴结构并且所述涡轮机叶轮绕所述轮轴结构
可转动，并且
其中所述锚线将所述涡轮机叶轮保持在所述轮轴结构的高度以抵抗
到来的大气风。
4.如权利要求3所述的风力涡轮机组件，其特征在于，
所述锚线连接到所述轮轴结构。
5.如权利要求3所述的风力涡轮机组件，其特征在于，
一对所述风力涡轮机并排安装，横拉条基本上在所述风力涡轮机的所
述轮轴结构的高度安装到所述一对风力涡轮机的所述风力涡轮机，并且所
述锚线在所述风力涡轮机之间的位置连接到所述横拉条。
6.如权利要求4所述的风力涡轮机组件，其特征在于，
所述涡轮机叶轮包括与所述中心轴线同轴并且绕所述中心轴线可转
动的圆形轮缘，
帆翼安装到所述圆形轮缘并且朝所述中心轴线径向延伸，
所述帆翼包括节距，所述节距导致所述帆翼响应于关于所述帆翼运动
的大气风而绕所述中心轴线转动，并且
所述发电机安装为与所述圆形周边轮缘接合，以响应于所述圆形周边
轮缘的转动而发电。
7.如权利要求3所述的风力涡轮机组件，其特征在于，
海锚，其安装到所述可浮动支撑件，用于稳定所述风力涡轮机。
8.如权利要求2所述的风力涡轮机组件，其特征在于，
圆形周边轮缘，其与所述中心轴线同轴并且绕所述中心轴线可转动，
所述发电机包括接合所述圆形周边轮缘的相对表面的一对叶轮。
9.如权利要求2所述的风力涡轮机组件，其特征在于，
圆形周边轮缘，其包括传导线圈以用作所述发电机的转子，并且
所述发电机包括定子，所述定子安装在所述转子的运动轨道中，与所
述转子对齐。
10.如权利要求9所述的风力涡轮机组件，其特征在于，所述定子包
括用于响应于所述转子的侧向运动而移动所述定子的可移动支撑装置。
11.如权利要求10所述的风力涡轮机组件，其特征在于，所述可移动
支撑装置包括在所述定子和所述转子之间的空气轴承。
12.如权利要求10所述的风力涡轮机组件，其特征在于，所述可移
动支撑装置包括风箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰拉尔德·L·巴伯，
申请(专利权)人：杰拉尔德·L·巴伯，
类型：发明
国别省市：