[發明專利]加輪緣渦輪機

無效

• 申請號: 200980138940.4
• 申請日: 2009-08-21
• 公開（公告）號: CN102171448A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 約翰·彼得雷
• 申請（專利權）人: 自然動力概念公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D11/00;F03D11/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 田軍鋒;鄒偉艷

相關申請的交叉引用

本申請要求2008年8月22日提交的標題為“Fine?Arts?Innovations”的美國臨時專利申請61/189,950的優先權，此申請的公開內容通過參引整體結合入本文。

背景技術

據美國能源部的記載，現代風力驅動發電機誕生于二十世紀七十年代晚期。見美國能源部2008年7月的“20％Wind?Energy?by?2030”。直至二十世紀七十年代早期，風力僅占有很小的市場份額，為碾磨谷物和泵水提供機械動力，以及為農用電池充電提供電力。除了電池充電器及通過較大發電機的少量實驗之外，1850年和甚至1950年的風車與它們源于的原始設備區別很小。到2008年7月，風力占美國總發電量的近1％。

如圖1中圖示的，絕大多數現代風力渦輪機典型地具有安裝在60至80米的塔12頂部處的直徑為10至80米的三葉片轉子10。2006年美國安裝的平均渦輪機可以生產近1.6兆瓦的電能。渦輪機功率輸出通過在葉片繞轉子輪轂11旋轉時使葉片10繞其長軸線轉動以改變相對于相關風的迎角(斜度)來進行控制。渦輪機通過使機艙13繞塔轉動(偏轉)而指向風中。渦輪機典型地以30至150臺機器的陣列(電廠)的形式安置。(用于葉片斜度的)斜度控制器調節功率輸出及轉子速度以防止結構性部件過載。一般地，渦輪機將在風速為約5.36米/秒時開始發電，并在風速為約12.52至13.41米/秒(28至30英里每小時)時達到最大功率輸出。在風速為約22.35米/秒(50英里每小時)時，渦輪機將使葉片傾斜或順流以停止發電及轉動。

在二十世紀八十年代，使用來自于其他工業的低成本零件生產機械的方法通常奏效，但是很笨重、維護成本高并且電網友好性差。加利福尼亞風力走廊中使用了小直徑機器，大部分為密集布置的陣列，這在鄉村環境中很不美觀。這些密集布置的陣列通常也阻擋來自鄰近渦輪機的風，給下風位機器帶來大量的湍流。對由湍流引起的結構性載荷了解很少，導致重要零件的頻繁失效及早期失效。結果影響可靠性及可用性。

發明內容

本發明的目標是為了提供一種適于在適度風速下使用同時能承受高風的風力渦輪機。其他目標包括：

1.提供一種風力渦輪機，其用于改裝至建筑物或其他結構上；

2.提供一種風力渦輪機，其具有高度的葉片面積；

3.提供一種具有高強度的風力渦輪機；以及

4.提供一種輕質風力渦輪機。

這些及其他目標通過在本文中的各種實施方式中提供的具有環形外輪緣及在輪緣與中央輪轂間保持張緊的多個葉片的風力渦輪機而達到。葉片在沿著輪轂軸線的兩個或更多個點處附連于輪轂，使轉子的外觀讓人聯想到自行車輪。葉片優選地由可以加強并增強剛度的織物材料制成。輪緣中的磁性元件轉動通過附連于非轉動框架的線圈以產生電。安裝部將轉動部件附連于基座，并允許轉動部件在不同方位之間樞轉。在起升方位中，輪緣面是豎向的并暴露于風中以發電。在縮回位置，輪緣面是水平的并且不受風的作用而進行安全保護。致動器使轉動部件在起升與縮回位置之間轉動。

附圖說明

下面將參照附圖，其圖示了由(一位或多位)發明者構想的本發明的優選實施方式。

圖1是現有技術風力渦輪機的圖示。

圖2是示例性加輪緣渦輪機的立體圖。

圖3a及3b分別是圖2所示加輪緣渦輪機處于起升位置的主視圖及側視圖。

圖4a及4b分別是圖2所示加輪緣渦輪機的輪轂部的主視圖及立體圖。

圖5a及5b分別是圖2所示加輪緣渦輪機處于縮回位置的主視圖及側視圖。

圖6是圖2所示加輪緣渦輪機的輪轂部的詳細橫截面圖。

圖7是圖2所示加輪緣渦輪機的發電機部的詳細橫截面圖。

圖8是圖2所示加輪緣渦輪機的安裝部的詳細側視圖。

圖9是加輪緣渦輪機的陣列的主視圖。

圖10是可選的加輪緣渦輪機的立體圖。

具體實施方式

圖2是示例性加輪緣渦輪機20的立體圖。該渦輪機包括連接于樞軸接合點23的不可縮回部22和可縮回部21。此圖示實施方式示出為具有單個樞軸接合點23，但也可使用其他樞軸接合點布置。