專利名稱：水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一般來說，本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生電能的渦輪機(jī)，更具體地說，涉及水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)。
2．先前技術(shù)的說明在整個(gè)歷史長河中，人類文明都在渴望得到更好和更有效的產(chǎn)生能源的方法。一些地方，不是經(jīng)常有礦物燃料，而且長距離運(yùn)輸，價(jià)格昂貴。核能會(huì)產(chǎn)生不需要的放射性廢料，并具有發(fā)生基督教啟示性的事故(apocalyptic accidents)的潛在危險(xiǎn)。使用太陽能的前景，由于利用太陽能量所必需的設(shè)備價(jià)格昂貴而變得暗淡了。水力發(fā)電需要流動(dòng)的水，并經(jīng)常要破壞正常的水道?？雌饋?，風(fēng)力是唯一可以容易獲得和安全的能源。
雖然，幾個(gè)世紀(jì)以前已經(jīng)在開發(fā)，但今天，風(fēng)力發(fā)電裝置仍是人們喜愛的一個(gè)能源產(chǎn)生裝置。以前用于磨谷物的風(fēng)車已經(jīng)用來產(chǎn)生電力。風(fēng)車已經(jīng)發(fā)展成風(fēng)力渦輪機(jī)，其中風(fēng)能不再轉(zhuǎn)動(dòng)壓在谷物上面的石頭輪子，而是使磁鐵通過導(dǎo)線線圈旁邊來發(fā)電。在風(fēng)力渦輪機(jī)中，風(fēng)力推動(dòng)一個(gè)輪子的葉片，該輪子就起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的作用。
一段時(shí)間以來，已經(jīng)開發(fā)了一些風(fēng)力渦輪機(jī)，它們可以有效地工作，以補(bǔ)償許多阻礙協(xié)調(diào)地回收風(fēng)能的天然障礙。例如，風(fēng)向的偏移可以使一臺(tái)固定的風(fēng)力渦輪機(jī)停止工作，因此，風(fēng)力渦輪機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)有不同的回轉(zhuǎn)方法，使風(fēng)能以最佳的方式?jīng)_擊葉片。此外，已經(jīng)開發(fā)了一些風(fēng)力渦輪機(jī)，使得風(fēng)速的變化對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)的結(jié)構(gòu)牢固性和發(fā)電潛力比較沒有影響。
水平軸式風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)已經(jīng)證明在風(fēng)力發(fā)電方面是非常有效的。一般，它由安裝在高塔頂上的一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)舵組成。該發(fā)動(dòng)機(jī)舵內(nèi)裝置一個(gè)傳動(dòng)裝置，用以將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速增加至發(fā)電機(jī)的速度，另外還需要一些使電力平穩(wěn)的裝置，以便補(bǔ)償風(fēng)力的周期性波動(dòng)和風(fēng)陣。該發(fā)動(dòng)機(jī)舵還包括一個(gè)高強(qiáng)度的軸，用以安裝一個(gè)大的轉(zhuǎn)子輪轂和葉片。該發(fā)動(dòng)機(jī)舵在水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)整至風(fēng)流的方向，使轉(zhuǎn)子面對(duì)迎面而來的風(fēng)。
然而，水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)并不是沒有問題。該傳動(dòng)裝置需要定期的維護(hù)和修理，而該傳動(dòng)裝置就是水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)設(shè)計(jì)的主要花費(fèi)。另外，該主軸不但必須承受轉(zhuǎn)子輪轂和葉片的負(fù)載，而且必須承受振動(dòng)和風(fēng)陣的負(fù)載。此外，在增強(qiáng)支承沉重的發(fā)動(dòng)機(jī)舵的塔結(jié)構(gòu)方面，也會(huì)有很大的花費(fèi)。
水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)的另一個(gè)問題是轉(zhuǎn)子直徑太大和轉(zhuǎn)子葉片數(shù)太少。水平軸式風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)通常轉(zhuǎn)子直徑至少有20米，而設(shè)計(jì)成只帶有兩個(gè)或三個(gè)葉片。一般的規(guī)則是，如果風(fēng)力渦輪機(jī)有許多葉片，則轉(zhuǎn)子的堅(jiān)固性增加，回轉(zhuǎn)速度較慢，并產(chǎn)生較小的噪聲。然而，水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)采用少量的葉片，因?yàn)橥ǔＨ~片的設(shè)計(jì)和制造較昂貴。而且，水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子直徑增大，在風(fēng)速大時(shí)，使葉片的控制和保持結(jié)構(gòu)牢固性較困難。
對(duì)于水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)，需要簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、低的生產(chǎn)成本、低的維修費(fèi)用和可靠的結(jié)構(gòu)牢固性。
1873年12月30日頒發(fā)給Emilius Sanderson的美國專利145，970號(hào)表示了支承一個(gè)風(fēng)輪的水平軸兩側(cè)的概念。
1883年2月27日頒發(fā)給Homer B．Sprague的美國專利273，182號(hào)和1992年11月10日頒發(fā)給Alfred J．Eggers Jr．的美國專利5，161，952號(hào)表示了使用具有輻條的輪緣，以支承葉片。這些專利表示了一個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)葉片形狀，以及使用在輻條上作有螺紋的葉片。
1883年7月31日頒發(fā)給Carl F．W．Schramm的美國專利282，122號(hào)表示了一臺(tái)風(fēng)車，它可根據(jù)風(fēng)速的變化，自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
1903年1月6日頒發(fā)給Luis Soria Y．Hernandez的美國專利717，939號(hào)表示了一臺(tái)在有輪子的基座上轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)力渦輪機(jī)。
1912年1月23日頒發(fā)給Judson A．Bennett的美國專利1，015，416號(hào)表示了一個(gè)支承在其上安裝著一臺(tái)風(fēng)車葉片的水平軸兩端的框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)該框架的外部拐角沿著一條圓形軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該結(jié)構(gòu)的中心柱保持固定不動(dòng)。
1917年7月10日頒發(fā)給Albert H．Heyroth的美國專利1，233，232號(hào)，1934年1月23日頒發(fā)給Hermann Honnef的美國專利1，944，239號(hào)和1939年7月13日頒發(fā)給Clement Lean的英國專利文件507，555號(hào)表示了利用一個(gè)葉片結(jié)構(gòu)的輪緣，與一個(gè)固定的定子部份結(jié)合以產(chǎn)生電力。
1982年4月6日頒發(fā)給Schachle等人的美國專利4，323，331號(hào)表示了一種框架結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)渦輪機(jī)支承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一個(gè)基座在地面上的支座件上。
1982年12月21日頒發(fā)給Constant V．David的美國專利4，364，708號(hào)表示了一個(gè)具有可調(diào)節(jié)的葉片的風(fēng)車。
以上的發(fā)明和專利，不論從單個(gè)看或綜合起來看，都沒有一個(gè)是說明所提出的本發(fā)明的。
發(fā)明梗概根據(jù)本發(fā)明的一種水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)包括一個(gè)支承轉(zhuǎn)子的框架，一個(gè)多葉片的轉(zhuǎn)子，一個(gè)產(chǎn)生電力的定子和一個(gè)回轉(zhuǎn)軌道。該支承框架的結(jié)構(gòu)帶有許多三角形的子裝置。該轉(zhuǎn)子具有許多從一個(gè)中心輪轂突出出來的葉片，該輪轂則可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在該支承框架上。葉片的間距可以調(diào)節(jié)，并被一個(gè)具有許多磁鐵的輪緣包圍。風(fēng)引起該輪緣轉(zhuǎn)動(dòng)。該定子基本上是靜止不動(dòng)的，并安裝在支承上，該支承將定子固定在與輪緣相對(duì)的框架上。不論該輪緣是否運(yùn)動(dòng)，其上面安裝著定子的支承可調(diào)節(jié)，以保證輪緣和定子之間的距離固定不變。轉(zhuǎn)子輪緣磁鐵和定子之間的吸引力保持定子與轉(zhuǎn)子對(duì)準(zhǔn)。定子可以運(yùn)動(dòng)，與轉(zhuǎn)子對(duì)準(zhǔn)，因?yàn)橹С惺强蓳锨模３峙c轉(zhuǎn)子軸平行。這是本發(fā)明的一個(gè)主要特點(diǎn)。當(dāng)在轉(zhuǎn)動(dòng)的輪緣上的磁鐵從定子旁邊通過時(shí)，就可產(chǎn)生電力。該框架安裝在回轉(zhuǎn)軌道上，使該框架可以連續(xù)地調(diào)節(jié)，以使轉(zhuǎn)子的由風(fēng)引起的轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到最大。
因此，本發(fā)明的一個(gè)主要目的是要提供一種相互嚙合時(shí)機(jī)械零件最少的風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供可調(diào)節(jié)的定子支承，以便保持可動(dòng)的磁鐵和定子之間的距離固定不變，和磁鐵與定子對(duì)準(zhǔn)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是要使用許多輻條以保證輪緣的剛性，用于保持從轉(zhuǎn)子突出出來的許多葉片中的每一個(gè)葉片的位置。
本發(fā)明再有一個(gè)目的是提供一種簡(jiǎn)單，但堅(jiān)固的、可調(diào)節(jié)的框架，用以支承風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是要提供一些改進(jìn)的零件和這些零件在一個(gè)用于上述目的的裝置中的布局，該裝置是價(jià)格低廉的、可靠的、和對(duì)于達(dá)到這些預(yù)期的目的是完全有效的。
當(dāng)進(jìn)一步研究下列說明和附圖時(shí)，本發(fā)明的這些和另外一些目的將很快變得清楚起來。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1為本發(fā)明的正視圖，圖中表示了突出在地面以下的本發(fā)明的各個(gè)部份；圖2為本發(fā)明的側(cè)面部份視圖；圖3為本發(fā)明的頂部視圖；圖4為本發(fā)明的輪緣-定子-框架區(qū)域的詳細(xì)截面圖；圖5為一個(gè)葉片和在其上安裝著該葉片的一個(gè)輻條的截面圖。
在所有的附圖中，相同的代號(hào)都表示相應(yīng)的特點(diǎn)。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明本發(fā)明為一種水平軸式的風(fēng)力渦輪機(jī)，它可使機(jī)械磨損減至最小，風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且可以不管是風(fēng)使結(jié)構(gòu)發(fā)生撓曲的作用還是定子上磁鐵的吸引力，都能保證回轉(zhuǎn)的磁鐵與產(chǎn)生電力的定子之間一致的間隔。
參見附圖，根據(jù)本發(fā)明的一種水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)10包括一個(gè)支承轉(zhuǎn)子的框架12，一個(gè)多葉片轉(zhuǎn)子14，一個(gè)產(chǎn)生電力的定子16和一個(gè)回轉(zhuǎn)軌道18。
該支承轉(zhuǎn)子的框架12包括許多由結(jié)構(gòu)零件構(gòu)成的三角形的子裝置。更具體地說，該框架具有包括一個(gè)主要的后支腿件22，兩個(gè)中間支腿件34，36，和兩個(gè)前支腿件42，44的至少五個(gè)垂直支腿件。另外，最好和根據(jù)意愿，還可以有一個(gè)輔助的后支腿件28。每一個(gè)支腿件都是薄而細(xì)長的，并由已知形式的堅(jiān)固、耐久和重量輕的材料制成。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)支腿件為一根標(biāo)準(zhǔn)的薄壁鋼管。每一個(gè)支腿件還具有一個(gè)頂端T和一個(gè)底端B。中間支腿件中的第一個(gè)支腿件34與中間支腿件中的第二個(gè)支腿件36，在頂端T處連接。中間支腿件34，36的頂端T支承著一個(gè)輪轂軸40的一個(gè)后端38，該輪轂軸40可轉(zhuǎn)動(dòng)地放置在中間支腿件34，36的頂端T上，并利用已知的裝置與該頂端T連接。前支腿件中的第一個(gè)支腿件42與前支腿件中的第二個(gè)支腿件44在頂端T處連接。前支腿件42，44的頂端T支承著該輪轂軸40的前端46，而該輪轂軸40則是可轉(zhuǎn)動(dòng)地放置在前支腿件42，44的頂端T上，并利用已知的裝置與該頂端T連接。
中間支腿件中的第一個(gè)支腿件34的底端B與前支腿件中的第一個(gè)支腿件42的底端B連接，并且，在該連接處放置著第一個(gè)回轉(zhuǎn)輪48?；剞D(zhuǎn)輪48的尺寸和形狀可以與回轉(zhuǎn)軌道18嚙合。中間支腿件中的第二個(gè)支腿件36的底端B與支腿件中的第二個(gè)支腿件44的底端B連接，并且在該連接處固定和放置著第二個(gè)回轉(zhuǎn)輪50。該回轉(zhuǎn)輪50的尺寸和形狀可以與回轉(zhuǎn)軌道18嚙合。
兩個(gè)水平的加強(qiáng)件52，53分別連接在中間支腿件34，36和前支腿件42，44之間，并且放在中間支腿件34，36和前支腿件42，44之間的中心處。兩個(gè)做成一定角度的加強(qiáng)件54(每一個(gè)都具有第一末端56和第二末端58)連接和放置在中間支腿件34，36和前支腿件42，44之間。該做成一定角度的加強(qiáng)件54的第一末端56分別與前支腿件中的第一支腿件42，和中間支腿件中的第一支腿件34連接，其連接處大致與水平加強(qiáng)件52，53連接的地方相同。該做成一定角度的加強(qiáng)件54的第二末端58分別與前支腿件中的第二支腿件44和中間支腿件中的第二支腿件36連接，其連接處大致與第二個(gè)回轉(zhuǎn)輪50固定的地方相同。
主要后支腿件22的第一末端60與兩個(gè)中間支腿件34，36的頂端T連接，而該主要后支腿件22的第二末端62，可轉(zhuǎn)動(dòng)地與一個(gè)中心渦輪機(jī)的回轉(zhuǎn)軸64連接。所述輔助后支腿件28的第一末端66，與在水平的后加強(qiáng)件52上的中心點(diǎn)(沒有示出)連接，而該輔助支腿件28的第二末端則可轉(zhuǎn)動(dòng)地與中心渦輪機(jī)的回轉(zhuǎn)軸64連接。在主要后支腿件和中間支腿件之間，或在框架的其它零件之間還可以放置各種不同的加強(qiáng)件(沒有示出)。
由于框架12與回轉(zhuǎn)軸64的可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，和與回轉(zhuǎn)軌道18嚙合的輪子48與50的可轉(zhuǎn)動(dòng)本質(zhì)，可以連續(xù)地調(diào)節(jié)框架12，使風(fēng)力引起的轉(zhuǎn)子14的轉(zhuǎn)動(dòng)最大。這種調(diào)節(jié)是由一個(gè)已知形式的連桿機(jī)構(gòu)或控制系統(tǒng)(沒有示出)來進(jìn)行的。
該回轉(zhuǎn)軸64與一個(gè)相對(duì)于回轉(zhuǎn)軌道18、位于中心的、已知形式的沉重的中心錨定件68連接。該錨定件68由地面69支承或埋入地面69中。兩個(gè)水平的基座件70，72連接在該回轉(zhuǎn)軸64和中間支腿件34，36與前支腿件42，44的底端B之間。這些基座件70，72進(jìn)一步加強(qiáng)了框架12。
至少有一個(gè)安裝在框架12上的定子前后支承機(jī)構(gòu)74(例如安裝在前支腿件42，44和／或中間支腿件34，36上)，用于為定子16提供支承。該定子前后支承機(jī)構(gòu)74的尺寸和形狀允許它在與轉(zhuǎn)子14平行的方向上撓曲，以保持定子16與輪緣76的距離固定不變。另外，至少還有一個(gè)(最好兩個(gè))定子的側(cè)面對(duì)側(cè)面支承機(jī)構(gòu)78，它也安裝在框架12上(例如，安裝在一個(gè)或兩個(gè)水平加強(qiáng)件52，53上，或安裝在定子水平支承件75上)。該兩個(gè)定子水平支承件75放置在水平加強(qiáng)件52，53之間，以便獲得更大的結(jié)構(gòu)牢固性。這個(gè)定子的側(cè)面對(duì)側(cè)面支承機(jī)構(gòu)78為定子16提供支承，其尺寸和形狀允許它在與輪緣76平行的方向上撓曲，以便保持定子與輪緣的距離固定不變。
多葉片轉(zhuǎn)子14包括許多從輪轂82突出出來的葉片80，該輪轂82則可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在輪轂軸40上。輪轂82可以是敞開的，以便風(fēng)可以通過它吹進(jìn)(如圖所示)；或者將輪轂82做成封閉的，這樣，風(fēng)將圍繞著輪轂，通過葉片80吹進(jìn)。整個(gè)葉片80被輪緣76包圍，在輪緣76相對(duì)于葉片80的外部，放置著許多磁鐵84。在優(yōu)選實(shí)施例中，在磁鐵84和輪緣76之間，放置著薄的鋼墊片77。葉片80的間距可以調(diào)節(jié)。為了減小輪緣76所必需的剛度、重量和成本，最好葉片80的數(shù)目根據(jù)實(shí)際需要決定。葉片80的數(shù)目和寬度可以改變，以便在風(fēng)的包圍區(qū)內(nèi)，使風(fēng)力渦輪機(jī)10的效率最高。
還有許多輻條86，其數(shù)目與安裝在輪轂軸40上的輪轂82上的許多葉片80的數(shù)目相等。該許多輻條86連接并張緊在輪轂82和輪緣76之間，而葉片80則安裝在輻條86上。葉片80的尺寸和形狀使它可以圍繞著輻條86轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣葉片80的間距可以調(diào)節(jié)。葉片80的間距由一個(gè)已知形式的連桿機(jī)構(gòu)(沒有示出)控制。最好，葉片80基本上是空心的，并由重量輕、耐用的材料(例如玻璃纖維和金屬板)制造，設(shè)置在葉片80上的筋88支承著葉片80，并保證輻條86和葉片80之間的適當(dāng)?shù)目臻g關(guān)系。
產(chǎn)生電力的定子16固定在框架12上，與回轉(zhuǎn)的輪緣76相對(duì)；從而，當(dāng)風(fēng)力使轉(zhuǎn)子14轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該回轉(zhuǎn)輪緣76上的許多磁鐵84從定子16旁邊通過，借助感應(yīng)作用，產(chǎn)生電力。為了保證對(duì)定子16和轉(zhuǎn)子14之間的空間關(guān)系的適當(dāng)控制，希望定子16與輪緣76外接不要超過90°。最好，定子與輪緣76外接小于45°。
不論有多大的風(fēng)力負(fù)載沖擊在葉片上，保持電壓固定是很重要的。保持電壓固定的一個(gè)方法是，根據(jù)風(fēng)力負(fù)載的變化，改變定子16相對(duì)于轉(zhuǎn)子14的空間定向。具體地說，為了減小電壓輸出，可使定子16與轉(zhuǎn)子14離開，而相反，為了增加電壓，可使定子移動(dòng)更靠近轉(zhuǎn)子14。在這種情況下，定子16的尺寸和形狀可以做成有選擇地、使它移動(dòng)更靠近轉(zhuǎn)子14的輪緣76(和磁鐵84)，或更遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子14的輪緣76(和磁鐵84)。
另一種方法是，可以具有許多中間抽頭(沒有示出)，每一個(gè)中間抽頭與定子16的感應(yīng)線圈(沒有示出)的不同部份連接，使每一個(gè)中間抽頭(沒有示出)產(chǎn)生不同的電壓。然后，當(dāng)風(fēng)力負(fù)載改變時(shí)，利用已知方法，選擇具有所希望電壓的一個(gè)中間抽頭(沒有示出)，這樣可將電壓保持在大致固定的水平上。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不是僅限于上述的實(shí)施例，而是可以包括在下述權(quán)利要求書所述的范圍內(nèi)的任何一個(gè)和所有的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1．一種水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)，它包括一個(gè)支承轉(zhuǎn)子的框架，它包括許多三角形的子裝置；一個(gè)多葉片的轉(zhuǎn)子，它具有許多從該轉(zhuǎn)子突出出來的葉片，所述葉片被一個(gè)帶有許多磁鐵的輪緣包圍；一個(gè)產(chǎn)生電力的定子，它固定在所述框架上，與所述回轉(zhuǎn)輪緣相對(duì)，當(dāng)風(fēng)力使所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在所述回轉(zhuǎn)輪緣上的所述許多磁鐵，從所述定子旁邊通過，從而產(chǎn)生電力；和一個(gè)回轉(zhuǎn)軌道，所述框架安裝在所述回轉(zhuǎn)軌道上，這樣，可以連續(xù)地調(diào)節(jié)所述框架，以使風(fēng)力所引起的所述轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)達(dá)到最大。
2．如權(quán)利要求1所述的水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征為，所述葉片的間距可以調(diào)節(jié)。
3．如權(quán)利要求1所述的水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)，它還包括一個(gè)定子的前后支承機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)安裝在所述框架上，并支承著所述定子，所述定子的前后支承機(jī)構(gòu)的尺寸和形狀，使它可在與所述轉(zhuǎn)子平行的方向上撓曲，以保持所述定子與所述輪緣的距離固定不變。
4．如權(quán)利要求1所述的水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)，它還包括至少一個(gè)定子的側(cè)面對(duì)側(cè)面支承機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)安裝在所述框架上，并支承著所述定子，所述定子的側(cè)面對(duì)側(cè)面支承機(jī)構(gòu)的尺寸和形狀，允許它在與所述輪緣平行的方向上撓曲，同時(shí)保持所述定子與所述輪緣的距離固定不變。
5．如權(quán)利要求1所述的水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征為，沿著所述轉(zhuǎn)子的所述輪緣，所述磁鐵的吸引力可保持所述定子與所述轉(zhuǎn)子對(duì)準(zhǔn)。
6．如權(quán)利要求1所述的水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)，它還包括許多輻條，其數(shù)目與所述許多葉片的數(shù)目相等；和一個(gè)安裝在所述轉(zhuǎn)子上的，基本上為圓形的輪轂，所述許多輻條連接和張緊在所述輪轂和所述輪緣之間，而所述葉片則安裝在所述輻條上。
7．如權(quán)利要求1所述的水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)，其特征為，所述定子的尺寸和形狀可以有選擇地使它移動(dòng)靠近所述輪緣和所述磁鐵，和離開所述輪緣和所述磁鐵。
8．根據(jù)本發(fā)明的一種水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)，它包括一個(gè)支承轉(zhuǎn)子的框架，它具有一個(gè)主要的后支腿件，兩個(gè)中間支腿件，兩個(gè)前支腿件和一個(gè)輔助的后支腿件的六個(gè)垂直支腿件；每一個(gè)支腿件具有一個(gè)頂端和一個(gè)底端，所述中間支腿件中的第一個(gè)支腿件在所述頂端，與所述中間支腿件中的第二個(gè)支腿件連接；所述中間支腿件的所述頂端支承著可轉(zhuǎn)動(dòng)地放置在所述中間支腿件的所述頂端上，并與之連接的一個(gè)輪轂軸的一個(gè)后端；所述前支腿件中的第一個(gè)支腿件，在所述頂端，與所述前支腿件中的所述第二個(gè)支腿件連接，所述前支腿件的所述頂端支承著可轉(zhuǎn)動(dòng)地放置在所述前支腿件的所述頂端上，并與之連接的所述輪轂軸的一個(gè)前端；所述中間支腿件中的所述第一個(gè)支腿件的所述底端，與所述前支腿件中的所述第一個(gè)支腿件的所述底端連接；第一個(gè)回轉(zhuǎn)輪的尺寸和形狀可以與放置在所述前支腿件中的所述第一個(gè)支腿件的所述底端上的所述回轉(zhuǎn)軌道嚙合；所述中間支腿件中的所述第二個(gè)支腿件的所述底端，與所述前支腿件中的所述第二個(gè)支腿件的所述底端連接；第二個(gè)回轉(zhuǎn)輪的尺寸和形狀可以與固定和放置在所述前支腿件中的所述第二個(gè)支腿件的所述底端上的所述回轉(zhuǎn)軌道嚙合；兩個(gè)水平加強(qiáng)件連接在所述中間支腿件和所述前支腿件之間，并放置在二者之間的中心處；兩個(gè)定子水平支承件放置在所述水平加強(qiáng)件之間；所述兩個(gè)做成一定角度的加強(qiáng)件中每一個(gè)都具有一個(gè)第一末端和一個(gè)第二末端，并且連接和放置在所述中間支腿件和所述前支腿件之間；所述做成一定角度的加強(qiáng)件的所述第一末端與所述前支腿件中的所述第一個(gè)支腿件和所述中間支腿件中的所述第一個(gè)支腿件，分別基本上在所述水平加強(qiáng)件連接的地方連接；所述做成一定角度的加強(qiáng)件的所述第二末端，大致在所述回轉(zhuǎn)輪固定的地方，分別與所述前支腿件的所述第二個(gè)支腿件，和所述中間支腿件中的所述第二個(gè)支腿件連接；所述主要后支腿件的第一末端，與所述兩個(gè)中間支腿件的所述頂端連接；而所述主要后支腿件的第二個(gè)末端可轉(zhuǎn)動(dòng)地與中心渦輪機(jī)回轉(zhuǎn)軸連接；所述輔助后支腿件的第一末端與所述后水平加強(qiáng)件上的中心點(diǎn)連接，而所述輔助后支腿件的第二末端，可轉(zhuǎn)動(dòng)地與所述中心渦輪機(jī)的回轉(zhuǎn)軸連接；一個(gè)多葉片轉(zhuǎn)子，它包括許多從可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述輪轂軸上的所述輪轂突出出來的葉片；所述葉片被一個(gè)具有許多磁鐵的輪緣包圍；所述磁鐵利用薄的鋼墊片與所述輪緣連接；所述轉(zhuǎn)子還包括許多輻條，其數(shù)目與安裝在所述輪轂軸上的所述輪轂上的所述許多葉片的數(shù)目相等；所述許多輻條連接和張緊在所述輪轂和所述輪緣之間，而所述葉片則安裝在所述輻條上；所述葉片的尺寸和形狀使它可圍繞著所述輻條轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可調(diào)節(jié)其間距；所述葉片基本上是空心的，并由重量輕、耐用的、從玻璃纖維和金屬板材中選擇的材料制成；所述葉片上有筋，所述筋支承著所述葉片，并保證所述輻條和所述葉片之間的適當(dāng)?shù)目臻g關(guān)系；一個(gè)回轉(zhuǎn)軌道，所述回轉(zhuǎn)軸與相對(duì)于所述回轉(zhuǎn)軌道，放置在中心的一個(gè)沉重的中心錨定件連接；兩個(gè)水平基座件連接在所述回轉(zhuǎn)軸和所述中間支腿件與所述前支腿件的所述底端之間，從而所述基座件進(jìn)一步增強(qiáng)了所述框架；所述框架通過所述輪子安裝在所述回轉(zhuǎn)軌道上，從而，可以連續(xù)地調(diào)節(jié)所述框架，使風(fēng)力引起的所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到最大；至少一個(gè)定子前后支承機(jī)構(gòu)，它安裝在所述前支腿件和所述中間支腿件上，所述定子的前后支承機(jī)構(gòu)的尺寸和形狀，可允許它在與所述轉(zhuǎn)子平行的方向上撓曲，同時(shí)保持所述定子與所述輪緣的距離固定不變；至少一個(gè)定子的側(cè)面對(duì)側(cè)面支承機(jī)構(gòu)，它安裝在所述水平加強(qiáng)件或所述定子的水平支承件上，所述定子的側(cè)面對(duì)側(cè)面支承機(jī)構(gòu)為所述定子提供支承，其尺寸和形狀允許它在與所述輪緣平行的方向上撓曲，同時(shí)保持所述定子與所述輪緣的距離固定不變；和一個(gè)產(chǎn)生電力的定子，它固定在所述框架上，并與所述回轉(zhuǎn)輪緣相對(duì)，因此，當(dāng)風(fēng)力使所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在所述回轉(zhuǎn)輪緣上的所述許多磁鐵，從所述定子旁邊通過，從而由感應(yīng)作用產(chǎn)生電力；所述定子與所述輪緣在大約45°上外接，所述定子的尺寸和形狀使它可選擇地移動(dòng)，更靠近所述轉(zhuǎn)子的所述輪緣和離開該輪緣。
全文摘要
一種水平軸式風(fēng)力渦輪機(jī)包括一個(gè)支承轉(zhuǎn)子的框架,一個(gè)多葉片的轉(zhuǎn)子,一個(gè)產(chǎn)生電力的定子和一個(gè)回轉(zhuǎn)軌道。該支承框架由許多三角形的子裝置構(gòu)成。轉(zhuǎn)子具有許多從其上面突出出來的葉片。葉片的間距可以調(diào)節(jié),并被一個(gè)具有許多磁鐵的輪緣包圍。風(fēng)力使該輪緣轉(zhuǎn)動(dòng)。定子基本上是靜止的,它安裝在該框架上,與該輪緣相對(duì)。當(dāng)回轉(zhuǎn)輪緣上的磁鐵從定子旁邊通過時(shí),就產(chǎn)生電力。定子利用磁鐵的吸引力自動(dòng)調(diào)節(jié),與回轉(zhuǎn)輪緣對(duì)準(zhǔn)?？蚣馨惭b在回轉(zhuǎn)軌道上,使框架可以連續(xù)調(diào)節(jié),以使風(fēng)力引起的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到最大。
文檔編號(hào)F03D1/00GK1205053SQ95198001
公開日1999年1月13日 申請(qǐng)日期1995年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月13日
發(fā)明者尼爾斯·埃里克·吉斯拉松 申請(qǐng)人:尼爾斯·埃里克·吉斯拉松