專(zhuān)利名稱(chēng)：風(fēng)設(shè)備的防結(jié)冰系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容為一種應(yīng)用于風(fēng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(下面稱(chēng)為WECS)的不結(jié)冰和防結(jié)冰裝置、一種含有所述不結(jié)冰和防結(jié)冰裝置的風(fēng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(WECS)以及一種防止和避免在風(fēng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(WECS)中的風(fēng)輪機(jī)的動(dòng)葉片上的冰層的方法。更具體的，提供一種系統(tǒng)，用于當(dāng)系統(tǒng)在確定的氣候和環(huán)境條件下操作時(shí)防止和/或消除在WECS的動(dòng)葉片上生成的冰層。
在翼型上更具體的在風(fēng)輪機(jī)動(dòng)葉片上的冰層，嚴(yán)重影響了所述部件的流體動(dòng)力屬性。尤其是，關(guān)于單獨(dú)翼型和葉片的升和拉是作為具有三維擴(kuò)展的整體，因此沿著相關(guān)表面的壓力分布會(huì)顯著變化。通常很難超前地看出這些因素會(huì)如何依據(jù)表面上的冰的沉積而變化。因此，操作中的葉片除了遭受到風(fēng)輪機(jī)的一般空氣動(dòng)力學(xué)效率的顯著損失以外，還遭受到相對(duì)于設(shè)計(jì)狀況的不同的彎曲和扭轉(zhuǎn)壓力。
總之，當(dāng)動(dòng)葉片上出現(xiàn)冰時(shí)由WECS轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的功率就大大小于在沒(méi)有結(jié)冰時(shí)所產(chǎn)生的功率。為此人們必須對(duì)于設(shè)計(jì)狀況而增加該顯著問(wèn)題，即葉片由于沿著相關(guān)表面出現(xiàn)的冰所引起的增加的和不同的質(zhì)量分布因此具有完全改變的靜態(tài)和動(dòng)力行為。
而且，在這種操作狀態(tài)下，無(wú)論是按照對(duì)于靠近系統(tǒng)的人或物的安全性還是系統(tǒng)本身失效和毀壞的可能性，都存在著一個(gè)不可忽視的關(guān)于WECS安全性的問(wèn)題。實(shí)際上，如果葉片與其表面上的冰一起運(yùn)作，則可能會(huì)在完全未預(yù)料到的方式下發(fā)生冰塊飛離葉片的情況。
該事件會(huì)造成下列事實(shí)1)這些冰塊擊中系統(tǒng)附近的物體或人；2)假如風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子正在運(yùn)行中，則會(huì)產(chǎn)生突發(fā)的且?guī)缀醪豢深A(yù)料到的本質(zhì)上屬于空氣彈性變形屬性的結(jié)構(gòu)壓力。
由于最后一代WECS所固有的重要尺寸，其轉(zhuǎn)子可能會(huì)具有九十米的直徑且塔會(huì)達(dá)到一百米高，一旦出現(xiàn)冰飛出的情況，則突發(fā)的且不可預(yù)料的重要的大冰塊就會(huì)象子彈一樣從葉片飛出，從而對(duì)附近環(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p壞。從該事件引發(fā)的相關(guān)結(jié)果在合法的形式下也并非不可能，其可以憑直覺(jué)而容易地想到。
與第2)點(diǎn)相關(guān)的問(wèn)題一點(diǎn)也不是小問(wèn)題。當(dāng)WECS正在操作時(shí)，氣動(dòng)彈性屬性的結(jié)構(gòu)性振動(dòng)不但會(huì)在單個(gè)葉片上而且還會(huì)在整個(gè)系統(tǒng)上產(chǎn)生顯著的結(jié)構(gòu)壓力。結(jié)構(gòu)諧振的現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致葉片的失效(一種情況是作為葉片表面上的壓力分布的不易預(yù)見(jiàn)的“擺動(dòng)”現(xiàn)象可能會(huì)與所設(shè)計(jì)的情況極不相同)以及整個(gè)系統(tǒng)的失效(根據(jù)文獻(xiàn)作品而著名的20世紀(jì)初由于狂風(fēng)而造成的橋梁的倒塌)。
由于葉片上出現(xiàn)冰而導(dǎo)致WECS停止的上述原因可以檢測(cè)出。這種停止可能會(huì)依據(jù)問(wèn)題的嚴(yán)重程度而具有或長(zhǎng)或短的持續(xù)時(shí)間。實(shí)際上，如果不能通過(guò)現(xiàn)有的除冰裝置來(lái)充分地消除冰，那么結(jié)果就可能是無(wú)論是否具體安裝在能形成冰的臨界區(qū)域，該系統(tǒng)都僅僅在每年有限的天數(shù)期間可以使用。現(xiàn)有的評(píng)估表明系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)作會(huì)造成大約普通年生產(chǎn)的20-50％的電力損失。
目前已經(jīng)知道幾種試圖解決WECS葉片上的冰層的麻煩問(wèn)題的方案。應(yīng)用于該領(lǐng)域的這些系統(tǒng)充分遵循三個(gè)操作原理I)利用沿著熱太陽(yáng)輻射的葉片表面吸收的熱量；II)定位與冰層相關(guān)的葉片表面的熱量III)使葉片體內(nèi)的熱空氣循環(huán)從而通過(guò)內(nèi)部熱傳導(dǎo)將熱量傳到與冰層相關(guān)的葉片外部表面。
很明顯第一種系統(tǒng)只有在出太陽(yáng)時(shí)才會(huì)有一些效果，因此僅僅在具有好太陽(yáng)輻射的天氣和氣候條件下才有用。但是由于大多數(shù)危急操作條件都是在易于結(jié)冰的夜晚，因此這些系統(tǒng)在恰恰最需要它們的時(shí)刻反而是無(wú)效的。
II)中的系統(tǒng)通常利用電阻的或?qū)岵牧系陌?，并將它們嵌入葉片表面里面加熱以獲得焦耳效應(yīng)。這些板在構(gòu)造應(yīng)用于葉片的薄層的附加的導(dǎo)電體期間，尤其在易于結(jié)冰的地區(qū)被加熱。
所述類(lèi)型的系統(tǒng)看起來(lái)傾向于為了在WECS操作期間防止結(jié)冰并且在系統(tǒng)停下的瞬間消除形成于葉片上的冰。但是它們顯示出這種缺陷到目前為止這些類(lèi)型的解決方案僅僅用在非常少的系統(tǒng)上并幾乎全部用于教學(xué)。
實(shí)際上，為了有效操作，II)類(lèi)型的除冰和抗冰設(shè)備首先需要非常復(fù)雜的冰層控制和管理機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)利用冰定位傳感器、控制和管理處理軟件，該軟件易于控制電力向有危險(xiǎn)的或結(jié)冰的地區(qū)供應(yīng)。最終WECS的復(fù)雜性、成本、可靠性和維修問(wèn)題都變得顯著。
而且，通過(guò)焦耳效應(yīng)加熱板所必需的電力會(huì)表現(xiàn)出一點(diǎn)也不可忽視的WECS的總產(chǎn)出能量的共享部分，并且在確定條件下它甚至可以吸收非常接近于產(chǎn)出量的電能量。因此導(dǎo)致該系統(tǒng)的實(shí)際效率徹底降低，并且在臨界操作狀態(tài)下具有非常令人不滿(mǎn)意的產(chǎn)出。
還有一個(gè)缺陷是當(dāng)WECS停下時(shí)，即轉(zhuǎn)子在沒(méi)有生產(chǎn)電力的情況下運(yùn)動(dòng)時(shí)，防止或消除冰層所需要的電力必須取自[電柵格]，并且該系統(tǒng)在這些狀態(tài)下是無(wú)利的。
而且，粘在葉片表面上的所述導(dǎo)熱板很容易耗盡，因此需要經(jīng)常的維修工作并降低了用于產(chǎn)生電力的機(jī)器的有效性。基本由金屬材料制成的所述板還是大氣[閃電]的招引者。螺栓不僅可以嚴(yán)重?fù)p壞除冰和抗冰裝置，而且還可損壞現(xiàn)有的電設(shè)備和機(jī)器，并且在某些情況下可導(dǎo)致已卸下螺栓的轉(zhuǎn)子的失效。
一旦對(duì)所述板供應(yīng)重要的電力，則會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)的靜電旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并且因此在WECS周?chē)斐晌廴竞筒黄谕碾姶旁胍粜?yīng)。
所述解決方案還有不可忽視的缺陷，即當(dāng)這種除冰和抗冰設(shè)備結(jié)合入葉片結(jié)構(gòu)以及葉片結(jié)構(gòu)的任何插入設(shè)備中時(shí)，由風(fēng)輪機(jī)制造商給出的任何保證就喪失了。
另外，已經(jīng)試驗(yàn)地驗(yàn)證過(guò)在確定的環(huán)境和氣候條件下冰可以形成在葉片表面上的任何地方，葉片可能幾乎完全由導(dǎo)熱板覆蓋。
因此制造和維修成本達(dá)到非常昂貴的水平，這和系統(tǒng)的不一定高的總效率一起會(huì)斷然造成沒(méi)有利益。
對(duì)于III)類(lèi)型的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它存在專(zhuān)利文獻(xiàn)，這些文獻(xiàn)顯示出用于使葉片體內(nèi)的加熱空氣循環(huán)的裝置，適于通過(guò)構(gòu)成葉片體的材料的內(nèi)部熱傳導(dǎo)而加熱它以及外部表面。一種實(shí)例是德國(guó)專(zhuān)利DE19621485，其內(nèi)容可以參照相關(guān)解決方案的說(shuō)明和細(xì)節(jié)。
在所述專(zhuān)利中，對(duì)每個(gè)葉片采用了由扇控制的內(nèi)部氣體的再循環(huán)，且通過(guò)電阻加熱空氣。所有部件位于轉(zhuǎn)子中心。尤其是，設(shè)置兩個(gè)管，其改造葉片的主要部分中的被加熱氣體，而一個(gè)管適于將其從葉片的尾部拔出從而允許空氣的內(nèi)部再循環(huán)。
所述解決方案顯示出這種特性，即在葉片的遠(yuǎn)端上具有小輸出孔從而防止了冷凝水的存儲(chǔ)，冷凝水的流體距離熱發(fā)生器較遠(yuǎn)因此較冷。葉片的遠(yuǎn)端實(shí)際上是較容易結(jié)冰的點(diǎn)。為了盡可能地將更多的熱帶到所述端，還可以在葉片內(nèi)靠近主要邊緣的地方提供導(dǎo)熱材料如鋁的連續(xù)支持。由于轉(zhuǎn)子葉片通常由導(dǎo)熱性降低的合成材料制成例如樹(shù)脂玻璃，因此該解決方案適于產(chǎn)生對(duì)于加熱的有效熱橋。
該系統(tǒng)顯示出以下缺點(diǎn)。首先是，由于具有葉片的實(shí)際尺寸，因此其厚度可以達(dá)到大約60mm，因而必須向葉片內(nèi)的循環(huán)空氣供應(yīng)許多熱能以便有效加熱含有相關(guān)外部表面的整個(gè)葉片體。假想我們成功地供應(yīng)并傳輸所有必需的能量以獲得抗冰效應(yīng)，則裝配有該系統(tǒng)的風(fēng)輪機(jī)在當(dāng)有結(jié)冰危險(xiǎn)時(shí)就會(huì)顯示出非常低的效率。這是因?yàn)闉榱思訜崛~片表面，我們必須加熱整個(gè)葉片整體，則即將被轉(zhuǎn)化為熱量的主要的電能量實(shí)際上就很顯著。
還知道在旋轉(zhuǎn)元件內(nèi)利用扇也是被扇制造商所高度阻止的，這是因?yàn)橛捎谏鹊男D(zhuǎn)部分上的科里奧利力的作用因此會(huì)有故障和崩潰的高度可能性。
總之，強(qiáng)制空氣循環(huán)的所述解決方案可能只有在當(dāng)系統(tǒng)停下時(shí)才可實(shí)際實(shí)施，并具有我們能容易設(shè)想出的所有引發(fā)的后加限制。
德國(guó)實(shí)用新型DE20014238U1也是公知的。在該文獻(xiàn)中空氣在葉片體內(nèi)以這種方式循環(huán)，即通過(guò)風(fēng)輪機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)艙中容納的電氣裝置的廢熱來(lái)加熱空氣。由于強(qiáng)制空氣循環(huán)的扇位于裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)艙中，因此可利用還能夠與操作中的轉(zhuǎn)子一起操作的通風(fēng)系統(tǒng)。還在葉片的每一個(gè)內(nèi)提供連續(xù)加熱的空氣分布系統(tǒng)。
所實(shí)現(xiàn)的實(shí)例由于利用了用于在電氣裝置的廢熱和葉片內(nèi)的循環(huán)空氣之間實(shí)現(xiàn)熱交換的中間流體，因此具有非常復(fù)雜并且很難實(shí)施的缺陷。
而且，它還具有已經(jīng)從先前引用的德國(guó)專(zhuān)利‘485中看出的同樣缺點(diǎn)，即由弱導(dǎo)電材料構(gòu)成的葉片的顯著厚度不可確保葉片表面的有效并高效的加熱。
另外，通過(guò)電氣裝置內(nèi)部的流體的強(qiáng)制循環(huán)所供應(yīng)的熱量并不一定足以避免尤其在臨界環(huán)境條件下結(jié)冰的問(wèn)題。為此，始終必須增加一致量的熱量，典型地通過(guò)焦耳效應(yīng)所獲得的。
要強(qiáng)調(diào)的是一定要弱導(dǎo)熱材料構(gòu)成葉片，這會(huì)顯著地危害流體和葉片體之間的有效熱交換。綜合而言，即使通過(guò)插入能達(dá)到葉片遠(yuǎn)端的導(dǎo)熱金屬部分而使葉片構(gòu)造復(fù)雜，裝備仍然會(huì)顯現(xiàn)出弱的有效性。如果從電柵格取出大量電力以便加熱風(fēng)輪機(jī)的葉片體則功效增加，但具有在臨界操作狀態(tài)下WECS的總效用很差的缺陷。
總之，所述專(zhuān)利的解決方案確實(shí)選出了熱傳輸?shù)念?lèi)型，即從葉片體到外部表面的熱量?jī)?nèi)部對(duì)流表現(xiàn)出了對(duì)于除冰和抗冰效用的主要局限。這類(lèi)解決方案事實(shí)上導(dǎo)致為了預(yù)期目的而利用了大量熱能，并且不能僅將熱量傳到涉及冰的葉片的具體表面區(qū)域。尤其是，最可能結(jié)冰的葉片的尖端區(qū)域正好是具有最低溫度的所述內(nèi)部氣流到達(dá)的區(qū)域，其已經(jīng)將熱量移交到靠近葉片根部的區(qū)域。
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，并給出可以用于風(fēng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中的顯著改進(jìn)的除冰和抗冰裝備。
在該范圍內(nèi)，本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單并可靠的除冰和抗冰裝備，其需要較少的維修工作并顯示出降低的實(shí)現(xiàn)和實(shí)施成本。
本發(fā)明的另一目的是相對(duì)于利用已知解決方案的系統(tǒng)，以決定性的方式增加一年中WECS可連續(xù)工作的天數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的除冰和抗冰裝備還可完全避免專(zhuān)門(mén)由于冰、或葉片上的實(shí)際冰層而造成的停工。
還有一目的在于保證WECS尤其在對(duì)于結(jié)冰的臨界操作狀態(tài)下具有高效用，避免停工的必要。
根據(jù)本發(fā)明的除冰和抗冰裝備的另一目的在于當(dāng)轉(zhuǎn)子空轉(zhuǎn)時(shí)即發(fā)電機(jī)不產(chǎn)生電力時(shí)仍顯示抗冰屬性。這種系統(tǒng)實(shí)際上可避免利用外部電源，如取自電柵格的f.i.電能。
另一目的在于對(duì)單獨(dú)轉(zhuǎn)子葉片便于維修工作，尤其是清潔表面。實(shí)際上與風(fēng)輪機(jī)的操作相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題是撞擊葉片的流體中的有機(jī)和無(wú)機(jī)殘?jiān)某练e，其特別積聚在與葉片輪廓的邊緣相對(duì)應(yīng)的區(qū)域上，從而改變其動(dòng)力學(xué)特征。
另一目的在于降低由于風(fēng)輪機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)而造成的發(fā)聲水平。
另一目的在于避免或減少所述固體沉積物在葉片上的增長(zhǎng)和積聚。
為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種除冰和抗冰裝置，一種包括所述除冰和抗冰裝置的WECS以及一種防止和消除在WECS中的風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片上的冰層的方法，具有所附的權(quán)利要求的特性，它們是本說(shuō)明書(shū)的完整部分。所述除冰和抗冰裝置以及相應(yīng)方法采用了在WECS領(lǐng)域中完全新的解決理念。
通過(guò)下面僅作為說(shuō)明性并且非限定性的實(shí)例給出的詳細(xì)說(shuō)明以及附圖，可以清楚地理解本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)勢(shì)。其中-

圖1顯示為根據(jù)本發(fā)明的WECS中的風(fēng)輪機(jī)的橫向示意和局部截面圖；-圖2顯示了圖1中的系統(tǒng)的一部分的視圖，尤其顯示了風(fēng)輪機(jī)的葉片的一部分；
-圖3顯示了圖2中細(xì)節(jié)的二維剖面；-圖4顯示為圖2中的一部分細(xì)節(jié)的可能實(shí)施例的截面圖；-圖5示意地顯示了實(shí)現(xiàn)圖2中細(xì)節(jié)的方法；-圖6進(jìn)一步顯示了圖4的細(xì)節(jié)；-圖7和圖12分別顯示了圖1中的風(fēng)輪機(jī)的第二細(xì)節(jié)及其變形體的橫向、局部截面圖和原理圖；-圖8解釋了與圖1相同的視圖，其包含WECS的氣流行為的操作細(xì)節(jié)；-圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的整個(gè)WECS的變形體的有關(guān)氣流的行為的示意圖；-圖10和圖14以示意性局部截面圖的形式分別顯示了根據(jù)本發(fā)明的WECS的可能構(gòu)造的第二和第三種變形；-圖11顯示了圖10中WECS的細(xì)節(jié)的幾種可能實(shí)施例的前視圖；-圖13顯示了圖12中的WECS的一部分細(xì)節(jié)的頂視圖。
圖1中示意地顯示了用于產(chǎn)生電力的WECS，作為整體由1表示，其被流體或風(fēng)撞擊，由箭頭V表示。該系統(tǒng)包括公知的結(jié)構(gòu)元件，象整個(gè)由2表示的轉(zhuǎn)子、艙3和塔4。塔4設(shè)置在設(shè)計(jì)安裝系統(tǒng)1的地方的地里或底部。依據(jù)風(fēng)的特性通過(guò)公知裝置和設(shè)備來(lái)定向位于塔4上的艙3，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)不顯示這些公知裝置。
轉(zhuǎn)子2的特征在于事實(shí)上在它的中心具有易于安裝到WECS 1的風(fēng)輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸7上的軸心2F。所述軸心2F攜帶著剛性連接到其整體結(jié)構(gòu)的適配器或“延伸器”2E。該適配器2E設(shè)計(jì)用于在轉(zhuǎn)子2的每一個(gè)葉片5的內(nèi)部進(jìn)行螺栓連接，可以從圖7和12中看出。所示實(shí)例中的轉(zhuǎn)子2具有三個(gè)葉片5，它們彼此基本相同。在與所述轉(zhuǎn)子2相連的艙3的前部上，具有易于執(zhí)行空氣動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)性功能的流線(xiàn)體或旋轉(zhuǎn)器6。在艙3里面，尤其正好在囊11(下面將更好地說(shuō)明其特性)內(nèi)，包含著易于將轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作轉(zhuǎn)化為電能的所有部件，它們尤其能改變用于供應(yīng)連接到WECS1的電柵格的電流。
在所述的本發(fā)明的解釋性但非局限性的實(shí)例中，我們可以注意到，同步電動(dòng)機(jī)9的轉(zhuǎn)子2和轉(zhuǎn)動(dòng)部R分別從外面到里面以公知的方式安裝到軸7上，如圖1示意性所示。所述軸7可以相對(duì)于WECS1的風(fēng)輪機(jī)的艙3的固定支撐8而轉(zhuǎn)動(dòng)。在該支撐8上電動(dòng)機(jī)9的靜態(tài)部S面向轉(zhuǎn)動(dòng)部R以公知的方式依次固定，從而當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)部R運(yùn)動(dòng)時(shí)并且同步電動(dòng)機(jī)9通電時(shí)允許生成電流。產(chǎn)出的電流送到中間電路或反相器IN然后前進(jìn)到電柵格，其具有合適的頻率和設(shè)計(jì)的電壓。在艙3內(nèi)部還具有電氣連接到反相器IN和/或電柵格的電單元10，其包含備用電系統(tǒng)，對(duì)于WECS1的部件操作所必需的所有電機(jī)設(shè)備該系統(tǒng)均可供電。這些部件例如有小電動(dòng)機(jī)，其控制艙的子分布系統(tǒng)，即依據(jù)風(fēng)的特性的轉(zhuǎn)子2的葉片5的傾斜或“斜度”，或檢測(cè)風(fēng)的強(qiáng)度和方向的風(fēng)力表，或控制所述裝置的操作的計(jì)算機(jī)以及許多其它的公知電氣裝備，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)不顯示這些裝置。
固定于艙3上的囊11基本封閉并由具有弱導(dǎo)熱特性的材料構(gòu)成，例如樹(shù)脂玻璃類(lèi)型的復(fù)合材料。以這種方式，可以識(shí)別在WECS1的風(fēng)輪機(jī)內(nèi)部循環(huán)的空氣的累計(jì)量。與外部環(huán)境熱絕緣的空氣通過(guò)與位于囊11內(nèi)的電設(shè)備9、10的受熱部相接觸而被加熱。
同樣的囊11出現(xiàn)在后部或多個(gè)開(kāi)口11A，流體通過(guò)位于艙3后部上的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口3A而連接到囊11內(nèi)的進(jìn)氣口外面。前面具有在前壁11P上獲得的一個(gè)或多個(gè)通窗11L，其允許通過(guò)囊11的開(kāi)口11A吸空氣以從積聚體通過(guò)到轉(zhuǎn)子2的軸心2F。
在圖1中，還顯示出葉片5的頂部5E，在其表面5S上顯示出一些與葉片5的內(nèi)部聯(lián)通的開(kāi)口或孔12。這些葉片5具體可在圖2和3中詳細(xì)看出，其中分別顯示了由風(fēng)V沖擊的頂部5E的遠(yuǎn)景圖，以及葉片5的普通截面圖5P或輪廓。
所述孔或開(kāi)口12可以是圓形、橢圓形或任何其它部分。所述孔12還可以隨著位于其上的表面5S區(qū)域而具有相同或不同的形狀，可以根據(jù)特定研究和數(shù)學(xué)試驗(yàn)調(diào)查來(lái)選擇它們的特性。
圖2顯示了葉片5的頂部5E，其表面5S上具有接近于其前沿的第一套開(kāi)口或孔12以及接近于其尾沿的第二套孔12T。所述沿是指與沿著葉片5的縱向發(fā)展的截面5P相關(guān)的各個(gè)葉片5的輪廓。通過(guò)F箭頭顯示了通過(guò)所述表面5S開(kāi)口或孔12的氣流。
頂部5E的內(nèi)部由兩個(gè)隔板13A和13B分離開(kāi)，如圖3中清楚地示出，這實(shí)質(zhì)限定出三個(gè)容積對(duì)應(yīng)于第一套12L孔12的第一容積14、對(duì)應(yīng)于第二套12T孔12的第二容積15、以及最后的含在其它兩個(gè)之間的即位于相應(yīng)于輪廓的中部的第三容積16。在第三容積16里面，定位有兩個(gè)根據(jù)公知技術(shù)與葉片5表面5S相連的具有支撐功能的梁17A和17B。每個(gè)葉片5的表面5S由分別為上和下的兩個(gè)半殼5U和5L構(gòu)成，兩個(gè)半殼通常由復(fù)合材料象樹(shù)脂玻璃制成。
在圖4中，顯示了葉片5表面5S上提供的三個(gè)不同的可能孔12結(jié)構(gòu)，即1)圖4a中顯示了第一類(lèi)型，其中孔12具有對(duì)于空氣從葉片5的內(nèi)部表面5Si流向外部表面5Se的恒定部分；2)圖4b中顯示了第二類(lèi)型，其中孔12是分叉的并顯示出實(shí)質(zhì)垂直于葉片5外部的電流V的方向的正交軸，如實(shí)例1)；3)圖4c中顯示了第三類(lèi)型，替代地顯示出具有實(shí)質(zhì)平行壁和傾斜軸的孔12，形成了對(duì)于垂直于外部表面的軸的確定的銳角，其具有這種定向即流出空氣具有跟隨外部電流V的方向的方向。
在圖2和3中，還顯示了當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的除冰和抗冰裝備操作時(shí)在葉片內(nèi)的氣流循環(huán)的行動(dòng)。下面將更好地解釋這種行動(dòng)。圖2中已經(jīng)通過(guò)箭頭F1顯示出了關(guān)于第一容積14的氣流，并通過(guò)箭頭F2顯示出了第二容積15中的氣流。兩氣流F1和F2從各個(gè)葉片5的根部移動(dòng)到其頂部。然后通過(guò)F指出在WECS1的風(fēng)輪機(jī)內(nèi)循環(huán)的流體流動(dòng)，其從構(gòu)成液體薄膜的孔12流出而正好到達(dá)表面5S，下面將更好地說(shuō)明。
在圖3中通過(guò)F顯示出了從孔12流出的葉片5內(nèi)的空氣，其混入了流體電流V的外部。
圖5和6顯示了形成外部殼體即每個(gè)葉片5的外部表面5S的兩個(gè)半殼5U和5L的具體制造。尤其是，所述半殼5U和5L是通過(guò)疊置大量的復(fù)合纖維板18而制成的，其中已經(jīng)在孔或開(kāi)口12內(nèi)部實(shí)施過(guò)。以這種方式，可以克服由于為獲得孔12的機(jī)械鉆孔而造成的復(fù)合纖維變?nèi)醯膯?wèn)題。然后通過(guò)粘合或制作所述半殼5U和5L的其它公知方法來(lái)將這些板18結(jié)合，然后準(zhǔn)備通過(guò)公知的技術(shù)方法將其裝配在一起并裝到支承葉片5結(jié)構(gòu)上，這里為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)就不做說(shuō)明了。
圖6在圖6a-6c中顯示了接近于每一個(gè)孔12的板18裝備和構(gòu)造。要注意，傾向于個(gè)體化構(gòu)成每個(gè)孔12的通道的提供邊界12B的板18已經(jīng)制成以與葉片5表面5S上提供的每一個(gè)孔12軸排成直線(xiàn)。以前討論過(guò)對(duì)應(yīng)于孔12的類(lèi)型的圖4a、4b、4c的圖6a、6b、6c。
圖7在葉片5插入中心2F的位置上，尤其在根據(jù)穿過(guò)葉片5的中間平面的斷面的局部截面裝配圖中，顯示出了轉(zhuǎn)子2中心2F的細(xì)節(jié)。還顯示出了基本為圓柱形的延伸器2E的細(xì)節(jié)，其在側(cè)面上具有一個(gè)面向艙3的囊11的嘴19。中心2F以這種方式制成，即它提供相應(yīng)于囊11窗口11L的圓環(huán)，所述環(huán)由相應(yīng)于每一個(gè)轉(zhuǎn)子2葉片5的嘴19打斷。在允許流體流經(jīng)窗口11L到囊11的嘴19和延伸器2E的內(nèi)部之間提供有公知的夾持元件20，為了簡(jiǎn)化這里不再詳細(xì)說(shuō)明。該夾持元件20易于允許空氣從囊11流向嘴19然后到延伸器2E里面，而且即使轉(zhuǎn)子2運(yùn)動(dòng)時(shí)即當(dāng)WECS1的風(fēng)輪機(jī)工作時(shí)也不會(huì)有任何外部泄漏。葉片5根5R與形成延伸器2E的所述圓柱體的一個(gè)基座嚙合。
在圖7中的截面圖中通過(guò)21顯示了易于使來(lái)自囊11和中心2F的內(nèi)部氣流偏轉(zhuǎn)的內(nèi)部擋板裝備。尤其是，在葉片5里面提供有易于限定所述葉片5內(nèi)的所述第一容積14的第一擋板21A，其以公知的方式連接于葉片5頂部5E的第一隔板13A。第二擋板21B以同樣的方式結(jié)合到第二隔板13B以限定葉片5內(nèi)的第二容積15。
結(jié)合到在前的擋板21A和21B的第三擋板21C設(shè)置在延伸器2E內(nèi)以便一旦將葉片5裝配到延伸器2E上就僅形成一個(gè)內(nèi)擋板21，其用于阻擋兩個(gè)容積14和15里面的氣流循環(huán)。
圖8顯示了在WECS1的風(fēng)輪機(jī)中的氣流F循環(huán)，風(fēng)輪機(jī)構(gòu)成了用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)除冰和抗冰效應(yīng)的裝置，其具有下面將要解釋的形態(tài)。
下面將說(shuō)明在轉(zhuǎn)子2操作中的WECS1的風(fēng)輪機(jī)中循環(huán)的氣流F路徑。
氣流F從艙3的開(kāi)口3A流入，通過(guò)囊11的開(kāi)口11A，到達(dá)由囊11的內(nèi)部空間構(gòu)成的積聚容積。這里它疊在電元件10、反相器IN上，并到達(dá)靜態(tài)部S孔、電馬達(dá)9旋轉(zhuǎn)部R。氣流F從這里，通過(guò)窗口11L，到達(dá)轉(zhuǎn)子2中心2F，然后到達(dá)葉片5的內(nèi)部，即第一和第二容積14和15。實(shí)際上，在中心2F里面，由于擋板21的出現(xiàn)因此氣流F偏轉(zhuǎn)(見(jiàn)圖7)，在具有通過(guò)圖2和3中清楚地辨出的隔板13A和13B的各個(gè)葉片5的頂部5E里運(yùn)動(dòng)。以這種方式，在每一個(gè)葉片5里面產(chǎn)生兩個(gè)單獨(dú)的分別從葉片5的根部運(yùn)動(dòng)到頂部的氣流F1和F2，一個(gè)在第一容積14內(nèi)而另一個(gè)在第二容積15內(nèi)，直到通過(guò)每一個(gè)葉片5的表面5S上提供的第一套12L和第二套12T孔12流出。
鑒于根據(jù)公知形式的轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和相關(guān)動(dòng)能，這種氣流F行動(dòng)實(shí)質(zhì)上是由在內(nèi)部和外部流之間產(chǎn)生的全壓差導(dǎo)致的。
參照?qǐng)D2、3和4，從孔或開(kāi)口12流出的氣流F與沖擊5的風(fēng)V相互作用，并在與孔12相連的葉片5外部表面5E上即其下游產(chǎn)生氣層或薄膜。由于公知的熱和動(dòng)力效應(yīng)的這種空氣薄膜使從直接沖擊外部葉片5表面5S的風(fēng)V的流體流偏轉(zhuǎn)，從而加熱該流體并防止風(fēng)V的水分粒子聚集并結(jié)冰。
從孔12的這種流出防止了風(fēng)V與表面5S的直接沖擊，這不僅包括水分粒子，還包括具有對(duì)于空氣流出量的相對(duì)小的質(zhì)量的任何物體。例如，阻擋了大量積聚在風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片上的小昆蟲(chóng)，這迫使系統(tǒng)定時(shí)停下以便驅(qū)除它們。
將孔或開(kāi)口12做得離每個(gè)葉片5輪廓5P的前沿和尾沿接近，這是由于它們是葉片溫度最低并且施加于表面5S的風(fēng)V的流體壓力最高因而冰粒子增加的風(fēng)險(xiǎn)最大的點(diǎn)。在該實(shí)例中實(shí)現(xiàn)了這種具體的孔12裝備，但在整個(gè)輪廓上還可有利地實(shí)現(xiàn)不同裝備，例如還疏導(dǎo)第三容積16內(nèi)的空氣(見(jiàn)圖3)。
為了更好地預(yù)防結(jié)冰的危險(xiǎn)，便于產(chǎn)生不僅沿著與孔12有關(guān)的每個(gè)葉片5的完整輪廓5P而且沿著其外部表面5S而從孔12均勻流出的流體空氣薄膜F。為此，空氣會(huì)具有合適的熱函內(nèi)容，并且孔和導(dǎo)管的尺寸便于參照從孔12的流出速度而對(duì)流出空氣F給出質(zhì)量、壓力、方向、韻律和強(qiáng)度的合適值。為此目的可以合適地設(shè)定孔12的尺寸，圖4中顯示出了一些實(shí)例。
已知，圖4a中的孔12允許流體F垂直于風(fēng)V流出，圖4b中的孔允許壓力恢復(fù)因此使流出速度慢下來(lái)，而圖4c中的孔可以實(shí)際致力于對(duì)打擊每個(gè)輪廓5P的風(fēng)V的流體賦能。在航空學(xué)文獻(xiàn)中公知的該賦能過(guò)程可以改善葉片5的全空氣動(dòng)力學(xué)性能并因此改善其空氣動(dòng)力學(xué)效能，從而增加了WECS1的全性能，即在風(fēng)輪機(jī)主要支撐上獲得了更大的能量。實(shí)際上，通過(guò)與在WECS1里循環(huán)的空氣相關(guān)的適當(dāng)熱函內(nèi)容，流出空氣F可以達(dá)到該目標(biāo)具有對(duì)于打擊每一個(gè)葉片5的表面5S的風(fēng)V的流體的方向的確定角度。
總之，本發(fā)明致力于在開(kāi)發(fā)在風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的至少一部分上的流出空氣流體的流體熱動(dòng)力效應(yīng)的WECS中實(shí)現(xiàn)的除冰和抗冰裝備，其依次具有肯定大于推動(dòng)風(fēng)輪機(jī)的風(fēng)的熱函內(nèi)容。而且為了增加流出空氣流體的熱函內(nèi)容的這種系統(tǒng)開(kāi)發(fā)來(lái)自發(fā)電機(jī)中提供的電氣設(shè)備的相同熱量，在發(fā)電機(jī)的操作期間必須將其驅(qū)散。
實(shí)際上在所示出的WECS1中的流體F的行動(dòng)可以顯示出兩個(gè)清楚不同的操作狀態(tài)，即1)具有連接的轉(zhuǎn)子R，因此具有來(lái)自WECS1中的囊11中提供的所有電氣設(shè)備的產(chǎn)生電能和熱消散；
2)具有電馬達(dá)9閑的轉(zhuǎn)子R，因此沒(méi)有電能產(chǎn)生和熱消散。
在狀態(tài)1)中，取自WECS周?chē)h(huán)境的具有基本等于周?chē)鷫毫Φ膲毫Φ目諝庠趶木奂莘e即從囊11中流出之前，在與囊11中提供的電氣設(shè)備9、10、IN接觸的該容積中加熱。而且該空氣失去潮濕并與WECS1的所有元件的壁相接觸而壓縮。因此從孔12中流出具有相對(duì)于打擊葉片表面5S的風(fēng)V的流體的較高溫度和較大壓力并具有非常低的潮濕程度的氣流F。
狀態(tài)2)與狀態(tài)1)的不同在于在氣流F和電氣設(shè)備9、10、IN之間缺乏大的熱交換，而所述現(xiàn)象和反冰效應(yīng)的剩余也是不改變的。
要注意這樣的事實(shí)從孔12流出的流出空氣F熱動(dòng)力地與流體相互影響，這不僅包括打擊與開(kāi)口12相關(guān)的外部表面5S的風(fēng)(V)的流體，還包括可能出現(xiàn)在葉片5的外部表面5S上的任何其它流體或固體，象水或冰。WECS1風(fēng)輪機(jī)實(shí)際上可以帶著重大的雨操作，或帶著以前形成的一些冰而操作。
另一點(diǎn)必須強(qiáng)調(diào)的是在除冰和抗冰裝備中的氣流F的跳動(dòng)特性，至少在聚集容積即囊11和中心2F之間的通道中，并且從這里到葉片5的根部5R里面。
氣流F實(shí)際上并不連續(xù)從囊11的窗口11L和中心2F嘴19通過(guò)，這是由于嘴19僅僅與每一個(gè)葉片5相關(guān)地定位。因此流體F在相關(guān)嘴19連接到窗口11L的每時(shí)每個(gè)葉片5里升高。每個(gè)葉片就這樣在每轉(zhuǎn)并且在轉(zhuǎn)子2的確定的角度運(yùn)動(dòng)期間間斷地供應(yīng)。這種間斷依照具有位于周?chē)膸讉€(gè)窗口11L的囊的前壁11P，在相應(yīng)于中心2F的嘴19的高度的高度上是可變的。最好所述窗口11L可形成基本連續(xù)的圓環(huán)。
這種間斷確保了氣流F較長(zhǎng)時(shí)間地保持在積聚容積中，因此可以在每個(gè)葉片5的根部5R的入口獲取較大的熱函內(nèi)容。
由于關(guān)于本發(fā)明的代表性但并不限制的實(shí)例的前面的詳細(xì)說(shuō)明以及操作，除冰和抗冰裝備的下列優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。
除冰和抗冰裝備可簡(jiǎn)單并可靠的實(shí)現(xiàn)，一旦它的各個(gè)部件已做成合適的尺寸它就不需要任何控制系統(tǒng)。因此它顯示出對(duì)于公知系統(tǒng)的降低的實(shí)現(xiàn)和實(shí)施成本，而且公知系統(tǒng)的效率較低。
而且由于它的簡(jiǎn)單和缺乏管理和控制系統(tǒng)(這會(huì)造成非常小的故障風(fēng)險(xiǎn))因此它本質(zhì)上可安全操作。
另一優(yōu)勢(shì)在于保證WECS的高效率，以及即使在操作狀態(tài)下也能避免停下，這些尤其對(duì)于冰的增加都是危急的?？傊?，在WECS可以連續(xù)操作的一年中的天數(shù)相對(duì)于具有利用公知解決方案的系統(tǒng)而發(fā)生的顯著增加了。
除冰和抗冰裝備的這種效率是源于從孔流出的流體產(chǎn)生的熱和流體動(dòng)力效應(yīng)。該熱效應(yīng)實(shí)質(zhì)是源于具有增加的熱函的邊界熱層的形成，其中水滴吸收熱以便局部或整個(gè)蒸發(fā)，從而避免了在葉片表面上的冰層增加。流體動(dòng)力效應(yīng)存在于偏轉(zhuǎn)中，其中在水滴和各種屬性的打擊粒子(例如昆蟲(chóng)、沙)上引起空氣薄膜。該效應(yīng)在特定的速度和顆粒尺寸下最大。
除冰和抗冰裝備的另一優(yōu)勢(shì)在于即使在轉(zhuǎn)子處于停下?tīng)顟B(tài)時(shí)或當(dāng)發(fā)電機(jī)不產(chǎn)生電能時(shí)它們?nèi)院苡行?。該系統(tǒng)實(shí)際上不需要電能來(lái)準(zhǔn)確操作，因此也不需要從電柵格引出電流，不像一些公知技術(shù)方案那樣。
另一優(yōu)勢(shì)在于由于需要從轉(zhuǎn)子葉片消除固體殘?jiān)虼藴p少了系統(tǒng)停工的次數(shù)和時(shí)間。
另外，所述系統(tǒng)不改變?nèi)~片的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度，并且制造商對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的保證保持有效。
另一優(yōu)勢(shì)關(guān)于降低了由旋轉(zhuǎn)葉片產(chǎn)生的噪音，這歸因于在從轉(zhuǎn)子葉片的孔流出的流體和打擊它的主要流體之間的良好的相互影響。
另一優(yōu)勢(shì)在于實(shí)質(zhì)開(kāi)發(fā)了由WECS中提供的電能裝置所驅(qū)散的所有熱量，以增加產(chǎn)生除冰和抗冰效應(yīng)的循環(huán)流體的熱函內(nèi)容。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)轉(zhuǎn)子停下時(shí)，幾乎所有的不從WECS風(fēng)輪機(jī)的主軸承/和從電柵格收集的能量為了除冰和抗冰目的而恢復(fù)。
很明顯，根據(jù)本發(fā)明的WECS的除冰和抗冰裝備的幾種變形對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是可以實(shí)現(xiàn)的，但并不離開(kāi)本發(fā)明理念的新穎原則；還很明顯在實(shí)際實(shí)施所述細(xì)節(jié)的形狀時(shí)可以不同，并且這些細(xì)節(jié)可以由技術(shù)等價(jià)元件來(lái)替換。
圖9顯示了在可能實(shí)施例中作為整體的WECS的變形的示意圖，由1’表示。相對(duì)于圖8中的系統(tǒng)，所述變形在其部件上具有稍微不同的構(gòu)造，其易于建立具有在相同圖中顯示的稍微改變的過(guò)程的內(nèi)部氣流F’。
尤其是，所述WECS1’是容納攜載塔4’內(nèi)的電變壓器TR的類(lèi)型，即依據(jù)地面以便不具有其它太大的懸掛物。在塔4’的基底的臨近變壓器TR的地方提供有用于使WECS1’內(nèi)的循環(huán)氣流F’進(jìn)入的進(jìn)氣口，從而進(jìn)入的氣流疊在所述變壓器TR上。由于在該變形實(shí)施例中的囊11’在尾部關(guān)閉，因此這種進(jìn)氣口僅僅是設(shè)置在整個(gè)系統(tǒng)1’中的口。在交換還構(gòu)成了氣流F’的積聚容積的所述囊11’中，提供了通過(guò)塔4’連接流體的開(kāi)口，以作為從塔4’到囊11’內(nèi)的流體F的通道。
因此氣流F’被吸入塔4’的基底，覆蓋變壓器TR并在塔4’上疏導(dǎo)，直到它流入積聚容積，即囊11’。其余路徑與圖1中的系統(tǒng)的情況完全相似。
在圖9的變形中，在WECS里循環(huán)并從轉(zhuǎn)子葉片孔流出的氣流F還通過(guò)與變壓器TR相接觸而獲取熱量。
所述變壓器可有利地配備有合適的鰭以便形成熱量到氣流的通道，以及設(shè)置在系統(tǒng)的艙中的電能設(shè)備。
必須指出，目前的系統(tǒng)可設(shè)計(jì)具有高度能達(dá)到大于一百米的塔。結(jié)果形成會(huì)促成還通過(guò)與塔的內(nèi)壁接觸的濕氣濃縮的氣流F’覆蓋的附加路徑，或可能在其里面盤(pán)繞和引導(dǎo)的路徑。
所述變形有利地允許增加注定要在WECS的風(fēng)輪機(jī)的葉片上施加流體熱動(dòng)力效應(yīng)的氣流F的熱函內(nèi)容，在相同的時(shí)間減少濕度等級(jí)。以這種方式改善了根據(jù)本發(fā)明的除冰和抗冰裝備的效率，這是由于它能經(jīng)受得住非常危險(xiǎn)的有可能增加轉(zhuǎn)子葉片上的冰層的周?chē)h(huán)境。
在圖10中，顯示了除冰和抗冰裝備的另一可能變形，以及含有該系統(tǒng)的WECS，在示意圖中整個(gè)以1”表示，其中還顯示了構(gòu)成實(shí)現(xiàn)所述系統(tǒng)的主要裝置的氣流F”。
該變形與圖1中的系統(tǒng)的不同之處在于在系統(tǒng)1”的囊和轉(zhuǎn)子中心2F之間的在囊11之前的區(qū)域。在所述區(qū)域中在軸7上安置了面向囊11的前部11P的可動(dòng)分配盤(pán)22。圖11中顯示了如何符合所述分配盤(pán)22以獲得分配的實(shí)例，以及在轉(zhuǎn)子2的每一個(gè)葉片5的根部5R里面的流體F”的這種不同間斷。
所述分配盤(pán)22可以顯示為插在盤(pán)22上的鍵孔22C之間(見(jiàn)圖11)，以及鍵入的系統(tǒng)1”的軸7、改變角度速度的裝置。具體公知為減法/乘法機(jī)構(gòu)和/或小馬達(dá)的所述裝置在此為了簡(jiǎn)化并不顯示，其目的在于改變所述盤(pán)22對(duì)于緊固其上的軸7的角度速度。
在圖11的11a圖中，顯示了僅具有一個(gè)孔22D的分配盤(pán)22的形式，其尺寸基本對(duì)應(yīng)于其面對(duì)的轉(zhuǎn)子2的中心2F的嘴19的尺寸。在圖11b中，顯示了具有三個(gè)孔的另一分配盤(pán)22’，每個(gè)孔22D具有盤(pán)22的單個(gè)孔22D的相同屬性。在圖11c中，顯示了具有關(guān)于盤(pán)的中心不對(duì)稱(chēng)分布的形狀為扇形的同樣開(kāi)口22S的分配盤(pán)22”。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)沒(méi)有詳細(xì)顯示出插在在分配盤(pán)22和前壁11P之間，以及在盤(pán)22和嘴19之間的公知夾持裝置。
分配盤(pán)22、22’、22”的不同構(gòu)造有利地允許和改變角度速度的引用裝置一起來(lái)獲得不同的間斷可能，其中氣流F”進(jìn)入WECS的葉片5中。
以這種方式，一旦校驗(yàn)流體的這種間斷值沒(méi)有改善在確定的操作和周?chē)鸂顟B(tài)下WECS的除冰和抗冰裝備的效率，就可以有利地獲得可以通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試獲得的具體間斷可能。
圖11中的分配盤(pán)22、22’、22”還可以用在根據(jù)本發(fā)明的WECS的另一變形中。它們與改變角度速度的所述裝置一起，可以實(shí)際上直接插入WECS1”的囊11的前壁11P里面，替換圖10的構(gòu)造中提供的固定隔板。在該情況下，在盤(pán)22、22’、22”的外側(cè)和囊11的前壁11P的內(nèi)側(cè)之間提供公知的徑向夾持裝置，從而保持循環(huán)氣流F”的積聚容積的必要絕緣。
這種變形有利地顯示出相對(duì)于圖10中的變形的較小的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，在相同的時(shí)間允許循環(huán)氣流F”的更多間斷變化。
圖12還顯示了根據(jù)本發(fā)明的WECS的除冰和抗冰裝備的變形。尤其是它顯示了葉片5和延伸器2E’的裝備的示意遠(yuǎn)視圖，其中在轉(zhuǎn)子的中心中提供有氣流F的通道，為了簡(jiǎn)化沒(méi)有顯示。不像圖1中的延伸器2E的延伸器2E’由在中心2F和每一個(gè)葉片5之間起連接功能的一片簡(jiǎn)單的圓柱組成，延伸器2E’事實(shí)上具有基本為圓柱的形狀但顯示出特殊性。實(shí)際上，在延伸器2E’里面提供有裝在延伸器2E’中的依靠葉片5的根部5R定位的第二分配盤(pán)23。所述第二盤(pán)23耦合到延伸器2E’通過(guò)延伸器2E’中提供的公知裝置的協(xié)助而在角度感應(yīng)中可動(dòng)，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)并不顯示它。鑒于此，第二分配盤(pán)23實(shí)質(zhì)僅傾向于在基本與含有其側(cè)面的圓柱體的準(zhǔn)線(xiàn)相符的軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。
必須注意，在葉片5的根部5R內(nèi)的第一隔板13A和第二隔板13B的局部圖，它們分別對(duì)在葉片5E端部的方向上的有關(guān)氣流F1和F2的通道的第一內(nèi)部容積14和第二內(nèi)部容積15進(jìn)行劃界。
在圖13中，顯示了在可能實(shí)施例中的第二分配盤(pán)23的頂視圖。它顯示了具有扇形的形狀并且尺寸基本相應(yīng)于或稍微小于容積14和15的通道部分的窗口24。
很明顯，該通道部分由葉片5的有關(guān)第一隔板13A和第二隔板13B的形狀和布置來(lái)限定，其在徑向和周?chē)袘?yīng)上識(shí)別出確定的范圍。因此得到提供以朝由第一隔板13A限定的第一容積14打開(kāi)通道的第一類(lèi)型24A窗口24，對(duì)于朝向相應(yīng)于有關(guān)輪廓5P的前沿的葉片5的表面5S的氣流F的通道。類(lèi)似的，第二套24B窗口24成形以得到氣流F進(jìn)入第二容積15并且從這里到接近于有關(guān)輪廓5P的尾沿的葉片5的表面5S的通道。
在如實(shí)例所示的該代表實(shí)施例中，第二分配盤(pán)23實(shí)際上被分成六個(gè)相同的扇形，三個(gè)注定面向第一容積14并含有第一套的兩個(gè)窗口24A，而另外三個(gè)注定第二容積15并含有第二套的單個(gè)窗口24B。結(jié)果對(duì)于該第二分配盤(pán)23實(shí)質(zhì)上具有三個(gè)操作可能1)窗口24相應(yīng)于葉片5內(nèi)的容積14、15而布置以允許氣流F1、F2流入有關(guān)容積14、15中，如圖12所示；2)第一類(lèi)型的一個(gè)窗口24A相應(yīng)于第一容積14而布置以便氣流F1流通，而第二容積15的通道停下；3)沒(méi)有窗口與容積14、15相對(duì)應(yīng)，因此沒(méi)有空氣向它們供應(yīng)。
圖12和圖13中的解決方案有利地允許調(diào)整WECS的除冰和抗冰裝備的進(jìn)一步可能，尤其是在控制提供以從轉(zhuǎn)子葉片的孔或開(kāi)口流出的氣流分布中，例如，可以決定中斷從孔流出的空氣一段確定的時(shí)間以便增加流出流體的熱函內(nèi)容。
根據(jù)本發(fā)明的含有除冰和抗冰裝備的WECS的另一變形在于提供艙3的囊11內(nèi)的扇和/或壓縮裝置以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)以通過(guò)轉(zhuǎn)子葉片5的孔或開(kāi)口12流出的氣流F的強(qiáng)制對(duì)流。
該方案可有利地允許為增加除冰和抗冰裝備的效率的其它兩個(gè)參數(shù)的控制，即作為輸出的氣流F的質(zhì)量和壓力。
圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明的在WECS1中的扇和/或壓縮元件25的一種可能實(shí)施。尤其是該元件緊固在電馬達(dá)9的轉(zhuǎn)動(dòng)部R和靜態(tài)部S之間的轉(zhuǎn)動(dòng)軸7上。元件25可以是具有可變斜度葉片的類(lèi)型，為了更好地控制囊11內(nèi)的氣流F，可以改變所述氣流F參數(shù)。
所述氣流F路徑完全與圖8中所顯示的類(lèi)似，差別在于它可以引入根據(jù)公知的有關(guān)熱動(dòng)力現(xiàn)象的壓力的加速或增加。
所述變形的另一可能必須注意?？紤]到可以選擇在囊中提供利用易于明顯增加直接流向流出孔或開(kāi)口的氣流的壓力的壓縮器，第二套孔(圖2中的12T)具體成形為圖4c中所示。從航空學(xué)文獻(xiàn)中公知的，通過(guò)臨近輪廓的尾沿的特定形狀的孔的具有確定速度的特定質(zhì)量的空氣的流出，可帶來(lái)葉片特性空氣動(dòng)力學(xué)效率的改善，從而允許葉片以較大的入射角在流體上操作。
總之，該方案可允許在根據(jù)本發(fā)明的WECS操作的一年期間收集同樣的安裝能量和較大的電氣工作。
而且，可獲得結(jié)構(gòu)和動(dòng)力質(zhì)量的減少，在一年中產(chǎn)生的電氣工作相同，以及安裝、管理和維護(hù)成本的節(jié)約，對(duì)系統(tǒng)所定位的地區(qū)的環(huán)境沖擊減少。
根據(jù)本發(fā)明的除冰和抗冰裝備的另一變形在于在葉片里提供具有弱導(dǎo)熱屬性的材料的疏導(dǎo)，其導(dǎo)致空氣流向葉片區(qū)域，葉片區(qū)域可選擇性地配備有孔12以便流出。
該變形可有利地允許流體保持實(shí)際不改變其熱函內(nèi)容直到空氣通過(guò)孔或開(kāi)口流出，從而獲得較好的抗冰效率。
對(duì)于葉片除冰問(wèn)題，即消除冰的可能性已經(jīng)因?yàn)榕既辉蚨鲞^(guò)，除冰和抗冰裝備可具有相等的效率。實(shí)際上，可以提供根據(jù)本發(fā)明的WECS的另一變形及其所包含的系統(tǒng)。向容器的囊內(nèi)的空氣供應(yīng)熱，例如通過(guò)從電柵格網(wǎng)絡(luò)提取充分時(shí)間的足夠電能的熱電阻，可以加熱相應(yīng)于開(kāi)口或孔而形成的第一冰層，直到冰塊從葉片的外表面滑下，于是釋放它們。
另一有趣的變形是在WECS里提供小空氣壓縮裝置。通過(guò)合適安置在每一個(gè)轉(zhuǎn)子葉片中的第一和第二容積內(nèi)的所述裝置的直接朝向局部或整個(gè)由冰覆蓋的孔或開(kāi)口的噴嘴，可以傳遞壓縮空氣的脈沖。這種行為會(huì)導(dǎo)致冰塊的易碎破裂，其以這種方式落到地面上，從而決定性地釋放葉片。這兩個(gè)正好引用的變形都可以設(shè)置在相同的WECS中。
根據(jù)本發(fā)明的除冰和抗冰裝備還有利地允許安裝即使在轉(zhuǎn)子停下時(shí)也易于提供所謂的除冰效應(yīng)的系統(tǒng)和/或裝置。即使所述的除冰和抗冰裝備允許WECS尤其還能在臨界環(huán)境狀態(tài)下連續(xù)操作，停下的原因還可以歸因于例如WECS暫時(shí)維護(hù)工作的需要。
WECS的另一變形實(shí)施例在于在葉片表面上提供用于外部引入對(duì)葉片循環(huán)清潔的流體如酒精或表面活性手段的孔。以這種方式可有利地進(jìn)行更容易清潔葉片和將它們恢復(fù)到原始狀態(tài)的維護(hù)。
為了提供更多的流體空氣量流入艙的內(nèi)囊，另一變形在于提供與艙相連的動(dòng)力進(jìn)氣口。該進(jìn)氣口便于以這種方式形成以具有盡可能相對(duì)于風(fēng)的方向垂直的進(jìn)口部，以及通過(guò)艙將風(fēng)送到艙內(nèi)因此到聚集容積的通道。對(duì)于其在艙上的布置，最好將其設(shè)置在艙的尾部?jī)?nèi)，這是由于兩個(gè)原因。第一個(gè)原因是不具有獨(dú)特的漩渦進(jìn)氣流體因此具有比周?chē)髿獾偷膲毫?。第二個(gè)原因是由于需要該流體可以覆蓋設(shè)置在聚集容積內(nèi)的所有電能裝置或系統(tǒng)，從而最大化通過(guò)除冰和抗冰裝備循環(huán)的氣流的熱函內(nèi)容。
而且為了最大化熱交換，還可以提供具有內(nèi)部由金屬或?qū)岵牧细采w的風(fēng)輪機(jī)艙的WECS，并且可以將該涂層連接到電能裝置的鰭上。通過(guò)該方案可以有利地實(shí)現(xiàn)熱橋，還增加了熱交換因而增加了系統(tǒng)的聚集容積內(nèi)的對(duì)流。
權(quán)利要求
1.一種用于為了產(chǎn)生電能的風(fēng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的除冰和抗冰裝備，所述WECS(1；1’；1”；1)是以下類(lèi)型，其包括易于支撐所述WECS(1；1’；1”；1)并將其固定于地面或基底的塔(4；4’)，位于所述塔(4；4’)上的艙(3)，其連接到用于轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)子(2)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以便產(chǎn)生即將引入電[電柵格]的電能并用于管理和操作相連的所述風(fēng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(1)的可能的電裝置的第一裝置(9，IN，10；TR)；以可相對(duì)于所述艙(3)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述艙(3)相連的轉(zhuǎn)子(2)，所述轉(zhuǎn)子(2)包括多個(gè)葉片(5)并由于打擊所述葉片(5)的風(fēng)(V)而易于旋轉(zhuǎn)，所述風(fēng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(1；1’；1”；1)內(nèi)部包括第二裝置(2E，19，21)，用于在所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)的內(nèi)部限定的容積(14，15)內(nèi)的流體(F；F’；F”；F)流動(dòng)，其特征在于，轉(zhuǎn)子的葉片(5)在外表面(5S)的至少一部分上包括孔(12)，孔(12)與所述葉片(5)內(nèi)的所述容積(14，15)的流體相連并易于實(shí)現(xiàn)所述葉片(5)外部的所述流體(F；F’；F”；F)的至少一部分的噴出，從而流體熱動(dòng)力地與打擊有所述孔(12)的表面(5S)的至少所述部分的所述風(fēng)(V)和/或可能出現(xiàn)在所述葉片(5)的所述外表面(5S)上的水和冰相互影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)的所述外表面(5S)的所述開(kāi)口(12)包括與所述葉片(5)內(nèi)的所述容積(14，15)的第一(14)的流體相連的第一套(12L)孔，所述第一套(12L)孔位于基本接近于構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子(2)的每一個(gè)葉片(5)的輪廓(5P)的前沿的地方。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)的所述外表面(5S)的所述開(kāi)口(12)包括與所述葉片(5)內(nèi)的所述容積(14，15)的第二(15)的流體相連的第二套(12T)孔，所述第二套(12T)孔位于基本接近于構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子(2)的每一個(gè)葉片(5)的輪廓(5P)的尾沿的地方。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，與所述WECS(1；1’；1”；1)的所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)內(nèi)的所述容積(14，15)的流體相連的所述開(kāi)口(12)優(yōu)選地位于所述轉(zhuǎn)子(2)的每一個(gè)葉片(5)的頂部上。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述艙(3)內(nèi)部地包括與所述第一裝置(9，IN，10；TR)相連的第三裝置(11；11’)，其易于構(gòu)成所述流體(F；F’；F”；F)的積聚容積以便于在所述流體(F；F’；F”；F)和所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第一裝置(9，IN，10；TR)的加熱表面之間進(jìn)行熱交換。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，它包括用于所述第三裝置(11；11’)內(nèi)的所述流體(F；F’；F”；F)的循環(huán)的第四裝置(11A，11L，3A；25)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)包括第一分配裝置(22，22’，22”)，第一分配裝置(22，22’，22”)與所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第二裝置(2E，19，21)相連以形成在所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)內(nèi)限定的所述容積(14，15)內(nèi)的所述流體(F；F’；F”；F)的通道，第一分配裝置(22，22’，22”)還與所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第三裝置(11；11’)相連以構(gòu)成所述流體(F；F’；F”；F)的所述積聚容積，所述第一分配裝置(22，22’，22”)通過(guò)所述連接來(lái)產(chǎn)生從所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第二裝置(2E，19，21)內(nèi)的所述第三裝置(11；11’)通過(guò)所述WECS(1)的所述第四裝置(11A，11L，3A；25)流動(dòng)的所述流體(F；F’；F”；F)的間斷流。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第一分配裝置(22，22’，22”)位于所述WECS(1)的所述第三裝置(11；11’)和所述第二裝置(2E，19，21)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第一分配裝置(22，22’，22”)是易于改變所述流體(F；F’；F”；F)的所述間斷流的間斷值的類(lèi)型。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，第二分配裝置(2E’，23)設(shè)置在所述WECS(1；1’；1”；1)的所述轉(zhuǎn)子(2)中并易于選擇性地控制所述流體(F；F’；F”；F)進(jìn)入在所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)內(nèi)限定的所述容積(14，15)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第二分配裝置(2E’，23)是易于選擇性地允許所述流體(F；F’；F”；F)進(jìn)入所述WECS(1)的所述第一容積(14)和/或所述第二容積(15)或不進(jìn)入所述容積(14，15)的類(lèi)型。
12.根據(jù)至少權(quán)利要求5所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第三裝置(11；11’)包括可動(dòng)地連接于所述WECS(1)的所述艙(3)的囊(11；11’)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述囊(11；11’)的外皮基本由具有弱導(dǎo)熱性的材料制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述囊(11；11’)內(nèi)部至少局部地由導(dǎo)熱材料涂覆，其與用于將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為即將送到電柵格的電能并用于管理和操作所述WECS(1)的可能的電操作裝置的第一裝置(9，IN，10；TR)連接，從而構(gòu)成加熱在所述WECS(1)的所述囊(11；11’)內(nèi)循環(huán)的所述流體(F；F’；F”；F)的熱橋。
15.根據(jù)至少權(quán)利要求6所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，用于循環(huán)所述第三裝置(11；11’)內(nèi)的所述流體(F；F’；F”；F)的所述第四裝置(11A，11L，3A；25)包括至少一個(gè)在所述WECS(1)的所述囊(11；11’)的前壁(11P)上的窗口(11L)，至少一個(gè)形成于所述囊(11；11’)的尾部的開(kāi)口(11A)，以及位于所述艙(3)的尾部上的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口(3A)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述轉(zhuǎn)子(2)包括中心(2F)，其可牢固連接于所述WECS(1；1’；1”；1)的旋轉(zhuǎn)軸(7)，所述旋轉(zhuǎn)軸(7)依次牢固連接于用于將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為即將送到電柵格的電能的所述第一裝置(9，IN，10；TR)、在其一側(cè)上使所述轉(zhuǎn)子(2)的每一個(gè)所述葉片(5)牢固連接于所述中心(2F)而在其另一側(cè)上連接到所述葉片(5)的根部(5EII)的延伸器(2E；2E’)。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，用于所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)內(nèi)限定的容積(14，15)內(nèi)的流體(F；F’；F”；F)的通道的所述第二裝置包括具有至少一個(gè)面向所述WECS(1)的所述囊(11)的至少一個(gè)窗口(11L)的嘴(19)以及偏轉(zhuǎn)在所述葉片(5)的所述延伸器(2E)和所述根部(5EII)中出現(xiàn)的氣流的擋板(21)的延伸器(2E)。
18.根據(jù)至少權(quán)利要求8所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第一分配裝置(22，22’，22”)包括連接到所述WECS(1；1’；1”；1)的所述旋轉(zhuǎn)軸(7)的位于所述囊(11；11’)的所述前壁(11P)和所述轉(zhuǎn)子(2)之間的分配盤(pán)(22，22’，22”)，尤其是顯示轉(zhuǎn)換裝置(22D；22S)的所述分配盤(pán)(22，22’，22”)，以使在所述分配盤(pán)(22，22’，22”)的至少一個(gè)角度位置上，所述轉(zhuǎn)換裝置(22D；22S)對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)子(2)的所述延伸器(2E)的所述嘴(19)形成通過(guò)所述分配盤(pán)(22，22’，22”)的所述流體(F；F’；F”；F)的通道。
19.根據(jù)至少權(quán)利要求8所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第一分配裝置(22，22’，22”)包括連接到所述WECS(1；1’；1”；1)的所述旋轉(zhuǎn)軸(7)的位于所述囊(11；11’)的所述前壁(11P)和所述轉(zhuǎn)子(2)中的分配盤(pán)(22，22’，22”)，尤其是顯示轉(zhuǎn)換裝置(22D；22S)的所述分配盤(pán)(22，22’，22”)，以使在所述分配盤(pán)(22，22’，22”)的至少一個(gè)角度位置上，所述轉(zhuǎn)換裝置(22D；22S)對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)子(2)的所述延伸器(2E)的所述嘴(19)形成通過(guò)所述分配盤(pán)(22，22’，22”)的所述流體(F；F’；F”；F)的通道。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述分配盤(pán)(22，22’，22”)的所述轉(zhuǎn)換裝置包括至少一個(gè)孔(22D)或開(kāi)口(22S)。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述分配盤(pán)(22，22’，22”)的所述至少一個(gè)孔(22D)具有基本與所述轉(zhuǎn)子(2)的所述延伸器(2E)的所述嘴(19)相當(dāng)?shù)牟糠帧?br> 22.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述分配盤(pán)(22，22’，22”)的所述轉(zhuǎn)換裝置包括具有對(duì)于所述分配盤(pán)(22，22’，22”)的中心不對(duì)稱(chēng)分布的扇形的開(kāi)口(22S)。
23.根據(jù)至少權(quán)利要求18或19所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述分配盤(pán)(22，22’，22”)通過(guò)易于在所述分配盤(pán)(22，22’，22”)和所述旋轉(zhuǎn)軸(7)之間產(chǎn)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從而改變所述流體(F；F’；F”；F)進(jìn)入所述轉(zhuǎn)子(2)的所述延伸器(2E)的所述嘴(19)中的第六裝置而連接于所述旋轉(zhuǎn)軸(7)。
24.根據(jù)至少權(quán)利要求11所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第二分配裝置包括第二分配盤(pán)(23)，其可動(dòng)地連接于鄰近所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)的所述根部(5R)的所述轉(zhuǎn)子(2)的所述延伸器(2E)內(nèi)。
25.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第二分配盤(pán)(23)可動(dòng)地連接于所述轉(zhuǎn)子(2)的所述延伸器(2E)內(nèi)，從而易于在所述延伸器(2E’)內(nèi)旋轉(zhuǎn)以調(diào)整在所述WECS(1)的所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)內(nèi)限定的所述容積(14，15)里所述流體(F；F’；F”；F)的進(jìn)入。
26.根據(jù)至少權(quán)利要求24或25所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第二分配盤(pán)(23)面向通過(guò)偏轉(zhuǎn)在所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)的所述根部(5EII)中出現(xiàn)的氣流的擋板(21A，21B)而在所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)內(nèi)限定的所述容積(14，15)的通道部分。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第二分配盤(pán)(23)成形以在其一些扇形中顯示面積基本與所述第一容積(14)的所述通道部分相當(dāng)?shù)牡谝惶?24A)通道窗口(24)以及面積基本與所述第二容積(15)的所述通道部分相當(dāng)?shù)牡诙?24A)通道窗口，所述容積(14，15)在所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)內(nèi)。
28.根據(jù)至少權(quán)利要求6所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，用于所述第三裝置(11；11’)內(nèi)的所述流體(F；F’；F”；F)的循環(huán)的所述第四裝置(11A，11L，3A；25)包括與所述第三裝置(11；11’)相連的扇和/或壓縮裝置(25)。
29.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述扇和/或壓縮裝置包括固定于所述WECS(1)的所述旋轉(zhuǎn)軸(7)上的扇和/或壓縮裝置(25)。
30.根據(jù)前述權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，用于將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成即將送入電柵格的電能并用于管理和操作所述WECS(1；1’；1”；1)的可能的電裝置的所述第一裝置(9，IN，10；TR)包括位于所述WECS(1’)的所述塔(4’)的基底上的變壓器(TR)和/或其它能源或輔助電裝置，并且易于構(gòu)成所述流體(F；F’；F”；F)的積聚容積以便于所述流體和所述WECS(1；1’；1”；1)的所述第一裝置(9，IN，10；TR)的加熱表面之間的熱交換的所述第三裝置(11；11’)包括在鄰近所述變壓器(TR)的所述塔(4’)的基底上的開(kāi)口和/或其它能源或輔助電裝置，所述塔(4’)還顯示了在其內(nèi)和所述WECS(1；1’；1”；1)的積聚容積(11’)之間的流體連接以形成從外部環(huán)境到所述積聚容積(11’)的流體(F)通道。
31.根據(jù)前述權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)的所述外表面(5S)通過(guò)疊蓋多個(gè)含有所述孔或開(kāi)口(12)的以前成形的板(18)而構(gòu)成。
32.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)的所述外表面(5S)由復(fù)合材料構(gòu)成。
33.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)的所述外表面(5S)包括上半殼(5U)和下半殼(5L)。
34.根據(jù)前述權(quán)利要求2至4的一個(gè)或多個(gè)所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述葉片(5)的所述第一套(12L)孔和/或所述第二套孔(12T)包括第一類(lèi)型(4a)和/或第二類(lèi)型(4b)和/或第三類(lèi)型(4c)的孔(12，圖4)，所述類(lèi)型的特征在于具有孔(12)第一具有在從所述葉片(5)的所述表面(5S)的內(nèi)表面(5Si)到外表面(5Se)的空氣通道中的恒定部件，第二的分歧的具有相對(duì)于所述風(fēng)(V)的流體外部到所述葉片(5)的方向基本垂直的軸，第三，基本平行的壁和傾斜軸，形成相對(duì)于外部表面的垂直軸的確定銳角，具有這種定向即流出空氣定向到風(fēng)(V)的流體的外部到所述葉片(5)的相同方向。
35.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述葉片(5)的所述第二套(12T)孔(12)包括所述第三類(lèi)型(4c)的孔(圖4，12)。
36.根據(jù)前述權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)所述的除冰和抗冰裝備，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)包括從另一電源外部到所述WECS(1；1’；1”；1)提取的電能的至少一個(gè)驅(qū)散裝置，其易于增加在所述除冰和抗冰裝備內(nèi)循環(huán)的所述流體(F；F’；F”；F)的熱函內(nèi)容。
37.一種產(chǎn)生電能的風(fēng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至36的一個(gè)或多個(gè)所述的除冰和抗冰裝備。
38.根據(jù)前述權(quán)利要求的WECS，其特征在于，所述WECS(1；1’；1”；1)的所述艙(3)通過(guò)插入第七裝置而可動(dòng)地連接于所述塔(4)，第七裝置用于將所述艙(3)定位于在安置所述WECS(1)的地方出現(xiàn)的最大風(fēng)(V)流的方向上。
39.一種防止和消除在風(fēng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子葉片上的冰層的方法，該風(fēng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)是以下類(lèi)型，其包括易于支撐所述WECS(1；1’；1”；1)并將其固定于地面或基底的塔(4；4’)，位于所述塔(4；4’)上的艙(3)，其連接到用于轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)子(2)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以便產(chǎn)生即將送入電柵格的電能并用于管理和操作相連的所述WECS(1)的可能的電操作裝置的第一裝置(9，IN，10；TR)；以可相對(duì)于所述艙(3)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述艙(3)相連的轉(zhuǎn)子(2)，所述轉(zhuǎn)子(2)包括確定數(shù)目個(gè)葉片(5)并由于風(fēng)(V)打擊所述葉片(5)而易于旋轉(zhuǎn)，該方法包括以下步驟a)從所述WECS(1；1’；1”；1)的外部環(huán)境吸入流體(F；F’；F”；F)或空氣，b)將所述吸入的流體(F；F’；F”；F)送入第二裝置(2E，19，21)以形成在所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)內(nèi)限定的容積(14，15)內(nèi)的所述流體(F；F’；F”；F)的通道，c)實(shí)現(xiàn)通過(guò)葉片的外表面(5S)的至少一部分上提供的開(kāi)口(12)而向所述葉片(5)外部的所述流體(F；F’；F”；F)的至少一部分的噴出，所述開(kāi)口(12)與所述葉片(5)內(nèi)的所述容積(14，15)流體連接，從而流體熱動(dòng)力地與打擊有所述孔(12)的表面(5S)的所述至少部分的所述風(fēng)(V)和/或可能出現(xiàn)在所述葉片(5)的所述外表面(5S)上的水和冰相互影響。
40.根據(jù)前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，在方法步驟a)和b)之間提供有通過(guò)由連接到所述WECS(1；1’；1”；1)的所述艙(3)和所述第一裝置(9，IN，10；TR)的第三裝置(11；11’)構(gòu)成的積聚容積在所述流體(F；F’；F”；F)和所述第一裝置(9，IN，10；TR)的加熱表面之間的熱交換。
全文摘要
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種產(chǎn)生電能的包括所述除冰和抗冰裝備的風(fēng)能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)(下面稱(chēng)為WECS)，以及防止和消除在WECS的轉(zhuǎn)子葉片上的冰層的方法。該WECS(1；1’；1”；1”’)是以下類(lèi)型，其包括易于支撐所述WECS(1；1’；1”；1”’)并將其固定于地面或基底的塔(4；4’)，位于所述塔(4；4’)上的艙(3)，其連接用于轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以便產(chǎn)生即將引入電[電柵格]的電能并用于管理和操作所述WECS(1)的可能的電裝置的第一裝置(9，IN，10；TR)，以可相對(duì)于所述艙(3)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與所述艙(3)相連的轉(zhuǎn)子(2)，所述轉(zhuǎn)子(2)包括多個(gè)葉片(5)并由于打擊所述葉片(5)的風(fēng)(V)而易于旋轉(zhuǎn)，其中所述WECS(1；1’；1”；1”’)內(nèi)部包括第二裝置(2E，19，21)，用于使在所述轉(zhuǎn)子(2)的所述葉片(5)的內(nèi)部限定的容積(14，15)內(nèi)的流體(F；F’；F”；F”’)流動(dòng)。本發(fā)明的特征在于轉(zhuǎn)子的葉片(5)在外表面(5S)的至少一部分上包括孔(12)，孔(12)與所述葉片(5)內(nèi)的所述容積(14，15)的流體相連并易于實(shí)現(xiàn)所述葉片(5)外部的所述流體(F；F’；F”；F”’)的至少一部分的噴出，從而流體熱動(dòng)力地與打擊有所述孔(12)的表面(5S)的至少所述部分的所述風(fēng)(V)和/或可能出現(xiàn)在所述葉片(5)的所述外表面(5S)上的水和冰相互影響。
文檔編號(hào)F03D11/00GK1705823SQ200380101511
公開(kāi)日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
發(fā)明者洛倫佐·巴蒂斯蒂 申請(qǐng)人:洛倫佐·巴蒂斯蒂