豎直軸風(fēng)輪機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將風(fēng)能(即來自風(fēng)的動能)轉(zhuǎn)換為另一類能量(尤其是機械能和/或電能)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中已知用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。這樣的裝置通常被稱為“風(fēng)輪機”。該已知的裝置包括桅桿以及設(shè)置有葉片并且安裝在桅桿尖端的轉(zhuǎn)子。
[0003]轉(zhuǎn)子由來自風(fēng)的動能而旋轉(zhuǎn)。換句話說，風(fēng)能對轉(zhuǎn)子施加轉(zhuǎn)矩。
[0004]此外，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)換器動力連接，該轉(zhuǎn)換器將施加到轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩的能量轉(zhuǎn)換為機械能或電能。
[0005]由于葉片轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，驅(qū)動那些葉片轉(zhuǎn)動的風(fēng)流被大大阻斷。因此，不可能將多個風(fēng)輪機設(shè)置成彼此靠得太近，被一個風(fēng)輪機阻斷的風(fēng)流不能被用于驅(qū)動另一個風(fēng)輪機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
[0006]此外，這樣的風(fēng)輪機能夠被使用的時間范圍僅僅限于大約2800小時以內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明通過提供一種對風(fēng)流阻斷小、能夠在更長的時間內(nèi)被使用、而且具有最佳輸出的風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置，尤其解決了上述缺陷。
[0008]為了上述目的，本發(fā)明尤其涉及一種用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為另一類能量的裝置，其特征在于，包括:
[0009]基座；
[0010]中空桅桿，安裝在基座上并且沿著大體豎直的軸線延伸；
[0011]至少一個具有圍繞軸線的基本回轉(zhuǎn)形狀的模塊，所述模塊與桅桿同軸放置并且圍繞所述桅桿可旋轉(zhuǎn)，所述模塊包括:
[0012]至少一個翼片，所述翼片在被樞接鏈所連接的一端與自由端之間延伸，所述翼片繞著所述樞接鏈在回縮位置和展開位置之間可移動；
[0013]用于根據(jù)所述翼片圍繞桅桿的角位置而使得所述翼片在其展開位置和回縮位置之間移動的機構(gòu)，該移動機構(gòu)能夠被停用；
[0014]傳動軸，所述傳動軸位于與所述模塊同軸設(shè)置的中空桅桿內(nèi)部，與圍繞所述軸線的所述模塊旋轉(zhuǎn)連接，并且與轉(zhuǎn)換器相配合從而將所述傳動軸的機械轉(zhuǎn)動能量轉(zhuǎn)換為另一類能量。
[0015]通過將翼片在其展開位置和回縮位置之間的位置與該翼片圍繞桅桿的角位置相關(guān)聯(lián)，可以僅當(dāng)翼片順風(fēng)推進之時打開翼片，而當(dāng)翼片逆風(fēng)移動之時關(guān)閉它。這樣，就沒有能量因為翼片逆風(fēng)向前移動而損失，從而改善了轉(zhuǎn)換裝置的輸出。
[0016]此外，因為僅順風(fēng)推進的翼片是打開的，該裝置不會顯著地阻斷流經(jīng)該裝置的風(fēng)流。特別地，流經(jīng)處于回縮位置的翼片的風(fēng)流受到的阻斷非常小。其結(jié)果是，可以將這樣的能量轉(zhuǎn)換裝置設(shè)置為彼此更加靠近而不會妨礙它們的運行。
[0017]最后，根據(jù)本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換裝置能夠被使用超過4000小時的時長。此外，這樣的能量轉(zhuǎn)換裝置能夠在至少為40m/s的風(fēng)速條件下運行。
[0018]此外，因為能夠停用用于移動翼片的機構(gòu)，例如在可能損壞該裝置的大風(fēng)的情況下，可以將所有翼片都保持在閉合位置而不論它們的角位置如何。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置還可以包括以下的一個或多個特征，可以單獨地或根據(jù)任何技術(shù)上可能的組合來考慮這些特征:
[0020]所述桅桿具有對應(yīng)于每一個模塊的至少一個周向滾動軌道，每個模塊包括至少一個套環(huán)，所述套環(huán)上支撐有與所述滾動軌道相配合的互補的滾動件。
[0021 ] 每個模塊包括對應(yīng)于每一個翼片的支撐件，所述支撐件在固定至所述套環(huán)的內(nèi)側(cè)端與用于支撐與所述翼片連接的樞接鏈的外側(cè)端之間徑向延伸，所述移動機構(gòu)至少部分地由所述支撐件支撐。
[0022]每個支撐件包括至少兩個徑向支撐桿，以及由所述支撐桿支撐的隔離物。
[0023]每個隔離物包括至少一個通孔。
[0024]每個模塊包括至少三個支撐件，以及對應(yīng)于每一個支撐件的至少一個用于將該支撐件固定至所述套環(huán)的加固桿，和/或至少一個用于將該支撐件與角位置上相鄰的支撐件固定連接的加固桿。
[0025]每個模塊包括柱狀外殼，每個翼片在其回縮位置大體上抱合所述外殼的形狀，在其展開位置遠離所述外殼而延伸。
[0026]所述柱狀外殼包括至少一個開口，所述開口當(dāng)所述翼片處于回縮位置時封閉，而當(dāng)所述翼片處于展開位置時打開。
[0027]所述移動機構(gòu)包括:設(shè)置在所述桅桿上的滾動路徑，所述滾動路徑包括第一柱狀部和形成為凸輪的第二柱狀部，所述凸輪從所述第一柱狀部徑向向外突出，以及，對應(yīng)于每一個翼片的:控制件，所述控制件在用于支撐與所述滾動路徑相配合的滾動件的滾動端與用于推動所述翼片的端之間徑向延伸，所述端例如通過連接桿推動所述翼片來將所述控制件的推力端的平移運動轉(zhuǎn)換為所述翼片繞著所述樞接鏈在其回縮位置和展開位置之間的運動；彈性件，所述彈性件用于將所述控制件朝向所述滾動路徑彈回。
[0028]每個控制件包括:千斤頂，所述千斤頂包括用于支撐所述推力端的缸體，以及在所述缸體內(nèi)可移動的活塞，所述活塞與所述缸體界定出腔室；控制桿，所述控制桿固定至所述活塞并且用于支撐所述滾動端；以及用于向所述腔室供應(yīng)大體上不可壓縮的液體的機構(gòu)。
[0029]通過使所述桅桿圍繞其軸線轉(zhuǎn)動或者使所述凸輪相對于所述桅桿轉(zhuǎn)動，從而所述滾動路徑的凸輪圍繞所述桅桿的所述軸線可旋轉(zhuǎn)。
[0030]所述凸輪能夠在所述滾動路徑的柱狀部的延伸方向上回縮。
[0031]每個翼片包括彈性阻尼阻擋件，當(dāng)所述翼片處于展開位置時，所述彈性阻尼阻擋件通過對所述翼片施加將其向回縮位置回彈的回彈力從而能夠與所述翼片的所述支撐件相配合。
[0032]該能量轉(zhuǎn)換裝置包括至少兩個模塊，所述至少兩個模塊彼此軸向堆疊并且固定從而一同圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)。
[0033]所述另一類能量是電能，所述轉(zhuǎn)換器是發(fā)電機。
[0034]所述基座是中空的，所述轉(zhuǎn)換器被裝入在所述基座內(nèi)部。
【附圖說明】
[0035]通過閱讀以下說明可以更好地理解本發(fā)明，以下說明僅僅是作為參照附圖而給出的示例，在附圖中:
[0036]圖1是本發(fā)明的一個示例性實施例的風(fēng)能轉(zhuǎn)換裝置的軸向截面圖；
[0037]圖2是用于配置到圖1的能量轉(zhuǎn)換裝置中的模塊的頂視圖；
[0038]圖3是圖1的裝置的細節(jié)，其中示出了配置到圖2的模塊中的支撐件；
[0039]圖4是圖3的支撐件的頂視圖；
[0040]圖5是圖2的細節(jié)，其中示出了翼片以及用于移動這些翼片的機構(gòu)；
[0041]圖6是圖5的細節(jié)，其中示出了用于移動翼片的機構(gòu)。
【具體實施方式】
[0042]圖1示出了用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為另一類能量的裝置10。在所描述的示例中，所述另一類能量是電能。然而，可選地，這里的另一類能量也可以是機械能。
[0043]能量轉(zhuǎn)換裝置10包括基座11，以及安裝在該基座11上并且沿著大體豎直的軸線Z延伸的中空桅桿12。
[0044]根據(jù)所描述的示例，桅桿12被緊固在結(jié)構(gòu)11上。該桅桿12例如由鋼鐵制成，然后其一個或多個部分被附接到基座11上?？蛇x地，桅桿12可以由混凝土直接在基座11上使用爬模澆筑而成。
[0045]根據(jù)另一個可選實施方式，桅桿12能夠安裝成圍繞豎直軸線Z相對于基座11可旋轉(zhuǎn)，稍后將說明這樣設(shè)置的原因。
[0046]能量轉(zhuǎn)換裝置10包括至少一個模塊13，該模塊13具有圍繞豎直軸線Z的基本回轉(zhuǎn)形狀，該模塊13與桅桿12同軸放置并且圍繞桅桿12可旋轉(zhuǎn)。
[0047]為了方便起見，