【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于有效地捕捉风能并且将其转换为电能的装置。背影技术在整个历史过程中，风已经被人类用于为碾米、为在工业过程中所使用的输送以及为运输提供电力。在来自于矿物燃料的能源供应变得较稀有且较昂贵的目前环境下，风能被越来越多地被考虑作为提供电能的替代手段。目前，典型的风力发电机所流行的主流设计使用了籍由安装发电机和减速齿轮的发动机舱总成的传统的风力涡轮机，该风力涡轮机安装在高塔顶部，带有在由风力所驱动 的旋转的水平轴线上连接原动力轴的大型涡轮叶片结构。为了使该设计可行，其设计必须是规模大的并且位于平均风速相对较高的地区。如此庞大的结构的安装成本，使这样的设计让个人或小型电力合作社望而却步。其存在有额外的费用，其与提供必要的传输基础设施有关，所述传输基础设施将这些设备的输出端连接到现有的电网中，因为这些设备通常地设置于远离电网的位置。每当风速超过安全的最大值，由于所述涡轮叶片以及减速齿轮结构的限制，这种设计类型的设备必须被置于运转待机模式下。相反地，由于与起动相关的大的惯性力和摩擦力，在运转开始之前，这种类型的设备具有相对高的风速阈值。与这一设计类型相关联的结构的大小已经发现会对野生动物造成危害，也使得当地的风景不够美观。此外，还存在有一些关于由涡轮高端速所产生的谐波频率有可能会危害人类和野生动物的猜测。专利技术背景-目的以及优点虽然我的专利技术在尺寸上可升级为接近上述风轮机设计，但是其自身倾向于更小的模块化安装，从而减少了对景观的破坏。由于我的设计有垂直旋转轴，其可以安装在现有的公用设施电杆上，从而减少架设额外结构所涉及的费用。事实上，我的专利技术...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，其将风中固有的动能转换为物质机械旋转形式的动能，这样，对于给定的风速来说，所述旋转物质可达到的最大角速度可通过使用机械设备而在最短的时间内获得，所述机械设备包括 (a)固定在地面或某些固定结构上的刚性轴，而它是这样定向的它的纵轴大致垂直，并且连接有多个圆柱形轴承，以使得所述轴承的内座圈固定在轴上，而所述轴承的外座圈能够绕所述轴的纵轴线同心地自由旋转； (b)用作外转子的中空圆柱形结构与另一个用作内转子的直径较小的中空圆柱形结构，所述两个中空圆柱形结构通过在它们之间的用作幅条的多个径向支撑结构而得以相互连接，所述内转子通过与所述轴承的多个所述外座圈连接而与所述刚性轴连接； (C)多个与所述外转子的外周缘连接以形成多个帆的刚性平面表面，当受到突如其来的风的冲击时，所述帆将会相切地向所述外转子施加扭矩，从而使得所述帆收集的旋转物质、圆柱体、辐条以及轴承外座圈绕所述刚性轴的纵轴旋转； (d)挡风板支撑结构，由一对完全相同的圆形结构构成，其中每个圆形结构具有通过多个在其之间作为辐条的径向支撑结构而与内轮毂连接的外侧圆周结构，设置所述两个圆形结构，以使得由每个圆所划定的平面区域得以水平地定向，这两个结构彼此之间垂直地相距有一定的距离，并且由多个垂直支撑部件连接在一起，整个组合体形成笼形结构，其通过所述内轮毂与多个所述轴承的所述外座圈之间在沿着刚性轴的点上的连接而与所述刚性轴连接，从而使得整个组合体独立于所述旋转物质绕所述钢性轴的纵轴自由地旋转； (e)以弧形平面结构形式呈现的挡风板，其通过多个所述垂直的支撑构件与所述挡风板支撑结构连接在一起，以使得所述挡风板的环绕范围包含有180度的圆弧，并且由与所述垂直支撑构件的纵向轴的线性尺寸相同的线性尺寸而得以垂直地划定界限； (f)刚性表面形式呈现的定向控制结构，其被垂直定向和与所述挡风板的一条垂直边缘相连接，其在所述挡风板支撑结构圆周的外侧径向地延伸必要的长度，并且垂直于所述挡风板支撑结构的圆周，以提供必须的作用力以将所述挡风板支撑结构相对风向而言保持恒定的姿态，得以使得风压仅仅作用于面对风的所述旋转物质的二分之一正面区域，借此产生作用于所述连接的帆的不对称的作用力，使得所述旋转物质仅在一个方向上旋转； (g)中空的圆柱形结构，形成具有与所述外转子的内径相同的内径的通道，而其长度则大致为所述通道的直径的4倍，所述通道在于长度的中点处弯曲以形成90度的弯管，所述通道的一半以它的纵向轴水平定向，而其另外一半则以它的纵向轴垂直定定，所述通道垂直部分的顶部与所述档风板支撑结构的底部通过连接到所述档风板支撑结构径向支撑结构而得以连接，所述通道的水平部分具有带有开口端的喇叭口漏斗，所述通道的水平部分通过连接到所述外座圈而与所述刚性轴连接，以使得整个通道绕所述刚性轴的纵向轴与所述档风板支撑结构同步旋转，由此，所述喇叭口漏斗的开口端总是指向风中； (h)多个与外转子-内转子径向支撑结构相连接的刚性平面结构，以形成多个叶轮叶片，所述叶轮叶片定向，以便借由风为所述旋转物质提供扭矩的附加分量，所述风经由所述漏斗和通道重新定向，并且在其经由所述旋转物质顶端开口排出前，冲击所述涡轮叶片。2.如权利要求I所述的多个帆，其特征在于所述帆由单个刚性平面结构的相互连接而形成，以便形成铰链结构，由此，最大化的收集表面积被用于在所述旋转物质的旋转的一个方向中捕捉风能，而在所述旋转物质旋转的相反的方向上，所述铰链帆的外形给予了相对最小的收集表面，从而确保经由不对称的作用力，所述旋转物质将总是在一个方向上开始和维持旋转。3.如权利要求I所述的多个帆，其特征在于所述帆被安装于所述外转子的结构上，从而允许所述帆的连接桅杆绕它们的纵向轴通过物理限制所确定的角度径向地枢转，所述物理限制是由与所述外转子结构相接触的结构得以施加的，从而允许所述帆在枢转移动的一个方向上产生较大的扭矩，而在枢转移动的相反方向上产生较小的扭矩，从而确保在不对称的作用力的作用下，所述旋转物质仅沿一个方向旋转。4.一种最大程度地将取自风的动能转换为电能的装置，这是通过基于来自于传感器数据的风速值，机械地控制旋转物质的惯性矩到最佳的物理位置，，以及通过基于旋转物质可用的动能值，电控制应用于电磁发电机的电磁铁的激励电流的量的手段，进而通过电能的选择性结果来实现的，，所述旋转物质可用的动能值用作所述电磁发电机的原动力，而所述动能值是数学上来源于所述旋转物质的测量出的转速的平方乘以所述旋转物质的物理惯性矩的实时计算值的乘积，所使用的装置包括 (a)固定在地面或某些固定结构上的刚性轴，而它是这样定向的它的纵轴大致垂直，并且连接有多个圆柱形轴承，以使得所述轴承的内座圈固定在所述轴上，而所述轴承的外座圈能够绕所述轴的纵轴线同心地自由旋转； (b)用作外转子的中空圆柱形结构与另一个用作内转子的直径较小的中空圆柱形结构，所述两个中空圆柱形结构通过在它们之间的用作幅条的多个径向支撑结构而得以相互连接，所述内转子通过与所述轴承的多个所述外座圈连接而与所述刚性轴连接； (c)多个与所述外转子的外周缘连接以形成多个帆的刚性平面表面，当受到突如其来的风的冲击时，所述帆将会相切地向所述外转子施加扭矩，从而使得所述帆收集的旋转物质、圆柱体、辐条、连接所述圆柱体的所有元件以及轴承外座圈绕所述刚性轴的纵轴旋转； (d)风速测量装置，其能够提供表示这样的速度的电输出，这种电输出可兼容的作为数据处理电路的感应输入使用； (e)能够为电路提供所必需的电能的电力供应装置，所述电路用于给感应设备提供电能以及监测它，所述电路也用于给控制电机以及电子稳压器装置的电路提供电能； (f)多个与所述径向支撑结构连接的装置，每个装置包括物质以及机械元件，所述机械元件将所述物质定位在沿着所述径向支撑结构的纵向轴的可变的物理位置上，每个位移物质都由其单独的电动机械装置加以控制； (g)电路元件包括计数器、非易失存储装置、中心处理单元以及放大器，这些元件用于接收作为输入的实时风速以及位移物质位置数据，并且接着使用存储在所述非易失存储装置中预定的公式以对放大器提供必要的控制，从而向所述移动物质的电动机械装置提供相应的驱动信号以使得对于所给定的风速来说所述位移物质的位置最优化； (h)电磁式发电机，包括安装在所述内转子上的多个盘状转子组件，以及安装在与所述刚性轴连接的定子结构上的多个盘状定子组件，所述电磁式发电机定子组件以这样的方式构造并安装，以允许在所述电磁式发电机转子组件之间的所述电磁式发电机定子组件的安装，没有对所述内转子绕所述刚性轴的纵向轴的旋转产生相应的物理干扰，每个电磁式发电机转子组件包括多个电磁铁，当电流流经它们的磁场线圏时，所述电磁铁将产生磁场，而所述每个电磁式发电机定子组件则包括多个电枢绕组，当其进行相对磁场的运动，并且邻近所述磁场时，将产生交流的电流电压； (i)角速度测量装置，能够提供表示所述旋转物质的角速度的电输出，该输出可兼用作数据处理电路的感应输入； (j)电路元件包括计数器、非易失存储装置、中心处理单元、零交叉电压检测器、模数转化器以及放大器，这些元件用于接收作为输入的实时旋转物质角速度以及位移物质位...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。