竖直轴风轮机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将风能(即来自风的动能)转换为另一类能量(尤其是机械能和/或电能)的装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中已知用于将风能转换为电能的装置。这样的装置通常被称为“风轮机”。该已知的装置包括桅杆以及设置有叶片并且安装在桅杆尖端的转子。
[0003]转子由来自风的动能而旋转。换句话说，风能对转子施加转矩。
[0004]此外，转子与转换器动力连接，该转换器将施加到转子的转矩的能量转换为机械能或电能。
[0005]由于叶片转子的结构，驱动那些叶片转动的风流被大大阻断。因此，不可能将多个风轮机设置成彼此靠得太近，被一个风轮机阻断的风流不能被用于驱动另一个风轮机的转子旋转。
[0006]此外，这样的风轮机能够被使用的时间范围仅仅限于大约2800小时以内。
【发明内容】
[0007]本发明通过提供一种对风流阻断小、能够在更长的时间内被使用、而且具有最佳输出的风能转换装置，尤其解决了上述缺陷。
[0008]为了上述目的，本发明尤其涉及一种用于将风能转换为另一类能量的装置，其特征在于，包括:
[0009]基座；
[0010]中空桅杆，安装在基座上并且沿着大体竖直的轴线延伸；
[0011]至少一个具有围绕轴线的基本回转形状的模块，所述模块与桅杆同轴放置并且围绕所述桅杆可旋转，所述模块包括:
[0012]至少一个翼片，所述翼片在被枢接链所连接的一端与自由端之间延伸，所述翼片绕着所述枢接链在回缩位置和展开位置之间可移动；
[0013]用于根据所述翼片围绕桅杆的角位置而使得所述翼片在其展开位置和回缩位置之间移动的机构，该移动机构能够被停用；
[0014]传动轴，所述传动轴位于与所述模块同轴设置的中空桅杆内部，与围绕所述轴线的所述模块旋转连接，并且与转换器相配合从而将所述传动轴的机械转动能量转换为另一类能量。
[0015]通过将翼片在其展开位置和回缩位置之间的位置与该翼片围绕桅杆的角位置相关联，可以仅当翼片顺风推进之时打开翼片，而当翼片逆风移动之时关闭它。这样，就没有能量因为翼片逆风向前移动而损失，从而改善了转换装置的输出。
[0016]此外，因为仅顺风推进的翼片是打开的，该装置不会显著地阻断流经该装置的风流。特别地，流经处于回缩位置的翼片的风流受到的阻断非常小。其结果是，可以将这样的能量转换装置设置为彼此更加靠近而不会妨碍它们的运行。
[0017]最后，根据本发明的能量转换装置能够被使用超过4000小时的时长。此外，这样的能量转换装置能够在至少为40m/s的风速条件下运行。
[0018]此外，因为能够停用用于移动翼片的机构，例如在可能损坏该装置的大风的情况下，可以将所有翼片都保持在闭合位置而不论它们的角位置如何。
[0019]根据本发明的风能转换装置还可以包括以下的一个或多个特征，可以单独地或根据任何技术上可能的组合来考虑这些特征:
[0020]所述桅杆具有对应于每一个模块的至少一个周向滚动轨道，每个模块包括至少一个套环，所述套环上支撑有与所述滚动轨道相配合的互补的滚动件。
[0021 ] 每个模块包括对应于每一个翼片的支撑件，所述支撑件在固定至所述套环的内侧端与用于支撑与所述翼片连接的枢接链的外侧端之间径向延伸，所述移动机构至少部分地由所述支撑件支撑。
[0022]每个支撑件包括至少两个径向支撑杆，以及由所述支撑杆支撑的隔离物。
[0023]每个隔离物包括至少一个通孔。
[0024]每个模块包括至少三个支撑件，以及对应于每一个支撑件的至少一个用于将该支撑件固定至所述套环的加固杆，和/或至少一个用于将该支撑件与角位置上相邻的支撑件固定连接的加固杆。
[0025]每个模块包括柱状外壳，每个翼片在其回缩位置大体上抱合所述外壳的形状，在其展开位置远离所述外壳而延伸。
[0026]所述柱状外壳包括至少一个开口，所述开口当所述翼片处于回缩位置时封闭，而当所述翼片处于展开位置时打开。
[0027]所述移动机构包括:设置在所述桅杆上的滚动路径，所述滚动路径包括第一柱状部和形成为凸轮的第二柱状部，所述凸轮从所述第一柱状部径向向外突出，以及，对应于每一个翼片的:控制件，所述控制件在用于支撑与所述滚动路径相配合的滚动件的滚动端与用于推动所述翼片的端之间径向延伸，所述端例如通过连接杆推动所述翼片来将所述控制件的推力端的平移运动转换为所述翼片绕着所述枢接链在其回缩位置和展开位置之间的运动；弹性件，所述弹性件用于将所述控制件朝向所述滚动路径弹回。
[0028]每个控制件包括:千斤顶，所述千斤顶包括用于支撑所述推力端的缸体，以及在所述缸体内可移动的活塞，所述活塞与所述缸体界定出腔室；控制杆，所述控制杆固定至所述活塞并且用于支撑所述滚动端；以及用于向所述腔室供应大体上不可压缩的液体的机构。
[0029]通过使所述桅杆围绕其轴线转动或者使所述凸轮相对于所述桅杆转动，从而所述滚动路径的凸轮围绕所述桅杆的所述轴线可旋转。
[0030]所述凸轮能够在所述滚动路径的柱状部的延伸方向上回缩。
[0031]每个翼片包括弹性阻尼阻挡件，当所述翼片处于展开位置时，所述弹性阻尼阻挡件通过对所述翼片施加将其向回缩位置回弹的回弹力从而能够与所述翼片的所述支撑件相配合。
[0032]该能量转换装置包括至少两个模块，所述至少两个模块彼此轴向堆叠并且固定从而一同围绕其轴线旋转。
[0033]所述另一类能量是电能，所述转换器是发电机。
[0034]所述基座是中空的，所述转换器被装入在所述基座内部。
【附图说明】
[0035]通过阅读以下说明可以更好地理解本发明，以下说明仅仅是作为参照附图而给出的示例，在附图中:
[0036]图1是本发明的一个示例性实施例的风能转换装置的轴向截面图；
[0037]图2是用于配置到图1的能量转换装置中的模块的顶视图；
[0038]图3是图1的装置的细节，其中示出了配置到图2的模块中的支撑件；
[0039]图4是图3的支撑件的顶视图；
[0040]图5是图2的细节，其中示出了翼片以及用于移动这些翼片的机构；
[0041]图6是图5的细节，其中示出了用于移动翼片的机构。
【具体实施方式】
[0042]图1示出了用于将风能转换为另一类能量的装置10。在所描述的示例中，所述另一类能量是电能。然而，可选地，这里的另一类能量也可以是机械能。
[0043]能量转换装置10包括基座11，以及安装在该基座11上并且沿着大体竖直的轴线Z延伸的中空桅杆12。
[0044]根据所描述的示例，桅杆12被紧固在结构11上。该桅杆12例如由钢铁制成，然后其一个或多个部分被附接到基座11上。可选地，桅杆12可以由混凝土直接在基座11上使用爬模浇筑而成。
[0045]根据另一个可选实施方式，桅杆12能够安装成围绕竖直轴线Z相对于基座11可旋转，稍后将说明这样设置的原因。
[0046]能量转换装置10包括至少一个模块13，该模块13具有围绕竖直轴线Z的基本回转形状，该模块13与桅杆12同轴放置并且围绕桅杆12可旋转。
[0047]为了方便起见，