[发明专利]风能动力转换系统

说明书

优先权声明

本申请要求2005年6月3日提交的名称为“风能转换设备”、申请号为60/687,622的美国临时专利申请的优先权。专利申请60/687,622全文结合于此作为参照。

背景技术

本发明涉及用于收集风能的装置。与其它形式的能源收集方式相比，利用收集的风能产生动力是一种吸引人的能源替代方式。例如，通过燃烧化石燃料来收集能源使有限的自然资源被耗尽，且产生污染。而相反，风能是可再生能源，而且收集风能产生的污染最小。

发明内容

一种风能动力转换系统(wind harnessing system)包括：大致螺旋状结构，该螺旋状结构包括至少一部分盘旋槽；和至少一个能量转换器，该能量转换器至少部分地位于所述一部分盘旋槽中。在其它的实施例中，由相邻的带材所形成的风槽承载着一些能量转换器，所述带材互相相对地固定，所述能量转换器可相对于这些固定带材运动。

附图说明

图1示出了从迎风侧看的本发明的风能动力转换系统。

图2示出了从背风侧看的图1所示风能动力转换系统。

图3是一示意图，它示出了风流经图1和图2的风能动力转换系统的一部分盘旋槽的风速分布图。

图4是用于本发明的风能动力转换系统的控制系统的高度示意框图。

图5是示出了如下状态的仰视立体图：能量转换器被安装在风能动力转换系统一个实施例中的螺旋结构一部分上。

图6是风能动力转换系统另一个实施例的视图。

图7是风能动力转换系统的再一个实施例的基本为螺旋状结构的俯视图。

图8是图7所示的风能动力转换系统实施例的一部分的侧视图。

具体实施方式

出于说明的目的，“发明”和“发明的”是指在所附权利要求的最终形式(即在通过实质审查之后)中所提到的技术特征组合所限定的法律意义上的发明，而不包括添加附加技术特征。相反，“实施例”指的是该法律意义上的发明具体实例，比如在附图中所示出的以及在说明书中所描述的。

如图1和2所示，本发明的风能动力转换系统100的一个实施例包括螺旋状结构110以及由相邻的螺纹119和121所形成的盘旋槽120，螺纹119和121绕螺旋状结构110的中心芯体320盘旋，并且较佳地互相之间相对固定。尽管根据所需的应用场合有可能有任意数量的绕中心芯体320的完整或部分的旋体(revolution)，在所示的具体实施例中，盘旋槽120围绕中心芯体320的纵轴线140延伸出大约12个旋体。此外，盘旋槽120不需要绕螺旋状结构的中心芯体320形成完整的旋体。换句话说，部分的旋体也是可以使用的。

风能动力转换系统的螺旋状结构可由任何建造材料和/或工艺制造。一个非限定的实例是具有盖层组件的框架。盖层组件可由例如玻璃纤维、铝、织物、帆布、纸张、塑料、聚合体或它们的组合构成。可以使用各种建造方法，例如多个可以在现场安装以获得所需的旋体数量的单体结构，或者将螺旋翅片结构附连到圆柱筒体上。在制造螺旋状结构时所使用的具体材料和方法依据所采用的建造应用场合。

螺旋状结构的整体尺寸和形状要依据具体的应用场合。在一个实施例中，采用高度h大约为130英尺、直径d大约为30英尺、节距p大约为11英尺的螺旋状结构110。显然，根据应用场合，螺旋状结构110可具有不同的高度h、直径d和节距p。此外，在没有被示出的其它实施例中，基本为螺旋状结构的直径不需要在整个结构上都是恒定的。例如，风能动力转换系统的一些实施例可包括具有锥形轮廓的大致螺旋状结构。

如图1和2进一步示出的，一些能量转换器130至少部分地位于螺旋状结构110的盘旋槽120中。能量转换器130可为用于将风能转换为电能的任何装置。在所示的实施例中，能量转换器130是具有叶片的涡轮，其螺旋桨直径为大约6至10英尺。风能动力转换系统的替换实施例可包括一个或多个尺寸更大或更小的能量转换器，这要根据所需的应用场合来决定。

如图2所示风能动力转换系统100包括挡板135，这些挡板至少部分地位于螺旋状结构110的盘旋槽120中。挡板135至少部分地抑制风沿着盘旋槽120向上流动。抑制风向上流经螺旋状结构110的盘旋槽120防止位于较低处的挡板之上的能量转换器周围的风的风速降低。没有挡板135的实施例以及包括一个或多个挡板135的实施例都是可以构想的。在某些实施例中，挡板135还可用于帮助将能量转换器130引导到主流风中。