[发明专利]风力转换器

说明书

技术领域

本发明适用于通过以控制的方式将风能转变成机械能发电、通常用于发电的操作设备或液压泵、以及转子，具有调节的效能输出，供应稳定，与风速无关。

背景技术

传统的风力转换器(eolical converters)特征在于，具有螺旋形结构，所述螺旋形结构平行于支承设备的支柱在竖直方向上旋转，并直接连接到发电机的轴或外壳上，所述发电机的轴或外壳垂直于连接到竖轴上的支柱在水平方向上旋转。

在螺旋形结构的情况下，它们只是随着风合力的分量(分率)的变化旋转，通过阶梯状的角度变化，它在竖直方向上提供风向。螺旋形结构的铲状物的空气动力表面除了仅利用风力的分量之外，如果与运动所运行的圆相比，具有极小的面积，此外，这种构型不能在接收平方米风的空间中用若干螺旋形结构推动同一轴来增加效率。

一旦螺旋形结构演变成基本上产生气团移动，换句话说，演变成使风移动或不被风移动，这种情况使螺旋形结构很少有效。

在外壳的情况下，问题更严重，因为它们在前部和后部具有相同的空气动力表面，只是具有不同的阻力系数，所产生的力极小，因此在这种捕集(pickup)风力的方法中更多地降低效率。

现有技术的转换器的另一个技术问题是产生的旋转与入射风速成正比，而且不能控制轴的角速度。这样，连接到这些转换器上的发电机所发出的电能可变，这对大量耗电的发电是不希望有的。

在现有技术中，可以发现，具有板或叶片的转换器也固定到水平轴上，所述水平轴使竖轴旋转。这些叶片这样固定到水平轴上，以便将叶片分成具有不同尺寸的两部分，其中，一部分在轴的上方，而另一部分在轴的下方。当风吹在前面叶片上时，叶片处于竖直位置，从而使主轴旋转。当叶片到达风在后面吹的位置时，该叶片旋转成处于水平位置，这样，叶片对风不产生阻力。然而，这种机构是无效的，因为当叶片背后与使形成水平的风有关时，换句话说，当叶片处于水平位置时，在水平轴上方的这部分叶片利用风力来对抗水平位置从而对此提供阻力，必要时，使水平轴下方的面积变得更大，这样，风力合量使可能成为水平位置，这样大大减少利用风力来转变成主竖轴的旋转力，如果我们将用于推动的总面积与对水平位置和竖直位置提供阻力的面积作比较，则上述用于转变成旋转能的合力很小，换句话说，该系统具有像螺旋形结构系统一样低的效率，除了对显著扩大接收面积以推动同一轴来大量发电有相同的限制之外，由于中间的水平轴与叶片一起旋转而导致限制叶片的尺寸(宽度)，所述叶片从结构和功能的观点来看不能达到很大的尺寸，因而不能在大量发电时加入该系统，因为一旦板不能随这些运动的变化进行固定，就不能对水平轴实施支承系统，以此支承大的载荷，从而限制了尺寸。

现有技术的解决方案试图用不同重量的材料制造叶片，以使叶片的上部比下部轻来补偿上述问题，然而，这与下述情况有关系，即当叶片必须处于水平位置时，较重的下部要求用较大的风力使叶片处于水平和同一位置，从而改变叶片的下部和上部的重量，问题变得更糟，因此，它仍然妨碍一次有更多的叶片形成水平位置，这确定，形成水平位置是风反对和支持形成水平位置的合力。

该系统对大量发电的另一个技术问题是因为没有控制装置，这种控制装置使板移离或接近主轴，用于有效地控制旋转，以补偿风速变化。

发明内容

根据上述现有技术的问题，发明一种新型风力转换器，所述新型风力转换器具有推动风力发电系统未公开的特点，该转换器具有90-98％之间的风力利用率，用于将风能转变成旋转机械能，随着风速改变这个百分率，同时，它们除了这种高效率之外，还能在对涉及的板尺寸没有限制的情况下，增加若干层次的板，为唯一的螺旋桨轴在可能增加之处提供使用接收风力的巨大面积，以便在低风速值情况下使接收风的巨大面积能旋转该轴，并且在较大载荷的实施例中，该转换器可以具有控制装置，以提供控制和调节的效能输出，如广泛常见的没有变化、振动和噪音，并且另一方面，在某些时期风力不足的地方，设想提供将风力系统发电机连接到具有控制喷射的内燃机上，或者在风停止时刻已经对能量提供自动换向的地方，提供一种混合系统。

本系统还提供一种抗强风和狂风的安全装置。

在接收风力中所用的技术是当风吹在平面空气动力板中时，通过风力形成竖轴的旋转，所述板在水平方向作圆周运动旋转。空气动力表面不用外壳或螺旋形结构的格式，而是用具有方形或矩形格式的平面的板构成，所述板具有极薄的厚度，并用极轻和抗风压的材料制造。