[发明专利]用于引导线缆的分段式翼型件设计

说明书

本发明是一种改进的风力涡轮机，所述改进的风力涡轮机包括：风力涡轮机叶轮，所述风力涡轮机叶轮具有轮毂、轮缘以及在所述轮毂与所述轮缘之间延伸的线缆；一组翼型件，所述一组翼型件由所述线缆可旋转地携载并且布置在所述轮毂与所述轮缘之间；扣紧件，所述扣紧件附接至所述线缆并且布置在邻近的翼型件之间；以及，上翘部段，所述上翘部段被包括在所述一组翼型件中的至少一个翼型件中并且布置在所述翼型件的后缘处，其中，每个翼型件相对于邻近的翼型件具有不同的迎角。

背景技术

1)技术领域

本发明涉及一种改进的分段式自定位风力涡轮机组件，其具有自定位翼型件以响应于大气风的移动而发电。

2)相关技术的说明

风车已经使用很多代以用于从地面泵送水的目的和用于发电。风车的基本优势在于它使用大气风的动力来使具有径向延伸的叶片的叶轮旋转。这种旋转移动可以转换成各种有用的目的。例如，呈安装在塔上的螺旋桨形式的风力涡轮机可以放置在稳定风占主导的区域中，并且风力涡轮机用来发电。发电机通常定位在螺旋桨的旋转轴线附近，从而将发电机的重量增加到组件的塔架的上部部分。常规大型风力涡轮机的叶片很大且由昂贵的刚性材料制成，并且被构造成具有从中心轮毂径向地延伸的叶片，其中在叶片的外部叶尖处没有额外支撑。常规风力涡轮机叶片以高转动速率旋转，并且必须承受由叶片的快速转动产生的离心力和由风向叶片施加的悬臂弯曲力两者。由于叶片的外部部分通常以很高的速度移动并且与强风接合，因此叶片越大，它们必须越牢固并且它们变得越昂贵。因此，存在关于叶片的长度和宽度的实际限制。

另一个风力涡轮机类型所具有的刚性螺旋桨看上去刚性地安装到支撑螺旋桨的外端的圆形周缘轮缘，如美国专利号1,233,232和6,064,123所示。橡胶轮胎或其他旋转物体放置在适当位置以接合外部轮缘，以便使橡胶轮胎旋转，其中被驱动的轮胎使发电机的转子旋转。如此风力涡轮机的旋转被用以发电。刚性螺旋桨设计的缺点是其处理以下事实的能力：越靠近叶片的叶尖或周缘，叶片移动通过空气就越快并且因此视风角就越大。因此，与在轮毂处相比，叶片需要在叶尖处进一步转动，使得沿着其长度存在扭转。叶片最佳迎角由视风方向决定。视风方向随着叶片的速度增加而改变，甚至在风力涡轮机扫过的区域上存在均匀的风速时也是如此。带有扭转的叶片的制作更昂贵。传统风力涡轮机叶片本身的维护和更换也非常昂贵。

带有周缘轮缘的涡轮机叶轮的优点之一在于，发电机可以定位在轮缘处、在轮缘的下部旋转弧处，其中发电机更靠近地面或其他低支撑表面从而从塔架的上部部分移除发电机的重量。而且，发电机在涡轮机叶轮的轮缘处的位置准许更容易安装、维护、修理和替换发电机。然而，如果风力涡轮机的周缘轮缘在操作期间摇晃，那么可能难以维持发电机与轮缘的适当对准，并且发电机与涡轮机叶轮之间可能将出现应力。而且，如果发电机中的多者围绕涡轮机的轮缘的弧放置在操作位置，那么由摇晃的轮缘引起的潜在问题可能将更普遍。

此外，有利的是轮缘尽可能地圆，以便减少振动并且维持与发电机的始终接触。为了有助于维持圆形轮缘，可以包括引导线材来从轮缘的周缘延伸到轮毂从而支撑轮缘。然而，引导线材可以产生阻力并且降低风力涡轮机的输出。将有利的是减少由引导线材引起的这种阻力。

因此，本发明的目标是提供一种风力涡轮机，所述风力涡轮机调整迎角以寻求对风力涡轮机的旋转能的优化。

本发明的另一个目标是创造一种风力涡轮机，所述风力涡轮机的周缘允许发电机沿着周缘的下部部分定位。

本发明的另一个目标是提供一种具有自动调整扭转的风力涡轮机，以响应于风向和风速而寻求优化。

本发明的另一个目标是在一个实施例上减少或消除对复杂的叶片桨距控制系统和导翼的需要。

发明内容