[发明专利]阵列机架中的涡轮机的定位和能量传输及安装具有相关螺旋桨组的涡轮机的方法

说明书

公开了一种风力涡轮机的构型，该风力涡轮机包括位于浮动浮船(1、2、3)上的框架(10)，其中，框架构造为直立于浮船(1、2、3)上的格子形状的机架(10)，机架在机架(10)中形成多个矩形或正方形开口，以接纳相应的可互换的风力涡轮机发电机(12)，该风力涡轮机发电机具有被来风(40)驱动的相关驱动螺旋桨(14)，且每个风力涡轮机发电机(12)布置成在机架(10)的后部向上并穿过开口朝向机架的前部(11)行进。风力发电站的特征在于，每个涡轮机发电机(12、14)包括形成螺旋桨组(14)的一对或更多对螺旋桨叶片(14a、14b)，所述螺旋桨组具有限定涡轮机旋转平面(30)的叶片直径，每个螺旋桨组(14)布置在距机架(10)的前部(11)的一定距离处，以被朝向机架(10)的来风(40)旋转。还描述了用于在机架的开口中各自安装具有相关螺旋桨组的涡轮机的方法。

技术领域

本发明涉及在阵列机架中定位和安装风力涡轮机，以用于风能生产和机架构建。因此，本发明涉及风力涡轮机，该风力涡轮机包括位于浮动浮船上的框架，其中，框架构造为直立于浮船上的网格形状的机架，该网格形状的机架在机架中形成有多个矩形或正方形开口，以便接纳相应的可互换的风力涡轮机发电机，该风力涡轮机发电机具有被来风所驱动的相关的驱动螺旋桨；并且其中每个风力涡轮机发电机布置成在机架的后部向上移动并穿过开口朝向机架的前部，如权利要求1的介绍中所呈现的。

还限定了用于在风力发电机架中安装具有相关螺旋桨组的涡轮机的方法，如权利要求15的介绍中所呈现的。

本发明还涉及用于将电能从阵列机架并向下传输至底层甲板的系统以及用于将电能从若干个单元传输到陆地并连接至现有电网的另一系统。本发明申请涉及了作为专利号为341700的挪威专利的进一步发展的新技术。

更具体地，本发明旨在能够使用具有螺旋桨桨叶的涡轮机构型，其中，该螺旋桨桨叶限定了比机架中/穿过机架的矩形开口所能够限定的平面大的旋转平面。

背景技术

海上风力技术正在经历快速的发展。大部分的发展是关于生产安装于站立在海床上或浮动在筒形浮体中的桅杆上的越来越大的涡轮机比如Hywind系统。

尽管如此，本行业中的许多专业人员质疑这种发展并且认为所谓的多转子系统会是更好的解决方法，如所述挪威专利NO341.700中的内容和附图中所示。

如上述挪威专利中所描述的，风力捕捉系统是所谓的多转子系统，在该系统中，具有相关螺旋桨的许多涡轮机以阵列形式安置在以机架中(也被称为帆)。机架中的每个涡轮机位于机架中的近似正方形或三角形开口(透光开口)中，并且漏斗状通风筒使风流逐渐缩小，使得所有风必须经过涡轮机和其自身的涡轮机叶片所在的圆形孔。实际上，这意味着漏斗状通风筒的最大开口比安装有涡轮机的开口大至少30％。机架布置成浮动在海上并安装在一个或更多个浮船上，并且根据NO341700，根据有利的替代方案，三个平行的浮船形成所谓的三体船。机架借助于适合的锚固线(链)(未示出)锚固至海床或填埋场(landfill)。

这是无疑将会有效的系统，但是该系统仍然存在不是特别期望的一些挑战。恰当地设计机架和入口漏斗状通风筒可能是费力的，并且无论设计如何，该系统将导致不期望的较高阻力、即机架的结构上的风力载荷，该载荷又将传至系统的锚固系统。不期望的较高阻力当然还将导致由涡轮机产生能量减少。

发明内容

本公开的第一目的在于能够增加进入机架的前部表面的风场的可以经由涡轮机螺旋桨(叶片)转换成电力生产的比例。

此外，目的在于能够增大涡轮机螺旋桨的旋转平面，而与此同时机架中的开口区域与具有相关螺旋桨的涡轮机保持相同。因此，本发明的目的在于增加螺旋桨的叶片长度。

而且，目的在于提供这样的解决方案：其中，每个螺旋桨叶片比根据第一解决方案的通常将能够插入并且穿过机架中的开口区域的每个螺旋桨叶片更长。

新技术-本发明。