CN101451503A - 具有可活动帆的风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有可活动帆的风力发电机，包括根据形成风力涡轮机(2)的支撑机构的垂直轴旋转的旋转平台(1)，风力涡轮机由各个与末端的小齿轮(5)啮合的侧链(4)引导移动的多个帆(3)形成，该组件由此形成了一个相对风向垂直倾斜或水平倾斜的平面，从而使带动其上连接有发电机(7)的共轴(8)的所述侧链(4)向前移动。

Description

具有可活动帆的风力发电机
技术领域
本发明涉及一种风力发电机，包括在其上设置有被发电机带动的风力涡轮机的底部结构和优选的一系列当在没有足够的风力驱动风力发电机时会起作用的光生伏打板(photovo1taic panels)。
该风力发电机的类型是具有一系列由于风力作用移动的帆或叶片，描述了带动依次运转风力发电机的轴的闭合回路。
背景技术
目前存在一些依靠一系列被风力推动的叶片以获取它的能量而运转的风力发电机。例如，文献ES-547683描述了一种风力发电机，由面向风的框架，多个由两条缆绳连接的帆和支撑并缠绕在发电的槽轮和滑轮上的可移动或旋转的带子形成。
发明内容
本发明的风力发电机具有由形成风力涡轮机的支撑机构的水平旋转平台形成的底部，能根据风向相应的倾斜，以使它的叶片或帆接受到风力并移动。这种涡轮机由多个平行设置、彼此隔开的帆或叶片组成，它们在与末端的小齿轮啮合的侧链中导引移动，其中这个组件形成了向风向倾斜的平面，以使空气容易作用在所述帆上，适当地推动它们。
这些帆每个都具有凸凹的外形，并沿纵轴旋转以使凹面部分在一个方向上面对风，当旋转回来时，可以提供较小阻力的凸面部分从而向带动其上连接有发电机的共轴的所述侧链或传送装置提供向前的动力。
风力涡轮机能在垂直面或水平面相对于风向形成角度来进行设置。当它在垂直面上倾斜时，它被设置在较低的旋转轴上并支撑在可调节剪形装置上，剪形装置能够改变其倾斜的角度以及风的入射角度。在常规工作状态下，它与水平面形成45°的角度，但是如果风力增加超过预定速度，角度会减小，或者在风力过大时它甚至会被放置在水平位置上。
根据本发明，已经构想通过光生伏打板来完成风力涡轮机产生可再生能量的任务。在此情况下，它们被设置在所述涡轮机之上，并依靠控制旋转支撑平台的位置的日光追踪器进行定位，使它面向太阳，因此涡轮机和太阳能板的倾斜度取决于太阳的季节位置。
这些板铰接在涡轮机的各个侧轴上，并在当具有足够风力运转所述涡轮机时被设置在垂直位置，当没有风力条件时被设置在涡轮机上面对齐的水平位置上，这样它们接收阳光。这些光生伏打板优选纵向的分成多个部分，部分中至少放置在最接近涡轮机轴的一个被铰接，以使当涡轮机因为风暴而处于水平位置时能够使它降低，以便在这个位置它们关闭了机器的前部。
在可选的实施方式中，风力涡轮机在顶部被多个光生伏打板覆盖，这些板铰接在上部并具有使它们抬升的支柱，以便在有利的风力条件时开启引导风通向涡轮机的帆或叶片的窗口，或在没有风时降低它们以在所述涡轮机上设置成连续的平面，这样它们接收阳光。
在机器的运转中值得重视的一个创新性方面包括一个设置在旋转平台上的、在风力涡轮机的旋转轴的前面并与其平行的反射器。这个元件靠近机器的较低部位，面朝风向并引导空气朝向所述涡轮机的帆，提高它们的性能。
正如所示，设置风力涡轮机，帆处在垂直位置，整体上通过直径之一形成垂直于旋转平台的垂直面。当风力具有足够的力量运转涡轮机时，该平面相对风向形成大约45°的角度，当风力条件过强以致于可能损坏机器时，它被固定在与风一致的位置，所有这些通过控制支撑它并形成机器的一部分的旋转底部平台的旋转来达到。
在后面的这种情况中，垂直的风力涡轮机可选择地在后部结合有相对于水平面成大约45°角度的一系列固定的太阳能板，在风力条件不足以运转风力涡轮机时，依靠底部平台的旋转使其面向太阳。
本发明从而提供了一种相对于传统风力发电机而言对环境有很少影响的风力或者组合发电机，并且在风力条件不允许其运转时，它也被作为，或者可被作为光电发电机运转，由此它在白天和晚上的全部时间都能发电。
附图说明
为补充所作说明和为更好地理解本发明的特征，一系列附图被附于本说明书中，用于说明性的而不作为对本发明的限制，具体如下：
图1表示根据本发明实施的风力发电机的相应侧视图和正视图。
图2表示相同的设备因风暴、维修或维护而在不工作位置下的侧视图。
图3表示与前一个类似的风力发电机的相应侧视图和正视图，其中具有侧面的太阳板。
图4表示前一个设备在其不作为风力发电机工作，而作为光电发电机时的相应视图。
图5表示当存在风暴而使其不能作为风力发电机使用时的折叠状态的相同的前述设备。
图6表示图1的发电机的变型，其具有额外的光电板的不同配置。
图7表示风力发电机的相应侧视图，正视图，剖面图，其中风力涡轮机(2)的配置已被改变并且在这种情况下位于垂直面上。
图8表示与前面视图类似的当有非常强的风时的风力发电机的俯视图。
具体实施方式
正如提及的附图中所示，本发明的风力发电机设置在混凝土底部(17)上的水平转动平台(1)上，它的活动依靠电机(6)控制和完成。位于所述平台(1)上具有风力涡轮机(2)，并且，可选择的，光生伏打板依靠风力条件发电：当有足够的风力时因其高的性能而优选风力涡轮机运转，而当没有足够的风力运转时，太阳能板的光电发电用于其运转。在风力具有足够的力量以致于可以破坏机器的条件下，可以构想对机器进行保护。
风力涡轮机(2)由多个具有凸凹外形的帆或叶轮(3)形成，所有它们相互平行地设置在于相应末端小齿轮(5)上形成闭合回路的各自类似的链条或传送装置(4)上。使得在一个方向上，当它们被风推动时，它们将凹面面对风向，而当旋转回来时，风力向受到较小阻力的凸面吹入，因此沿风向其获得向前运动。在帆(3)以及相应的链条(4)的向前运转中，使得小齿轮(5)和连接到前者并依次通过与发电机(7)机械传动的轴(8)旋转。
图1到图6表示了一种机器，具有在运行状态下根据风向相对于垂直面倾斜的风力涡轮机(2)，相反地，在图7、8中，涡轮机采用了根据水平面倾斜的相对于风的角位置。
图1到6中的涡轮机铰接在与它的每个叶片(3)平行的、并被可调节的剪形装置(9)支撑的低轴(8)上，剪形装置(9)允许根据风力将其放置在不同的倾斜位置上，或者，如图2所示，在强风，或者机器维护或维修情况下的水平位置上。
发电机的操作简单：旋转的平台(1)使风力涡轮机(2)处于面朝风的方向，为此它被一个能检测到风速和风力的传感器组成的电子电路和日光追踪器所控制，依靠它的力量，使其放置使得它具有或多或少的倾斜度，或者它直接降低并折叠它，例如图2中所示。
风力发电机优选补充具有光生伏打板(10)，其被铰接在设置于涡轮机(2)的侧面的轴(11)上并且当它们非运转或存在有利的风力条件时的处于垂直位置上(见图3)，或者处于上述涡轮机(2)之上的工作位置，如图4所示。所述板(10)的位置被控制底部平台(1)旋转的日光追踪器所控制，直到从日出到日落都使它面向太阳，并控制所述板的倾斜度，通过轴(8)旋转涡轮机和板，以根据季节位置使它们垂直于日光放置。
图5表示当具有暴风或暴雪的时候该组合机器的第三个位置或保护位置。在这种情况下，涡轮机(2)水平放置，如图2所示，并且上板(10)被分为纵向的部分以将末端的部分(12)降低到接近垂直的位置，便于在此条件下关闭从面对风向的侧面进入机器中的空气。
在该类垂直倾斜的涡轮机中，可以构造反射器配置(15)，来靠近其旋转轴(8)前方的旋转底部并将空气向它投射，从而有助于其运转。
图6提供了安装太阳能板(13)的变体，在此情况下由多个铰接在上侧的平行板形成，并被可调节的支柱(14)固定，如图所示当风力有利时被设置在水平位置，当适于运转的风力条件不存在时，所有的板被降低和对齐，覆盖风力涡轮机，或者当风力强时，处在任意的中间位置上，这对降低对帆(3)的冲力是必要的。
在图7和图8中，已经彻底改变了风力涡轮机(2)的位置，在此情况下其叶片(3)被放置在垂直位置上，通过其直径之一整体上定义了垂直于旋转平台(1)的垂直面。该涡轮机相对于风力的位置受旋转平台的旋转所控制，使得当风力条件有利时，如图7所示，将它设置成大约45°的角度，当风力具有相当大的力量且有必要保护机器(见图8)时，与风保持同样的方向，或者通过底部平台(1)的旋转调节到大于45°的角度，从而调节入射的角度，以及因此调节帆(3)上的风的冲力。
这种类型的机器也可以结合有光生伏打板(16)，在此情况下板固定在涡轮机后面与垂直面形成大约45°的角度。当风力不足以运转风力涡轮机(2)时，旋转平台(1)引导板(16)面朝太阳以使它们能接收到它的能量。
平台(1)旋转支撑在钢轨上，并具有驱动电机(6)作为动力，以及至少一个刹车单元，其能根据风力发电机、光生伏打机器的运行条件将机器固定在合适的位置上，或因为风暴而固定在保护位置上。这完全被由电池供电的电子控制电路所控制，这在逻辑上与向光生伏打板供电的电池是一样的。
在已经充分说明本发明的实质和其优选实施方式后，据此出于各种目的和意图可以明白，所述部分的材料、形状、尺寸和配置可以进行各种改变，只要这不会改变以下所要求保护的本发明的基本特征就行。

Claims (8)

1.一种具有可活动帆的风力发电机，包括底部结构，其上设置有被发电机带动的风力涡轮机，和优选的一系列光生伏打板，所述板当在没有足够的风力驱动风力发电机时起作用，其特征在于，它包括一旋转平台(1)，平台根据形成风力涡轮机(2)的支撑结构的垂直轴旋转，风力涡轮机由被各个与末端小齿轮(5)啮合的侧链(4)引导移动的多个平行隔开的帆(3)形成，所述组件由此形成了一相对风向垂直倾斜或水平倾斜的平面，每个所述帆(3)具有凸凹的外形，并沿纵轴旋转以使凹面部分面向风向，且当返回时，具有较小阻力的凸面部分从而使带动其上连接有发电机(7)的共轴(8)的所述侧链(4)向前移动。
2.根据前述权利要求所述的风力发电机，其特征在于，风力涡轮机(2)在垂直面内倾斜，且设置于较低的旋转轴(8)上，并支撑在可调节剪形装置(9)上，剪形装置能够改变其倾斜角度以及相应的风的入射角度，并设置在具有45°角的正常运转位置，当风力增加到超过预定速度时该角度会减小，或者在风力过大时它设置在水平位置上。
3.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，风力涡轮机(2)的侧面上具有在平行于涡轮机的其相应轴(11)上旋转的相应光生伏打板(10)，当具有运转所述涡轮机的足够风力时，它们被设置在垂直位置上，当没有风力条件时，它们处于水平位置，对齐在所述涡轮机上面，并依靠控制平台(1)的位置的日光追踪器来定位，使它面朝太阳，接收阳光，涡轮机和太阳能板(10)的倾斜度取决于太阳的季节位置。
4.根据权利要求3所述的风力发电机，其特征在于，所述光生伏打板(10)在纵向上分成多个部分(12)，部分中至少放置在最接近涡轮机的轴(8)的一个被铰接，以使当涡轮机因为风暴或雪的条件而处于水平位置时能够使它降低，从而关闭了机器的前部。
5.根据权利要求2所述的风力发电机，其特征在于，风力涡轮机(2)在顶部被多个光生伏打板(13)覆盖，所有的板铰接在上部并具有支柱(14)，支柱能够抬升它们以开启将风导向涡轮机的帆(3)的窗口，它们的开启根据风力控制，或者支柱在无风时降低以使设置成所述涡轮机上面的连续平面，它们接受阳光并依靠控制平台(1)位置的太阳能追踪器进行定位，使它面向太阳，涡轮机和太阳能板(13)的倾斜度取决于太阳的季节位置。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的风力发电机，其特征在于，在涡轮机(2)的旋转轴(8)的前面的平行位置，平台(2)具有反射器(15)，其靠近机器的底部、面朝风并将空气导向所述涡轮机的帆(3)。
7.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于，风力涡轮机(2)设置得使帆(3)处于垂直位置，整体上通过其直径之一形成垂直于旋转平台(1)的垂直面，平面进行设置以便根据其受力相对风向形成0-45°的角度，当风力条件过强以致于可能损坏机器时，它被固定在与风一致的位置，所有这些通过控制旋转底部平台(1)的旋转来控制。
8.根据权利要求7所述的风力发电机，其特征在于，垂直的风力涡轮机(2)在后部结合有相对于水平面倾斜大约45°角的一系列固定的太阳能板(16)，在风力条件不足以运转风力涡轮机(2)时，依靠底部平台(1)的旋转使其面向太阳定位。
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Open date: 20090610