CN102112732A - 风转向器 - Google Patents

Abstract

提供风转向器的装置和方法，风转向器至少部分环绕风力涡轮机支撑柱，以将风力从风力涡轮机周围的区域引导至风力涡轮机的转子叶片。风转向器还可以减少输送至转子叶片的气流的湍流并增加层流。此外，风转向器增加到达转子的空气体积和气流速度，从而增加转子速度。增加了转子转速，则增加了风力涡轮机可利用的能量。能量的增加以转子转速的立方增加，并且增加的能量使得由风力涡轮机产生的能量增加。由于空气的集中，风转向器还允许风力涡轮机在较低的初始风速下开始产生能量。

Description

风转向器

相关申请的交叉引用

本申请涉及并要求2008年5月28日提交的名称为“Wind Diverter(风转向器)”的美国临时专利申请No.61/056,486的优先权，其全部公开内容在此以引用方式并入本文。

技术领域

本发明所披露的内容总体涉及通过使用风力涡轮机来进行发电，更特别地，本发明提供用于对风进行转向的装置和方法，以增大供给风力涡轮机叶片的风的流动，并因此增加由叶片运动所产生的电能。

背景技术

众所周知风能可以转变为电能。用于将风能转变为可用的电能的最一般的装置为风力涡轮机，其通常包括直接暴露于风中的多个叶片，这些叶片与中心轮毂相连接并围绕共同水平轴旋转。

在风力涡轮机的较老式设计中，水平轴与盛行风向永久平行。结果，当风从盛行方向发生变化时，效率降低了。在较新式且更先进的风力涡轮机的设计中，转子的水平轴会转向风，或者自由旋转以与风向相符，或者由伺服电机驱动。

虽然风力涡轮机为利用风能产生动力的已知方法，但其存在几方面潜在的缺点。首先，转子必须位于高塔上，不仅能够在较高位置处捕捉较快的风速，而且可以防止由地面阻挡导致的空气湍流的不希望的效果。

此外，风力涡轮机仅能够从气流的圆形截面有效地提取能量。大部分气流通过由转子扫过区域的下方、上方以及周围，因此限制了涡轮机从周围风中提取所有可利用能量的能力。此外，大型的风力涡轮机仅能够在大约7英里/小时(“MPH”)至10英里/小时的中高风速下开始运转。该风速不是总可以利用的，这意味着风力涡轮机将闲置且不能开始运转，直到风速获得或达到最小阈值开始速度为止。

对于大型风力涡轮机的另一限制因素是，当前设计接近最大尺寸。转子长度由结构的材料(即铝、玻璃纤维或碳纤维)所限制。转子叶片越长则越重。如果超出一定长度，则转子叶片由于太长太重而无法自支撑。接着，这成为给定的风力涡轮机站的最大尺寸/功率输出。

一些最初的风力场将涡轮机安装设置在山脊上，以利用自然地形来增大进入转子的风速，并因此增加功率输出。此外，可以使涡轮机位于两(2)座山之间的山谷中，以便也可以利用这种自然文丘里效应。然而，几乎没有天然存在的地点具有合适的地形来产生空气层流并最小化空气湍流，而同时使风速最大。如果存在这样的地点，则该地点经常面向错误的方向以利用盛行风或当风转向时该地点阻挡风通过。最后，尽管天然地形合适，但该地点可能太远，而不能够将遥远位置安装的风力涡轮机经济地连接于已有的电力网络中。

对于小型风力涡轮机而言的另一问题是，虽然其对于诸如建筑物上的屋顶安装的一些应用具有理想尺寸，但它们没有大型尺寸的涡轮机那样高效。此外，由于在建筑物屋顶护墙处及在建筑物的顶部之上具有极端湍流，小型涡轮机仅能够产生有限功率。

早已认识到，通过引导更多的风力进入涡轮机能够改善风力涡轮机的效率。这样做的最早记录的方法之一是Persian Panemone，一种立轴风力涡轮机，其轴设置为与风向成90°，叶片平行于风运动。Persian Panemone在立轴上包括四(4)个翼板，当风吹动时，四个翼板旋转。逆风运动的叶片或翼板必须由壁阻挡，以防止它们被吹回。结果，涡轮机的一半由壁遮挡，因此降低了涡轮机的效率。

在集中风方面，最近的更多尝试涉及罩子或扩散器或管道入口，本质上所有这些命名为利用文丘里效应的相同设计。如文献“Experimental Investigation of Lift，Drag and Pitching Moment of Five Annular Airfoils”报道的，1957年NASA对这些设计进行了一些初步研究。在20世纪60年代至70年代期间进行了进一步研究。在20世纪90年代，新西兰的Vortec公司生产了实物大小的设备。

最近，在2009年2月3日，Reidy等人的美国专利No.7,484,363公开了文丘里类型的增强器，其能够完全掩盖涡轮机转子。

由于多种因素，在风力涡轮机站(转子转向风向)上使用的这种类型的增强装置并不成功。主要问题是扩散器的开口需要精确地与来风成直线。如果没有对齐，罩子将阻挡气流。此外，已经发现，即使扩散器的入口与风向之间稍稍没有对齐，也会导致气流由层流转变为湍流，极大地降低了效率。

防止这种不对齐的设计包括将扩散器安装在偏航机构上，该偏航机构能够将转子沿风向定向。这很大程度地复杂化了支撑塔的设计，并且偏航机构需要使扩散器和转子二者都旋转。已经发现，在装有扩散器的涡轮机上，足够快速地旋转组装件以确保正确对齐相当困难。

Boughton(“Boughton”)的美国专利No.6,755,608披露了将风力发电装置安置在天然的或人工的垛的顶部或与其相邻，以增加风力发电装置的高度，并在装置的涡轮机转子上提供一些风力集中。Boughton还披露了风力发电装置的安置，以最大程度地利用人工垛，人工垛诸如通过在垃圾填埋地内堆积垃圾产生的那些垛。此外，在Boughton的专利中，安置有风能涡轮机塔的支撑塔可以使用可折叠的支撑物进行安装，可折叠的支撑物诸如起重机构或伸缩支撑塔。Boughton也披露了可膨胀结构，其与支撑物一起构造或单独构造，使得支撑塔可随着人工垛的增长而升高。Boughton的系统也可以在风能涡轮机的基部包括铰链，以在风力涡轮机需要维护时便于接近。

如Boughton披露的现有技术的系统具有很多缺点。最初的缺点是需要对人工垛进行增强，以支撑人工垛顶部上的风力发电装置的重量。风力发电系统通常很大，如安装在肯塔基州的草地保龄球场的风力发电系统的实例所示，风力发电装置高256英尺，叶片长134英尺。因此，在完成的垛结构的材料和稳定性方面，在人工制成的垛的顶部上支撑这样尺寸的装置的重量将需要一些细致的工程。具有这种复杂性的工程将很大程度地增加这种垛的构造时间和成本。

Boughton披露的该系统的另一缺点是，由于需要首先移走已经存在的安装、建立堆垛、然后再次安装风力发电装置，因此尝试对已存在的风力发电装置增加垛甚至会在工程和结构方面花费更多的成本。在基于增加发电销售的这种安装中的投资回报，只能提供在经济上并不可行的改进。

如Boughton所披露的现有技术的其他缺点是，从垛的顶部到风力发电涡轮机的叶片底部的区域为敞开的。这种敞开区域允许由垛加速的风通过流经敞开区域而流出，而没有进行任何推压转子叶片的工作。

发明内容

在一个实施方式中，本发明涉及一种风转向器装置，用于将集中的气流流动从风力涡轮机周围区域输送至风力涡轮机的转子叶片，该风转向器装置包括框架，框架具有有高强度支撑件的部件，该高强度支撑件由轻质防空气材料遮盖。框架可包括成角度部和平部，成角度部和平部连接在一起，以使成角度部从安装地坪延伸并在成角度部的远端处与平部连接。框架的平部具有的宽度至少与风力涡轮机的转子的弧的尺寸相同，并且框架的平部在与成角度部连接时具有的高度，等于风力涡轮机的转子的弧的底端高度减去预定的间隙量。装置安装为至少部分环绕风力涡轮机的支撑柱，以将气流集中在风力涡轮机的转子叶片的前底部。

装置的框架的高强度支撑件包括高强度材料，高强度材料一般选自由钢管、铝管、钢丝绳、绳索和结构碳纤维杆组成的组。框架的轻质防空气遮盖物一般选自由塑料片、帆布、玻璃纤维布和粗帆布或任何其他轻质、防空气材料组成的组。一般这样构造风转向器的框架：由高强度支撑件形成框架形状，以及通过使用轻质防空气遮盖物遮盖高强度支撑件而完成形成的框架形状。

装置的平部可构造为方形、矩形、或其他多边形形状，平部的各边缘经由圆形曲面与成角度部的远端边缘连接，以使装置的成角度部平滑过渡至平部。风转向器装置可独立于风力涡轮机的支撑柱，或可以通过风转向器装置的延伸顶部的平坦侧的直接连接而与风力涡轮机相连。

风转向器的框架还可以包括溢出翼(spill vanes)，溢出翼以垂直定向安装在成角度的框架部分之间的接合部处。风转向器的额外集中部分可以包括半圆形槽，半圆形槽与框架的平部的顶部相连并定向在转子前方，以使得半圆形槽进一步将到达斜坡的平部的气流集中进风力涡轮机的转子叶片。装置的平部也可以在中央具有凹陷部，凹陷部正好位于转子叶片的底端之下并具有足够深度以提供转子叶片所需的间隙，从而防止碰撞装置的框架的平顶。

在另一实施方式中，提供了一种用于引导气流进入风力涡轮机转子的方法。方法包括：构造框架，使框架包括至少一个成角度部和至少一个平部；以及将所述框架安装在盛行风流动方向与风力涡轮机转子的前部之间的介入位置。框架的平部在与框架的成角度部相连时具有的高度，等于风力涡轮机的转子的弧的底端高度减去预定的间隙量。该方法进一步包括，将框架安装为至少部分地环绕风力涡轮机的支撑柱，以将气流集中在风力涡轮机的转子叶片的前底部。

因此，本发明的目的是，提供用于将风转向至由风力驱动的涡轮机的转子叶片的装置和方法，以增加可利用的风力的风速，从而使增加的风速作用于转子叶片，进而导致由风力驱动的涡轮机产生的功率增加。

上文已经说明了本发明的目的，该目的由本发明全文或部分进行说明，结合以及下文详细说明的附图所进行的描述，本发明的其他目的将变得更为明了。

附图说明

图1是具有六边形截面的风转向器的示例性前视图；

图2是具有六边形截面的风转向器的示例性侧视图；

图3是具有半球形截面的风转向器的示例性侧视图；

图4是从风力涡轮机分出的具有六边形截面布置的一半风转向器的示例性顶视图；

图5具有六边形截面的风转向器的示例性侧视图；以及在风转向器的中心具有中心凹陷；

图6是风转向器的示例性前视图，构造为安装在风力涡轮机的支撑柱上的双风转向器；

图7是安装有风转向器的屋顶的示例性侧视图，风转向器连接至建筑物屋顶的护道；

图8是风转向器的示例性侧视图，构造为具有靠近风力涡轮机的平顶的斜坡；

图9是风转向器的示例性前视图，构造为具有平顶和转子叶片槽的斜坡；

图10是风转向器的示例性侧视图，构造为具有平顶和连续的转子叶片槽的斜坡；

图11是具有六边形截面的风转向器的示例性侧视图，具有安装至风转向器部件的接合部的导风叶片；

图12是独立于风力涡轮机的具有锥形截面的风转向器的示例性顶视图；

图13是具有锥形截面的风转向器的示例性侧视图；

图14是带有具有翼形设计或“S”形的斜坡的风转向器的示例性侧视图；

图15是表示对于多次风转向器的试验中的能量输出对风速的变化图表；

图16是表示具有和不具有连接至转向器斜坡的平顶的风转向器的风速变化的对比图表；以及

图17是表示风力涡轮机转子转速RPM对在转子叶片处施加的风速的变化的图表。

具体实施方式

当前的风力涡轮机设计，基于尽可能高的建立涡轮机以尽可能高的升高转子。越高位置处风速越快，并且当前的风力涡轮机设计试图捕获尽可能多的这些较高风速。

当前风力涡轮机设计中的限制因素之一是转子叶片的长度。转子叶片的长度受结构的材料(即铝、玻璃纤维或碳纤维等)所限制。对风力涡轮机设计的一个限制因素是转子叶片的最大尺寸由结构的材料限定，并且当前设计正在达到由当前可利用的结构材料限定的最大叶片长度。因此，整个风力涡轮机的高度由轮毂高度加转子叶片长度决定，转子叶片长度由可利用的结构的材料限制。

记住这些设计参数，转子顶部间隙定义为转子叶片的底部与地坪处地面之间的距离，转子顶部间隙为高于地面的重要高度。顶部间隙取决于风力涡轮机的制造商和制造商的具体涡轮机设计，然而，用于大尺寸风力涡轮机的通常顶部间隙范围为49英尺至大于130英尺。这使得在地面与转子叶片底部顶端之间出现很大的距离，从而没有机会捕捉流经该开口区域的风能。

通过地面与转子叶片底部顶端之间的开口区域的风，通常流失而不能利用。然而，如本文所预期的，在转子叶片顶端下方，通过在开口区域设置风转向器，通过向上提升风至转子的位置使风作用于转子叶片，从而捕获了该风以及与风相关的能量。

作为另一情况，风电场站可将涡轮机设置在山脊上，以利用天然地形来提高进入转子的风速，并因此增加能量输出。此外，可以将涡轮机设置在两(2)座山之间的山谷中，从而也可以利用这种天然文丘里效应(Venturi effect)。然而，几乎没有天然存在的地点具有合适的地形以产生层流并最小化空气湍流，同时使风速最大。如果存在这样的地点，它们通常面向错误的方向以利用盛行风或当风转向时阻挡风通过。最后，尽管天然地形合适，但位置可能太远，使得不能够将在遥远位置安装的风力涡轮机经济地连接至现有的电力网络。

对于小型风力涡轮机而言，另一问题是，虽然其尺寸设计为对于例如安装在建筑物上屋顶的一些应用是理想的，但它们没有大型涡轮机那样高效。此外，由于在建筑物护墙处及在建筑物的顶部具有极端湍流，小型涡轮机仅能够产生有限的功率。

存在与风的从地面上升到转子叶片的转向相关联的一些优点。主要优点是，当通常在开口空间流动的一定量空气发生转向，由于该一定量空气转向至转子而增加了作用于转子叶片的风速。最重要得是，在现今的风力涡轮机操作中，转子叶片弧顶部的风速通常大于转子叶片弧底部的风速。取决于风的状况，由风转向器引起的风速增加可以使转子叶片弧底部的风速与转子叶片弧顶部的风速相平衡。

速度的增加反过来使得由风力涡轮机产生的功率增加。功率以风速的增加值的立方增加。风洞试验示出，由本文中风转向器引起的效率的增加最可能在输出的15％-30％的范围内，并且能够超过50％。

第二个优点涉及开始转动转子叶片以产生功率而所需要的启动风速。通过将风转向，可将用于正常操作的实际启动风速降低。很多生产商将他们的风力涡轮机设计为在风速为大约7-10MPH时启动。在涡轮机的轮毂处测量正常启动风速，转子叶片弧顶部的风速高于正常启动风速，而转子叶片弧底部的风速低于正常启动风速。一般来说，转子上半部分的风有助于所需的启动风速。如果转子底部处的风速增加，其将为启动所需速度贡献重要的一部分。结果，风力涡轮机能够在较微弱风力状态下操作，增加了运转小时数。由于对转子叶片的底部的转向风力的增加，当风速通常太低而不能实现启动时给定的风力涡轮机可以工作，因此，运转小时数的增加提高了给定的风力涡轮机的总效率。如果没有风转向器，现今的风力涡轮机站的总工作效率可能为40％或更少。

本文中风转向器预期的其他可能的优点包括减少维护，并且能够改进已有的风力涡轮机上的风转向器，以实现增加效率及功率输出的优点。由于转子叶片上部顶端和转子叶片底部顶端的风速差，现今的风力涡轮机设计很大程度上加压于转子轴承。该风速差在轴承上施加扭矩，从而减少轴承的使用年限。转子叶片的顶部和底部之间风速的较好平衡减少了施加于轴承的扭矩，并按比例地减少了作用于轴承的应力。这种减少的应力使得轴承寿命更长，并且减少了维护的频率。

将风转向器设计为可安装在已有的风力涡轮机上。如下文所述，风转向器由成板状构造的相对轻质材料构成，其可以为覆盖有诸如塑料片、帆布、玻璃纤维布、粗帆布的材料或具有高强度重量比的任何其他材料的管或线框架。本发明可独立于风力涡轮机支撑柱，或制作成适合的样式以使风转向器能够安装于已有的风力涡轮机，因此增加效率和发电输出，使其高于已有的发电输出。

斜坡或斜面顶部处的水平面，总体上增加风转向器的效率。利用柯恩达效应，水平面有助于将风力的向上成角度的方向改变至水平方向，并且保持层流。平的顶端对于风转向器能够获得最佳性能很是关键。计算研究和风洞试验皆示出，成角度的斜坡由其自身增加转子表面处的风速是很低效的(参见图16)。

另一示例性结构要求是在斜坡的顶部处有圆形曲面，在此处，斜坡连接至平的水平面。该曲面有助于成角度的斜坡平滑过渡至顶部的水平面。

风转向器装置不限于已有的地形；风转向器装置可利用在风力涡轮机转子下方流动但是立刻绕过转子的附加风；风转向器装置能够减少或消除湍流；风转向器装置使得风力涡轮机能够在低风速下启动，并且其设计为能够增加风力涡轮机的功率输出，这是在本领域目前状态的基础上的重大改进。

风转向器装置在其应用方面趋于通用。可将其安装在任何风力涡轮机制造商的任何风力涡轮机设计上。此外，对于任何风力涡轮机制造商而言，其可安装在不同尺寸和型号的涡轮机上。风转向器可定制设计成用于所有不同的制作、型号和尺寸的风力涡轮机。

风转向器可用于任何新的风力涡轮机站。在一些情况下，风力涡轮机的设计者能够减少支撑塔的高度和/或转子的直径，以利用由转向器产生的增加的效率。这会减少初期资金和涡轮机的建设成本，同时，使用较小单元仍能实现相同的功率输出。

取决于风力涡轮机周围可利用的空间，风转向器也能够在已有的风力涡轮机站上进行改进。这使得已有的风力涡轮机站能够比其最初设计产生更多的功率。

风转向器可定制设计为利用任何天然存在的地形特征，以增强流过装置的风。例如，如果风力涡轮机位于斜坡或山岗上，转向器的斜坡可以设计为与接近的斜坡保持相同的角度。这将减少湍流并进一步增加由风转向器单独引起的风速。

如果在风力涡轮机周围区域有导致空气湍流增加的诸如槽或凹陷的地域特征，风转向器能有助于排除和消除一些有害的地域特征造成的影响。此外，取决于场所状况，即使对于相同尺寸的风力涡轮机，风转向器的最终尺寸也可能需要更小或更大。不能够一直获得最大的理想效率，但由于风转向器的构造本质，使其更容易定制设计以与实际场所状况相符并获得最大的可能效率。

除了本发明的安装，可以证明包括用于下落和提升结构体的起重机也是有益的，不仅对于初始安装，而且对于当其需要下落以进行维护和修理也是有益的。另一优点可以是将起重机连接入风力涡轮机的主要控制部分，以便在大风状况的情况下，整个结构体能降低，不仅保护风力涡轮机自身，还保护了风转向器。也可以用单独的起重机设计提升系统，以取决于盛行风向而自动升起或降低单独的面板。通过这样做，对于给出的风向，能够最大化风力涡轮机的效率。

风转向器不妨碍风力涡轮机的设计或操作。风转向器是与涡轮机分开的单独结构。同样地，不需要重新设计或重建现有的涡轮机设计和/或涡轮机站。实物大小的风转向器是全方向的。换句话说，风转向器不依赖于盛行风向或主要风向，能够使得被引导至风力涡轮机转子的风速增加，并因此增加功率输出。

现在参照图1，其示出了具有六边形截面的风转向器100的示例性前视图。风转向器100的六边形形状是指平的平台的六个侧面的形状，该平台在转子108的底端下方的间隙136处水平延伸。在该示例图中，风力涡轮机装置104包括支撑柱112，在支撑柱112上安装有涡轮机104和转子108。在该图中，作为实例，转子108具有三个转子叶片，风作用于转子叶片从而使转子108旋转。其他的风力涡轮机装置104可具有供风作用的更多或更少的叶片，然而，风转向器100可用于当前普遍生产的所有风力涡轮机装置。

风转向器100由多个侧板构成，所述侧板的一端接地面116，而另一端以预设的斜坡角度(120，124)连接至转子108下方的平的六边形平台。六边形风转向器100在其构造中需要矩形侧板412和三角形侧板416(参见图4)。然而，可通过多种可能的方法构造这些板。设计和构造风转向器100的主要标准是，使其能够抵抗最大风载荷以及可能施加的任何雨或雪载荷。

对于大型风力涡轮机站，建立风转向器100的一个可能方法是张紧的纤维类型结构。这种类型的结构由诸如帆布或玻璃纤维或轻质塑料片的纤维构成，纤维在由支撑塔保持在适当位置的线上延伸。支撑塔可以为单极天线类型或格子类型。在涡轮机104的支撑柱112周围，取决于涡轮机104的尺寸，可以使用环来使得支撑线保持独立于支撑柱112。对一些站而言，有必要使用内部塔来悬挂线。

如果风力涡轮机的供应商许可，可以将线直接连接至主风力涡轮机支撑柱112。然而，首先需要认真检查额外加载对于支撑柱112及其地基的影响，以保证支撑柱及其地基能够承受增加的载荷。这种构造的优点是易于拆卸，特别是对于风转向器的一半部分，这一半部分需要拆卸以对轴承或转子108进行后续维护。

风转向器100顶部表面的宽度由转子直径140来确定。理想地，顶部表面的宽度应该等于转子直径，但可以为转子直径140的1.1倍至1.3倍。对于盛行风向，这可以防止围绕多边形边缘的气流的侧面滑移，该多边形在该示例图中具有六边形截面。总斜坡长度或宽度150为风转向器100顶部表面的宽度加上2倍的斜坡板贡献宽度。斜坡板贡献宽度是斜坡长度、斜坡与地面116形成的角度、以及为调节风转向器100而必须进行的任何现场具体调节的函数。对于小型风力涡轮机，达到转子直径140的2倍的表面宽度是可实现的并可节省成本。对于大型风力涡轮机，风转向器100的尺寸的增加大于转子直径140会导致不经济。此外，多边形风转向器100，诸如图1所示的六边形，应该定向为使得斜坡的矩形板412之一对着盛行风向。

风转向器斜坡高度132是调节转子108的操作所需高度的函数。在图1示出的示例性结构中，风转向器100的高度是从地面116至转子底部的间距144减去间隙间距136。计算间隙136，使得转子叶片底部不仅不能与风转向器100接触，而且设置有安全裕度以允许可能导致转子叶片下降低于它们的最初安装高度的下垂或机械应变。风转向器100的斜坡高度132根据各个独立的风力涡轮机站具体而定。

风转向器100需要斜坡或斜面，以将风从地面升起至转子108弧下方的位置。在计算研究以及风洞试验中都发现，接近角度越小，转子叶片处的风速增加以及相应的功率输出越高。斜坡或斜面具有斜坡角度120。该角度的范围从10度至75度。对于具有平的顶部表面的斜坡，理想的接近角度为15度。根据风转向器100的效率、空间利用以及尺寸和成本，最合适的斜坡角度(120，124)为30度。实际使用的角度依赖于一些因素，这些因素包括风力涡轮机周围的用于安装风转向器100的可利用空间，以及风力涡轮机周围可利用的天然地形。可选择地，斜坡设计为具有翼形设计或“S”形1400(参见图14)。

对于大型风力涡轮机站，全套装置可分为两(2)个一半部分。第一一半部分是固定不变的，不需要移走或拆卸。第二一半部分为半固定的，需要总体拆卸或部分拆卸。该半固定的一半部分应该位于风力涡轮机的基底，在此处可接近该半固定的一半部分。其原因在于对于后续的轴承或转子更换，使用起重机接近涡轮机基底的周围区域是必需的。一般这些维修仅需要在风力涡轮机的一侧进行，使得仅装置的一半需要是可拆的。在大型风力涡轮机站的情况中，可使用标准的固定建筑/屋顶结构技术来构造装置。这尤其有益于装置的固定不变的一半，并且可以利用诸如用于电开关装置或电力存储装置的建筑物底部。对于小型风力涡轮机站，全套装置也可以制成为两(2)个一半部分，以便于在风力涡轮机支撑柱的周围安装。然而，两个一半部分都可以为整体组装件，以有利于组装和任何后续所需的拆卸。

在另一实施例中，取决于适合的填充材料的可用性，装置的固定不变的一半可由陶制品形成。对于装置的半固定不变的一半，其大部分也可以由陶制品形成。该半固定不变的一半的剩余部分可以由上述的材料和方式构成。需要设置供提升起重机接近的空间。接近区域的尺寸取决于转子直径、需要将转子升起或下降的位置、以及提升起重机自身的尺寸。也可能需要设置一些接近空间，用于从短舱的背侧升起或降落物品以维修和维护诸如齿轮箱、齿轮等小件物品。

本文预期的一个附加特征是开口附件。为了便于维护，可在顶部的水平的平坦表面中安装开口，通过开口，备件可从短舱的背侧升起和下降。开口可设计为手动打开或自动打开。开口尺寸应该足够大以使最大的备件能够通过。同样为了便于维护，开口可以安装在倾斜的斜坡内。斜坡内的开口应该足够大以允许货车通过并进入装置的半固定不变的一半的内部。此外，开口尺寸应该足够大，以在装载于小车上时能够容纳最大尺寸的备件。也可以在装置的半固定不变的一半部分的内部设置工作台区域。该区域用于准备下降和升起至短舱的备件。应该没有任何内部支撑。此外，倾斜的斜坡内的开口和工作台区域之间的区间也应该没有任何内部支撑。

关于图2，该图代表具有多边形平坦部分的风转向器100的示例性侧视图。在该图中，当在安装的风力涡轮机的支撑柱112周围安装时，多边形为六边形形状(未示出)。风转向器100关于支撑柱112对称，一半位于支撑柱112之前，另一半位于支撑柱112之后。该设计使得风转向器100能够将加速的风1有效地传输至风力涡轮机站的转子108的叶片，其中，转子108固定，并且转子108安置在可移动的底座上。随着转子运动，风转向器100继续加速可利用的风1，使其到达转子叶片，以获得由风1作用于转子108而产生的最高效率。

关于图3，该图代表其中加速斜坡构造为半球156的风转向器100的示例性侧视图。在计算研究中发现，在向上引导气流方面真正的半球为较低效的形状。半球设计的根本优点是，在风力涡轮机支撑柱112的周围占用最少量的空间。

在该示例性实施例中，半球状风转向器156构造为使得半球的底部在地面116处，半球的顶部从转子叶片弧的底部向上延伸至间隙间距136。计算间距136使得转子叶片的底部不与风转向器100接触，而且设置安全裕度，以允许导致转子叶片下降低于它们的最初安装高度的下垂或机械应变。风转向器100的斜坡高度132根据各个独立的风力涡轮机站具体而定。然而，半球状风转向器156可以构造为具有平的顶部，以在加速的风力被输送至转子叶片时增加层流，从而改善半球状风转向器156的效率。

对于大型风力涡轮机站，建立半球状风转向器156的可能方法为张紧的纤维类型结构。该结构类型由在线上延伸的诸如粗帆布、帆布、玻璃纤维或轻质塑料片等纤维构成，所述线以弧形形成并且线的任一端围绕风力涡轮机站固定于地面116中。考虑到用于解释安装场所的地形特征的计算，半球状也可以以预制形式构造。围绕涡轮机104的支撑柱112，取决于涡轮机104尺寸，无论在定制安装还是在预制安装中，可以使用环来使支撑线保持独立于支撑柱112。

如果获得风力涡轮机供应商许可，可以将线直接连接至主风力涡轮机支撑柱112，作为半球状风转向器156的定制安装的一部分。然而，首先需要认真检查额外加载对于支撑柱112及其地基的影响，以保证支撑柱112及其地基能够承受增加的载荷。这种类型构造的优点是易于拆卸，特别是对于风转向器的一半部分，这一半部分需要拆卸以用于对轴承或转子108的后续维护。

关于图4，该图表示具有六边形平板404的风转向器100的前半部分的顶视图。六边形平板404是风转向器100的一部分，其以间隙136位于转子叶片的弧之下，足以防止转子叶片碰撞风转向器100的六边形平板404，并解决转子108在长时间使用后的下垂。六边形平板404由矩形板412支撑，矩形板412从地面116延伸至六边形平板404的边缘。具有完整的六边形平板404的风转向器具有连接至六边形平板404的各边缘的矩形板412，然而，安装有固定转子108的风力涡轮机可以利用使得仅从风力涡轮机前方方向的风转向的风转向器，因此该风转向器可仅由六边形平板404的一半部分构成。在该配置中，结构可以在六边形平板404的任意一侧使用半个板432来完成半个风转向器100的构造。

将全矩形板412与半矩形板432之间的间隙闭合的是三角形板416。具有全矩形板412、三角形板416和半矩形板432的风转向器100的构造，提供风1从地面116位置至转子叶片位置的无缝的转向，以直接将具有增速的风1转向至转子叶片，而不会由于风转向器100内的间隙或缺少板而造成风的流失。此外，六边形平板404可在平板中央具有切口406，其作为在安装风转向器100时用于风力涡轮机支撑柱112的切口。

半风转向器100可位于风力涡轮机的逆风侧，从逆风侧至顺风侧的长度158为宽度150的大致一半。即使转子不能摆动至风向，仍能够捕获一些来自非主要方向的额外风。同样，对于一些风力涡轮机站，预算限制可能至少在初期限制全风转向器100的安装。当能够获得所需资金时，可随后安装风转向器100的第二半部。对于在这种情形下使用的半风转向器100，转子108能够进入风中，以利用来自非主要方向的风。

关于图5，该图表示在风转向器100的平坦多边形面板的中央具有作为中央凹陷500的凹陷部分的风转向器100的侧视图。气流被提升至越靠近转子弧的底部，则气流越快到达转子108。在转子108挠曲或弯曲的情况下，在转子108之下有一些间隙是必要的。然而，该间隙仅在转子108下方为必要的。风转向器100顶部的外边缘能够升至与转子108底部相同的位置，增加作用于转子108的风量。风转向器100的平板顶部的中央部分可以凹陷至转子叶片的位置下方，产生凹陷500以在转子108下方提供足够的间隙。中央凹陷500在风转向器100顶部内嵌入必要的间隙136，允许加速气流更有效地输送至转子叶片。

关于图6，该图表示构造为用于小型风力涡轮机104应用中的风转向器100的示例图。对于较小型的风力涡轮机104，可使用两(2)个装置，如在标准设计中一样位于转子108之下的一(1)个下部风转向器624，以及位于转子108之上的上部风转向器616。风转向器100的上部616和下部624都可以构造为任何形状，其中，风转向器100可以构造为用于较大型风力涡轮机104站。所述下部和上部可由管支撑620分开，或由位于风转向器100外边缘的根据空气动力学设计的叶片拐角支撑分开。此外，风转向器的下部624可以由支撑杆628支撑，支撑杆628从风力涡轮机104的支撑柱112连接至下部624的底部。对于非常小的涡轮机，可以证明最少三(3)个这样的管支撑620或支撑杆628即足够。对于较大型涡轮机，可能需要多个支撑。对于较小型风力涡轮机，为了增加的稳定性，可以使用诸如金属或PVC的坚固材料建立风转向器100。

对于非常小型的涡轮机，可从托架的顶部支撑风转向器的上部616。风转向器的上部616可以固定不变地固定至托架的顶部，并随着转子108的旋转而转动。如果固定不变地固定连接，则仅需要风转向器100的一半沿着风向设置在转子108前方。另一可能设计为将一个轴承放置在托架顶部，另一轴承设置在托架底部。托架会绕支撑柱112上的两个轴承转动。风转向器的上部616会固定不变地安装至支撑柱112的顶部。该设计必须通过由涡轮机制造商改变涡轮机托架的标准结构来完全实现。与对较大型风力涡轮机104的设计一致，风转向器100的各部分可设置在从转子叶片的上顶端和下顶端计算出的间隙间距608、136之内，以使输送至转子叶片的气流量最大化。

在杆安装结构中，风转向器100的上部616和下部624安装在杆或支撑柱112上。下部624由连接至下部624的底部的支撑杆628远离杆或支撑柱112支撑。上部616由位于风转向器100的两(2)个半部之间的管支撑620进行支撑。这种设计的一个优点是，下部624的斜坡高度132和上部616的斜坡高度612都能够增加。

关于图7，示出风转向器100的示例性实施例中的安装有风转向器的屋顶。在该结构中，风转向器100的下部704位于建筑物的屋顶700上。上部616或支撑在下部704或或支撑在屋顶700。参见图1，由于基于地面安装，安装在屋顶顶部的风转向器100可包括任何与屋顶安装一致的设计形状。

如同在标准风转向器100设计中一样，下部704从屋顶的顶部延伸至转子108的底部，隔有间隙136。转子高度需要大于围绕屋顶顶部的护墙或护道720。下部704也需要高于(clear)护墙720的高度。上部616的高度也能够调整为使改变方向至转子108的风量最大化。一般来说，上部616短于下部704。

可将风转向器100的前边缘连接至屋顶护墙720。在气流上升超过建筑物正面然后越过护墙之后，这将有助于减少一些湍流。护墙的护道高度712可结合入下部704的斜坡部分的设计中，因此对斜坡高度716有影响，并且使屋顶护墙与风转向器100更加完全地结合起来，以使风转向器的下部704获得更强的整体性和稳定性。可将风转向器100设计为利用柯恩达效应，以将建筑物屋顶上的湍流转变为更多的层流。也可以预想，在拐角位置中，取决于屋顶结构，风转向器100的前缘可以在两侧或可能在三侧或四侧上连接至屋顶护墙720。

关于图8，该图表示构造为具有邻近风力涡轮机(在一个半部结构中)的平顶部的斜坡的风转向器的示例性侧视图，诸如能够用于静态涡轮机结构。如同在具有六边形平顶部的风转向器100中一样，矩形平顶部804的高度根据从地面至转子弧底部的距离减去如前述定义的间隙间距136的函数来确定。斜坡800以角度120从矩形平顶部804的前缘向下延伸至地面116，角度120根据安装现场而定。为最高效率地收集并加速流向转子叶片的风1，斜坡角度120的典型角度为15度至75度之间，如果安装现场允许，通常使用大约30度的斜坡角度120。在另一实施例中，平顶部804可以在下游方向延伸经过支撑柱112。此外，斜坡可具有翼形设计或“S”形状1400，如图14所示。另外，在固定的或静态涡轮机情况下，为了有助于引导风并防止横向气流，可以在成角度斜坡的侧部安装壁。

关于图9，该图表示具有如上所述(参见图8)的矩形截面和额外的风槽900的示例性风转向器100的前视图，该风槽900用于增加由风转向器100输送的气流的集中和层流，例如该风转向器可用于静态涡轮机结构。为了进一步集中风力进入转子108，可以在斜坡设计的顶表面上增加槽。槽900的各种设计可以合并为包括具有较低槽高、中度槽高以及较高槽高，以及升至转子弧的顶部的槽。

在具有较低槽高的示例性设计中，槽高912与转子弧的底部位置相同。对于结合中度槽高的设计，槽升至与转子弧的外径等高。对于具有中度槽高的槽的设计，槽达到与转子弧的外部直径等高。对于具有较高槽高的槽的设计，槽达到至与轮毂高度152或转子的中心线等高。能获得最高效率的槽高912是转子弧槽的顶部，其中，槽达到转子弧的顶部并靠近转子108环绕。槽入口表示开口，槽900使由斜坡输送的气流通过该开口，该开口可制成为宽于转子直径，以捕获更多的来风并将其集中在转子叶片上。

此外，槽900的壁可以为曲面以产生部分文丘里效应，而不是直槽900。在槽高912到达转子108的中心线或顶部时，该有益的影响会更显著。在典型的安装中，较高槽900安置在较大型风力涡轮机上以使槽900获得更强的稳定性，并增加风力涡轮机104的气流的效率。

关于图10，该图表示具有中等高度的槽1008的风力涡轮机104的示例性侧视图，例如可用于静态涡轮机结构。如图所示，槽1008结合为风转向器100的斜坡908部分的无缝式延续。该结合用于将由斜坡908转向的气流直接集中至转子叶片的底部，并且将该气流集中在转子叶片弧的由槽1008围绕的区域上。该示例图中的风转向器100具有平部1004和斜坡908以作为槽1008的底板，增加了层流，并增加了从气流至转子叶片的能量的有效转换。当设计规定最高效地将气流输送至风力涡轮机转子108时，其他风力涡轮机站中可使用其他槽900高。

关于图11，该图表示结合有溢出翼(1104，1108)的风转向器100的示例图。对于具有多边形形状顶面和构造的风转向器100，当风以与风转向器100的矩形板之一成角度接近而不是与之成行或垂直时，可能围绕风转向器100发生气流的侧面滑动。通过在风转向器100的斜坡部分增加溢出翼1104，1108可部分阻止上述现象的发生。

溢出翼1104，1108可设计成或永久性地固定或可移动。可将溢出翼1104，1108设计成根据盛行风向上升和下降。可通过缆绳和滑轮系统或通过气动系统实现溢出翼1104，1108的上升和下降。对于使得涡轮机面向的方向随着风向变化而改变的风力涡轮机104偏航装置，用计算机进行控制，如果需要，计算机控制也可同时用于升起和下降溢出翼1104，1108，以保持以最高可能效率将气流输送至转子叶片。

关于图12和图13，这些图表示风转向器100的示例性顶视图和侧视图，该风转向器100由具有平顶的锥形斜坡构成，该锥形斜坡用于将气流输送至转子叶片。该风转向器具有很多与六边形风转向器100(参见图2的说明)相同的部件，并由类似的材料制造。锥形倾斜部分1204从安装场所的地面116成角度向上延伸，该角度形成在地面与锥形倾斜部分1204之间，并且锥形倾斜部分1204与完全沿着圆形平部1206的外周的接合部相连接，以形成具有斜坡高度132的截锥，斜坡高度132测量为从地面116至转子108底部的高度减去预算的间隙间距136。为获得最高效率，平部宽度1210应该与转子108叶片具有大致相同的直径宽度。对于较小型涡轮机，平的圆形部1206的宽度可为转子108叶片直径的2倍，以及对于较大型涡轮机，平的圆形部1206的宽度可以为转子108叶片直径的1.1至1.3倍。斜坡宽度150可以为与安装场所的地形和环境一致的任意直径，但其必须为锥形风转向器100的倾斜部分1204的角度和平部1206的直径的函数。在完全安装中，锥形风转向器100可具有充分尺寸，以环绕风力涡轮机104站，圆形平部1206的中央具有中心孔1208，中心孔1208具有充分直径用于容纳风力涡轮机支撑柱112。对于固定在适当位置的风力涡轮机站，锥形风转向器100可安装为一半部分安装，以将气流转向至风力涡轮机104的固定的转子108位置。基于安装场所地形和特征，半锥形部分具有可能制造、安装和维护成本较低的附加优点。

由于风转向器100具有六边形平顶，锥形风转向器100的圆形平顶1206具有这样的高度，该高度为从地面至转子弧底部的间距减去如前文所述的间隙间距136的函数而确定。斜坡1204从圆形平顶1206的前缘向下成角度延伸至地面116，该角度视安装场所而定。为了最高效地集中和加速流向转子叶片的风1，斜坡角度120的典型角度位于15度至75度之间，如果安装场所允许，一般斜坡角度120为大约30度。

关于图14，该图表示具有斜坡的风转向器100的示例性侧视图，斜坡具有翼形设计或“S”形1400，如上所述。

关于图15，该图表示对于风力涡轮机比例模型的试验结果1500，这些涡轮机比例模型具有根据风力涡轮机比例建立、并安装在风力涡轮机上的不同形状和构造的风转向器100。该试验在能够高度准确地控制通过风洞的风的速度和流动的风洞内进行。风洞也包括沿着风洞的所有点足以捕获气流的速度和构形的测量和处理能力，该风洞包括其中安装有风力涡轮机模型及连接的风转向器100的部分。

如与试验结果1500相关联的图例所示，进行了六个单独的试验。围绕没有安装风转向器100的风力涡轮机的风的流动的基础试验，为安装有风转向器100的后续试验提供了对比基础。所进行的基础试验证明了，在由风洞产生的最低速度大约为6MPH时，风力涡轮机模型的功率输出大约为180毫瓦(mW)。试验的最高风速为大约19MPH。在该最高风速时，风力涡轮机比例模型的功率输出为大约1500mW。针对不同风速设定的曲线，在图中以与关于试验结果1500的图例相一致的最终结果示出。

构造不同结构的风转向器100，并将其安装至风洞内的风力涡轮机。这些结构代表风转向器100可能具有的一部分形状和结构，风转向器100如上所述并且包括具有30度斜坡(参见图3)的半球形风转向器、具有六边形平顶部(参见图1和图4)和45度斜坡角度的风转向器、没有顶部并且具有30度斜坡角度的简单斜坡、以及具有矩形平顶(参见图8)和30度斜坡角度的简单斜坡所组成的组。如同由结果图1500可以认识到的，增加风转向器100(无论何种结构)，不仅增加了输送至风力涡轮机的风速，也增加了由此引起的来自风力涡轮机的功率输出。如试验结果所示，这些被试验的风转向器100结构的最高效和最高功率输出，属于具有矩形平顶和30度斜坡角度的简单斜坡。在这种结构中，在风洞产生最高风速19MPH时，试验结果是发电的增加超过26％。

没有对构造有溢出翼1104，1108、槽1008或在平顶面500中具有中央凹陷的风转向器进行试验。然而，通过能够减少湍流、增加层流，并以更集中的方式将气流输送至风力涡轮机104的转子叶片，可以认为这些结构使得发电甚至增加更多以及使得风的流动效率甚至更高。

关于图16，该图表示风转向器100的风力涡轮机比例模型的试验结果1600，该风转向器100具有30度斜坡，具有和没有连接至斜坡的平顶，并根据风力涡轮机的比例建立、安装在风力涡轮机上。试验结果1600表示风转向器100结构的示例性子集，并提供示出对于具体风速的气流的集中的结果，使得对于给出的风速，集中的气流能够以功率的形式产生增大的能量输出。

试验结果1600以图表示出一系列受控风速的基础试验，其中，风力涡轮机104上没有安装风转向器100。从试验结果1600可以看出，对于最低启动速度大约6MPH的基础试验，未增强的风力涡轮机104输送的能量相当于大约200mW的功率输出。在19MPH的全速试验中，未增强的风力涡轮机104输送的能量相当于大约1500mW的能量输出。

使用安装在风力涡轮机104上的风转向器100进行第二系列试验，风转向器100仅包括风转向器100的具有30度斜坡角度的斜坡部分(即，没有顶部)。从试验结果1600可以得出，仅具有斜坡的风转向器100增大了风速为6MPH时的功率输出，也增大了风力涡轮机104在各试验速度处的功率输出。

如第三系列试验所示，当风转向器100的斜坡连接至在转子叶片的顶端下方延伸的平顶时，风力涡轮机104的功率输出的增加更为显著。在风速仅为6MPH时，具有30度斜坡和平顶的风转向器100使风力涡轮机104的功率输出增加大约26％，从大约200mW增加至超过250mW。在各试验风速处，该结构中的风转向器100相对于基础试验也增加功率输出，以及对于构造为仅具有30度斜坡(即，没有顶部)的风转向器100也增加了功率输出。在最大风速19MPH处，测得功率输出大约为1950mW，与基础试验的1500mW相比，以及与只包括30度斜坡的风转向器100的试验的大约1600mW相比。因此，结果1600示出了通过安装由连接平顶的倾斜斜坡构成的风转向器100，对于各风速可以获得显著的能量增加，其中，平顶在风力涡轮机104的转子叶片底端下方延伸。

关于图17，该图表示在风洞试验中进行的试验结果1700，风速增加导致风力涡轮机转子转速的增加，转速以RPM(转/分)来测定。结果1700示出了多种风转向器100结构的试验，然而，结果1700没有示出每种可能的风转向器100结构的详细试验。这些结果1700中示出的风转向器100的结构，代表基础试验(没有安装风转向器100)、具有30度半径范围(radius)的半球、具有45度半径范围的半球、具有45度斜坡坡度的六边形平顶结构、具有30度斜坡坡度的矩形顶部、以及具有30度坡度的斜坡但不带有连接至斜坡的平顶。

从图示的结果1700的RPM与施加风速的对比可以看出，在各个测量风速的各结构中，将风转向器100连接至风力涡轮机104增加了涡轮机转速RPM。作为实例，在连接有平顶的30度斜坡坡度中，与相同速度时基本结构的大约620RPM相比，最大风速19MPH时的涡轮机转速RPM增加至高于700RPM。由转向器带来的气流直接在转子叶片上集中的增加以及气流层流特性的增加，导致对应各试验风速，涡轮机转速RPM的显著增加，进而导致功率输出增加。

上述对实施方式的详细说明请参照附图，附图示出了本发明的具体实施方式。具有不同结钩和操作的其他实施方式不偏离本发明的范围。

词语“本发明”是指关于本说明书中叙述的申请人发明的很多可替换的方面或实施方式的某些具体实例，其使用或出现并不构成对申请人发明或权利要求的范围的限制。

本说明书划分为几部分仅为了方便读者。标题不应该构成对本发明范围的限制。

可以理解，在不偏离本发明范围的基础上，可以对本发明的各种细节进行变化。此外，上述说明书仅用于说明的目的，而不构成对权利要求定义的本发明的限制。

Claims (21)

1.一种用于将集中的气流流动从风力涡轮机周围的区域输送至所述风力涡轮机的转子叶片的装置，所述装置包括：

框架，其包括具有高强度支撑件的部件，该高强度支撑件由轻质防空气材料遮盖；

所述框架包括成角度部和平部，所述成角度部和平部连接在一起以使所述成角度部从安装地坪延伸并在所述成角度部的远端处与所述平部连接；

所述框架的平部的宽度至少与风力涡轮机的转子的弧的尺寸相同；

所述框架的平部在与所述成角度部连接时具有的高度，等于所述风力涡轮机的所述转子的弧的底端高度减去预定的间隙量；

其中，所述装置安装成至少部分环绕所述风力涡轮机的支撑柱，以将气流集中在所述风力涡轮机的转子叶片的前底部。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述框架的高强度支撑件包括高强度材料，所述高强度材料选自由单极天线、钢管、铝管、钢丝绳、绳索和结构碳纤维杆组成的组。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述框架的轻质防空气遮盖物选自由塑料片、帆布、玻璃纤维布和粗帆布组成的组。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述框架构造成：

由所述高强度支撑件形成框架形状；以及

通过使用轻质防空气遮盖物遮盖所述高强度支撑件而遮盖形成的所述框架形状。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置的平部构造为方形、矩形、或其他多边形形状。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述平部的各边缘经由圆形曲面与所述成角度部的远端边缘连接，以使所述装置的所述成角度部平滑过渡至所述平部。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置独立且不与所述风力涡轮机的支撑柱相连接。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置与所述风力涡轮机的支撑柱相连接。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述框架还包括溢出翼，所述溢出翼以垂直定向安装在成角度的框架部分之间的接合部处。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，半圆形槽与所述框架的所述平部的顶部相连并定向在所述转子前方，使得所述半圆形槽进一步将到达斜坡的平部的气流集中进所述风力涡轮机的转子叶片。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置的所述平部在中央具有凹陷部，所述凹陷部正好位于转子叶片的底端之下并具有足够深度以提供所述转子叶片需要的间隙，从而防止碰撞所述装置的框架的平顶。

12.一种引导气流进入风力涡轮机的转子的方法，所述方法包括：

构造框架，使其包括至少一个成角度部和至少一个平部；

将所述框架安装在盛行风流动的方向与风力涡轮机转子前部之间的中间位置；

其中，与所述框架的成角度部相连的所述平部具有的高度为所述风力涡轮机的转子的弧的底端高度减去预定的间隙量；以及

将所述框架安装为至少部分地环绕所述风力涡轮机的支撑柱，以将气流集中在所述风力涡轮机的转子叶片的前底部。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，构造所述框架包括建立高强度支撑件的框架部分，所述高强度支撑件包括高强度材料，所述高强度材料选自由钢管、铝管、钢丝绳、绳索和结构碳纤维杆组成的组。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，构造所述框架包括用轻质防空气遮盖物遮盖所述框架支撑件，该轻质防空气遮盖物选自由塑料片、帆布、玻璃纤维布和粗帆布组成的组。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述框架构造成：

由所述高强度支撑件形成框架形状；以及

通过使用所述轻质防空气遮盖物遮盖所述高强度支撑件而遮盖形成的所述框架形状。

16.根据权利要求12所述的方法，其中，构造所述装置的平部，使其形成为方形、矩形、或其他多边形形状。

17.根据权利要求12所述的方法，其中，经由圆形曲面将所述平部的各边缘与成角度部的远端边缘连接，以使所述装置的所述成角度部平滑过渡至所述平部。

18.根据权利要求12所述的方法，其中，完成的框架独立且不与所述风力涡轮机的支撑柱相连接。

19.根据权利要求12所述的方法，其中，完成的框架与所述风力涡轮机的支撑柱相连接。

20.根据权利要求12所述的方法，其中，通过将溢出翼与所述框架相连以使所述溢出翼以垂直定向安装在成角度的框架部分之间的接合部处，所述框架进一步集中气流。

21.根据权利要求12所述的方法，其中，通过将半圆形槽与所述框架的所述平部的顶部相连并定向在所述转子的前方，以使所述半圆形槽进一步将到达斜坡的平部的气流集中进风力涡轮机的转子叶片，所述框架可进一步集中气流。

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