CN102124216A - 具有用于改变涡轮螺旋桨叶片的桨距的装置的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明包括用于创造先决条件以从主导风力(“W”)产生电力的设备(“A”)。在水支撑设备中，建议所使用的浮筒单元(1、2、3)由至少两个本身能飘浮的、竖直或至少基本竖直的柱(1、2)和至少一个立柱(3)构成为并与这至少两个本身能飘浮的、竖直或至少基本竖直的柱(1，2)和至少一个立柱(3)相关，柱(1、2)用于尤其形成框架部分(12)，立柱(3)使框架部分(12)在水体中的位置稳定。具体地，本发明包括涡轮的螺旋桨叶片，所述螺旋桨叶片能被风力旋转，将可旋转地定位在中心线或分配给所述螺旋桨叶片的上升轮廓(桨距)周围。所使用的第一装置包括用于在螺旋桨叶片旋转期间控制螺旋桨叶片的旋转运动的设备。所述第一装置适于能够在一个单独的旋转期间向螺旋桨叶片分配不同的旋转位置。

Description

具有用于改变涡轮螺旋桨叶片的桨距的装置的设备
技术领域
本发明一般地涉及具有用于改变涡轮螺旋桨叶片的桨距的装置的设备。
本发明预期被应用在水生风力发电站中或者可选择地应用在固定的风力发电站中。
对于第一和第二应用，本发明涉及并计划用在用于创造先决条件以从主导风力和风向产生电力和电能的设备中。
更具体而言，在第一应用中，说明特定装置和与该装置相关联的设备以将多个涡轮的螺旋桨叶片(风力驱动)相对于风的风眼保持为直角是一个问题。
这种类型的设备于是可包括：a；可漂浮在水体中的单独但协同的浮筒单元，b；多个、至少两个彼此邻近定位且协同的涡轮(风力驱动螺旋桨)，c；牢固地锚定到所述水体的受限底部区域的锚泊系统，d；可通过涡轮的旋转运动被驱动以产生所述电力的发电机单元，e；电缆部分，其一方面连接到所述发电机单元，另一方面连接到适于分配产生的电力的以地面为基地的配电网。
本发明已经以在“一种与水体相关的设备”中提供应用为目的而被创造，“一种与水体相关的设备”的特性比如在2008年4月24日提交的瑞典专利申请NO.0800945-8(对应于国际专利申请序号PCT/SE2009/050596)中被更加具体地显示和描述。
本专利申请的内容被认为是所述申请的一部分，用于阐释一设备及其结构，其中本发明能够适用于有利的条件(还分别参见附图3、4和5)。
本发明还包括用于转动涡轮螺旋桨叶片的基于陆地或岛屿的固定设备。
背景技术
与上文所述技术领域相关并具有满足指定要求的功能和特性的方法、设备和结构早先在多个不同实施例中已为人所知。
对于相关类型的设备，在已公开的第一应用中，早先已知需要构造必要的浮筒或浮筒单元以使它们停留或漂浮在水体上，或者将它们构造为具有属于其的压载物的漂浮竖直柱。
作为第一类别的例子，下述专利公布的内容可能被提及，NL-1008 318；EP-1 106 825-A2；US-2 294 844-B1；DE-3224 976-A1；DE197 27 330-A1；WO-00/58621-A1；DE-198 46 796-A1和WO-02/073032-A1。
作为随后提及的类型的例子，专利公布WO-2005/040 604-A2和WO-03/076 800-A2可能被提及。
如果考虑与本发明有关的基本先决条件，那么作为早先的技术观点，可能注意到专利公布WO-2007/009 464-A1的主题，特别是附图1和2。
这里，与水体相关的设备被描述，更具体地，用于创造先决条件以从主导风力和风向产生电力的设备被描述。
这种类型的设备包括：a；可漂浮在水体中的单独但协同的浮筒单元，b；多个、至少两个彼此邻近定位且协同的涡轮(风力驱动螺旋桨)，c；牢固地锚定到所述水体的受限底部区域的锚泊系统，d；可通过一个或更多个涡轮的旋转运动被驱动以产生所述电力的发电机单元，e；电缆部分，其一方面连接到所述发电机单元，另一方面连接到分配产生的电力的以地面为基地的配电网。
更具体地，所述浮筒单元被构造为并分配成至少两个自身能漂浮的、竖直或至少基本竖直的柱，用于尤其形成竖直框架部分。
无论如何，将需要立柱或协同物使框架部分在水体中的竖直位置稳定。
所述两个柱自身为抗挠刚度的，并且还适合于能够竖直地支撑自身为抗挠刚度的、水平定位的梁结构。
梁结构将被调整并设定尺寸，从而将能够支撑多个所述涡轮。
所述两个柱中的每一个以及所述立柱被设定尺寸和/或被调整，从而对于彼此来说，随着它们的下部浸入到所述水体中，它们保持框架部分漂浮在水的表面上。
随着立柱被调整为一方面旋转刚性地与所述框架部分协作、另一方面被附接到所述锚泊系统并能够附着地与所述锚泊系统协作，所述立柱还通过一个平面侧向移位、通过所述框架部分和所述两个柱定位。
如果考虑与本发明有关的先决条件，可能提及，本身已知的是，适于地面的固定柱和具有固定到柱顶部的螺旋桨叶片的涡轮，允许与涡轮相关并能够通过风力旋转的螺旋桨叶片关于轮毂被能旋转地设置在分配到螺旋桨叶片的中心线或上升轮廓周围，以提高与主要风力相关的能量输出，并且为此目的，利用第一装置及与其关联的控制单元(“俯仰装置”)。
在适于水体的设备中，先前已知的是，指定的用于保持涡轮的螺旋桨叶片的属于该设备的第二装置及其相对于风的风眼或风的虚风眼成直角的旋转区域或旋转范围。
特别地，应注意下述专利公布的内容：WO-99/02856-A1，FR-2890706-A1和US-2003/0129059-A1。
专利公布WO-99/02856被认为公开了大部分相关的现有技术，其中装置包括安装在框架(5，6，7)上的风车(1)，并且所述框架被提供有漂浮体(15)。
风车(1)能围绕竖直轴线旋转以迎风转动风车。
为了保持风车竖立，支撑装置，例如主体(16)被锚定到底部，并被设置为远离风车平面一定距离。
另外将提及，专利公布US-2003/0 129 059-A1的确公开了用于独立地控制风力涡轮(10)的多个叶片(15A，15B，15C)的桨距的机构(16)。
该风力涡轮包括：能相对于吊舱(12)围绕轴线(x-x)旋转的轮毂(11)；安装在轮毂上以与其一起围绕轮毂轴线旋转的多个叶片，每个叶片具有轴(21)并被安装在轮毂上以围绕其延长的轴线旋转；安装在吊舱上的多个电动机(34)，每个电动机具有输出轴(35)并且与叶片中的相应一个相关；和可操作地介于每个电动机及其相关叶片之间的联接机构(37)，用于选择性地将该叶片围绕其轴线旋转，从而改变相关叶片相对于轮毂轴线的桨距。
每个叶片的桨距可独立于其它叶片的桨距被控制。
发明内容
本发明的技术问题的声明
如果情况符合，属于本领域的本领域技术人员必须执行以提供一个或更多个给定技术问题的解决方案的技术考虑，一方面是对将采取的措施和/或措施的顺序的初始必要理解，另一方面是一个或更多个必要装置的必要选择，考虑到此，下述技术问题应与提出现有发明主题相关。
考虑上文所述的早先的技术观点，在与水体相关的设备中，更具体地在用于创造先决条件以从风的主导动力产生电力的设备中，考虑所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑，必须将能够理解提供轻型结构和同时提供简单的第一或俯仰装置的重要性作为一个技术问题，所述轻型结构可基于利用被设定尺寸适于显著承受牵引力的两个或更多个竖直柱、一个或更多个竖直的立柱以及一个或更多个条形装置，所述第一或俯仰装置致力于在一个或相同的旋转期间修改与螺旋桨关联的桨距，由此增加可输出的电力的值。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让所述第一装置或俯仰装置由在螺旋桨叶片旋转期间通过控制单元机械地控制螺旋桨叶片的俯仰及其运动的设备组成。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让所述第一装置适于在一个旋转期间通过所述设备和控制单元为螺旋桨叶片提供不同的俯仰和旋转位置，即在一个单独的旋转期间的不同俯仰位置。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让所述设备适于在螺旋桨叶片的整个下行运动或所述运动的部分期间将螺旋桨叶片转动到第一俯仰位置，并适于在螺旋桨叶片的上行运动的全部或部分期间将螺旋桨叶片转动到第二俯仰位置，比如依靠主导风向和风力。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让所述设备能被具有计算机的控制单元控制，该控制单元响应选定的输入信号，尤其是相关风力、螺旋桨叶片关于其轮毂的角位置、螺旋桨叶片的上升轮廓和/或相关空气扰动形式的输入信号，产生一个或更多个输出信号，用于针对和/或为了最大化的产生的电力改变螺旋桨叶片的旋转位置或俯仰位置。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让所述控制单元的布置受螺旋桨叶片的旋转场内的空气的速度分布影响。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，使所述浮筒单元由至少两个柱和至少一个立柱构成并联合至少两个柱和至少一个立柱，所述至少两个柱本身能漂浮、竖直或至少基本竖直的柱，用于形成框架部分，所述立柱使所述框架部分在水体中的位置稳定，所述两个柱适于能够支撑水平定向的梁结构，所述梁结构自身为抗挠刚度的并被调整并且被设定尺寸适于能够支撑所述涡轮，所述两个柱中的每一个与所述立柱一起被设定尺寸和/或调整使得，随着它们的下部分浸入到所述水体，其保持所述框架部分，所述立柱通过由所述框架部分定向的一个平面横向地移位，并且，所述两个柱和所述立柱适于与所述框架部分协作，适于附接到所述锚泊系统，且附接地被允许与所述锚泊系统协作。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，在所述立柱与所述两个柱，即第一柱和第二柱中的每一个之间延伸有被设定尺寸用于承受压缩力的条形装置，并且，在所述立柱与所述第一柱和所述第二柱中的每一个之间延伸有至少一个被设定尺寸用于承受牵引力的第一装置以及另外的被设定尺寸用于承受牵引力的第二装置。
属于此的该类型的设备基于早先已知的设备，其应包括：a；可漂浮在所述水体中的单独但协同的浮筒单元，其被构造成所述柱和/或立柱b；多个、至少两个彼此邻近定向且协同的涡轮(风力驱动螺旋桨)，c；牢固地锚定到所述水体的受限底部区域的锚泊系统，d；可通过涡轮的旋转运动被驱动以产生所述电力的发电机单元，以及e；电缆部分，该电缆部分一方面连接到所述发电机单元，另一方面连接到分配产生的电力的以地面为基地的配电网。
更具体而言，所述浮筒单元将被构造为并联合至少两个本身能漂浮、竖直的或至少基本竖直的柱，以形成框架部分的主要部分。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，创造一设备，该设备将直接适于海上应用并且在那里能够处理可归结于所述风力涡轮上的强风以及巨大涌浪或波浪作用的应变，且该设备能够以相对较低的静负载被构造。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让比如以一条或更多条金属丝或类似物形式的用于承受牵引力的第一和第二装置，附接到所述第一柱和第二柱，优选地在一个或更多个条形装置的附接部的一侧上、该附接部上方和下方附接。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让条形装置能够在限定中间区域内附接到与条形装置相关的柱上，该限定中间区域定向在指定的上梁结构与属于所述水体的水表面之间。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让梁单元，例如水平定向的梁单元，被设定尺寸适于压缩力，适于与所述两个柱中的每一个协作，在此情形下，靠近属于所述水体的水表面但该水表面上方与所述两个柱中的每一个协作。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，具有一个或更多个被设定尺寸用于承受牵引力的第三装置，该第三装置在所述水平梁单元的中心定向的附接点与一方面所述第一柱和另一方面所述第二柱的上部或可替代地所述梁结构之间延伸。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让一个或更多个被设定尺寸用于承受牵引力的第四装置适于靠近属于所述水体的水表面但稍微该水表面上方与所述两个柱协作。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让被设定尺寸用于承受牵引力的所述第四装置定向为在所述第一柱的下部与所述第二柱的上部之间延伸，反之亦然。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让单独的发电机单元在传递旋转运动的系统上适于被封闭在所述梁结构中，并适于通过与所述梁结构相关联并被所述梁结构承载的多个风力涡轮驱动。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让所述立柱调整并被设定尺寸适于能够与变压器单元协作和/或封闭变压器单元。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让变压器单元位于所述立柱内，从而将用作压载物。
在能够理解所涉及的优点和/或所需要的技术措施和考虑的重要性方面存在一个技术问题，让所述第一装置及其设备和控制单元至少在所述涡轮的所述螺旋桨叶片的一个旋转期间被分配给基于陆地或基于岛屿的设备，以形成适合的转动或俯仰。
方案
本发明以通过介绍用于从主导风力和风向创造先决条件以产生电力的与水体相关的设备所指出的已知技术为其出发点，该设备包括：a；可漂浮在所述水体中的单独但协同的浮筒单元，b；多个，直到至少两个邻近彼此定位且协同的涡轮(风力驱动螺旋桨)，c；紧紧地锚定到所述水体的受限底部区域的锚泊系统，d；可通过涡轮的旋转运动被驱动以产生所述电力的发电机单元，e；电缆部分，该电缆部分一方面连接到所述发电机单元，另一方面连接到分配产生的电力的以地面为基地的配电网。
在这种类型的设备中，本发明基于：与所述涡轮相关联并且通过所述风力旋转的螺旋桨叶片相对于轮毂被可旋转地设置在分配给所述螺旋桨叶片的中心线或上升轮廓周围。
另外，本发明基于：属于所述设备的第二装置将适于将所述涡轮的所述螺旋桨叶片朝向风的虚风眼可控地保持为直角。
更具体地，本发明指出：所述第一装置将由用于在每个旋转周期期间控制所述螺旋桨叶片的转动运动的设备组成，并且，所述第一装置可适于通过所述设备允许所述螺旋桨叶片在仅仅一个旋转期间具有不同且适合的旋转位置。
鉴于所提出的实施例落在本发明的框架之内，应指出：所述设备通过控制单元适于在所述螺旋桨叶片向下运动的一部分期间将所述螺旋桨叶片转动到第一旋转位置，并适于在所述螺旋桨叶片向上运动的一部分期间将所述螺旋桨叶片转动到第二转动位置。
所述设备能被控制单元控制，该控制单元响应输入信号，尤其是相关风力、螺旋桨叶片相对于其轮毂的角位置、螺旋桨叶片的上升位置和/或相关的与风有关的扰动形式的输入信号，产生输出信号，用于针对最大化的产生的电力连续地改变所述螺旋桨叶片的转动方向。
所述控制单元的设备将能够通过所述螺旋桨叶片的旋转区域内的风速分布被致动。
所述浮筒单元由至少两个竖直的或至少基本竖直的柱和在任何情况下的立柱构成并被分配成至少两个竖直的或至少基本竖直的柱和在任何情况下的立柱，所述柱本身可漂浮，用于尤其形成框架部分，所述立柱使所述框架部分在所述水体中的位置稳定，所述两个柱适于能够支撑水平定向的自身为抗挠刚度的梁结构，所述梁结构被调整并且被设定尺寸适于能够支撑所述涡轮，并且所述两个柱中的每一个与所述立柱一起被调整并且被设定尺寸适于，随着它们的下部分浸入到所述水体，它们保持所述框架部分漂浮在水表面上方，其中所述立柱通过由所述框架部分定位的一个平面横向地移位，所述两个柱和所述立柱适于与所述框架部分协作，适于附接到所述锚泊系统，且能够固定地与所述锚泊系统协作。
在所述立柱与所述两个柱，第一柱和第二柱中的每一个之间延伸有被设定尺寸用于承受压缩力的条形装置，并且在所述立柱与第一柱和第二柱中的每一个之间延伸有被设定尺寸用于承受牵引力的至少一个第一装置以及被设定尺寸用于承受牵引力的另外的第二装置。
由于所提出的实施例落入本发明的基本观念的框架内，另外地指出：比如金属丝或类似物形式的第一装置和第二装置在条形装置的附接部的每一侧上、刚性地在所述附接部上方和下方被紧固到第一柱和第二柱。
进一步指出，所述条形装置将在限定中间区域内被附接到与该条形装置相关的柱上，所述限定中间区域定向在所述梁结构与属于所述水体的水表面之间。
被设定尺寸比如用于压缩力的梁单元能够适于靠近属于所述水体的水表面但在该水表面上方与所述两个柱协作。
在所述梁单元的中心定向的附接点与所述第一柱和第二柱的上部或可替代地所述梁结构之间延伸有被设定尺寸用于承受牵引力的第三装置。
被设定尺寸用于承受牵引力的第四装置将适于靠近属于所述水体的水表面但在该水表面略微上方与所述两个柱协作。
被设定尺寸用于承受牵引力的所述第四装置将被定向为在所述框架部分的平面中在所述第一柱的下部与所述第二柱的上部之间延伸，反之亦然。
单独的发电机单元则将适于在传递旋转运动的系统上通过与所述梁结构相关联的多个涡轮被驱动。
所述立柱将适于与变压器单元协作和/或封闭变压器单元。
所述变压器单元则应被放置在所述立柱内，从而通过这种方式将用作压载物。
本发明具有解决与固定风力发电站相关的相应技术问题的目的。
优点
首先必须被认为是本发明的特征的优点以及因而指出的特定的重要特性是，已创造了先决条件，用于能够在设备中创造根据主导风力和风向产生电力的先决条件。
这种类型的设备则可尤其包括a；可漂浮在所述水体中的单独但协同的浮筒单元，b；多个，直到至少两个邻近彼此定向且协同的涡轮(风力驱动螺旋桨)，c；牢固地锚定到所述水体的受限底部区域的锚泊系统，d；可通过涡轮的旋转运动被驱动以产生所述电力的发电机单元，e；电缆部分，该电缆部分一方面连接到所述发电机单元，另一方面连接到分配产生的电力的以地面为基地的配电网。
更具体而言，第一装置被指出，其将包括用于在所述螺旋桨叶片的每一个旋转周期期间控制所述螺旋桨叶片的旋转运动，即“俯仰运动”的设备。
目的在于本发明还被应用到风力固定系统中。
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必须被认为是本发明的特征的主题在随后的权利要求1的特征部分中公开。
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附图说明
现在，为了例示目的，展示与本发明相关的重要特性的当前提出的实施例将参考附图被更具体地公开，其中：
图1表示涡轮的三叶(或两叶)螺旋桨的空气输入流、以及螺旋桨本身和空气输出流的透视图，以及具有表面/压力和速度的理论分布；
图2显示具有两个叶片的螺旋桨的向下移动的螺旋桨叶片和在所述两叶螺旋桨中的向上朝向的螺旋桨叶片的水平平面中的压缩力的分布，或者被水支撑的风力发电站中的侧面相关的涡轮之间的压缩力的分布；
图3以主视图显示并且沿着从与风向相关的风的风眼方向观看的由水支撑的风力设备；
图4显示展示与本发明相关的重要特性和特征的根据图3的设备的较大部分的透视图；
图5以侧视图且平行于主要风向显示根据图3和图4的设备；
图6示意性地且以结构图的形式显示对本发明有重要意义并具有对本发明有效的运算法则的控制单元；以及
图7显示风力固定设备的原理。
具体实施方式
定义
“浮筒单元”涉及一个更多个竖直柱(1，2)和/或立柱(3)，它们的下部分浸入水体中。
“梁结构”涉及抗挠刚度结构，该抗挠刚度结构能支撑选定数量的风力涡轮和发电机单元，其能够封闭传递旋转运动的系统。
“被设定尺寸适于承受压缩力的条形装置”涉及尺寸主要被设定适于能够承受压缩力，但也能承受牵引力的结构。
“被设定尺寸适于承受牵引力的装置”涉及主要尺寸主要被设定适于能够承受牵引力，但极少需要或不需要能够承受压缩力的结构。
“第一装置”适于能够使一个或更多个螺旋桨叶片朝适合的转动角或“俯仰角”旋转。
“第二装置”适于能够相对于风的风眼成直角控制与螺旋桨叶片和/或浮筒的框架结构关联的旋转运动。
分别根据图1和图2的基本描述
当风驱动转子(螺旋桨)在非对称环境中旋转时，通过的空气的密度和压力的分布也会变得非对称。
如果我们考虑风力转子，例如根据图1，地面或水表面“Va”将包括向下方向的局限性，而向上不存在。
参考图1，输入风将具有一定的速度“V1”和密度“p”，并将被区域“A1”限制，而转子“R”或叶片后面的速度“V2”将下降，并且空气将蔓延到更大横截面的表面“A2”。
理想的横截面面积“A2”将为比面积“A1”的横截面积大三倍，其中转子的面积被选择为“A”。
由于气流的速度“V2”不能向下自由均匀地扩展，从而获得非对称。
图1中向上的箭头“F”表示空气是如何因为来自地面或水表面“Va”的扰动而稍微向上移置的。另外，以相同的方式，可发现密度“p”和压力的非对称。
转子叶片“R1”在其向下方向的运动中的压缩力则可稍微高于由该地面扰动引起的其向上方向的运动“R2”的压缩力。
图2显示在向下移动的半螺旋桨“R1”(在两叶转子中)上的压缩力“Fn”将大于向上移动的半螺旋桨“R2”的压缩力“Fu”。
这使得在转子轴及其轮毂上产生非对称扭矩(“M”)。
由于在由水支撑的风力发电站中的多个协同的涡轮，力是协同的。
由于右手边涡轮上的风力较高，而左手边涡轮上的风力较低，因而浮筒和框架承受扭矩(“M”)。
该扭矩则向转子提供从风的风眼“W”转动的趋势，即其以不期望的方式转动，从而转子叶片的平面不再相对于风向成直角。
现在所提出的实施例的描述
通过介绍应该指出，在覆盖目前提出的展示出与本发明相关的重要特性并被后文附图中的附图阐明的实施例的以下说明书中，我们已选择了术语和特定名词，从而达成基本使本发明的概念清楚的目的。
然而，就此而言，应该指出，这里所选择的表述不被单独地视为对这里所使用和选择的术语的限制，并且不言而喻地，每个所选择的术语将被认为包括所有以相同的方式和基本相同的方式起作用从而能够实现相同或基本相同的目的和/或技术效果的技术等价物。
因而，参考附图3至7，本发明不仅被示意性并详细地示出，而且与本发明相关的重要性质已通过现在提出且在下文更明确地描述的实施例具体化。
因此，图3至5显示了用于从来自风的风眼“W”的主导风力和风向来创造先决条件以产生电力的与水体相关的风力设备“A”。
该设备包括：a；可在水体“V”中漂浮的单独但协同的浮筒单元1、2、3，b；多个，至少两个分别邻近彼此定位且协同的涡轮4、4a、4b、4c(风力驱动螺旋桨)，c；稳固地锚定到所述水体“V”的受限底部区域“B”的锚泊系统“M”，d；可通过涡轮的旋转运动被驱动以产生所述电力的发电机单元“G”，e；电缆部分(未示出)，其一方面连接到所述发电机单元“G”，另一方面连接到分配产生的电力的基于陆地的配电网(未示出)。
所述浮筒单元1、2、3由至少两个本身能浮动、竖直或至少基本竖直的柱1、2构成并被分配成至少两个本身能浮动的、竖直或至少基本竖直的柱1、2，该柱1、2用于与其它结构元件和装置一起形成框架部分12，所述浮筒单元1、2、3并具有至少一个立柱3，该立柱3使框架部分在水体中的位置稳定。
虽然本发明在下文中将被描述为具有两个柱1、2和一个立柱3，应该注意的是，该实施例可被扩展为具有比这里所示出和使用的作为最少要求的柱和立柱更多的柱和立柱。
所述两个柱1、2适于能够支撑水平定向的自身为抗挠刚度的梁结构，所述梁结构5被调整并且被设定尺寸适于能支撑所述涡轮4、4a、4b、4c，并且所述两个柱1、2中的每一个和所述立柱3被调整和/或尺寸被设定使得它们的下部1a、2a、3a浸入到所述水体“V”时，它们保持框架部分12漂浮在水表面“Va”上，所述竖立物3向一边移位，平面“P”被定向为穿过所述框架部分12和所述两个柱1、2。
立柱3适于一方面与所述框架部分12“可旋转地刚性地”协作，另一方面附接到所述锚泊系统“M”并且能够粘附地与所述锚泊系统“M”协作。
“可旋转地刚性”附接和协作意味着对于立柱3且对于柱1(可替换地对于柱2)来说，存在端部可旋转地附接到立柱3并附接到柱1的条形装置10，但在承受牵引力的装置11、12上获得可旋转地刚性附接。
可替换地，装置12(12a)可被附接到柱2的上部2b的装置12a’和分配给条状物10a的抗挠刚度延伸部10b所取代。
更具体地，该设备显示，在所述立柱3与两个柱，第一柱1和第二柱2的每一个之间延伸有被设定尺寸适于承受压力的条形装置，即用于左侧柱1的装置10和用于右侧柱2的类似装置10a。
在所述立柱3与第一柱1和第二柱2的每一个之间，一方面延伸有被设定尺寸适于承受牵引力的第一装置11，另一方面在图1中延伸有被设定尺寸适于承受牵引力的第二装置12。
第一装置11与左侧柱1相关，第一装置11a与右侧柱2相关。
第二装置12与左侧柱1相关，第二装置12a与右侧柱2相关。
第一装置11、11a和第二装置12、12a，比如具有螺丝扣或类似物的金属丝形式，以已知方式被附接到第一柱1和第二柱2，更具体而言，分别在条形装置10和10a的可旋转下附接部10’和10a’的每一侧上并在其上方附接。
条形装置10、10a分别在限定的中间区域“a”(参见图5)内附接到与它们相关的柱1和2，所述限定的中间区域“a”定向在梁结构5与属于水体的水表面“Va”之间。
尺寸主要被设定适于压缩力的梁单元6适于在属于水体的水表面“Va”附近但在水表面“Va”上方可旋转地与两个柱1、2协作。
在所述梁单元6的中心定向的附接点6a与第一柱1的上部1b和第二柱2的上部2b之间，可替换地在所述梁单元6的中心定向的附接点6a与所述梁结构5之间，延伸有被设定尺寸适于承受牵引力的第三装置13、13a。
被设定尺寸适于承受牵引力的第四装置14(如图4中的虚线所示)适于靠近属于水体的水表面“Va”并稍微在水表面“Va”上方与两个柱1，2协作。
被设定尺寸适于承受牵引力的第四装置14、14a被定向为在第一柱1的下部1a与第二柱2的上部2b之间延伸，反之亦然，并因而仅在图4中被示出。
一个单一发电机单元“G”适于通过分配给传递旋转运动的系统“S”上的梁结构5的多个涡轮4、4a、4b、4c操作。在一些应用中，使用多于一个发电机可能是有利的。
所述立柱3适于能够与变压器单元“T”协作和/或封闭变压器单元“T”。
所述变压器单元“T”然后被放置在立柱3内，从而将用作所述立柱3的压载物。
承受牵引力的金属丝形式的协调装置与承受压缩力的条杆或类似物协作和相联系，以形成稳固的三角形结构。
待与梁结构5协调的涡轮4、4a、4b、4c的数量被选择为超过两个且低于六个，比如四个。
所有风力涡轮4、4b；4a，4c均适于直接与传递旋转运动的系统“S”协调，以实现螺旋桨的同步操作。
在所述同步操作中，单独的涡轮4-4c的螺旋桨适于与彼此覆盖的圆形表面4’、4a’、4b’和4c’重叠。
用于承受压缩力的所述条形装置1、2、3、5、6、10和10a被构造为一个或更多个管状部分、一个或更多个框架结构，从而减少静止重量。
更具体而言，后者将被分配成是微小的或不可能漂浮，并将具有用于风和/或波浪的小作用表面。
所述风力涡轮和/或多个风力涡轮被设置并适于在没有相关齿轮箱的情况下直接与传递旋转运动的系统“S”协作。
所述竖直定位的柱1、2可被分配成圆形或椭圆形、或至少基本圆形或椭圆形的横截面，其主轴或长轴被定位为平行于梁结构5的纵向方向5’。
所述柱1、2中的每一个和立柱3可为空心的，以形成可漂浮且具有圆柱形或椭圆形横截面或其他横截面的主体。
通过减小面对风的风眼的表面，减小波浪运动的作用和影响，其中该表面可为已知技术的框架。
用于承受压力的装置10、10a；1、2、3；5；6中的每一个或其中的选定装置均端部相关地附接到接头，该接头具有附图标记10a’，比如柱1、2。
所有涡轮4-4c在一个且相同的或至少基本一个且相同的竖直平面，例如穿过框架部分12和侧面相关的梁结构5的平面“P”内是协同的。
所述框架部分12内的所述两个柱1、2在竖直平面“P”中，该平面“P”根据图3被分配成向上收敛定向。
收敛定向意欲解除下部梁单元6上的压缩力，此时，下部梁单元6可被一个或更多个用于承受一个或更多个牵引力的标记为14、14a的第四装置取代。
所述立柱3适于在压载物的驱使下占据竖直位置，并通过装置10、11、12；10a、11a、12a(12a’)展示出到所述柱1、2的抗挠刚度附接。
选定的锚定系统“M”适于展示出限制良好的固定点7。
所述固定点7适于水表面“Va”下方的深度“d”，从而对于增加的和更高的风力，该固定点7将使立柱3降低，从而以这种方式减小浮筒单元和框架部分12相对于竖直平面“P”的角度设定。
所述梁结构5具有空心轮廓的形式并围绕用于驱动发电机单元“G”的传递旋转运动的系统“S”，其中所述发电机单元应相对于梁结构5中心定向。
因此，本发明通过例示的上述设备指出使用所述涡轮4b和属于设备“A”的装置的目的，由风力可旋转螺旋桨叶片4b1；4b2关联的所述涡轮4b将相对于轮毂4b3可旋转地设置在中心线4b4或分配给螺旋桨叶片的上升轮廓周围，所述装置用于将涡轮的螺旋桨叶片相对于风“W”的虚风眼保持成直角。
相同的结构将被分配给其他涡轮4、4a、4c。
更具体而言，应指出，所述第一装置61将由设备62组成，用于在螺旋桨叶片旋转期间控制螺旋桨叶片的旋转运动，并且所述装置61进一步可适于向螺旋桨叶片提供设备62的振动顺列内的不同旋转位置。
更具体而言，所述设备62适于在螺旋桨叶片4b1的下行运动的一部分或全部期间将螺旋桨叶片4b1转动到第一旋转位置，并适于在螺旋桨叶片4b2(或4b1)的上行运动的一部分或全部期间将螺旋桨叶片4b2(或4b1)转动到第二旋转位置。
然后所述设备62将被控制单元63控制，该控制单元63响应输入信号63a，尤其是相关风力63a1、螺旋桨叶片相对于其轮毂的角度设定63a2、螺旋桨叶片的上升轮廓63a3的轮廓和/或相关的空气扰动63a4形式的输入信号63a，以与涡轮4b、4、4a和4c相关的螺旋桨叶片的输出信号63b1、63b2、63b3和63b4的形式，产生输出信号63b，用于针对最大化的产生的电力改变螺旋桨叶片的旋转位置。
输入信号还将在输入信号63a6条件下考虑螺旋桨叶片的即时旋转位置，并考虑运动是否下行或上行。
设备62在输入信号63a5条件下通过控制单元61能被螺旋桨叶片的旋转区域内的风的分布驱使。
已结合图1和图2公开的结果引起图3中每一个转子上的扭矩(M)，图3中的转子可替换同等的转子或螺旋桨叶片。
总的结果将是整个漂浮结构或设备“A”在风“W”的风眼外旋转。
自然地，该倾斜的位置被希望使结构朝风眼变直的其他作用限制，但修正因子也可为这些其它因素而被引入。
风还可能向侧面不完全均匀地分布。
分别根据图3至图5，用于设备“A”的相关平台具有超过200米的宽度，因此风速发生的变化必须予以考虑。这还导致通过其他装置使平台转动变得必要，从而相对于主方向占据最佳角度。
为了获得最大的电力生产，该结构将必须被偏航并以最佳方式调整。
一种通过风力控制转子转数的确定方法可控地改变螺旋桨叶片的角度使之与风的方向差不多成直角(“桨距控制”)。该方法还用于空气动力学地制动螺旋桨叶片的旋转。
当转子叶片4b1、4b2围绕其相应的纵向轴线4b4旋转或“倾斜”时，在转子上的合成压缩力将被改变。
本发明基于通过控制单元61a逐个地控制螺旋桨叶片的叶片角。
每个涡轮单元4-4c可通过控制单元61被分配其自身的叶片角(倾斜角)，所述角被调整，从而整个平台和设备“A”可具有净力矩，以使其保持在生产最大电力的位置。
可替换地，每个螺旋桨叶片的叶片角可被控制，从而叶片角在螺旋桨的一个旋转期间改变，处于向下方向运动的叶片减小来自风的压缩力，其形成了早先描述的平面外不期望的扭矩。
这里所提到的方案的优点在于，叶片角控制的原理和结构因为其他原因已能够用到固定的风力涡轮中，然而，后者适于慢速控制功能和过程，然而根据本发明，角控制适于在叶片围绕其轮毂的旋转运动之后的快速控制功能。
另一优点在于，获得足够的能量，用于操纵平台和设备“A”抵抗来自直接撤回风力的风，其能提供非常大的力。
本发明基于使平台的运动一方面通过所述第一装置且另一方面通过所述第二装置被非常快地控制。
对根据图6的图示实施例的额外参考图示了多个输入信号的使用，该多个输入信号来自涡轮4-4c中的每一个和与它们协调的传感器或单独来自选定传感器的所有可用的输入信号。
这些输入信号被允许经由中心单元64a和选定算法64b穿过其A/D转换器到达计算电路64。
计算出的输出信号63b，比如用于涡轮4b和4c(涡轮4和4a未示出)的信号63b1和63b2，尤其根据螺旋桨叶片的上行或下行旋转方向，通过输入信号63a6或用于风力及其方向的其它控制信号，被提供到D/A转换器，以单独地调节和控制螺旋桨叶片4b1、4b2的旋转位置。
本发明还可应用到根据图7的固定风力发电站中。
本发明当然不限于上文公开的作为例子的实施例，本发明可以在以下权利要求中例示的本发明概念框架之内进行变化。
具体地，应该注意到，每个例示出的单元和/或电路可在能够获得所希望的技术功能的框架内与例示出的单元和/或电路彼此组合。

Claims (16)

1.一种用于从主导风力创造先决条件以产生电力的与水体相关的设备，包括：a；能漂浮在所述水体中的单独但协同的浮筒单元，b；多个，至少两个邻近彼此定位且协同的涡轮(风力驱动螺旋桨)，c；牢固地锚定到所述水体的受限底部区域的锚泊系统，d；能通过涡轮的旋转运动被驱动以产生所述电力的发电机单元，e；电缆部分，该电缆部分一方面连接到所述发电机单元，另一方面连接到分配产生的电力的以地面为基地的配电网，其中，分配给所述涡轮并且能通过所述风力旋转的能旋转的螺旋桨叶片相对于轮毂被能旋转地设置在所述螺旋桨叶片的中心线或上升轮廓和属于所述设备的第一装置周围，其特征在于：所述第一装置包括用于在所述螺旋桨叶片旋转期间控制所述螺旋桨叶片的旋转运动的设备，并且所述第一装置适于至少在一个旋转期间通过所述设备将不同的旋转位置分配给所述螺旋桨叶片。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备适于在所述螺旋桨叶片向下方向运动的一部分期间将所述螺旋桨叶片旋转到第一旋转位置，并适于在所述螺旋桨叶片向上方向运动的一部分期间将所述螺旋桨叶片旋转到第二旋转位置。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备能被控制单元控制，该控制单元响应输入信号，尤其是相关风力、所述螺旋桨叶片相对于其轮毂的角位置、所述螺旋桨叶片的所述上升轮廓和/或相关扰动形式的输入信号，产生输出信号，用于针对最大化的产生的电力改变所述螺旋桨叶片的旋转位置。
4.根据前述权利要求中任意一项，特别是权利要求3所述的设备，其特征在于，通过所述控制单元，所述设备通过所述螺旋桨叶片的旋转区域内的风速分布被致动。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的设备，其特征在于，所述浮筒单元由至少两个柱和至少一个立柱构成并被分配成至少两个柱和至少一个立柱，所述至少两个柱本身能漂浮并为竖直的或至少基本竖直的，用于尤其形成框架部分，所述立柱使所述框架部分在所述水体中的位置稳定，所述两个柱适于能够支撑水平定向的自身为抗挠刚度的梁结构，所述梁结构被调整并且被设定尺寸适于能够支撑所述涡轮，并且所述两个柱中的每一个与所述立柱一起被设定尺寸和/或被调整使得，随着它们的下部浸入到所述水体，它们保持所述框架部分漂浮在水表面上方，并且其中所述立柱通过由所述框架部分定向的一个平面横向地移位，并且，所述两个柱和所述立柱适于与所述框架部分协作，并适于附接到所述锚泊系统，且附接地被允许与所述锚泊系统协作。
6.根据权利要求1或5所述的设备，其特征在于，在所述立柱与所述两个柱，即第一柱(1)和第二柱(2)中的每一个之间延伸有被设定尺寸用于承受压缩力的条形装置(10、10a)，并且，在所述立柱与所述第一柱和所述第二柱中的每一个之间延伸有被设定尺寸用于承受牵引力的至少一个第一装置(11)以及被设定尺寸用于承受牵引力的另外的第二装置(12a、12a’)。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，比如金属丝或类似物形式的所述第一装置和所述第二装置各自在条形装置的附接部的一侧上、该附接部上方和下方被附接到所述第一柱和所述第二柱。
8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述条形装置在限定中间区域(“a”)中被附接到与所述条形装置相关的柱上，所述限定中间区域(“a”)定向在所述梁结构(5)与属于所述水体的水表面(“Va”)之间。
9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，被设定尺寸比如适于压缩力的梁单元适于在属于所述水体的水表面附近且在该水表面上方与所述两个柱协作。
10.根据权利要求1或6所述的设备，其特征在于，在所述梁单元的中心定向的附接点与所述第一柱和所述第二柱的上部或可替代地所述梁结构之间延伸有被设定尺寸用于承受牵引力的第三装置。
11.根据前述权利要求中任意一项所述的设备，其特征在于，被设定尺寸用于承受牵引力的第四装置适于在属于所述水体的水表面附近且在该水表面略微上方与所述两个柱协作。
12.根据前述权利要求中任意一项，特别是权利要求11所述的设备，其特征在于，被设定尺寸用于承受牵引力的所述第四装置被定向为在所述第一柱的下部与所述第二柱的上部之间延伸，反之亦然。
13.根据前述权利要求中任意一项所述的设备，其特征在于，一个单独的发电机单元(“G”)或多个这种单元适于在传递旋转运动的系统(“S”)上通过分配给所述梁结构的多个风力涡轮被驱动。
14.根据前述权利要求中任意一项所述的设备，其特征在于，所述立柱(3)适于能够与变压器单元(“T”)协作和/或封闭变压器单元(“T”)。
15.根据前述权利要求中任意一项，比如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述变压器单元位于所述立柱内，从而将用作压载物。
16.一种用于创造先决条件以从主导风力产生电力的设备，所述设备包括：涡轮(风力驱动螺旋桨)、能通过所述涡轮的旋转运动被驱动以产生所述电力的发电机单元以及电缆部分，该电缆部分一方面连接到所述发电机单元，另一方面连接到分配产生的电力的以地面为基地的配电网，其中，分配给所述涡轮并且能通过所述风力旋转的螺旋桨叶片相对于轮毂被能旋转地设置在分配到所述螺旋桨叶片的中心线或上升轮廓和与所述设备相关联的第一装置周围，其特征在于，所述第一装置由用于单独地控制所述相应的螺旋桨叶片在其旋转期间的旋转运动的设备构成，并且所述第一装置适于至少在一个旋转期间通过所述设备将不同的旋转位置分配给所述相应的螺旋桨叶片。
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