CN107592848B - 牵引空气装置、用于风力设备的空气装置、用于电力生产的风力设备和设置有牵引空气装置的船舶 - Google Patents

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Abstract

一种具有多个用于风力发电设备的翼轮廓的牵引空气装置以及包括所述空气装置的风力发电设备。

Description

牵引空气装置、用于风力设备的空气装置、用于电力生产的风 力设备和设置有牵引空气装置的船舶
技术领域
本发明涉及一种牵引空气装置、用于电力生产的风力设备的空气装置、包括所述装置的用于电力生产的风力设备和设有牵引空气装置的船舶。
背景技术
在电力生产领域,众所周知的是使用风力涡轮,风力涡轮将风力的动能转化为机械能,其可用于涡轮本身的轴,并且依次利用发电机转化为电力。利用安装在塔上的风力涡轮并且基于整体生成的功率将电力生产设备基本上细分成使用具有水平轴线的涡轮的设备和使用具有垂直轴线的涡轮的设备。在具有水平轴线的设备中,可能的构造为涡轮提供一个、两个或三个叶片,而具有垂直轴线的不太普遍的涡轮通常提供叶片,所述叶片被设置在主要圆形的结构上并由基座支撑。
用于开采高海拔风力的解决方案是已知的,其基于设置有螺旋桨和电动发电机的空气设备,其中螺旋桨最初由电动发电机控制,该电动发电机由电源提供电力,以将空气设备提升到一海拔,其中,此后,螺旋桨被用于使用高海拔风力来生产电力。因此,电力是在高海拔处产生的,并通过电缆传输到地面,所述电缆将空气设备连接到地面。用于开发高海拔风力的解决方案是已知的,其基于热气球,所述热气球内部设置有转子和发电机。在这种情况下,电力也会在一海拔处产生,并通过电缆传输到地面,所述电缆将热气球连接到地面。已知用于开采高海拔风力的解决方案是基于空气设备,所述空气设备被提到一高海拔并且通过锚定电缆连接到地面,所述锚固电缆被交替地释放和回收,以激活放置在地面上的发电机。
用于开采高海拔风力的解决方案是已知的,其基于一帆具,所述帆具被提升到一高海拔并利用至少两根控制电缆被连接到地面,所述控制电缆用于以类似于降落伞伞盖的方式控制帆具的运动。在这种情况下,也需要锚定电缆,其被交替地释放和回收,以激活放置在地面上的发电机。
已知的解决方案是一些帆具被用于拖曳一些台车,该台车可沿着环形路径在放置在地面上的轨条上移动,并且其中利用放置在台车上的发电机产生电力。
已知的解决方案是利用无线控制设备来控制在一高海拔处飞行的真实飞行器,并且其中利用至飞行器的连接电缆而在地面上产生电力,所述飞行器通过拉出连接电缆,然后通过拉入电缆本身来回收,而交替地自由地跟随电流。
众所周知的解决方案是将空气装置用于船舶的牵引,其中一个或多个空气装置利用风能以提供牵引能量,用于船舶的前进。
专利申请US 2012/104763描述了一种基于空气装置的系统,其适于在大风中以交替模式操作。该系统可以在大风中以降低的效率运行,以便在这些大风中减轻在系统上的负载。该系统可以使用多元件翼型,所述翼型被致动以减小翼型的升力系数,从而在高风力条件下减轻负载。其他飞行方面可受到控制,包括侧滑地飞行的空气装置,以引起可降低系统上负载的阻力。
专利申请EP 1 629 193描述了一种发电组件,其包括具有低密度的主体,以在主体的表面上提供升力和风力驱动设备,从而产生电力。该主体具有气动棱柱形状,并具有部分圆形或部分椭圆形的横截面正面区域。
专利申请EP 2 341 242描述了一种旨在利用风力资源的系统。该系统可以将风的动量转换成空气动力或将风能转移到表面上的地面站组,所述空气动力可以直接用于系统作为高海拔平台而工作的情况,该过程通过电缆组的张紧和展开来执行,该电缆组将机载组连接到地面站组中的卷轴机。通过控制组可以显著改变张紧电缆的空气动力的合力矢量。
专利申请US 2002/040948描述了一种使用多个用于有用动力的自支撑翼型风筝的风力利用系统。该系统包括多个串联的翼型风筝,所述翼型风筝通过控制线和支撑线连接到枢转控制壳体上。控制线可以相对于支撑线的长度改变长度,以控制翼型风筝的迎角、俯仰角、飞行方向和飞行速度。控制线的长度通过控制壳体中的可动滑轮系统由地面站控制,以调节翼型的方向,从而跟随特定的飞行路径。控制线和支撑线也缠绕在控制壳体中的动力轴和滑轮系统上。由于翼型风筝以非常高的速度被风推进,因此翼型产生强大的轴向力。然后在该轴向张力下将控制线和支撑线卷放,使得控制壳体中的动力轴和滑轮系统转动发电机发电。在翼型风筝完成其卷放动力行程后,翼型的俯仰角度大大增加,因此其可以通过其控制线和支撑线路沿着路径使用最小的力被卷绕。一旦翼型被重新卷绕到适当的距离,翼型再次成角度用于进行高速操作以产生强大的轴向力并且被卷放,从而提供另一个动力冲程。然后,翼型风筝再次沿着路径被卷绕,并且整个过程重复。由于重新卷绕翼型的力远小于卷放期间产生的力,因此产生净功率。
专利申请US 2007/126241描述了一种用于空中发电系统的风力驱动设备,所述设备包括从动元件和控制件。从动元件被构造和成形为在操纵的顺风阶段提供来自升力和牵引力的最大力,并且在逆风期阶段提供最小力。从动元件具有带有前缘和后缘的帆具部分。控制件可在用于顺风操作的高力配置和用于逆风操作的低力配置之间改变从动元件,调整从动元件的俯仰角和方位角,并控制弯度。
专利申请DE 10 2007 057267描述了一种机构,所述机构用于转换由风能产生的驱动力和浮体相对于周围水的合成的相对运动。该机构设置有能量船舶,所述能量船舶具有至少一个自由流动水涡轮或扩散器或涡流涡轮,所述自由流动水涡轮或扩散器或涡流涡轮由至少一个风拖曳或束缚的帆具和/或至少一个Flettner转子驱动。
现有技术的问题
基于配备有风力叶片的涡轮的现有技术解决方案的主要缺点是成本高,需要具有足够速度的低海拔风以使涡轮运转,由于需要高的最小风速的间歇运行,需要将涡轮安装在距离地面非常远的位置,一般在高塔上,但不超过一百米,需要一个可以根据风向定向的结构,需要维护,该维护必须在其中叶片和发电机所处的塔的顶部进行。此外,传统风力发电机的尺寸和大小大大增加,以便利用规模因素的经济性,并尝试以越来越高的平均速度和更恒定的性能来捕获风。然而,由于材料的阻力和结构受到的力,对于叶片尺寸或塔的高度的简单增加,存在物理和工程上的限制。通过克服叶片的大小和塔的高度的某些限制,破裂的风险增加,因此克服这种不能有效利用电流和在较高海拔所发现的风的限制并不是有利的—也是危险的。此外,虽然风力叶片的尺寸增加转化为效率的提高,但是存在技术限制以及对于执行成本和可获得的效率限制。
基于设置有被提到高海拔的发电机的热气球或空气设备的解决方案也在陀螺仪和GPS系统的帮助下需要严格的飞行自动控制,因为在高海拔处的结构必须以类似于飞机或直升机的方式被控制。此外,这种系统的特征在于能够获得合适的功率的显著的重量和尺寸。此外,这种系统需要锚固到地面的大的结构以防止在恶劣天气的情况下的损坏。由于在高海拔处发电,因此这种系统需要具有大尺寸、长度和重量的系泊和电连接电缆,因为需要通过非常长的电缆将高海拔处产生的电力输送到地面。此外,这种解决方案还具有触电危险,因为存在将飞行结构连接到地面的导体电缆。此外,这种解决方案也有在高海拔处干扰空中交通的风险。由于叶片和发电机被放置在高海拔处的空气设备上,因此由于非常重的空气设备本身可能坠落并且在失控的情况下可能会撞到地面而对东西或人员也造成损坏的危险。
在基于带有双重锚固电缆的空气设备或帆具的现有技术的解决方案中,双重锚固电缆被连接到放置在地面上的发电机,该锚固电缆也具有空气装置的控制功能。由于这种解决方案利用电缆的释放和回收运动来激活发电机,因此它们不能充分利用高海拔风的潜力,并需要两个卷筒发电机单元,从而增加它们的成本。此外,不仅功率的产生在时间上不是恒定的,而且在电缆的回收阶段过程中,系统必须提供电力,从而降低系统或设备的效率。此外,电缆由于经受达到最大张力的连续的退绕阶段和达到最小张力的重新卷绕而很快磨损,因此在卷绕电缆的匝之间存在持续摩擦。此外,由于电缆的早期磨损,因此还需要提供维护和更换干预,从而使设备停止。
基于由无线控制设备控制的飞行器的现有技术解决方案是非常复杂的,因为它们需要飞机上的控制系统、致动系统、电池和传输装置,该飞行器的系统的尺寸必须被确定以确保真实飞行器的控制,因此,它们必须具有足够的强度和尺寸,以便能够在着陆过程中和在没有发电的情况下也操纵飞行器。此外,这样的系统受到以下事实的限制:它们利用电缆的释放和回收运动来激活相应的发电机,并且它们不能充分利用高海拔风的潜力,从而降低其效率和有效性。此外,不仅能量的产生在时间上不是恒定的,而且在电缆的回收阶段,系统必须提供电力,从而降低系统或设备的效率。此外,电缆由于经受达到最大张力的连续的退绕阶段和达到最小张力的重新卷绕而很快磨损,因此在卷绕电缆的匝之间存在持续摩擦。此外,由于电缆的早期磨损,因此还需要提供维护和更换干预,从而使设备停止。
一般来说,基于刚性飞行器的解决方案在飞行器坠落的情况下会面临损坏的风险,而基于帆具的解决方案效率较低,不能达到与具有刚性翼的飞行器的相同性能。
基于沿着环形路径拖曳的台车的解决方案虽然解决了一些先前解释的问题,但由于用于牵引台车的空气设备的类型而面临重大问题。实际上,空气设备是帆具。非刚性帆具的存在以及通常各种电缆的存在意味着电缆彼此扭曲的风险,结果需要停止设备。此外,复杂的程序对于起飞帆具是必要的,这需要获得足够的膨胀条件才能获得必要的飞行速度以达到运行海拔。如果考虑到帆具必须定期着陆,然后如果没有最佳飞行条件或需要进行检查或维护干预,则再次起飞,这是非常有问题的。
使用空气装置用于船舶牵引的现有技术方案几乎没有效率并且管理困难。
本发明的目的
本发明的目的是提供一种牵引空气设备,所述设备可以用于船舶的牵引和用于在用于电力生产的风力设备中发电。本发明的另一个目的是提供一种牵引空气设备,所述设备具有空气动力学结构几何形状,以便最大化空气动力学效率和牵引力。本发明的另一个目的是提供一种牵引空气设备,所述设备在保持电阻和强度特性高的同时也非常轻。本发明的另一个目的是提供一种不需要控制系统的牵引空气设备,所述设备从保持飞行的能量的观点来看是昂贵的。
本发明的概念
该目的通过本申请的特征来实现。本申请提供有利的解决方案。
本发明的有利效果
根据本发明的解决方案对作为船舶牵引装置的应用以及在发电设备中的应用两者有利地允许高海拔风的有效开发。此外,对于作为船舶牵引装置的应用和在风力发电设备中的应用而言,相对于传统的解决方案的根据本发明的解决方案具有低成本并且需要较少的维护,也有利于维护。
根据本发明的解决方案允许获得具有小的整体尺寸和轻的结构的风力发电设备。
关于作为船舶牵引装置的应用以及在风力发电设备中的应用两者,根据本发明的解决方案有利地允许相对于现有技术系统获得几乎双倍的飞行操作时间,并且允许使用来自各个方向的风而不需要可定向结构。
对于作为船舶牵引设备的应用,根据本发明的解决方案允许使用用于船舶牵引的风力,从而降低燃料消耗和污染排放。
附图说明
在下文中,将参照附图描述解决方案,所述附图将被视为本发明的非穷举性例子,其中:
图1示出了包括根据本发明的空气装置的设备。
图2示出了图1的设备的细节。
图3示出了根据本发明的空气装置的侧视图。
图4示出了空气装置的不同实施例的侧视图。
图5示出了图3的空气装置的一部分的立体图。
图6示出了图3的空气装置的立体图。
图7示出了图3的空气装置的立体图。
图8示出了图3的空气装置的一个翼的剖视图。
图9示出了图3的空气装置的一个翼的剖视图。
图10示出了图3的空气装置的一部分的立体图。
图11示出了图3的空气装置的立体图。
图12示出了图1的设备的细节。
图13示出了图1的设备的细节。
图14示出了图1的设备的台车的立体图。
图15示出了图14的台车的平面图。
图16示出了图14的台车的正视图。
图17示出了具有移除的一些部件的图14的台车的视图。
图18示出了图14的台车的车轮系统的视图。
图19示出了图1的设备的细节。
图20示出了可能起飞和着陆系统。
图21示意性地示出了图1的设备的操作。
图22示出了保持电缆的涂层的应用。
图23示出了导向系统的第一可能实施例。
图24示出了导向系统的第二可能实施例。
图25示出了导向系统的第三可能实施例。
图26示出了用于船舶牵引的根据本发明的装置的应用。
具体实施方式
参考附图,本发明涉及(图3,图4,图5,图6,图7)用于风力设备(10)的空气装置(1)和用于电力生产的风力设备(10)(图1,图2,图12,图13,图14,图19,图21)。空气装置(1)利用保持电缆(18)连接到台车(8)(图1,图12,图13,图17,图19,图20,图21),所述台车在引导件(2)上滑动,所述台车因此可利用空气装置(1)被牵引并设置有用于产生电力的设备(27,28)。根据本发明的解决方案通常适用于环形路径风力设备(10),其中空气装置(1)基于电缆系统,所述电缆系统将空气装置(1)提升至高海拔,其中在强度和时间的可用性方面都有很大的气流。实际上,从在风力发电领域所进行的研究中,得知风速和均匀度随着海拔的增加而增长。例如,距离地面100米的高度,风力的平均值由于强度不佳或由于恒定性不佳而具有较差的可开发特性,而距离地面400米的高度,风速总是可以利用于电力生产,并具有时间恒定性较强的特点。由于风力与速度的三倍成比例,因此在高海拔下利用空气装置(1)的设备的效率相对于具有风力叶片的低海拔设备具有更好的性能,获得更高的效率,在地面上占有相等的表面。事实上,通过比较各种类型的设备,可以得知风叶放置在腹地的设备的平均产能为700W/平方米,叶片放置在海岸上的设备的平均生产能力为1000W/平方米,而根据本发明的系统能够获得高于1800W/平方米的生产能力。
根据本发明(1)的空气装置(图3,图4,图5,图6,图7,图11)设置有两个翼(11,12),所述两个翼根据相互地叠置构造而设置,其中第一翼(11)利用连接元件(13,14)连接到第二翼(12),所述连接元件将两个翼(11,12)彼此间隔开一距离(D),所述距离优选地等于一数值,使得空气装置(1)的宽度与两个翼(11,12)之间的距离(D)之间的比率在0.8和1.2之间。第一连接元件(13)在翼(11,12)的纵向展开的第一端(36)附近将第一翼(11)连接到第二翼(12)。第二连接元件(14)在翼(11,12)的纵向展开的第二端(37)附近将第一翼(11)连接到第二翼(12)。第一端(36)和第二端(37)是翼(11,12)的纵向展开的相对端。第一翼(11)限定第一翼轮廓(19)(图3,图4),所述第一翼轮廓(19)表示第一翼(11)的横向展开轴线。第二翼(12)限定第二翼轮廓(20)(图3,图4),所述第二翼轮廓(20)表示第二翼(12)的横向展开轴线。连接元件(13,14)根据一构造被连接到翼(11,12),使得第一翼(11)、第二翼(12)、第一连接元件(13)和第二连接元件(13)形成具有双重叠置翼的基本四边形结构。
通过具有双重叠置翼的这种几何形状,相对于已知的现有技术解决方案,显著地使整体横向尺寸最小化,因为通过空气装置(1)相等的侧向延伸,由于第一翼(11)和第二翼(12)的存在,获得双翼表面(11),所述第一翼(11)和第二翼(12)根据相互地叠置的构造而彼此间隔开。相互地,通过相等的翼表面,相对于现有技术的解决方案,获得了减半的整体横向尺寸。这种构造允许获得具有相等的表面和翼展弦比的最小诱导阻力。从空气动力学的角度来看,它相当于具有倍增翼跨度的单翼。通过用相等的翼表面将整个横向尺寸减半,也提高了空气装置(1)的机动性以及其刚性。第一翼(11)构造成在空气装置(1)的飞行状态下放置在第二翼(12)的上方。优选地,第一翼(11)相对于第二翼(12)垂直地不对准,连接元件(13,14)根据一构造连接到翼(11,12),使得连接元件(13,14)的纵向展开轴线相对于翼(11,12)的翼轮廓(19,20)形成一角度(a',a”)。可以提供两种不同的构造,其中连接元件(13,14)将连接到翼(11,12)上:
-根据一构造,使得第一翼(11)相对于第二翼(12)和相对于前进方向(9)向前(图4)放置,以便产生一定的纵向深度,所述深度允许空气装置(1)在飞行时获得更大的纵向稳定性。因此,在这种情况下,连接元件(13,14)根据一构造连接到翼(11,12),使得连接元件(13,14)的纵向展开轴线相对于翼(11,12)的翼轮廓(19,20)形成第一角度(a'),所述第一角度(a')大于90度,优选在91和135度之间,甚至更优选地在95和130度之间;
-根据一构造,使得第一翼(11)相对于第二翼(12)和相对于前进方向(9)向后(图3)放置,以便产生一定的纵向深度,所述深度允许空气装置(1)在飞行时获得更大的纵向稳定性。因此,在这种情况下,连接元件(13,14)根据一构造连接到翼(11,12),使得连接元件(13,14)的纵向展开轴线相对于翼(11,12)的翼轮廓(19,20)形成第二角度(a”),所述第二角度(a”)小于90度,优选在45和89度之间,甚至更优选地在50和85度之间;
在保持电缆(18)断裂的情况下,这种构造是特别重要的。事实上,空气装置(1)的所描述的构造允许获得良好的稳定性条件,因此,如果保持电缆(18)断裂,则空气装置(1)能够通过在限定区域内的滑行自主着陆。
然而,清楚的是,第一翼(11)相对于第二翼(12)垂直地对准的解决方案也是可能的,因此,连接元件(13,14)根据一构造连接到翼(11,12),使得连接元件(13,14)的纵向展开轴线相对于翼(11,12)的翼轮廓(19,20)形成90度的一角度(a',a”)。这种解决方案相对于具有垂直不对准的翼的解决方案有利地具有更好的空气动力学效率,但是在被动飞行的情况下,具有较小的纵向控制稳定性。
根据包括一组不同翼轮廓(21,22,23,24)的多重元件构造来制造(图5,图6,图7,图8,图9,图10)翼(11,12)。在实践中,翼(11,12)由一组翼轮廓(21,22,23,24)组成,所述翼轮廓根据一机构以相互接近的状态布置,以便:
-最大限度地提高空气动力学效率,获得小的前部总体尺寸;
-最小化翼(11,12)的总重量;
-最大化翼(11,12)的刚度;
相对于现有技术的具有单个轮廓的翼解决方案,具有多翼轮廓(21,22,23,24)构造的翼具有显著减小的前部总体尺寸。这意味着相对于单轮廓翼的其阻力显著减小。
多翼轮廓(21,22,23,24)包括至少一个第一翼轮廓(21)和一个第二翼轮廓(22)(图5,图6,图7,图8,图9),它们在相互平行状态下彼此相互地一个接一个地放置并且彼此间隔开,以便在第一翼轮廓(21)的后缘或尾端与第二翼轮廓(22)的前缘或头端留下第一狭槽(38),术语“头”和“尾”参考前进方向(9)。多翼轮廓(21,22,23,24)的存在允许在翼(11,12)上获得气流,所述气流保持粘附到翼表面上。相反,在没有多翼轮廓(21,22,23,24)的情况下,超过一定入射角的翼(11,12)上的气流相对于翼表面分离,导致在升力、牵引力和电力的随后损失下而失速。优选地,多翼面轮廓(21,22,23,24)还包括至少一个第三翼轮廓(23),所述第三翼轮廓相对于第一翼轮廓(21)和当空气装置(1)处于飞行位置时相对于重力方向放置在下方。第三翼轮廓(23)相对于第一翼轮廓(21)平行地展开并且与第一翼轮廓(21)间隔一距离,所述距离比第一翼轮廓(21)和第二翼轮廓(22)之间的距离大,所述第一翼轮廓(21)和第二翼轮廓(22)一个接一个地相互地放置。优选地,多翼轮廓(21,22,23,24)还包括至少一个第四翼轮廓(24),所述第四翼轮廓根据一构造而放置,其中第二翼轮廓(22)和第四翼轮廓(24)在相互平行状态下彼此相互地一个接一个地放置并且彼此间隔开,以便在第二翼轮廓(22)的后缘或尾端与第四翼轮廓(24)的前缘或头端之间留下第二狭槽(39),术语“头”和“尾”参考前进方向(9)。该组的多翼轮廓(21,22,23,24)根据一机构被放置,使得由该组多翼轮廓(21,22,23,24)限定的表面的包络具有基本上的液滴状构造,以便在翼(11,12)的下侧上产生过压,而在翼(11,12)的上侧上产生负压,术语“上侧”和“下侧”是指当空气装置(1)处于飞行位置时的重力方向。关于过压和负压,指的是相对于彼此并且相对于翼(11,12)的上侧和下侧是不同的压力,其中过压相对于负压所指示的那个压力指示较大的压力。通过所述构造,翼(11,12)的特征在于高升力系数CL和低阻力系数CD,从而通过风的作用飞行时增加空气装置(1)的速度,并且最重要的是提高空气动力学效率。通过增加该组多翼轮廓(21,22,23,24)的翼轮廓的数量,翼(11,12)的升力系数CL增加。
利用空气装置(1)产生的动力与空气装置(1)的三个速度W的动力-动力成比例,并且根据关系式与升力系数CL和阻力系数CD之间的比率的平方成比例:
(i)
Figure GDA0002513001370000101
在关系式(i)中,P表示利用空气装置(1)产生的动力,CL表示翼(11,12)的升力系数,CD表示翼(11,12)的阻力系数,W表示空气装置(1)的速度,A表示空气装置(1)的平面,r表示空气密度。
由于通过所描述构造,翼(11,12)的特征在于高升力系数CL、低阻力系数CD、高速度W,可知根据本发明的空气装置(1)能够生成相对于现有技术系统的显著地更大的动力。应该指出的是,对于所描述结构,考虑到对应于所提供的飞行角度的五度的翼(11,12)的示例性迎角,根据本发明的空气装置(1)具有等于或高于16.5的CL/CD比率,而以帆具形式制造的类似的现有技术装置达到等于10的CL/CD比率的最多值。因此,通过所描述的构造可获得的相当大的优点是明显的。
多翼轮廓(21,22,23,24)利用一系列翼肋条16彼此固定,所述翼肋条沿翼轮廓(21,22,23,24)的纵向展开被设置成彼此间隔开。该翼肋条(16)根据彼此相互间隔的构造将翼轮廓(21,22,23,24)彼此保持在一起,并且将负载分布在各种翼轮廓(21,22,23,24)之间。此外,在实现双“T”截面的情况下,翼肋条(16)用作翼梁的芯,其中第一翼轮廓(21)和第三翼轮廓(23)对应于翼梁的基部。
单翼轮廓(21,22,23,24)通过拉挤成型(也就是说,通过拉伸工艺进行挤出)获得的截面制成。单翼轮廓(21,22,23,24)可以例如由树脂(例如聚氨酯树脂)浸渍处理的碳纤维或玻璃纤维或所述材料的组合制成。相对于环氧树脂、乙烯基酯和聚酯树脂,聚氨酯树脂在疲劳强度、重量和成本方面具有更好的特性。作为替代方案,可以使用热塑性树脂来增加更大的疲劳强度和相对于重量的机械特性。在内部,如此获得的翼轮廓(21,22,23,24)是中空的,并且随后可以填充具有低比重的材料(例如聚苯乙烯)的芯(25)。作为替代,翼轮廓(21,22,23,24)可以用具有不同重量和强度特性的交替材料的层状夹层结构制成。在任何情况下,通过所描述的解决方案,翼轮廓(21,22,23,24)中的每一个构成翼(11,12)的结构的支撑梁,该支撑梁是轻的并且同时非常耐久的。然而,,显而易见的是,可以通过已知技术的任何其他生产循环来生产单翼轮廓(21,22,23,24)。
由一组多翼轮廓(21,22,23,24)组成的翼(11,12)和一系列翼肋条(16)形成根据本发明的空气装置(1)的承载结构。特别地,为了获得翼的承载功能,重要的是具有一结构,所述结构具有多翼轮廓(21,22,23,24)和上轮廓(在这种情况下,为第一翼轮廓(21))和下轮廓(在这种情况下,为第三翼轮廓(23)),以便产生与具有相同结构强度的更大的单翼轮廓相同的效果,这是由于具有多翼轮廓(21,22,23,24)的结构在其内部具有带双T形截面的翼梁,其中上轮廓和下轮廓起翼梁的基部的作用,并且肋条起间隔件的作用并因此起翼梁本身的芯的作用。
因此,根据本发明的空气装置(1)由翼(11,12)和连接元件(13,14)组成,其作为整体形成基本上四边形的结构。连接元件(13,14)的目的是通过执行类似于存在于一些飞机的翼的端部上的“小翼”的功能来减少或可能消除端部旋涡。此外,连接元件(13,14)将第一翼(11)和第二翼(12)保持在彼此相距正确的距离(D)处。例如,连接元件(13,14)可以由复合材料制成的管道组成,所述管道外部涂覆有帆布盖,以保持空气动力学形状。帆布可以由机织或非织造材料制成。以这种方式,连接元件(13,14)具有轻的、弹性的和同时耐久的结构。具有空气动力学形状的连接元件(13,14)的存在有助于减少或消除翼(11,12)的端部涡流(11,12),所述涡流由于每个翼(11,12)的两个相对侧之间存在的压差而形成。这种涡流增加了飞行器的空气动力学阻力,因此连接元件(13,14)的空气动力学形状也有助于提高根据本发明的空气装置(1)的效率。
对应于连接元件(13,14)和翼(11,12)之间的连接区域,进一步存在盖元件(15),其为液滴状并且承担来自于连接元件(13,14)的空气动力学负载,并将其传送(图19)到一系列连接电缆(40),然后所述连接电缆连接到单个保持电缆(18)中,所述保持电缆连接到台车。
优选地,该系列连接电缆(40)包括用于四边形结构的每个角度端的至少一个连接电缆(40)。每个连接电缆(40)可例如,以距离翼的端部的一距离,相对于翼的端部,连接到相应翼的凹进位置中,所述距离等于翼本身总纵向展开的约四分之一,以优化翼的结构部分。盖元件(15)在它们的内部还可以容纳控制装置、指令装置、传感器、远程通信工具和电池。
此外,空气装置(1)还可以设置有加强电缆(17),所述加强电缆形成张力线,所述张力线位于空气装置的四边形结构内侧,并且有助于进一步加强后者的结构。每个加强电缆(17)优选地涂覆有空气动力学覆盖层。
因此,空气装置(1)由于低的翼展弦比而沿翼的跨度具有良好刚度,并且由于设置有加强电缆(17)的封闭结构而具有良好的扭转刚度。碳纤维或玻璃纤维和聚氨酯树脂的使用允许具有高应力抗力和优异的柔韧性,而不会有破裂的风险。
Figure GDA0002513001370000121
表1-不同模型的示例性特征
从表中可以看出,空气装置(1)可以制成具有不同尺寸特性的各种模型。保持电缆的平均长度与空气装置(1)的飞行高度有关。空气装置(1)的操作飞行高度基本上取决于环形引导件(2)的直径,台车(8)沿着所述环形引导件(2)滑动,并由空气装置(1)拖曳。如果空气装置(1)相对于环形引导件(2)的直径放置在过大的高度,则存在与不同空气装置(1)碰撞的风险,所述空气装置连接到在同一引导件(2)上的不同台车(8)。因此,通过增加环形引导件(2)的直径,增加了设备的成本,但是可以使用具有改进的设备效率和开发速度更大的风力的更大的空气装置(1)和更高的飞行高度。
对于地面上的结构(图1,图2,图12,图13,图17,图19,图21),它由闭合线路组成,所述闭合线路优选但不一定具有环形形状,其包括引导件(2),一个或多个台车(8)沿着该引导件滑动地接合,每个台车(8)利用保持电缆(18)通过被放置在一海拔处的相应的空气装置(1)拖曳。因此,在引导件(2)上,可以有几个台车以相等的方式相对于彼此在引导件(2)上行进,每个均由相应的空气装置(1)拖曳。
例如,在地面上可以具有带有环形结构的设备,所述环形结构具有不同直径。考虑到先前在表1中示出的例子,可以仅举例说明地面上对应的环形结构的以下情况。
表2-设备的示例性特点
Figure GDA0002513001370000131
置被支撑,优选地沿着引导件(2)的纵向展开放置在相互等距的位置中。由导向件(2)和塔(6)组成的结构通过固定绳索(7)系统被锚固在地面上,该系统向侧向负载提供高抵抗力。
引导件(2)包括彼此平行且彼此间隔开的第一轨条(3)和第二轨条(4)(图12,图13,图17),所述第一轨条和第二轨条优选地以管状导轨的形式制造。第一轨条(3)和第二轨条(4)起引导设备的作用,所述引导设备将台车(8)保持就位。此外,引导件(2)还包括轨道(5),所述轨道优选地放置在第一轨条(3)和第二轨条(4)之间。中心轨道(5)用于释放空气装置(1)的牵引力并启动(图14,图15,图16,图18)台车(8)的传动轮(31),所述传动轮是相对的橡胶轮,所述橡胶轮在中心轨道(5)的相对侧上接触。
台车(8)设置有框架(32),以下固定到所述框架:
-第一组保持轮(29),所述保持轮滑动地接合在第一轨条(3)上;
-第二组保持轮(30),所述保持轮滑动地接合在第二轨条(4)上;
-一对相对的传动轮(31),所述传动轮在所述中心轨道(5)的相对侧上接触。
每组保持轮(29,30)可以包括一组前轮和一组后轮,其中术语“前”和“后”参考(图13)引导件(2)上的台车(8)的前进方向(9)。每组车轮可以由三对车轮构成,这三对车轮根据不同的接合方向(例如根据相对于彼此成九十度的接合方向)滑动地接合在相应轨条(3,4)上。保持轮组(29,30)用于将台车相对于相应的轨条(3,4)保持就位。
在每个台车(8)上,绞盘(26)被安装,以在起飞和着陆阶段期间退绕和卷绕空气装置(1)的保持电缆(18)。绞盘(26)包括电动机,所述电动机连接到用于缠绕保持电缆(18)的线轴。绞盘还包括控制系统和供电系统,所述控制系统和供电系统连接到电源并且设置有紧急电池,所述紧急电池在没有电源的电力的情况下用于管理保持电缆(18)的卷绕阶段。
台车还设置有至少一个电动发电机,如果需要,为两个电动发电机(27,28)。电动发电机(27,28)将台车(8)的动能转换成电力。例如,对于具有两个电动发电机(27,28)的解决方案,第一电动发电机(27)连接到传动轮(31)的第一个,第二电动发电机(28)连接到传动轮(31)中的第二个,所述传动轮是在引导件(2)的中心轨道(5)上相反旋转的两个橡胶盘轮,以便排出整个载荷而没有打滑的风险。
空气装置(1)以平行于地面的高速飞行,相对于引导件(2)遵循(图21)基本上“8”形的轨迹(35)交替地向左和向右移动。
每个空气装置(1)可以利用控制系统来控制,所述控制系统包括位置传感器、加速度传感器、GPS定位传感器、保持电缆(18)的方向的控制传感器和雷达位置传感器中的一个或多个。以这种方式,存在于引导件(2)上的每个空气装置(1)的位置是确定的,空中装置(1)本身之间以及空气装置(1)与外部飞机之间的碰撞风险均被消除或显著降低。
空气装置(1)利用放置在空气装置(1)本身上的控制件来控制,以根据本说明书中的在以下所说明的内容使其遵循(图21)“8”形轨迹(35)。
为了减少其空气动力学阻力,将成形橡胶泡沫的涂层(41)钩在保持电缆(18)周围,以减小空气动力学阻力。
沿着涂层(41)以规则的间隔设置插入压电发生器,该压电发生器在飞行期间带有由空气装置(1)产生的振动。压电发生器将提供一系列轻装置,所述轻装置优选地具有LED,所述装置允许在夜间识别保持电缆(18)。优选地,涂层(41)将优选地还设置有反射零件,以便在白天增加可视性。此外,相对于保持电缆(18),涂层(41)具有更大尺寸的事实有助于在白天增加其可见度。
保持电缆(18)具有与具有空气装置(1)的连接区域相对应的较小阻力点,以便产生保持电缆(18)的优选断裂点。由于断裂点与具有空气装置(1)的连接区域相对应定位,所以在断裂的情况下,保持电缆(18)能够被绞盘(26)快速地重新卷绕,而不会由于电缆本身坠落而造成损坏的风险,当其在紧急机动操纵中被空气装置(1)拖动时,它应到达远离设备(10)的地面。
空气装置(1)具有放置在翼(11,12)的端部(36,37)上的各种微型致动器,所述致动器控制(图23,图24,图25)放置在翼(11,12)的端部(36,37)上一些扰流板(43)。
扰流板可以放置(图23)在狭槽(38、39)之间,所述狭槽存在于各种翼轮廓(21,22,23,24)之间。如果狭槽(38,39)被阻塞,则气流停止,并且在翼(11,12)的吸力表面的一部分上的整个气流将失去能量,以便使空气装置(1)失速。
替代地或组合地,扰流板(43)可以放置在第一翼轮廓(21)的上侧上(图24,图25),也就是说,在翼型轮廓的上侧,所述翼型轮廓相对于该组多翼型轮廓(21,22,23,24)在较高的位置。以这种方式,当在操作位置被提升时,扰流板还按多翼轮廓(21,22,23,24)的顺序从轮廓本身以及下一个轮廓将流动移除,从而最大化升力落差并最大化飞行控制和控制反应性。
扰流板(43)可以是铰接型(图23,图24)或可以是凹入型(图25),可从翼轮廓(21,22,23,24)中(例如在第一翼轮廓(21)中)获得的间隙线性地引出。
如果第一端(36)的扰流板被致动,则翼(11,12)的所述第一端(36)将相对于翼(11,12)的第二端(37)产生更大的阻力,并且将相对于第二端(37)减慢所述第一端(36),允许控制空气装置(1)的方向变化。为了减慢空气装置(1),可以操作两端(36,37)的扰流板的致动器。为了向空气装置(1)上的控制系统和致动器供应能量,其可以设置有特殊的抗振柔性光伏面板或利用振动的能量产生系统(例如压电发生系统)或具有螺旋桨的小型风力发电机。可以提供解决方案,其中仅有光伏面板或仅用于从振动产生能量的系统或仅具有螺旋桨的小型风力发电机或其组合。在任何情况下,提供使用可充电电池来积累用于以最佳方式管理空气装置(1)的控制的必要电力。
因此,一般来说,空气装置(1)可以包括至少一对通过致动器可移动的扰流板(43),扰流板(图23)在至少一个槽(38,39)附近放置在翼轮廓(21,22,23,24)之间,每个扰流板(43)可在以下至少两个位置之间移动:
-第一位置是延伸位置,其中扰流板(43)至少部分地阻塞狭槽(38,39);
-第二位置是缩回位置,其中扰流板(43)处于狭槽(38,39)的基本不阻塞状态。
作为替代,可以提供一种解决方案(图24,图25),其中空气装置(1)可以包括可利用致动器移动的至少一对扰流板(43),扰流板(43)被放置在至少一个翼轮廓(21,22,23,24)的上侧,每个扰流板(43)可在至少以下的两个位置之间移动:
-第一位置是延伸位置,其中扰流板(43)构成在它安装在其上的翼轮廓的上侧上的气流的障碍物;
-第二位置是缩回位置,其中扰流板(43)处于相对于它所安装在其上的翼轮廓的基本粘附的状态,或处于在它安装在其上翼轮廓的部分内的凹陷状态。
如果高海拔风的检测系统,例如称为“Sodar”的系统确定在高海拔处有足够的风力进行发电并且如果天气预报指示天气稳定,则空气装置(1)的起飞发生。
每个单个空气装置(1)的起飞的各个阶段可概括如下:
-台车(8)在所述引导件(2)上移动,直到与设置有支撑伸缩臂(33)的旋转底座(34)的起重机相对应(图20)。
-空气装置(1)钩住起重机的伸缩臂(33)。
作为替代,也可以是每个台车(8)设置有相应的起重机,以加速设备的启动和停止操作;
-空气装置(1)的保持电缆(18)连接到台车(8);
-空气装置(1)利用与其连接的起重机的伸缩臂(33)提升到一定高度,例如高度为30m,以便最小化地面湍流的影响,并发现强度较大的风力;
-伸缩臂(33)将空气装置(1)逆风放置,然后在初始定位高度处将其释放;
-如果空气装置(1)的初始定位高度处的风不足,则系统利用电动发电机(27,28)将台车(8)移动到地面上,台车(8)拖曳空气装置(1),同时绞盘(26)退绕保持电缆(18),以允许空气装置(1)获得高度并且找到存在用于自我维持运动的足够风力的海拔高度;
-此时,起飞程序用下一个台车(8)和相应的空气装置(1)来重复,直到完成设置在设备(10)中所有空气装置(1)的起飞阶段。
为了加快设置在设备(10)中的所有空气装置(1)的起飞程序,可以安装几台起重机。然而,起重机必须放置在彼此间隔适当的距离处,因为在起飞空气装置(1)之间有适当的安全距离是至关重要的。事实上,靠近地面,由于阵风和湍流,风向也可以在各种点甚至接近点处变化90°。
如果不在存在用于空气装置(1)的飞行的适合的条件,例如由于太强或太弱的风力,则返航程序由以下阶段组成:
-空气装置(1)移动到其飞行包络弧的侧面部分,在这里不存在大的空气动力学负载并因此具有最小动力;
-保持缆索(18)由在其相应的线轴上的所述绞盘(26)重新卷绕;
-当保持电缆(18)几乎完全被重新卷绕时,相应的空气装置(1)的台车(8)在着陆期间将其自身紧挨着(图20)起重机和相应的臂(33)定位;
-起重机钩住保持电缆(18),然后进一步钩住空气装置(1)的保持点,以便能够将其刚性地移动;
-空气装置(1)因此在翻转位置被带到地面,并从保持电缆(18)释放;
-此时,返回程序用下一个的空气装置(1)重复,直到完成在设备(10)中飞行的所有空气装置(1)的返回阶段。
起飞阶段和返回阶段还可以包括用于壳体的起重机的进一步移动阶段,以及将空气装置(1)放入在后者的库中和从其中取出,其中空气装置(1)在受保护的位置被保护。
空气装置(1)还可以设置有用于超速保护的安全系统。该系统基于被动和主动的空气动力学系统两者。在动力在空气装置(1)上不再可用的情况下,先前描述的扰流板自动打开并使空气装置(1)减速。因此,空气装置(1)可以由绞盘(26)不费力地收回。
由于将空气装置(1)连接到地面的保持电缆(18)由电绝缘材料组成且空气装置(1)不起天线的作用,所以设备(10)和空气装置(1)不受直接雷电放电现象的影响。这是在高海拔处不发生发电的事实的有利后果,正如在一些现有技术的系统的情况下,但发电在台车(8)上在地面上发生。
风间歇是考虑到的重要因素之一:在400米的海拔处,风力几乎总是存在,但如果其不在可用的速度范围内,空气装置(1)将使用起重机逐个着陆。作为替代,每个台车(8)还可以设置有相应的起重机,用于加速设备的启动和停止操作,从而可以同时对所有空气装置(1)进行所述操作。
在突然没有风力的情况下,引导件(2)上的台车(8)将自身定位于牵引模式中,其中电动发电机(27,28)用作电动机,并拖曳空气装置(1),以保持其飞行一风返回或空气装置(1)返回到地面所需的时间。
在启动过程中,设备(10)被构造并设置结构为用于通过逆风地放置空气装置(1)并在一短时间内将它们提升至一海拔来自动地启动。
在停止期间,设备(10)被构造和设置结构成使用一个或多个起重机的臂(33)一次一个地回收空气装置(1)。
用于启动设备(10)的最小风力条件必须提供空气装置(1)在一高度处的尽可能长时间的停留,确保最短持续时间,因为在启动和停止阶段,存在台车(8)和起重机的运动的动力消耗。应当注意的是,除了编程的维护阶段之外,空气装置(1)的回收通常仅在有问题的风力的情况下才会发生,而在存在合适的风力条件的情况下,空气装置(1)也可以在高海拔保持延长的活动期间。
总之,本发明涉及(图3,图4,图5,图6,图7,图8,图9,图10)用于风力发电设备(10)的空气装置(1)(图1,图19,图21),其中空气装置(1)包括至少一个翼(11,12),所述翼根据多重元件构造制成,所述构造包括一组以相互接近的状态布置的不同翼轮廓(21,22,23,24),所述组翼轮廓(21,22,23,24)包括至少一个第一翼轮廓(21)和第二翼轮廓(21),所述翼轮廓(21,22,23,24)彼此一个接一个相互放置在相互平行的状态中并且彼此间隔开,使得在第一翼轮廓(21)的后缘或尾端与第二翼轮廓(22)的前缘或头端之间留下至少一个狭槽(38,39),术语“头”和“尾”参考空气装置(1)的前进方向(9)。
此外,本发明涉及(图1,图2,图12,图13,图14,图19,图21)以下类型的风力发电设备(10),其中:
-至少一个台车(8)或拖曳设备可利用经受风力的牵引空气装置沿着引导件(2)移动,所述风力在所述台车(8)上产生牵引动能;
-所述至少一个台车(8)或拖曳设备通过转换所述牵引空气装置的牵引动能而设置有发电装置;
以及,此外,其中牵引空气装置是根据前述解决方案之一制造的空气装置(1)。
台车(8)或拖曳设备也可以制成车辆的形式,在这种情况下,引导件(2)应作为车辆在其上移动的一道路,可选地,包括放置在道路自身上的产生的动力的接收设备,所述接收设备与在由空气装置(1)拖曳的车辆上产生的所产生的动力的传动设备相结合。
此外,本发明还涉及一种设置有牵引空气装置的船舶(42)(图26),该牵引空气装置在船舶(42)的前进方向上施加牵引力,其中牵引空气装置是根据之前描述的解决方案之一的空气装置(1)。
参照优选实施例中的附图实施了本发明的描述,但是显而易见的是,根据前面的描述,许多可能的改变、修改和变化将对于本领域技术人员将是十分清楚的。因此,必须强调本发明不限于先前的描述,而是包括根据所附权利要求的所有改变、修改和变化。
所使用的术语
参考附图中的附图标记,已使用以下术语:
1.牵引空气装置
2.引导件
3.第一轨条
4.第二轨条
5.轨道
6.塔
7.固定绳
8.台车
9.前进方向
10.动力生产设备
11.第一翼
12.第二翼
13.第一连接元件
14.第二连接元件
15.盖元件
16.翼肋
17.加强电缆
18.保持电缆
19.第一翼飞机
20.第二翼飞机
21.第一翼轮廓
22.第二翼轮廓
23.第三翼轮廓
24.第四翼轮廓
25.芯
26.绞盘
27.第一电动发电机
28.第二电动发电机
29.第一组保持轮
30.第二组保持轮
31.传动轮
32.框架
33.臂
34.基座
35.轨迹
36.第一端
37.第二端
38.第一狭槽
39.第二狭槽
40.连接电缆
41.涂层
42.船舶
43.扰流板
a'.第一角度
a”.第二角度
D.距离

Claims (24)

1.一种牵引空气装置(1),其中所述牵引空气装置(1)包括至少一个翼(11,12),所述翼(11,12)根据多重元件构造制成,所述构造包括构成多翼轮廓的一组翼轮廓,所述多翼轮廓放置在相互接近的状态中,所述多翼轮廓(21,22,23,24)包括至少一个第一翼轮廓(21)和一个第二翼轮廓(22),所述第一翼轮廓(21)和所述第二翼轮廓(22)彼此之间以相互平行状态一个接一个地放置,并彼此间隔开,以便在所述第一翼轮廓(21)的后缘或尾端与所述第二翼轮廓(22)的前缘或头部之间留下至少一个狭槽(38,39),术语“头”和“尾”指所述牵引空气装置(1)的前进方向(9),所述牵引空气装置(1)包括所述翼(11,12)中的至少两个翼,所述翼根据一相互叠置构造而放置,其中第一翼(11)利用连接元件(13,14)连接到第二翼(12),所述连接元件使两个所述翼(11,12)彼此间隔开,其特征在于,所述第一翼(11)在与所述前进方向(9)垂直的方向上相对于所述第二翼(12)不对准,所述连接元件(13,14)具有耐久的结构,并且基于一种构造连接所述翼(11,12),该一种构造使得所述连接元件(13,14)的纵向展开轴线相对于所述翼(11,12)的翼平面(19,20)形成角度,所述多翼轮廓(21,22,23,24)通过一系列翼肋(16)彼此固定,该翼肋在所述多翼轮廓(21,22,23,24)的纵向展开方向上布置为彼此间隔开,所述翼肋(16)根据一个相对于另一个相互间隔的构造,保持所述多翼轮廓(21,22,23,24)在一起,以将负载分布在各种多翼轮廓(21,22,23,24)之间,所述多翼轮廓(21,22,23,24)还包括至少一个第三翼轮廓(23),所述翼肋(16)构成具有双“T”截面构造的翼梁的芯,其中所述第一翼轮廓(21)和所述第三翼轮廓(23)对应于所述翼梁的基部,并且通过所述翼肋(16)相互连接。
2.根据权利要求1所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述第三翼轮廓(23)相对于所述第一翼轮廓(21)并且当所述牵引空气装置(1)处于飞行位置时相对于重力方向来被放置在下方,所述第三翼轮廓(23)相对于所述第一翼轮廓(21)以平行的方式展开。
3.根据权利要求2所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述第三翼轮廓(23)与所述第一翼轮廓(21)间隔的距离大于所述第一翼轮廓(21)与所述第二翼轮廓(22)之间的距离,并且所述第一翼轮廓(21)与所述第二翼轮廓(22)相互一个接一个地放置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述多翼轮廓(21,22,23,24)包括:
-另外的第四翼轮廓(24),所述第四翼轮廓根据一构造被放置,在该构造中,所述第二翼轮廓(22)和所述第四翼轮廓(24)在相互平行状态彼此相互一个接一个地放置,并且彼此间隔开,以在所述第二翼轮廓(22)的后缘或尾端与所述第四翼轮廓(24)的前缘或头端之间留下第二狭槽(39)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述多翼轮廓(21,22,23,24)根据一机构放置,使得由所述多翼轮廓(21,22,23,24)限定的表面的包络具有基本上呈液滴状的构造,以便在所述翼(11,12)的下侧上形成过压,并且在所述翼(11,12)的上侧上产生负压,术语“上侧”和“下侧”参考当所述牵引空气装置(1)处于飞行位置时的重力方向。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述连接元件(13,14)将两个所述翼(11,12)彼此间隔开一距离(D),所述距离(D)等于一数值,使得所述牵引空气装置(1)的宽度与两个所述翼(11,12)之间的距离(D)之间的比率在0.8和1.2之间。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述连接元件(13,14)包括第一连接元件(13)和第二连接元件(14),所述第一连接元件(13)在所述翼(11,12)的纵向展开的第一端(36)附近将所述第一翼(11)连接到所述第二翼(12),所述第二连接元件(14)在所述翼(11,12)的纵向展开的第二端(37)附近将所述第一翼(11)连接到所述第二翼(12),其中所述第一端(36)和所述第二端(37)是所述翼(11,12)的纵向展开的相对端,所述连接元件(13,14)根据一构造连接到所述翼(11,12),使得所述第一翼(11)、所述第二翼(12)、所述第一连接元件(13)和所述第二连接元件(14)形成具有双重叠置的翼的基本上四边形的结构。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述第一翼(11)根据一构造在与所述前进方向(9)垂直的方向上相对于所述第二翼(12)不对准,使得所述第一翼(11)相对于所述第二翼(12)和相对于所述前进方向(9)向前放置,所述连接元件(13,14)根据一构造连接到所述翼(11,12),使得所述连接元件(13,14)的所述纵向展开轴线相对于所述翼(11,12)的翼平面(19,20)形成第一角度(a')。
9.根据权利要求8所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述第一角度(a')大于90度。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述第一翼(11)根据一构造在与所述前进方向(9)垂直的方向上相对于所述第二翼(12)不对准,使得所述第一翼(11)相对于所述第二翼(12)并且相对于所述前进方向(9)向后放置,所述连接元件(13,14)根据一构造连接到所述翼(11,12),使得所述连接元件(13,14)的所述纵向展开轴线相对于所述翼(11,12)的翼平面(19,20)形成第二角度(a”)。
11.根据权利要求10所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述第二角度(a”)小于90度。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述连接元件(13,14)利用管道制成,所述管道根据空气动力学形状在外部涂覆有帆布盖。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的牵引空气装置(1),其特征在于,对应于所述连接元件(13,14)与所述翼(11,12)之间的连接区域,盖元件(15)进一步存在,所述盖元件(15)是液滴形的。
14.根据权利要求7所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述牵引空气装置包括加强电缆(17),所述加强电缆(17)形成张力线,所述张力线位于所述牵引空气装置(1)的四边形结构的内部。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述牵引空气装置(1)包括至少一对扰流板(43),所述扰流板能够利用致动器移动,所述扰流板(43)被放置在所述多翼轮廓(21,22,23,24)之间的至少一个所述狭槽(38,39)附近,每个所述扰流板(43)能够在以下至少两个位置之间移动:
-第一位置是延伸位置,其中所述扰流板(43)至少部分地阻塞所述狭槽(38,39);
-第二位置是缩回位置,其中所述扰流板(43)处于所述狭槽(38,39)的基本不阻塞状态下。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述牵引空气装置包括至少一对扰流板(43),所述扰流板能够利用致动器移动,所述扰流板(43)放置在所述多翼轮廓(21,22,23,24)中的至少一个的上侧,所述扰流板(43)中的每个能够在以下至少两个位置之间移动:
-第一位置是延伸位置,其中所述扰流板(43)构成所述扰流板安装在其上的所述翼轮廓的上侧上的气流的障碍物;
-第二位置是缩回位置,其中所述扰流板(43)处于相对于所述扰流板安装在其上的所述翼轮廓的基本粘附的状态下或处于所述扰流板安装在其上的所述翼轮廓的部分内的凹陷状态下。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述牵引空气装置包括选自光伏面板的车载发电系统、利用振动的发电系统、具有螺旋桨的风力发电系统或其组合,所述车载发电系统产生用于供应发光信号装置、位置传感器、加速度传感器、GPS定位传感器、雷达传感器、传输系统和飞行控制系统的电力。
18.根据权利要求9所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述第一角度(a')在91度和135度之间。
19.根据权利要求9所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述第一角度(a')在95度和130度之间。
20.根据权利要求11所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述第二角度(a”)在45度至89度之间。
21.根据权利要求11所述的牵引空气装置(1),其特征在于,所述第二角度(a”)在50度和85度之间。
22.一种类型的风力发电设备(10),其中:
-至少一个台车(8)或拖曳设备能够利用经受风力的牵引空气装置沿着引导件(2)移动,所述风力在所述台车(8)或拖曳装置上利用保持电缆(18)生成牵引动能;
-所述至少一个台车(8)或拖曳设备通过转换所述牵引空气装置的牵引动能来设置有电力发电设备;
其特征在于,所述牵引空气装置是根据权利要求1至21中任一项所述的牵引空气装置(1)。
23.根据权利要求22所述的风力发电设备(10),其特征在于,所述引导件(2)包括:
-第一轨条(3)和第二轨条(4),所述第一轨条(3)和所述第二轨条(4)是彼此平行并间隔开的轨条,所述轨条形成所述台车(8)或拖曳设备的引导设备,所述台车或拖曳设备利用所述台车(8)或拖曳设备的多组保持轮(29,30)滑动地接合在所述轨条(3,4)上;
-轨道(5),所述轨道构成用于所述台车(8)或拖曳设备的至少一个传动轮(31)的连接接口,所述连接接口连接到至少一个对应的发电机(27,28)。
24.一种设置有牵引空气设备的船舶(42),所述牵引空气设备沿所述船舶(42)的前进方向施加牵引力,其特征在于,所述牵引空气设备是根据权利要求1-21中任一项所述的牵引空气装置(1)。
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