CN109219701B

CN109219701B - 多转子风轮机

Info

Publication number: CN109219701B
Application number: CN201780034647.8A
Authority: CN
Inventors: P·B·安德森; A·古普塔; H·库德斯克; J·L·施马克尔
Original assignee: Vestas Wind Systems AS
Current assignee: Vestas Wind Systems AS
Priority date: 2016-04-14
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2037-04-04
Also published as: US20190048847A1; US10697424B2; WO2017178025A1; EP3443220B1; CN109219701A; EP3443220A1

Abstract

一种多转子风轮机(1)，其包括塔架结构(2)和至少一个承载结构(3，4)，每个承载结构(3，4)均布置成用于承载包括转子(6，8)的两个或更多个能量产生单元(5，7)。至少两个转子是逆风或顺风转子(6)，能量产生单元(5)包括逆风或顺风转子(6)，所述转子布置成其重心沿来风方向在所述塔架结构(2)后方的第一距离处，基本位于同一竖直高度，并且沿与所述来风方向基本垂直的方向在距所述塔架结构(2)基本相同的第二距离处布置在所述塔架结构(2)的相反两侧。即使在湍流风条件下，多转子风轮机(1)也是自偏航的。

Description

多转子风轮机

技术领域

本发明涉及一种多转子风轮机，即，包括布置在公共塔架结构上的两个或更多个能量产生单元的风轮机，每个能量产生单元均包括转子。根据本发明的多转子风轮机即使在湍流风条件下也能够可靠地自偏航。而且，根据本发明的一些实施方式，多转子风轮机提供扭矩平衡。

背景技术

风轮机通常包括一个或多个能量产生单元，每个能量产生单元均包括转子，转子包括承载一个或多个风轮机叶片的轮毂。风作用在风轮机叶片上，从而使轮毂旋转。在风轮机是所谓的直接驱动型的情况下，轮毂的旋转移动或者经由齿轮装置或者直接传递到发电机。在发电机中，产生电能，其可以供应给电网。

一些风轮机设置有两个或更多个能量产生单元，以便在不必为风轮机提供一个非常大且因此重的能量产生单元的情况下增加风轮机产生的总功率。这种风轮机有时被称为“多转子风轮机”。

在多转子风轮机中，能量产生单元可以由承载结构承载，该承载结构则连接到塔架结构。因此，至少一些能量产生单元不直接安装在塔架结构上，并且它们可以具有相对于由塔架结构限定的纵向轴线偏移的重心。当风作用于以这种方式安装的能量产生单元时，将产生推力，推力则会导致载荷被引入承载结构中，并且可能在承载结构和塔架结构之间的连接点处引入载荷。

为了允许能量产生单元的转子被引导到来风中，承载结构可以借助偏航装置以可旋转的方式安装在塔架结构上。因此，承载结构可以相对于塔架结构进行偏航移动，从而确保转子相对于来风以正确的方式取向。可以例如借助一个或多个偏航马达主动地进行偏航移动。另选地，偏航系统可以是自动确保转子正确取向的自偏航类型的。这可以例如通过为承载结构提供风向标等来获得。

已知现有技术的自偏航机构在大多数时间内可靠地操作。但是，在某些条件下，例如在湍流风条件下，存在这些自偏航机构突然“翻转”的风险，即，整个承载结构旋转大约180°，并且承载结构随后缓慢地旋转到正确取向。这在风轮机上引入了不期望的载荷，并且在承载结构旋转到正确取向时减小了风轮机的能量产生。

EP 2 463 513 A1公开了一种风力发电装置，其包括塔架柱、第一风力发电机组以及第二风力发电机组。第一风力发电机组安置在塔架柱上的靠近顶部的位置处，并且在旋转期间在塔架柱上产生第一扭矩以用于发电。第二风力发电机组安置在塔架柱上的位于顶部下方的位置处，并且在塔架柱上产生第二扭矩，该第二扭矩至少部分地抵消第一扭矩。

JP 2006-322383公开了一种风力发电装置，其包括两个逆风转子，还包括稳定翅片。稳定翅片确保风力发电装置自偏航。

根据GB 2 443 886 A和FR 2 868 483，还公知多转子风轮机的实施例。

发明内容

本发明的实施方式的目的是提供一种即使在湍流风条件下也能够可靠自偏航的多转子风轮机。

本发明的实施方式的另一个目的是提供这样一种多转子风轮机，该多转子风轮机相对于作用在多转子风力轮机的能量产生单元上的重力提供扭矩平衡。

本发明的实施方式的另一个目的是提供这样一种多转子风轮机，该多转子风轮机相对于源自能量产生单元的转子的发电机扭矩提供扭矩平衡。

本发明提供一种多转子风轮机，其包括塔架结构和至少一个承载结构，每个承载结构均被布置成用于承载两个或更多个第一能量产生单元并且用于连接到塔架结构，每个第一能量产生单元均包括第一转子，并且每个第一能量产生单元均具有重心，

其中，所述第一转子中的至少两个第一转子是顺风和/或逆风转子，所述第一能量产生单元包括所述至少两个第一转子，所述至少两个第一转子布置成其相应重心沿来风方向距所述塔架结构第一距离，基本位于同一竖直高度，并且沿与所述来风方向基本垂直的方向在距所述塔架结构基本相同的第二距离处位于所述塔架结构的相反两侧。

例如，转子中至少两个是顺风转子，包括顺风转子的能量产生单元布置成其重心沿着来风方向位于塔架结构后方的第一距离处，基本上处于相同的竖直高度，并且沿与所述来风方向基本垂直的方向在距所述塔架结构基本相同的第二距离处位于所述塔架结构的相反两侧。另选地，第一转子中的至少两个是逆风转子，其重心布置成沿着来风方向在塔架结构前方的第一距离处。

每个转子均优选地包括三个叶片。每个转子均可以优选地构成水平轴转子。

转子可以以相同的RPM或不同的RPM被驱动。它们可以具有相同的直径或不同的直径。可以选择RPM和直径以避免不期望的振动，特别是为了避免共振。

本发明涉及多转子风轮机。在本上下文中，术语“多转子风轮机”应该被解释为指的是包括两个或更多个能量产生单元的风轮机，每个能量产生单元均包括转子。

风轮机包括塔架结构和至少一个承载结构。塔架结构优选是基本竖直的结构，其在下部锚固到基座结构。因此，塔架结构类似于用于单个转子风轮机的传统风轮机塔架。

每个承载结构均布置成用于承载两个或更多个能量产生单元并且用于连接到塔架结构。因此，给定的承载结构在由承载结构承载的两个或更多个能量产生单元与塔架结构之间形成连接，并且能够应对承载能量产生单元所涉及的载荷。

在本上下文中，术语“能量产生单元”应该被解释为指的是风轮机的一部分，风轮机的这部分实际上将风能转换成电能。因此，每个能量产生单元通常均包括承载一组风轮机叶片的转子，还包括发电机。能量产生单元还可以包括将转子和发电机互连的齿轮装置。发电机以及可能的齿轮装置可布置在机舱内。每个能量产生单元均具有重心。

至少两个转子是顺风转子。在本上下文中，术语“顺风转子”应该被解释为指的是这样的转子，该转子在正常操作期间布置成定位在塔架结构的背风侧。因此，当风轮机布置在正确的偏航位置时，顺风转子沿着来风方向布置在塔架结构的后方。

包括顺风转子的至少两个能量产生单元布置成其重心沿着来风方向位于塔架结构后方的第一距离处。因此，不仅顺风转子，而且包括顺风转子的能量产生单元的重心沿着来风方向(即，在塔架结构的背风侧)布置在塔架结构的后方。而且，至少两个能量产生单元的重心布置在塔架结构后方的第一距离处，即，它们布置在离塔架结构相同的距离处。换句话说，它们布置在塔架结构后方的平面中，该平面基本上垂直于来风方向延伸。

而且，包括顺风转子的两个或更多个能量产生单元的重心基本上布置在相同的竖直高度处(即，基本上在地面上方的相同高度处)，或者在风轮机是离岸风轮机的情况下在海平面上方。

最后，包括顺风转子的两个或更多个能量产生单元的重心沿着基本垂直于来风方向以与塔架结构基本相同的第二距离布置在塔架结构的相反两侧。

当风轮机进行偏航移动以便使能量产生单元的转子相对于来风正确取向时，风轮机的一部分(例如承载结构)通常绕与由塔架结构限定的纵向方向重合的旋转轴线旋转。因此，如上所述，两个或更多个能量产生单元的重心布置在塔架结构后方的第一距离处，这确保重心沿来风方向在偏航移动的旋转轴线的后方。因此，作用在这些能量产生单元上的推力的攻击点也沿着来风方向布置在偏航移动的旋转轴线的后方。这使得风轮机自偏航，即，风轮机相对于来风自动地移动到正确的偏航位置。而且，即使在湍流风条件下，自偏航也是稳定且可靠的，因为能量产生单元的这种布置防止偏航机构以上述方式突然“翻转”。

包括顺风转子的能量产生单元的重心布置在基本上相同竖直高度处并且在沿着基本垂直于来风方向的方向在距塔架结构基本相同的第二距离处位于塔架结构的相反两侧，这确保承载结构上的源于作用在能量产生单元上的重力的载荷是平衡的。这甚至进一步稳定了自偏航机构。

特别有利的是，为多转子风轮机提供可靠的自偏航机构，因为对于多转子风轮机而言，施加到塔架的偏航扭矩可能非常大并且需要非常坚实的传统偏航系统以及能够无需加固即可应对扭矩的塔架。这增加了制造成本。因此，自偏航多转子风轮机构架是令人感兴趣的，因为它消除了主动偏航机构的成本并且允许比应用传统的主动偏航机构所需的更小的塔架直径。

所述至少一个承载结构中的至少一个承载结构可以布置成承载至少一个第二能量产生单元，在所述至少两个第一转子是顺风转子时，所述至少一个第二能量产生单元是逆风转子，并且在所述至少两个第一转子是逆风转子时，所述至少一个第二能量产生单元是顺风转子，至少一个所述第二能量产生单元的重心布置在沿所述来风方向距所述塔架结构第三距离处。所述第二能量产生单元中的至少一个第二能量产生单元的重心可以布置在与所述至少两个第一能量产生单元中的至少一个第一能量产生单元的竖直高度不同的竖直高度处。

所述一个或多个第二能量产生单元(在本文中也称为另外的能量产生单元)通常可以包括顺风转子，其重心相对于塔架结构以与上述不同的方式布置，只要至少两个能量产生单元如上所述布置即可。例如，这样的添加的能量产生单元可以布置成使其重心沿着来风方向和/或沿着基本垂直于来风方向的方向处于不同的竖直高度和/或位于距塔架结构的不同距离处。

至少一个承载结构可以布置成承载至少一个另外的能量产生单元，所述另外的能量产生单元中的至少一个包括逆风转子，并且能量产生单元的重心布置在沿来风方向在塔架结构前方的第三距离处。

因此，根据该实施方式，风轮机包括：包括顺风转子的至少两个能量产生单元和包括逆风转子的至少一个能量产生单元。在另一个实施方式中，风轮机包括：包括逆风转子的至少两个能量产生单元和顺风转子的至少一个包括能量产生单元。在本上下文中，术语“逆风转子”应该被解释为指的是这样的转子，该转子在正常操作期间布置成定位在塔架结构的逆风侧。因此，当风轮机布置在正确的偏航位置时，一个或多个逆风转子沿着来风方向布置在塔架结构的前方。

因为包括顺风转子的所述至少一个或至少两个能量产生单元布置成其重心沿着来风方向位于塔架结构后方，并且包括逆风转子的所述至少一个能量产生单元布置成其重心沿着来风方向位于塔架结构的前方，所以能够平衡由于作用在能量产生单元上的重力沿来风方向引入承载结构中和/或从承载结构传递到塔架结构的扭矩。

如上所述，为了平衡沿着来风方向的扭矩，可以以适当的方式选择第一距离和第三距离。例如，假设能量产生单元的质量基本相同，在给定的承载结构承载包括顺风转子的两个能量产生单元和包括逆风转子的一个能量产生单元的情况下，第三距离可以有利地近似是第一距离的两倍。类似地，如果给定的承载结构承载包括顺风转子的两个能量产生单元和包括逆风转子的两个能量产生单元，则第三距离可以有利地近似等于第一距离。

而且，包括逆风转子的所述一个或多个能量产生单元可以布置成使得包括顺风转子的所述一个或多个能量产生单元不布置在其尾流中。例如，包括逆风转子的能量产生单元可以布置在塔架结构的正前方。

包括至少一个逆风转子的能量产生单元的重心的竖直高度可以布置在不同于包括顺风转子的所述至少一个或至少两个能量产生单元的竖直高度处。由此确保包括顺风转子的能量产生单元布置在包括逆风转子的能量产生单元的尾流之外。至少一个承载结构可以布置成承载至少两个第二能量产生单元，当所述至少两个第一转子是顺风转子时，所述至少两个第二能量产生单元是承载逆风转子，并且当所述至少两个第一转子是逆风转子时，所述至少两个第二能量产生单元承载顺风转子，所述至少两个第二能量产生单元布置成其重心位于公共竖直平面中，该公共竖直平面在沿来风方向距塔架结构第三距离处基本垂直于来风方向延伸。例如，至少一个承载结构可以布置成承载包括逆风转子的至少两个另外的能量产生单元，所述至少两个另外的能量产生单元布置成其重心位于公共竖直平面中，该公共竖直平面在沿来风方向在塔架结构前方的第三距离处基本垂直于来风方向延伸。

根据这样的实施方式，承载结构中的至少一个承载结构承载包括顺风转子的至少两个能量产生单元和包括逆风转子的至少两个能量产生单元。包括顺风转子的能量产生单元优选地布置成其重心在塔架结构后方位于公共水平面中，并且包括逆风转子的能量产生单元布置成其重心在塔架结构前方位于公共竖直平面中。因此，包括逆风转子的能量产生单元可以(一个在另一个之上)布置在塔架结构前方。例如，如上所述，包括逆风转子的能量产生单元可以布置在塔架结构的正前方。

包括逆风转子的至少一个第一和/或第二能量产生单元可以布置成其重心在包括顺风转子的至少一个第一和/或第二能量产生单元的竖直高度上方，并且包括逆风转子的至少一个第一和/或第二能量产生单元布置成其重心在包括顺风转子的至少一个第一和/或第二能量产生单元的竖直高度下方。例如，包括逆风转子的至少一个能量产生单元可以布置成其重心在包括顺风转子的能量产生单元的竖直高度上方，并且包括逆风转子的至少一个能量产生单元可以布置成其重心在包括顺风转子的能量产生单元的竖直高度下方。

根据这些实施方式，由于转子的旋转而引入承载结构中的扭矩也是平衡的。

包括顺风转子的两个第一和/或第二能量产生单元以及包括逆风转子的两个第一和/或第二能量产生单元的重心的位置可以形成正四面体的角。例如，包括顺风转子的两个能量产生单元和包括逆风转子的两个能量产生单元的重心的位置可以形成正四面体的角。因此，实现了稳定的结构，这确保了由于作用在能量产生单元上的重力以及由于转子的旋转而引入承载结构中的扭矩是平衡的。与其它构造相比，风轮机的四面体轮廓对于偏航变化和阵风可以更加稳健。

至少一个承载结构可以布置成承载包括顺风转子的至少三个第一和/或第二能量产生单元和包括逆风转子的至少两个第一和/或第二能量产生单元。承载结构可以包括至少三个臂，每个臂均承载包括顺风转子的第一和/或第二能量产生单元以及包括逆风转子的第一和/或第二能量产生单元，并且每个臂均经由公共连接部分连接到塔架结构。在一个这样的实施方式中，至少一个承载结构可以布置成承载包括顺风转子的至少三个能量产生单元和包括逆风转子的至少三个能量产生单元，并且承载结构可以包括至少三个臂，每个臂均承载包括顺风转子的能量产生单元和包括逆风转子的能量产生单元，并且每个臂均经由公共连接部分连接到塔架结构。

根据这样的实施方式，承载结构的每个臂均承载两个能量产生单元，即，包括顺风转子的一个能量产生单元和包括逆风转子的一个能量产生单元。因此，由于能量产生单元的转子的旋转而引入给定臂中的扭矩将在沿着臂的长度的位置处平衡，该位置大约在两个能量产生单元的附接点之间的一半处。而且，由于重力作用在能量产生单元上而引入臂中的扭矩也将在该位置平衡。因此，如果臂在沿着臂的长度的该位置处连接到公共连接部分，则从臂到塔架结构的扭矩传递被最小化。因此，引入公共连接部分以及塔架结构中的载荷被最小化。

至少一个承载结构可以包括至少两个一级结构和至少两个二级结构，并且作用在由承载结构承载的能量产生单元上的重力可以引起一级结构中的推力以及二级结构中的拉力。

根据该实施方式，由于重力作用在能量产生单元上，二级结构自动预加载。二级结构的预加载确保这些结构能够应对源自能量产生单元的推力的载荷。在两个二级结构在一级结构的相反两侧上延伸的情况下，沿一个方向作用的推力载荷将增加第一二级结构中的拉力并减小第二二级结构中的拉力，而沿相反方向作用的推力载荷将减小第一二级结构中的拉力并增加第二二级结构的拉力。然而，二级结构中的预载荷确保还当由于推力载荷而拉力减小时，在每个二级结构中保留一定的拉力。两个相反方向可以例如是来风方向和相反方向。

主结构可以呈一个或多个压杆的形式。压杆适用于接受推力。压杆可以例如呈管、杆、诸如I形梁之类的梁的形式。

二级结构可以呈一个或多个张紧构件的形式。张紧构件适合于接受拉力。张紧构件可以例如呈杆或碳纤维结构的形式，或者呈诸如线材、绳索之类的柔性构件的形式。

本发明的进一步方面

本发明的进一步方面由以下条款限定，括号内的附图标记仅为了信息而提供，应当立即不管是附图标记还是附图都不限制这些条款的范围。

1.一种多转子风轮机(1)，该多转子风轮机包括塔架结构(2)和至少一个承载结构(3,4)，每个承载结构(3,4)均被布置成用于承载两个或更多个能量产生单元(5,7)并且用于连接到所述塔架结构(2)，每个能量产生单元(5,7)均包括转子(6,8)，并且每个能量产生单元(5,7)均具有重心，

其中，所述转子中的至少两个转子是顺风转子(6)，所述能量产生单元(5)包括顺风转子(6)，所述顺风转子布置成其相应重心沿来风方向在所述塔架结构(2)后方第一距离处，基本位于同一竖直高度，并且沿与所述来风方向基本垂直的方向在距所述塔架结构(2)基本相同的第二距离处位于所述塔架结构(2)的相反两侧。

2.根据条款1所述的多转子风轮机(1)，其中，至少一个承载结构(3,4)布置成承载至少一个另外的能量产生单元(7)，所述另外的能量产生单元(7)中的至少一个另外的能量产生单元包括逆风转子(8)，并且所述能量产生单元(7)的重心布置在沿所述来风方向在所述塔架结构(2)前方的第三距离处。

3.根据条款2所述的多转子风轮机(1)，其中，包括逆风转子(8)的所述能量产生单元(7)的重心布置在与包括顺风转子(6)的所述至少两个能量产生单元(5)的竖直高度不同的竖直高度处。

4.根据条款2或3所述的多转子风轮机(1)，其中，至少一个承载结构(3,4)布置成承载包括逆风转子(8)的至少两个另外的能量产生单元(7)，所述至少两个另外的第二能量产生单元(7)布置成重心在公共竖直平面中，该公共竖直平面沿所述来风方向在所述塔架结构(2)前方的第三距离处基本垂直于所述来风方向延伸。

5.根据条款4所述的多转子风轮机(1)，其中，包括逆风转子(8)的至少一个能量产生单元(7)布置成其重心在包括顺风转子(6)的能量产生单元(5)的竖直高度上方，并且包括逆风转子(8)的至少一个能量产生单元(7)布置成其重心在包括顺风转子(6)的能量产生单元(5)的竖直高度下方。

6.根据条款4或5所述的多转子风轮机(1)，其中，包括顺风转子(6)的两个能量产生单元(5)以及包括逆风转子(8)的两个能量产生单元(7)的重心的位置形成正四面体的角。

7.根据前述条款中任一项所述的多转子风轮机(1)，其中，至少一个承载结构(3,4)布置成承载包括顺风转子(6)的至少三个能量产生单元(5)以及包括逆风转子(8)的至少三个能量产生单元(7)，并且其中，所述承载结构包括至少三个臂(3)，每个臂(3)均承载包括顺风转子(6)的能量产生单元(5)以及包括逆风转子(8)的能量产生单元(7)，并且每个臂(3)均经由公共连接部分连接到所述塔架结构(2)。

8.根据前述条款中任一项所述的多转子风轮机(1)，其中，至少一个承载结构包括至少两个一级结构(3)和至少两个二级结构(4)，并且其中，作用在被所述承载结构承载(3,4)承载的所述能量产生单元(5,7)上的重力引起所述一级结构(3)中的推力以及所述二级结构(4)中的拉力。

9.根据条款8所述的多转子风轮机(1)，其中，所述一级结构(3)呈一个或多个压杆的形式。

10.根据条款8或9所述的多转子风轮机(1)，其中，所述二级结构(4)呈一个或多个张紧构件的形式。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明的第一实施方式的多转子风轮机的立体图；

图2a和图2b是根据本发明的第二实施方式的多转子风轮机的立体图；

图3a和图3b是根据本发明的第三实施方式的多转子风轮机的立体图；

图4a和图4b是根据本发明的第四实施方式的多转子风轮机的立体图；

图5a和图5b是根据本发明的第五实施方式的多转子风轮机的立体图；

图6a和图6b是根据本发明的第六实施方式的多转子风轮机的立体图；以及

图7a至图7d是能量产生单元的构造的示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明的第一实施方式的多转子风轮机1的立体图。多转子风轮机1包括塔架结构2和呈远离塔架结构2延伸的两个臂3的形式的承载结构，并且包括线材4。每个臂3均承载能量产生单元5，并且线材4将能量产生单元5或臂3的承载能量产生单元5的部分互连。整个承载结构3、4布置成借助偏航机构(未示出)相对于塔架结构2绕旋转轴线进行偏航移动，所述轴线基本上与由塔架结构2限定的纵向轴线重合。因此，能量产生单元5能够相对于来风以正确的方式取向。

每个能量产生单元5均包括顺风转子6，并且每个能量产生单元5均具有重心。两个能量产生单元5的重心都沿着来风方向布置在塔架结构2后方的第一距离处，即，在塔架结构2的背风侧。因此，作用在能量产生单元5上的推力的攻击点布置在塔架结构2后方，并因此布置在用于承载结构3、4的偏航移动的旋转轴线的后方。

而且，能量产生单元5的重心沿着基本垂直于来风方向、与塔架结构2相距第二距离并且在塔架结构2的相反两侧处基本上布置在相同的竖直高度上。因此，沿着与来风方向垂直的方向，从每个能量产生单元5到塔架结构2的距离基本相同。

能量产生单元5和塔架结构2的相互位置确保承载结构3、4即使在湍流风条件下也能够以稳定且可靠的方式相对于塔架结构2进行自偏航移动。

臂3相对刚硬，而线材4相对柔性。因此，作用在能量产生单元5上的重力引起臂3中的推力以及线材4中的拉力。

图2a和图2b是从两个不同角度看到的根据本发明的第二实施方式的多转子风轮机1的立体图。图2a和图2b的多转子风轮机1在以下方面类似于图1的多转子风轮机1：其包括塔架结构2和承载两个能量产生单元5的承载结构3、4，每个能量产生单元5均包括顺风转子6。而且，能量产生单元5和塔架结构2的相互位置基本上如以上参照图1所述。

在图2a和图2b中所示的实施方式中，承载结构包括三个臂3和三根线材4。如以上参照图1所述，臂3中的两者承载包括顺风转子6的能量产生单元5。因此，在这种情况下，承载结构3、4即使在湍流风条件下也能够以可靠和稳定的方式进行自偏航。

第三臂3承载包括逆风转子8的另外的能量产生单元7。三根线材4均互连能量产生单元5、7中的两者。该另外的能量产生单元7的重心布置在沿来风方向在塔架结构2前方的第三距离处。而且，该另外的能量产生单元7的重心布置在比包括顺风转子6的两个能量产生单元5的重心低的竖直高度处。

第三距离基本上是第一距离的两倍。因此，由于作用在能量产生单元5、7上的重力引入承载结构3、4中的扭矩在臂3连接到塔架结构2的点处平衡。

因为包括逆风转子8的能量产生单元7的重心布置在与包括顺风转子6的能量产生单元5的重心不同的竖直高度处，因此确保顺风转子6基本不布置在逆反转子8的尾流中。因此，使多转子风轮机1的总能量生产最大化。

图3a和图3b是从两个不同角度看到的根据本发明的第三实施方式的多转子风轮机1的立体图。图3a和图3b的多转子风轮机1非常类似于图2a和图2b的多转子风轮机1，因此这里不再详细描述。

然而，在图3a和图3b的多转子风轮机1中，包括逆风转子8的能量产生单元7的重心布置在比包括顺风转子6的能量产生单元5的重心更高的竖直高度处。然而，以上参照图2a和图2b陈述的评论同样适用于此。

图4a和图4b是从两个不同角度看到的根据本发明的第四实施方式的多转子风轮机1的立体图。类似于上述第一、第二和第三实施方式，图4a和图4b的多转子风轮机1包括塔架结构2以及承载两个能量产生单元5的承载结构3、4，每个能量产生单元5均包括顺风转子6。塔架结构2和包括顺风转子6的能量产生单元5的相互位置基本上如以上参照图1所述。因此，在这种情况下，承载结构3、4即使在湍流风条件下也能够以稳定且可靠的方式相对于塔架结构2进行自偏航移动。

图4a和图4b的多转子风轮机1的承载结构包括四个臂3和六根线材4。臂3中的两者承载包括顺风转子6的能量产生单元5。另外两个臂3各自承载包括逆风转子8的能量产生单元7。线材4将能量产生单元5、7中的每一者互连至其它三个能量产生单元5、7。

包括逆风转子8的能量产生单元7的重心上下布置在公共竖直平面中。其中一个能量产生单元7布置在包括顺风转子6的能量产生单元5的竖直高度上方，而另一个能量产生单元7布置在该竖直高度下方。

第一距离(即，沿来风方向从塔架结构2到包括顺风转子6的能量产生单元5的重心的距离)基本上与第三距离(即，沿来风方向从塔架结构2到包括逆风转子8的能量产生单元7的重心的距离)相同。因此，确保由于作用在能量产生单元5、7上的重力而引入承载结构3、4中的扭矩在臂3连接到塔架结构2的点处平衡。

因为多转子风轮机1包括两个顺风转子6和两个逆风转子8，所以由于转子6、8的旋转而引入承载结构3、4中的扭矩在臂3连接到塔架结构2的位置处平衡。因此，从臂3传递到塔架结构2的载荷被最小化。

四个能量产生单元5、7定位成使得其重心位置形成正四面体的角。这是一种非常稳定的结构，其确保由于作用在能量产生单元5、7上的重力以及由于转子6、8的旋转而引入承载结构3、4中的扭矩是平衡的。

图5a和图5b是从两个不同角度看到的根据本发明的第五实施方式的多转子风轮机1的立体图。多转子风轮机1包括塔架结构2和承载结构，该承载结构包括三个臂3以及若干线材4。

每个臂3均承载包括顺风转子6的能量产生单元5和包括逆风转子8的能量产生单元7。因此，多转子风轮机1包括：包括顺风转子6的三个能量产生单元5；以及包括逆风转子8的三个能量产生单元7。臂3在公共连接点处连接到塔架结构2。

包括顺风转子6的所有能量产生单元5的重心布置在沿来风方向在塔架结构2后方的第一距离处的公共竖直平面中。类似地，包括逆风转子8的所有能量产生单元7的重心布置在沿来风方向在塔架结构2前方的第三距离处的公共竖直平面中。第一距离基本上与第三距离相同。因此，由于作用在能量产生单元5、7上的重力而引入承载结构3、4中的扭矩在臂3连接到塔架结构2的位置处平衡。

而且，因为每个臂3均承载包括顺风转子6的能量产生单元5以及包括逆风转子8的能量产生单元7，所以由于转子6、8的旋转而引入每个臂3中的扭矩在臂3连接到塔架结构2的位置处也是平衡的。因此，从臂3到塔架结构2的载荷传递被最小化。

最后，由于以上陈述的原因，承载结构3、4即使在湍流风条件下也能够以稳定且可靠的方式相对于塔架结构2进行自偏航移动。

图6a和图6b是从两个不同角度看到的根据本发明的第六实施方式的多转子风轮机1的立体图。

图6a和图6b的多转子风轮机1非常类似于图5a和图5b的多转子风轮机1，因此在此将不更详细地描述图6a和图6b的多转子风轮机1。

然而，图6a和图6b的多转子风轮机1包括另外的能量产生单元7，该能量产生单元包括逆风转子8。该能量产生单元7沿来风方向布置在塔架结构2的正前方，并且其重心位于与臂3与塔架结构2之间的公共连接点的竖直高度对应的竖直高度处。因此，在没有任何顺风转子6布置在附加的逆风转子8的尾流中的风险的情况下，增加多转子风轮机1的总功率产生。

图7a至图7d是能量产生单元的构造的示意图。图7a和图7c中所示的构造包括一个顺风转子6和两个逆风转子8。图7d中所示的构造包括安装在相应的臂3上的两个顺风转子6和两个逆风转子8。如所示，支撑逆风转子8的一对臂3可以安装到第一塔架结构2并由第一塔架结构2支撑，而支撑顺风转子6的一对臂3可以安装到第二结构2并由第二结构2支撑。另选地，两对臂3可以安装到同一塔架结构2并由该塔架结构2支撑。

图7b示出了图7c的构造的侧视图。

在图7a、图7c和图7d中，来风方向由箭头10示出。

Claims

1.一种多转子风轮机，该多转子风轮机包括塔架结构和至少一个承载结构，每个承载结构均被布置成用于承载两个或更多个第一能量产生单元并且用于连接到所述塔架结构，每个第一能量产生单元均包括第一转子，并且每个第一能量产生单元均具有重心，

其中，所述第一转子中的至少两个第一转子是顺风转子，所述第一能量产生单元包括所述至少两个顺风转子，所述至少两个顺风转子布置成其相应重心沿来风方向在所述塔架结构后方的第一距离处，基本位于同一竖直高度，并且沿与所述来风方向基本垂直的方向在距所述塔架结构基本相同的第二距离处位于所述塔架结构的相反两侧。

2.根据权利要求1所述的多转子风轮机，其中，所述至少一个承载结构中的至少一个承载结构布置成承载至少一个第二能量产生单元，所述至少一个第二能量产生单元是逆风转子，至少一个所述第二能量产生单元的重心布置在沿所述来风方向距所述塔架结构第三距离处。

3.根据权利要求2所述的多转子风轮机，其中，所述第二能量产生单元中的至少一个第二能量产生单元的重心布置在与所述至少两个第一能量产生单元中的至少一个第一能量产生单元的竖直高度不同的竖直高度处。

4.根据前述权利要求中任一项所述的多转子风轮机，其中，至少一个承载结构布置成承载至少两个第二能量产生单元，所述至少两个第二能量产生单元承载逆风转子，所述至少两个第二能量产生单元布置成其重心在公共竖直平面中，该公共竖直平面在沿所述来风方向距所述塔架结构第三距离处基本垂直于所述来风方向延伸。

5.根据权利要求4所述的多转子风轮机，其中，包括逆风转子的至少一个第二能量产生单元布置成其重心在包括顺风转子的至少一个第一能量产生单元的竖直高度上方，并且包括逆风转子的至少一个第二能量产生单元布置成其重心在包括顺风转子的至少一个第一能量产生单元的竖直高度下方。

6.根据权利要求4所述的多转子风轮机，其中，包括顺风转子的两个第一能量产生单元以及包括逆风转子的两个第二能量产生单元的重心的位置形成正四面体的角。

7.根据权利要求1所述的多转子风轮机，其中，至少一个承载结构布置成承载包括顺风转子的至少三个第一能量产生单元以及包括逆风转子的至少两个第二能量产生单元，并且其中，所述承载结构包括至少三个臂，每个臂均承载包括顺风转子的第一能量产生单元以及包括逆风转子的第二能量产生单元，并且每个臂均经由公共连接部分连接到所述塔架结构。

8.根据权利要求1所述的多转子风轮机，其中，至少一个承载结构包括至少两个一级结构和至少两个二级结构，并且其中，作用在被所述承载结构承载的所述第一和/或第二能量产生单元上的重力引起所述一级结构中的推力以及所述二级结构中的拉力。

9.根据权利要求8所述的多转子风轮机，其中，所述一级结构呈一个或多个压杆的形式。

10.根据权利要求8或9所述的多转子风轮机，其中，所述二级结构呈一个或多个张紧构件的形式。