包括葉片的族的水平軸線風(fēng)力機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及風(fēng)力機(jī)(1)，包括：?轉(zhuǎn)子(5)，圍繞與風(fēng)向基本上平行的旋轉(zhuǎn)水平軸線(15)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子(5)具有面向風(fēng)且與風(fēng)軸線基本上垂直的前表面(6)以及朝向轉(zhuǎn)子的支撐件定位的后表面(7)；葉片(9、9a、9b、9c)的至少兩個不同的族(8)，分布在轉(zhuǎn)子(5)上，葉片的每個族(8)均包括具有自由端以及連接至所述轉(zhuǎn)子的葉片根端的至少三個葉片(9、9a、9b、9c)；根據(jù)本發(fā)明，葉片(9、9a、9b、9c)的每個族均包括捕獲葉片(9a)，該捕獲葉片朝向受力葉片(9c)引導(dǎo)風(fēng)，該受力葉片具有布置為與風(fēng)軸線基本上垂直的表面(13)，葉片(9、9a、9b、9c)的每個族(8)的葉片根端(11)在轉(zhuǎn)子(5)的外表面(12)上沿著其旋轉(zhuǎn)軸線(15)連續(xù)偏移。
【專利說明】
包括葉片的族的水平軸線風(fēng)力機(jī) 1.
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電能生產(chǎn)領(lǐng)域。具體地，旨在一種具有基本上平行于風(fēng)向的水平旋轉(zhuǎn) 軸線的風(fēng)力機(jī)，其用于將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，該機(jī)械能本身將被轉(zhuǎn)化成電能。 2.
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今，為了獲取更大的技術(shù)和能量性能，運(yùn)個領(lǐng)域的專家提出配備有逐漸增大長 度的葉片的風(fēng)力機(jī)。運(yùn)些風(fēng)力機(jī)的葉片跨度由于令人不滿意的美觀及其較大尺寸而不會真 的適合風(fēng)景。運(yùn)些風(fēng)力機(jī)還要求相當(dāng)強(qiáng)的邏輯性和特別的基礎(chǔ)設(shè)施，W便運(yùn)輸部件并對其 進(jìn)行組件，具體地，在海上風(fēng)力機(jī)的情況下。
[0003] 最大跨度(70米至130米(m)之間）在從9至15米/秒（中風(fēng)）的范圍內(nèi)的風(fēng)速下可達(dá) 到2至巧b瓦的額定功率。風(fēng)力機(jī)在運(yùn)個范圍W上和W下都不能產(chǎn)生更多能量。然而，為了增 加其效率，正在開發(fā)旨在W140米的預(yù)期跨度(即，相當(dāng)于并排的2架A380飯飛機(jī))產(chǎn)生10兆 瓦(麗)的功率的風(fēng)力機(jī)。
[0004] 在強(qiáng)風(fēng)中，特別是15m/sW上的風(fēng)，關(guān)鍵因素是風(fēng)力機(jī)的完整性(可靠性、堅(jiān)固性、 應(yīng)力載荷)而不是其能量效率。雖然可提高扭矩，但限制因素是關(guān)于功率系數(shù)(Cp)(由風(fēng)力 機(jī)供應(yīng)的能量相對于進(jìn)入通過葉片掃風(fēng)的表面的風(fēng)能之間的比例）的物理定律。上生產(chǎn)極 限（最大額定功率)通常達(dá)到12至15m/s(45至55km/h)之間，在該點(diǎn)處在葉片尖端捕獲的且 跨越整個掃風(fēng)表面的風(fēng)量進(jìn)而被最大化。除此之外的事實(shí)是超過其額定運(yùn)行范圍，其功率 系數(shù)(Cp)開始顯著減少;風(fēng)力機(jī)減慢W便維持已獲得的最大額定功率。
[0005] 在25m/sW上(暴風(fēng)、贓風(fēng)），通過風(fēng)施加至風(fēng)力機(jī)(并且特別是葉片）的機(jī)械應(yīng)力載 荷變得很高，并且大多數(shù)風(fēng)力機(jī)自動關(guān)閉W便對其進(jìn)行保護(hù)。在25m/sW上存在破壞風(fēng)力機(jī) 的完整性的風(fēng)險(xiǎn)W及很高的破損風(fēng)險(xiǎn)。在在岸市場中，噪聲和暴風(fēng)發(fā)作是證明在過大強(qiáng)風(fēng) 到達(dá)之前與網(wǎng)絡(luò)良好斷開的因素。
[0006] 3.發(fā)明目標(biāo)
[0007] 本發(fā)明的顯著目標(biāo)是減輕現(xiàn)有技術(shù)的所有或者一些缺點(diǎn)。
[000引本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供能夠在任何類型的風(fēng)中運(yùn)行的風(fēng)力機(jī)，更具體地，通過 對除輕風(fēng)和強(qiáng)風(fēng)條件下W外的其他情況提供更好的效率。
[0009] 具體地，本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供與具有相等跨度的傳統(tǒng)風(fēng)力機(jī)相比產(chǎn)生更多機(jī) 械功率的風(fēng)力機(jī)或者與傳統(tǒng)風(fēng)力機(jī)相比W較小跨度產(chǎn)生相等機(jī)械功率的風(fēng)力機(jī)。
[0010] 本發(fā)明的又一目標(biāo)是為風(fēng)力機(jī)的后方減少剪切和尾流端流的效應(yīng)，使風(fēng)力發(fā)電場 的風(fēng)力機(jī)與其相鄰的風(fēng)力機(jī)分隔開。換言之，允許風(fēng)力發(fā)電場具有更密集的風(fēng)力機(jī)。 4.
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 使用風(fēng)力機(jī)來實(shí)現(xiàn)運(yùn)些目標(biāo)，該風(fēng)力機(jī)包括：
[0012] 轉(zhuǎn)子，用于圍繞與風(fēng)向基本上平行的水平旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子具有面向風(fēng)的前表 面并且所述前表面與風(fēng)向基本上垂直，W及朝向轉(zhuǎn)子的支撐件定位的后表面；W及
[0013] 葉片的至少兩個不同的族，分布在所述轉(zhuǎn)子(5)上，所述葉片的每個族均包括具有 自由端W及連接至所述轉(zhuǎn)子的葉片根端的至少=個葉片;每個族的葉片均包括捕獲葉片， 該捕獲葉片朝向?qū)蛉~片引導(dǎo)風(fēng)，該導(dǎo)向葉片朝向受力葉片引導(dǎo)風(fēng)，受力葉片具有布置為 與風(fēng)向基本上垂直的表面，葉片的每個族中的葉片的葉片根端在轉(zhuǎn)子的外表面上沿著轉(zhuǎn)子 的旋轉(zhuǎn)軸線連續(xù)偏移，并且捕獲葉片具有相比于導(dǎo)向葉片減小的長度，并且導(dǎo)向葉片本身 具有相比于受力葉片減小的長度。
[0014] 因此，葉片的族的運(yùn)種構(gòu)造使得可W通過增加族中的葉片的數(shù)量的供應(yīng)具有與包 括非常長的葉片的傳統(tǒng)風(fēng)力機(jī)的表面積基本上相同的葉片表面積的風(fēng)力機(jī)。面向風(fēng)的相同 機(jī)械表面面積由族中的葉片的實(shí)際尺寸表示。與傳統(tǒng)葉片相比，葉片的表面被風(fēng)掃較長時 間。因此，不管風(fēng)速如何，引導(dǎo)的風(fēng)施加不間斷的最大推力。葉片具有在輕風(fēng)并且特別是強(qiáng) 風(fēng)下加速的能力。因此，運(yùn)些葉片的布置使得可W增加補(bǔ)償葉片尖端（當(dāng)葉片長度與傳統(tǒng)風(fēng) 力機(jī)相比減小時，葉片尖端杠桿臂較低)處的力矩(葉片長度*風(fēng)的強(qiáng)度)的損失部分所需的 效率。運(yùn)種布置還可W減小葉片的跨度，由此允許風(fēng)力發(fā)電場具有更密集的風(fēng)力機(jī)。例如， 通過平分跨度W便具有與傳統(tǒng)風(fēng)力機(jī)相等的效率，通常受到限制的相同表面面積中的風(fēng)力 機(jī)的數(shù)量可W加倍，因此使風(fēng)力發(fā)電場的效率相對于可利用的面積加倍。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個具體特征，捕獲葉片可沿著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線定位在受力葉片的 前面，從而產(chǎn)生不同的風(fēng)力影響。因此，W此方式布置的葉片稍微像一連串的帆船航行一樣 運(yùn)轉(zhuǎn)。有利地，捕獲葉片在長度上可較小，但其寬度大于受力葉片的寬度。捕獲葉片在風(fēng)吹 的方向上遇到風(fēng)并且將試圖朝向較長的下一葉片引導(dǎo)第一風(fēng)，并且因此將享有較大的杠桿 臂；因此，運(yùn)些族的布置將能夠生成促使隨后葉片的加速的低壓微域，使下一葉片的長度的 結(jié)果減少并且在轉(zhuǎn)子和葉片族組件的風(fēng)速和加速度之間產(chǎn)生相干性(在強(qiáng)風(fēng)條件下，與傳 統(tǒng)風(fēng)力機(jī)相比，轉(zhuǎn)子和葉片族組件仍然具有加速的能力）。因此，存在較少的防風(fēng)效應(yīng)并且 促使減少風(fēng)力機(jī)后面的尾流效應(yīng)。
[0016] 根據(jù)一個實(shí)施方式，每個葉片根端W轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線與葉片根端的方向之間形成 的預(yù)定角度a布置在轉(zhuǎn)子的表面上，W便將風(fēng)更好地引導(dǎo)至每個族的隨后葉片上。
[0017] 具體地，葉片沿縱向方向從轉(zhuǎn)子突出，該縱向方向與轉(zhuǎn)子的表面形成預(yù)定角度0。 運(yùn)樣，葉片在轉(zhuǎn)子上的位置結(jié)合其定向（成角度的葉片)允許風(fēng)朝向葉片的內(nèi)部集中。此外， 運(yùn)種構(gòu)造使得可W減少端流的效應(yīng)，其不再不像傳統(tǒng)風(fēng)力機(jī)一樣同時在一個葉片作用，而 是在整個族的葉片上作用。
[0018] 有利地，預(yù)定角度a或0大于0°并且小于或等于90°。
[0019] 根據(jù)另一實(shí)施方式，風(fēng)力機(jī)包括移動裝置，該移動裝置使葉片的族在W下位置之 間移動:初始位置，在初始位置中，葉片的族接近于轉(zhuǎn)子的水平軸線；W及展開位置，在展開 位置中，葉片的族處于與轉(zhuǎn)子的水平軸線相距一些距離。運(yùn)樣，風(fēng)力機(jī)能夠在輕風(fēng)和強(qiáng)風(fēng)的 情況下運(yùn)行并且特別是在強(qiáng)風(fēng)情況下同時保證安全。
[0020] 仍在相同目標(biāo)下，移動裝置在W下運(yùn)動中改變?nèi)~片的族的布置：
[0021 ]-相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線的徑向運(yùn)動;和/或
[0022] -在從后表面朝向前表面定位的方向上或者反過來與轉(zhuǎn)子的表面基本上平行的平 移運(yùn)動。
[0023] 移動裝置可安裝在轉(zhuǎn)子中或者轉(zhuǎn)子外部。
[0024] 根據(jù)運(yùn)個實(shí)施方式，葉片的每個族均安裝在連接至移動裝置的單個支撐件上，從 而使得能夠容易地同時移動整個族的葉片。
[0025] 根據(jù)運(yùn)個實(shí)施方式的一個可替換形式和另一實(shí)施方式，葉片的每個族8安裝在支 撐件上，該支撐件包括沿著導(dǎo)軌滑動的基部，所述導(dǎo)軌被布置在定位于轉(zhuǎn)子中的結(jié)構(gòu)的異 形區(qū)段上，該異形區(qū)段連接至移動裝置。
[0026] 根據(jù)另一實(shí)施方式，該結(jié)構(gòu)至少包括設(shè)置有第一端和第二自由端的異形區(qū)段，該 異形區(qū)段布置在具有內(nèi)表面的第一平臺與較接至第一端的第二平臺之間，使得異形區(qū)段能 夠經(jīng)由移動裝置在第一運(yùn)行位置與順獎位置之間移動，在第一運(yùn)行位置中，第二自由端位 于與表面齊平，在順獎位置中，第二自由端處于與表面相距一些距離。
[0027] 有利地，支撐件包括將將所述支撐件相對于轉(zhuǎn)子的表面圍繞穿過所述支撐件的根 部的旋轉(zhuǎn)軸線到360°之間的角度旋轉(zhuǎn)地設(shè)定的裝置。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，風(fēng)力機(jī)可包括導(dǎo)向裝置，該導(dǎo)向裝置使族的每個葉 片基本上圍繞轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)地在初始位置與收回位置之間移動，在初始位置中，葉 片接近于旋轉(zhuǎn)軸線，在收回位置中，葉片接近于旋轉(zhuǎn)軸線且一個接一個地放置。運(yùn)種構(gòu)造使 得可W增加族的葉片之間排出的空氣并且在強(qiáng)風(fēng)情況下減少葉片上的風(fēng)力作用，例如相對 于(旋轉(zhuǎn)的)受力葉片的掃風(fēng)表面。
[0029] 根據(jù)運(yùn)些前述實(shí)施方式的另一具體特征，轉(zhuǎn)子可包括壁，該壁包括從轉(zhuǎn)子的前表 面朝向后表面縱向延伸或者在曲線中延伸的通孔，該曲線板包括從前表面朝向后表面基本 上縱向延伸的第一部分W及在與受力葉片的葉片根端的方向基本上平行的方向上延伸的 第二部分。
[0030] 有利地，每個通孔被設(shè)計(jì)成接收至少一個元件，該元件連接至在初始位置與展開 或收回位置之間穿過通孔的移動裝置或者導(dǎo)向裝置。
[0031] 有利地，移動裝置或?qū)蜓b置可包括可由電動機(jī)驅(qū)動的至少一個液壓致動器或蝸 桿。
[0032] 根據(jù)另一實(shí)施方式，轉(zhuǎn)子可具有圓柱形或截頭圓錐形截面。圓柱形轉(zhuǎn)子允許葉片 適當(dāng)?shù)胤植加谄渖?。在街頭圓柱形截面的轉(zhuǎn)子的情況下，運(yùn)個構(gòu)造的目標(biāo)是迫使風(fēng)覆蓋與 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子相比更大距離。此外，風(fēng)的推力被從葉片的葉片根端更好地分布至自由端，從而提 高風(fēng)力機(jī)的效率并且提供更大的穩(wěn)定性。 5.【附圖說明】
[0033] 在下文通過參考附圖的非限制性指示的方式給出的說明書中，其他創(chuàng)新優(yōu)勢和特 征將變得顯而易見，附圖中：
[0034] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力機(jī)的前視圖；
[0035] 圖2是安裝有根據(jù)本發(fā)明的葉片的風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子的立體圖；
[0036] 圖3、圖4和圖5示意性地描述了包括被稱為靜態(tài)葉片的葉片的風(fēng)力機(jī)的一個實(shí)施 方式，該葉片W特定定向被布置在轉(zhuǎn)子上，圖3是從轉(zhuǎn)子上的葉片的上方看的視圖，圖4是轉(zhuǎn) 子上的葉片的前視圖，并且圖5是轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖；
[0037] 圖6曰、圖6b和圖6d示意性地示出了包括被稱為動態(tài)葉片的葉片的風(fēng)力機(jī)的另一實(shí) 施方式，該風(fēng)力機(jī)處于輕風(fēng)情形下；
[0038] 圖7a和圖7b示出了根據(jù)前一實(shí)施方式的處于中風(fēng)情形下的風(fēng)力機(jī)；
[0039] 圖8a和圖8b示出了根據(jù)前一實(shí)施方式的處于強(qiáng)風(fēng)情形下的風(fēng)力機(jī)；
[0040] 圖6c、圖7c、圖8c描述了圖6曰、圖6b、圖6d、圖7曰、圖7b、圖8a和圖8b中示出的實(shí)施方 式的替換形式；
[0041 ] 圖9曰、圖9b和圖9c示出了包括"動態(tài)"葉片并處于順獎位置(feathered position) 的風(fēng)力機(jī)的另一實(shí)施方式；
[0042] 圖IOa和圖IOb示意性地描述了包括"動態(tài)"葉片的風(fēng)力機(jī)的又一實(shí)施方式；
[0043] 圖11和圖12示意性地描述了包括"動態(tài)"葉片的風(fēng)力機(jī)的另一實(shí)施方式；圖11示意 性地示出了轉(zhuǎn)子的表面的展平部分，該部分具有通孔;圖12是轉(zhuǎn)子上的葉片的前視圖；
[0044] 圖13、圖14、圖15、圖16、圖17、圖22和圖23描述了 W移動和/或?qū)蜓b置協(xié)作的結(jié) 構(gòu)及其替換形式；
[0045] 圖18和圖19是圖6至圖8中示出的實(shí)施方式的又一替換形式；
[0046] 圖20和圖21是風(fēng)力機(jī)的又一示例性實(shí)施方式；
[0047] 圖24a和圖24b描述了轉(zhuǎn)子的內(nèi)部部分的詳細(xì)視圖，特別是提供移動和抑止移動的 裝置的詳細(xì)視圖；
[0048] 圖25和圖26示出了處于安全位置的"動態(tài)"風(fēng)力機(jī)的另一實(shí)施方式的側(cè)視圖；
[0049] 圖27描述了處于安全位置的靜態(tài)風(fēng)力機(jī)的一個實(shí)例；
[0050] 圖28至圖33示出了處于順獎位置的"動態(tài)"風(fēng)力機(jī)的另一實(shí)施方式，并且其中，對 葉片進(jìn)行支承的支撐件旋轉(zhuǎn)；W及
[0051 ]圖34和圖35是圖28至圖33中示出的移動裝置的詳細(xì)視圖。 6.【具體實(shí)施方式】
[0052] 本發(fā)明設(shè)及風(fēng)力機(jī)1，該風(fēng)力機(jī)被設(shè)計(jì)成在任何類型的風(fēng)中（即，在輕風(fēng)、中風(fēng)和強(qiáng) 風(fēng)條件下)運(yùn)行。W下說明為：
[0053] -輕風(fēng)指的是風(fēng)速在0至巧Ij7米/秒(m/s)之間的風(fēng)；
[0054] -中風(fēng)指的是風(fēng)速在5到7m/s至10到15m/s之間的風(fēng)；
[0055] -強(qiáng)風(fēng)指的是風(fēng)速在15m/sW上的風(fēng)；W及
[0056] -狂風(fēng)(暴風(fēng)、贓風(fēng))指的是風(fēng)速在25m/sW上的風(fēng)。
[0化7] 在圖1中，風(fēng)力機(jī)1包括豎直立柱2，該豎直立柱旨在通過底座3而固定至地面(基于 陸地的（陸上)風(fēng)力機(jī))或者海床(海上風(fēng)力機(jī)）。保持或錯固系統(tǒng)可提供用于牢固地固定至 地面或者用于浮式底座3。立柱2的頂部配備有機(jī)艙4,該機(jī)艙容納生產(chǎn)電力(未描述)所需的 元件，諸如，發(fā)電機(jī)和增速齒輪組。機(jī)艙4安裝在底架39(圖5)上，該底架能夠經(jīng)由滾動軸承 (未描述)而相對于立柱2移動。風(fēng)力機(jī)1還包括轉(zhuǎn)子5,該轉(zhuǎn)子禪接至機(jī)艙4并且允許發(fā)電機(jī) 的驅(qū)動。轉(zhuǎn)子5相對于立柱2圍繞旋轉(zhuǎn)水平軸線15旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸線15基本上平行于風(fēng)向16。表 達(dá)基本上平行指的是并行或者基本上平行。轉(zhuǎn)子5包括聚合物材料、共聚物材料、金屬材料 或者復(fù)合材料。復(fù)合材料可W是樹脂W及合成的或天然纖維或者可包括金屬或含有金屬的 合金。
[0058]為了使本發(fā)明更易于理解，人們認(rèn)為立柱2在豎直的縱向方向Z上延伸。還描述了 橫向的水平方向Y，轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸線15在該橫向的水平方向上延伸，該旋轉(zhuǎn)軸線垂直于豎 直的縱向方向Z并垂直于縱向方向X，運(yùn)樣使得運(yùn)=個方向X、Y、Z形成如圖I中所描述的直接 正交參考系。
[0059] 術(shù)語"下"、"上"、"頂"、"底"和"側(cè)"是相對于豎直方向Z限定的，并且術(shù)語"前"和 "后"是相對于方向邱良定的。
[0060] 轉(zhuǎn)子5具有:前表面6，該前表面迎風(fēng)并且基本上垂直于風(fēng)向；后表面7，該后表面位 于朝向轉(zhuǎn)子5的支撐件；W及外表面12。實(shí)際上，后表面7面向機(jī)艙4。表達(dá)基本上垂直指的是 垂直或者基本上垂直。前表面6可具有楠圓形形狀的整流罩(nose cone,鼻錐，前錐體Hll W提高轉(zhuǎn)子5的空氣動力性。
[0061] 根據(jù)圖1和圖2中示出的實(shí)施方式，轉(zhuǎn)子5具有圓柱形截面。根據(jù)圖3至圖33中示出 的各種實(shí)施方式，轉(zhuǎn)子5具有截頭圓錐形截面。轉(zhuǎn)子5支承均勻分布在轉(zhuǎn)子5的外表面12上的 葉片9的至少兩個獨(dú)特的族8。表達(dá)"葉片的族"指的是將預(yù)定數(shù)量的葉片組合在一起的組 合。葉片9的族8在其葉片數(shù)量方面W及在轉(zhuǎn)子5上的葉片的位置方面是相同的。葉片9的每 個族8均包括沿主方向14從轉(zhuǎn)子5突出的至少兩個葉片9;運(yùn)些葉片是捕獲葉片9a和受力葉 片9c。
[0062] 在示出的各種實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子5支承的角度分布在轉(zhuǎn)子5上的葉片9的= 個族8。每個族8包括=個葉片9。每個葉片9具有自由端IOW及連接至轉(zhuǎn)子5的葉片根端11。 族的每個葉片9具有與其他葉片的族不同的尺寸、植入(implantation)、定向和/或功能。每 個族包括:捕獲葉片9a、導(dǎo)向葉片9b和受力葉片9c。風(fēng)首先被捕獲葉片9a捕獲。該捕獲葉片 捕獲風(fēng)，然后將其朝向?qū)蛉~片9b引導(dǎo)。導(dǎo)向葉片9b還將風(fēng)朝向受力葉片9c引導(dǎo)，風(fēng)在受力 葉片9c上積聚。利用運(yùn)種布置，風(fēng)被截獲并且反過來僅通過將推力F施加至葉片9a、9b、9c而 排出。因此，應(yīng)理解的是，導(dǎo)向葉片9b沿著轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸線15被定位在受力葉片9c的前面。 捕獲葉片9a沿著轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸線15被定位在導(dǎo)向葉片9b的前面。W此方式，通過促使風(fēng)傳 輸其動能的=倍(或者n倍，n是族中的葉片的數(shù)量），風(fēng)通過葉片的族8的時間增加。如果族8 中有n個葉片，其中，n大于S，則位于捕獲葉片9a與受力葉片9c之間的所有葉片9都是導(dǎo)向 葉片％。葉片9的每個相鄰的族8之間存在與排放區(qū)域34對應(yīng)的空間，一些空氣(風(fēng))經(jīng)由該 排放區(qū)域從風(fēng)力機(jī)1排出。更具體地，排放區(qū)域34形成在一個族8的捕獲葉片9a的葉片根端 11至自由端10與葉片的相鄰的族8的受力葉片9c的葉片根端11至自由端10之間。
[0063] 捕獲葉片9a具有與導(dǎo)向葉片9b相比減小的長度，導(dǎo)向葉片9b本身具有與受力葉片 9c相比減小的長度。換言之，每個族8的葉片9a、9b、9c具有沿著轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸線15從轉(zhuǎn)子5 的前表面6朝向后表面7增大的尺寸。相反地，捕獲葉片9a的葉片端11 (在其底部）的寬度大 于導(dǎo)向葉片9b和受力葉片9c的寬度。受力葉片9c的葉片端11的寬度(在其底部)小于捕獲葉 片9a和導(dǎo)向葉片9b的寬度。每個葉片9的葉片根端11具有小于自由端10的長度。運(yùn)種布置也 有助于使風(fēng)從捕獲葉片9a朝向受力葉片9c集中，使得受力葉片存儲起來最大量的能量。更 具體地，定位在族的其他葉片的上游的捕獲葉片9a(小葉片)允許未被在空氣(風(fēng))經(jīng)過葉片 的相鄰的（上游的)族8的受力葉片9c(最后的葉片)之后生成的低壓所擾動的新鮮空氣盡快 被捕獲。運(yùn)個捕獲葉片9a然后將能量傳輸至其族的隨后的葉片，同時從某種程度上來說已 經(jīng)存儲了第一推力。
[0064] 每個葉片9還具有如圖1至圖5中所描述的平坦表面13或者如圖6b、圖7b、圖8b、圖 9b、圖10b、圖12、圖18、圖20和圖25中所描述的基本上彎曲表面13'。優(yōu)選地，所有葉片都可 W是平坦的(沒有彎曲）。葉片9在其主縱向方向14上也可具有彎曲。
[0065] 如上所述，葉片9的每個族8的每個葉片9a、9b、9c在轉(zhuǎn)子5上具有植入和特定定向； 運(yùn)些根據(jù)圖3、圖4和圖5中描述的實(shí)施方式進(jìn)行了描述。在運(yùn)個實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子5具有截頭 圓錐形截面。葉片族8的葉片9被稱為"靜態(tài)的"，運(yùn)意味著葉片9相對于轉(zhuǎn)子5被固定。
[0066] 從上面看，圖3描述了在由方向Y和X形成的水平面Y、X中對葉片9進(jìn)行支承的轉(zhuǎn)子 5。在此僅描述了葉片9的一個族8。每個葉片9的葉片根端11(其為葉片9的族8的構(gòu)件)沿著 其旋轉(zhuǎn)軸線15在轉(zhuǎn)子5的外表面12上連續(xù)偏移。換言之，葉片9W不同高度定位在外表面12 上，高度為h的（圓柱形的或截頭圓錐形的）轉(zhuǎn)子在方向Y上具有穿過該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線15。 葉片9根端11沿平面Y、X中的方向17在外表面12上延伸并且基本上橫向于轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸線 15。在運(yùn)種情況下，每個葉片9根端11都是直線性的。相鄰葉片根部的方向17基本上形成從 轉(zhuǎn)子5的后表面7朝向前表面6定向的曲線。每個葉片根端11W在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線15與平面 Y、X中的葉片根端11的方向17之間形成的預(yù)定角度a被布置在轉(zhuǎn)子5的外表面12上。更具體 地，通過繪制與旋轉(zhuǎn)軸線15平行的直線A (其與確定每個葉片端11的方向17的直線相交）， 然后在平面Y、X中獲取預(yù)定角度a。運(yùn)個角度a大于0°并且小于或等于90°。受力葉片9c可形 成基本上等于90°的角度日3。角度日1可在35°到50°之間。角度日2可在45°到75°之間。角度曰2優(yōu) 選地在03與ai之間；應(yīng)當(dāng)理解，葉片越長，角度a越大。
[0067] 在圖4中，轉(zhuǎn)子5支承由方向X和Z形成的豎直面X、Z中的葉片9的族8。平面X、Z垂直 于平面Y、X。葉片9根端11定位在(圓柱形的或者截頭圓錐形的)轉(zhuǎn)子5的周緣上。先前可見的 是，葉片根端11相對于轉(zhuǎn)子5的高度(旋轉(zhuǎn)軸線15)偏移并且在平面Y、X中與旋轉(zhuǎn)軸線15具有 角度〇。為了更易于理解圖4的說明，假設(shè)葉片根端11位于相同高度處。還將假設(shè)方向Y限定 橫坐標(biāo)I的參照系〇、X、Z中的S角學(xué)圓周18的中屯、OW及引導(dǎo)（逆時針的）方向，葉片根端11 定位在S角學(xué)圓周18的周緣上。捕獲葉片9a的葉片根端11的長度的中屯、限定屬于圓周的點(diǎn) A。因此，例如，角度IOA在平面Z、X中形成與約75°對應(yīng)的約5V12弧度的角度。導(dǎo)向葉片9b的 葉片根端11的長度的屬于圓周的中屯、B在平面Z、X中形成與90°對應(yīng)的約V2弧度的角度 I0B。受力葉片9c的葉片根端11的長度的屬于圓周的中屯、C在平面Z、X中形成與約105°對應(yīng) 的約7V12弧度的角度I0C。換言之，葉片9a、9b和9c在轉(zhuǎn)子5的外表面12上相對于平面Z、X中 的軸線Z彼此偏離。當(dāng)然，葉片9在轉(zhuǎn)子5的周緣上的位置取決于葉片9的族8中的葉片9的數(shù) 量并且取決于風(fēng)力機(jī)1的跨度。我們應(yīng)當(dāng)理解，葉片相對于轉(zhuǎn)子5的表面的運(yùn)種構(gòu)造(定向和 植入)有助于轉(zhuǎn)子5的加速能力。具體地，在風(fēng)穿過捕獲葉片9a之后生成的第一低壓區(qū)域允 許下一個導(dǎo)向葉片9b加速。導(dǎo)向葉片9b仍然可W接收更多的風(fēng)/能量，運(yùn)是因?yàn)閷?dǎo)向葉片大 于捕獲葉片9a等。因此，導(dǎo)向葉片9b在將一些風(fēng)/能量傳遞至下一葉片等時加速并存儲能 量。此外，低壓區(qū)域被引導(dǎo)，從而降低離開轉(zhuǎn)子的空氣的擾動。圖5是在由方向Z和Y形成的豎 直面Z、Y中對葉片進(jìn)行支承的轉(zhuǎn)子5的葉片9的側(cè)視圖。平面Z、Y垂直于平面Y、X。在此僅描述 了葉片的一個族。每個族9的葉片9a、9b、9c都具有相對于轉(zhuǎn)子5的外表面12的傾斜，該傾斜 被定向?yàn)槌蜣D(zhuǎn)子5的前表面6。風(fēng)向16被定向?yàn)槌蜣D(zhuǎn)子5的前表面6。從轉(zhuǎn)子5突出的葉片 9a、9b、9c的縱向方向14在平面Z、Y中與轉(zhuǎn)子5的外表面12形成預(yù)定角度0。在平面Z、Y中，預(yù) 定角度e大于0°并且小于或等于90°。更具體地，捕獲葉片9a的主縱向方向14與轉(zhuǎn)子5的外表 面12形成角度01。導(dǎo)向葉片9b的主縱向方向14與轉(zhuǎn)子5的外表面12形成角度阮。受力葉片9c 的主縱向方向14與轉(zhuǎn)子5的外表面12形成角度03。角度&小于角度阮。角度阮還小于角度抗。 在平面Z、Y中，角度抗可W基本上等于90°。在平面Z、Y中，角度&可W在45°到75°之間。優(yōu)選 地，角度阮在01與03之間。在平面Z、Y中，角度01可W在35°到50°之間。還應(yīng)當(dāng)理解，葉片9越 大，角度e越大。
[0068] 提供了尺寸較小且不很笨重的風(fēng)力機(jī)1，W及中等尺寸風(fēng)力機(jī)1或具有傳統(tǒng)風(fēng)力機(jī) 的尺寸的風(fēng)力機(jī)。只要設(shè)及小的風(fēng)力機(jī)，轉(zhuǎn)子5和葉片9就由如圖20所示的單一件形成或者 由模制部件的組件形成。有利地，轉(zhuǎn)子5通過模制獲取。小的靜態(tài)風(fēng)力機(jī)可提供用于每種類 型的風(fēng)。在中等和大型靜態(tài)風(fēng)力機(jī)的情況下，例如，參見圖21，如上所述，葉片9的族8的每個 葉片9a、9b、9c都W相同的植入和定向安裝在基部上?；?2借助于穿過轉(zhuǎn)子5所包括的管 口 74的套筒73而安裝在轉(zhuǎn)子5上。套筒73配合到固定至軸44的組件76的腔75中。
[0069] 根據(jù)圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖13、圖14、圖16、圖17、圖18、圖25、圖26、圖28中描 述的其他實(shí)施方式(動態(tài)風(fēng)力機(jī)），風(fēng)力機(jī)1包括動態(tài)的葉片族8,葉片9的每個族8能夠相對 于轉(zhuǎn)子5移動，在此其具有截頭圓錐形截面W便適應(yīng)輕風(fēng)、中風(fēng)或強(qiáng)風(fēng)。對于被稱為"動態(tài) 的"版本而言，重新使用將族8中的葉片9安裝在轉(zhuǎn)子5上的與先前對于"靜態(tài)"族可見的相同 的精確定位情況(尺寸、植入、定向）。然而，在運(yùn)種情況下，葉片9的每個族8被認(rèn)為是相對于 支撐件24固定并且可相對于轉(zhuǎn)子5在空間中移動的塊或組件。換言之，葉片的族8保持了靜 態(tài)葉片的構(gòu)造和布置(轉(zhuǎn)子的外表面12上的定向、傾斜角），但可在塊中并W同步的方式移 動，從而根據(jù)各種風(fēng)的強(qiáng)度優(yōu)化風(fēng)力機(jī)的效率。
[0070] 移動裝置23被設(shè)置為使葉片9的族8在初始位置與展開位置之間移動，在初始位置 中，葉片的族8接近于轉(zhuǎn)子5的水平旋轉(zhuǎn)軸線15(接近于前表面6)，在展開位置中，葉片9的族 8位于距轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸線15的一些距離(接近于后表面7)。在初始位置中，移動裝置23包括 至少一個致動器32或者蝸桿。優(yōu)選地，運(yùn)些致動器32均包括汽缸25的，活塞26和桿27組件在 汽缸中滑動。
[0071] 例如，稱為動態(tài)的風(fēng)力機(jī)1包括如圖6至圖9和圖13并且具體地圖17中描述的結(jié)構(gòu) 19。結(jié)構(gòu)19也具有截頭圓錐形截面W適應(yīng)轉(zhuǎn)子5的形式。結(jié)構(gòu)19包括W內(nèi)置連接安裝在使轉(zhuǎn) 子5旋轉(zhuǎn)的軸44上的第一平臺20和第二平臺21。例如，結(jié)構(gòu)19包括在圖6至圖8和圖17、圖28 至圖33中固定地安裝在第一平臺20與第二平臺21之間布置的兩個橫構(gòu)件115a和11加上的 異形區(qū)段(profiled sect ion) 22。異形區(qū)段22還相對于第一平臺20和第二平臺21被固定 (例如，在圖17中）。異形區(qū)段22還可W安裝成能夠相對于橫構(gòu)件115a和11化(例如，在圖13 至圖16中）且相對于第一平臺20和第二平臺21移動。在異形區(qū)段22能夠移動的情況下，每個 異形區(qū)段22具有朝向第二平臺21的周緣52與樞轉(zhuǎn)連接件53連接的第一端35W及自由的第 二端36。板37固定地安裝在軸44上并且位于第一平臺20與第二平臺21之間。板37具有接收 橫構(gòu)件115a、11加的切口54或開口，并且每個切口或開口都允許異形區(qū)段22隨著其相對于 樞轉(zhuǎn)連接件53樞轉(zhuǎn)而穿過。在切口54之間，板37在異形區(qū)段22之間形成間隔件55,從而維持 其之間的空間并且使結(jié)構(gòu)19加強(qiáng)。該結(jié)構(gòu)在此包括葉片9的每個族8的異形區(qū)段22。第一平 臺20與第二平臺21之間的直徑的差值意味著每個異形區(qū)段22延伸的方向相對于第一平臺 20和第二平臺21形成傾斜。
[0072] 葉片的族8均安裝在至少連接至移動裝置23的支撐件24上。W運(yùn)種方式，在移動 中，支撐件24的移動引起葉片9的族8同時移動。支撐件24定位在轉(zhuǎn)子5的外表面12上并且能 夠相對于運(yùn)個表面移動。支撐件24包括在其一個端部59處對安裝板57進(jìn)行支撐的根部58。
[0073] 安裝板57(例如，在圖15、圖16中）可具有任何類型的形狀:具有四個或更多個角或 者圓形。安裝板57的主長度基本上等于族8中的葉片9的葉片根端11的長度總和。安裝板57 的主寬度基本對應(yīng)于轉(zhuǎn)子5的高度的一部分，該高度的一部分對應(yīng)于捕獲葉片9a的葉片根 端11的一個端部(最靠近前表面6的端部)與受力葉片9c的葉片根端11的一個端部(最靠近 后表面7的端部)之間的距離。安裝板57可懸掛風(fēng)力機(jī)的整流罩111。因此，支撐件24可發(fā)現(xiàn) 其在風(fēng)力機(jī)1的前表面6的前方，從而允許葉片的族在輕風(fēng)構(gòu)造中盡可能多地隔離排放區(qū)域 34。
[0074] 轉(zhuǎn)子5的壁33包括直接穿過壁33的通孔28和2穿'。
[0075] 根據(jù)圖6曰、圖化、圖6d、圖7曰、圖7b、圖8a和圖8b的實(shí)施方式，致動器32被布置在每 個異形區(qū)段22中。致動器32的汽缸25相對于異形區(qū)段22被固定并且平行于轉(zhuǎn)子5的外表面 12被安裝。通孔2的往著轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸線15縱向延伸。通孔28允許臂29穿過，該臂包括:第一 端30,該第一端固定至支撐件24的根部58的自由端；W及第二端31，該第二端固定至致動器 32的活塞的桿27的遠(yuǎn)端40。有利地，臂29在與軸線Z平行的方向上被固定至桿27。每個通孔 28具有基本上等于轉(zhuǎn)子5的高度的長度。（圖6d和圖24a中示意性描述的）至少一個測力元件 (load cell)50通過任何合適的方式固定至移動裝置23。在運(yùn)個特定實(shí)例中，測力元件50被 固定至致動器32的桿27的遠(yuǎn)端40。測力元件50電連接至電子電路(未描述），該電子電路定 位在轉(zhuǎn)子5中或者定位朝向轉(zhuǎn)子5的后表面7安裝的單元(未描述）中。測力元件50測量由風(fēng) 施加至葉片的族的力，該葉片經(jīng)由支撐件24連接至致動器32的桿27。電子電路包括微控制 器，該微控制器包括風(fēng)參數(shù)。除此之外，致動器32具有電連接至朝向轉(zhuǎn)子5的后表面7定位的 電動機(jī)42的裝置，電動機(jī)42連接至微控制器。風(fēng)速計(jì)61(示意性地表示）也可設(shè)置在機(jī)艙4、 葉片9上或者設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電場中，W便確定風(fēng)速或風(fēng)壓。
[0076] 當(dāng)由風(fēng)施加的力在預(yù)定力W上時，微控制器命令電動機(jī)42然后使致動器32致動， W便移動葉片的族。當(dāng)活塞26在汽缸25中移動時，桿27W平移運(yùn)動的方式驅(qū)動臂29穿過縱 向通孔28。
[0077] 在圖6a(前視圖）、圖6b和圖6d(平面I-I上的截面圖）中，風(fēng)力機(jī)1面對輕風(fēng)，輕風(fēng)將 推力Fi施加至位于轉(zhuǎn)子5的前表面6附近的葉片的族。在運(yùn)種情況下，活塞26的桿27被完全 展開。在此被稱為初始排放區(qū)域的排放區(qū)域34較小并且跨度(受力葉片的直徑)減小。在圖 7a(前視圖）和圖7b(平面Il-n上的截面圖）中，風(fēng)力機(jī)1的葉片9正在經(jīng)受中風(fēng)的推力F2。推 力F2大于推力Fi。因此，活塞26在汽缸25上沿與轉(zhuǎn)子的外表面12平行的方向平移運(yùn)動(在此， 從轉(zhuǎn)子5的前表面6朝向后表面7)。葉片的族8在平行于從前表面6朝向后表面7定向的轉(zhuǎn)子 的外表面12的平移運(yùn)動中同時移動，反之亦然。因此，葉片9的族8發(fā)現(xiàn)其在沿著通孔28的長 度的大約中間位置。應(yīng)當(dāng)理解，在葉片9a、9b、9c移動之后，其仍然面向風(fēng)。在移動葉片的族8 中，排放區(qū)域34的表面積被改變。在運(yùn)個構(gòu)造中，當(dāng)葉片9接近前表面即寸，排放區(qū)域34'的表 面積大于初始排放區(qū)域％的表面積，從而增加排放區(qū)域34'允許更多空氣流動的能力。因 此，風(fēng)力機(jī)的跨度增加。換言之，風(fēng)越強(qiáng)，排放區(qū)域34、34'、34"所需的空間越大，W便排出具 有使轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)遲緩的風(fēng)險(xiǎn)的過量空氣。
[0078] 在圖8a(前視圖）和圖8b(平面III-III上的截面圖）中，風(fēng)力機(jī)1面臨將推力F3施加 至葉片的族8的強(qiáng)風(fēng)，推力F3大于推力F2?；钊绊懗蜣D(zhuǎn)子的后表面7的平移運(yùn)動，W便影 響全行程(full stroke)。葉片的族8W與圖7a和圖7b中的類似方式移動，并且因此接近于 轉(zhuǎn)子5的后表面7。因此，如前所述，應(yīng)當(dāng)理解，在葉片9a、9b、9c移動之后，其仍然面向風(fēng)。因 此，排放區(qū)域34"的表面積大于排放區(qū)域34'的表面積，從而進(jìn)一步增加通過運(yùn)個區(qū)域的空 氣流動并減?。ㄈ~片9上的風(fēng)阻）葉片相對于掃風(fēng)表面積(隨著受力葉片旋轉(zhuǎn)由受力葉片掃 風(fēng)的表面面積）的風(fēng)阻的比例。
[0079] 圖6c、圖7c、圖8c、圖17和圖24a描述了圖6曰、圖6b、圖6d、圖7曰、圖7b、圖8a和圖8b中 示出的實(shí)施方式的替換形式，其中，致動器32包括允許其從支撐件24的移動軸線偏離的兩 個樞轉(zhuǎn)連接件（詳見圖24a)。致動器32的近端41經(jīng)由連接件62樞轉(zhuǎn)安裝在結(jié)構(gòu)19的第二平 臺21上。運(yùn)個樞轉(zhuǎn)連接件62定位成更靠近平臺21的旋轉(zhuǎn)軸線15,并且因此能夠?yàn)橹渭?4 朝向結(jié)構(gòu)21的周緣的滑動釋放一些空間。支撐件24的根部58包括在其另一端59'處的基部 60,其具有U的形狀。運(yùn)個基部60旨在與固定在結(jié)構(gòu)19的每個異形區(qū)段22中的U形截面的縱 向軌道63協(xié)作?；?0還經(jīng)由樞轉(zhuǎn)連接件64連接至致動器32的活塞26的桿27的遠(yuǎn)端40。圖 17是相對于第一平臺20和第二平臺21固定的具有異形區(qū)段22的結(jié)構(gòu)19的立體圖。正如在前 述實(shí)施方式中，支撐件24可W沿著由轉(zhuǎn)子5限定的傾角從底部向上移動，反之亦然。根據(jù)致 動器32的新穎布置，基部60可W向上滑動更多，并且因此允許風(fēng)力機(jī)1比W前具有更大的展 開位置。
[0080] 在運(yùn)個實(shí)施方式的優(yōu)選的替換形式中，致動器32能夠僅通過風(fēng)的推力（沒有電動 機(jī)42的作用）移動，W便經(jīng)由支撐件24移動葉片9的族8。因此葉片9的族8使用施加至葉片9 的風(fēng)的推力從初始位置朝向展開位置移動。葉片9的族8在其重量的影響下返回至初始位 置。根據(jù)需要將預(yù)先校準(zhǔn)致動器32的阻力(暗指沒有外來干預(yù)，諸如從輕風(fēng)到高達(dá)強(qiáng)風(fēng)而不 是狂風(fēng)中的運(yùn)行的可接受范圍的電子的、電氣的或液壓干預(yù)）：風(fēng)越強(qiáng)(離屯、力越大），則致 動器32的阻力越大，當(dāng)風(fēng)變?nèi)鯐r，葉片9自然地將返回至向下位置(初始位置）。運(yùn)=個致動 器32單獨(dú)運(yùn)行，運(yùn)是因?yàn)槠洳皇芸刂?。只有風(fēng)的推力驅(qū)動它們。旋轉(zhuǎn)速度將意味著通過致動 器32接收的力幾乎是相同的，使得運(yùn)些致動器將W相同方式并且同時起作用。如在上文中 的前述實(shí)施方式中提到的，根據(jù)與先前描述的靜態(tài)風(fēng)力機(jī)的相同構(gòu)造，每個族8的葉片9相 對于彼此維持其初始位置(在支撐件24上）。
[0081] 根據(jù)如在圖％、圖9c和圖15中可見的另一實(shí)施方式，動態(tài)風(fēng)力機(jī)1處于"樞轉(zhuǎn)的"順I(yè) 獎位置。例如，如圖9、圖13、圖14和圖16中所示，順獎位置遵循動態(tài)風(fēng)力機(jī)1可采用的安全位 置。"樞轉(zhuǎn)的"動態(tài)風(fēng)力機(jī)的運(yùn)個實(shí)施方式為可能遇到的狂風(fēng)的區(qū)域而保留。
[0082] 葉片9的動態(tài)移動與圖6至圖8中示出的風(fēng)力機(jī)的葉片的動態(tài)移動保持相同。在運(yùn) 個實(shí)施方式中，并且更特別地，根據(jù)順獎或者返回至運(yùn)行位置(葉片根據(jù)風(fēng)的強(qiáng)度重新開始 沿著轉(zhuǎn)子動態(tài)移動），移動裝置23包括致動器32W及至少一個連接桿66,該連接桿的一端67 較接至沿著軸44滑動的滑動組件43。相對的另一端部67'也較接至固定于異形區(qū)段22的基 部68?；?8朝向自由端36固定至異形區(qū)段22。在運(yùn)種情況下，兩個連接桿66支撐(具體地， 基部68)異形區(qū)段22?；瑒咏M件43包括使支撐件24的樞轉(zhuǎn)抑制的中央致動器100。在我們的 特定情況下，因?yàn)橹聞悠?2連接至基部60,因此其伴隨異形區(qū)段22的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動。然而，致動 器32使異形區(qū)段22的樞轉(zhuǎn)僅被抑制至較小范圍，運(yùn)個功能為中央致動器100保留。中央致動 器安裝在轉(zhuǎn)子5的軸44上并且在第一平臺20與第二平臺21之間移動?；瑒咏M件43經(jīng)由機(jī)械 和電連接裝置而連接至朝向后表面7定位的電動機(jī)42。
[0083] 在運(yùn)個實(shí)施方式中（見圖15和圖22)，包括滑動組件43的移動裝置23通過操作員手 動地觸發(fā)，或者通過接收來自元件50的信息的微控制器而控制，或者可替換地，由操作員經(jīng) 由從風(fēng)速計(jì)61接收信息的機(jī)載計(jì)算機(jī)或者根據(jù)其他氣象信息而遠(yuǎn)程控制。運(yùn)在風(fēng)很劇烈且 操作員將其視作使樞轉(zhuǎn)動態(tài)風(fēng)力機(jī)1順獎所必需時實(shí)現(xiàn)。為此，在向下安全位置中（例如，圖 15)，風(fēng)力機(jī)1將提前將其設(shè)定為背對風(fēng)。在順獎的背景中，異形區(qū)段22能夠相對于第一平臺 20和第二平臺21移動?；瑒咏M件43允許異形區(qū)段22在運(yùn)行位置與順獎位置之間樞轉(zhuǎn)，在運(yùn) 行位置中，自由端36位于與第一平臺的表面69齊平，而在順獎位置中，自由端36不與表面69 齊平并且在轉(zhuǎn)子5的內(nèi)部?；瑒咏M件43的驅(qū)動部分由致動器100和/或葉片9的重量產(chǎn)生。致 動器100包括通過凸緣106連接至滑塊102的桿107。該滑塊沿著軸44的旋轉(zhuǎn)軸線移動。在端 部67、67的較接位置處經(jīng)由至少連接桿66和兩個樞轉(zhuǎn)連接件67a和67b引起滑動組件43和異 形區(qū)段22的移動。更具體地，在運(yùn)行位置中，葉片9的族8位于前表面6附近(在運(yùn)種情況下， 第一平臺20)?；瑝K102位于前表面6附近。致動器100的活塞107收回并且致動器100也在第 一平臺20附近。每個基部60通過位于基部60的下部134中的阻擋裝置而被阻擋在適當(dāng)位置。 結(jié)構(gòu)19包括在橫構(gòu)件115a、ll加上阻擋異形區(qū)段22的鎖定裝置71(參見圖23)。為了從運(yùn)行 位置移動到順獎位置中，操作員使鎖定裝置71a致動W從橫構(gòu)件115a、115b釋放異形區(qū)段 22。每個異形區(qū)段22然后經(jīng)由樞轉(zhuǎn)連接件53朝向轉(zhuǎn)子5的中屯、旋轉(zhuǎn)(樞轉(zhuǎn)）。因此，對連接桿 66進(jìn)行支撐的滑動組件43沿箭頭70方向同時執(zhí)行平移運(yùn)動，從而降低（在圖15的平面Z、Y 中）自由端36。然后自由端不再接近于第一平臺20的表面69。在順獎位置中，滑塊102在靠近 第二平臺21旋轉(zhuǎn)之后被定位。異形區(qū)段22的旋轉(zhuǎn)由中央致動器100抑制。根部58的一部分或 整個根部位于轉(zhuǎn)子5內(nèi)部。支撐件24在順獎位置中與轉(zhuǎn)子5的表面12齊平。每個異形區(qū)段22 然后通過橫構(gòu)件115a、ll加上的鎖定裝置7化而被阻擋在運(yùn)個順獎位置中。順獎位置中的葉 片9的族8具有較小的周緣，由此減小了其風(fēng)阻。
[0084] 當(dāng)贓風(fēng)已經(jīng)過去并且在已經(jīng)執(zhí)行運(yùn)行的再開始之前進(jìn)行檢查時，操作員物理地或 遠(yuǎn)程地干預(yù)風(fēng)力機(jī)IW通過使鎖定裝置71b解除阻擋而使異形區(qū)段22從其順獎位置解除阻 擋。致動器100的桿127在相反方向（與70相反)上移動W使滑動組件43返回至接近第一平臺 20的位置。運(yùn)允許葉片9的族8返回至運(yùn)行位置。
[0085] 自由端36然后位于與第一平臺20(周緣)齊平。因此，異形區(qū)段22通過鎖定裝置71a 被鎖定?；?0通過阻擋裝置134解除阻擋，從而允許其沿著軌道63滑動。
[0086] 根據(jù)圖18和圖19中示出的運(yùn)個實(shí)施方式的另一替換形式，移動裝置23還包括至少 一個致動器32,該致動器在平行于前表面6和/或后表面7的方向上布置在轉(zhuǎn)子5中。在致動 器的實(shí)例中（參見圖18)，桿27的遠(yuǎn)端40被固定至支撐件24的根部58的端部59'，并且汽缸25 的近端41被固定至滑動組件43。在運(yùn)個實(shí)施方式的另一替換形式中，活塞26的桿27的遠(yuǎn)端 可被固定至安裝板57(然后支撐件24不具有根部58)。移動裝置23也可位于轉(zhuǎn)子5的外部，朝 向轉(zhuǎn)子5的后表面7,從而空出轉(zhuǎn)子5的內(nèi)部中央部分。
[0087] 圖25、圖26和圖27示出了在風(fēng)很強(qiáng)烈（非常強(qiáng)的風(fēng)、旋風(fēng)、暴風(fēng))并且要求靜態(tài)或動 態(tài)風(fēng)力機(jī)1保證安全的情形下的風(fēng)力機(jī)1的實(shí)例的另一實(shí)施方式。為了將風(fēng)力機(jī)1帶到安全 位置中，必須將轉(zhuǎn)子5W其"后表面"放置在風(fēng)中。通常，運(yùn)通過相對于風(fēng)力機(jī)1的立柱2的軸 來樞轉(zhuǎn)底架39而實(shí)現(xiàn)。葉片9的族8然后背向風(fēng)的方向16。在動態(tài)風(fēng)力機(jī)1的情況下，葉片優(yōu) 選地處于初始位置中，在此，該初始位置對應(yīng)于(輕風(fēng))初始位置，運(yùn)意味著葉片9的族8靠近 前表面6 (參見圖化和圖25)。安全位置也可始于與展開(強(qiáng)風(fēng))位置(參考圖8b和圖26)對應(yīng) 的初始位置。
[0088] 對于待被帶到安全位置(例如，圖27)的靜態(tài)風(fēng)力機(jī)而言，所需要的是在葉片背向 風(fēng)之前旋轉(zhuǎn)底架39。
[0089] 圖28至圖35示出了使風(fēng)力機(jī)1從安全位置順獎的另一優(yōu)選方式，在安全位置中，葉 片的族處于的向上位置(例如，圖26中示出的展開位置)或者優(yōu)選地，葉片9的族處于的向下 位置(初始位置，例如，參見圖25))。在運(yùn)個順獎位置中，支撐件24具有旋轉(zhuǎn)裝置，該旋轉(zhuǎn)裝 置允許其圍繞穿過支撐件24的根部58的軸線133旋轉(zhuǎn)。被稱為輪流順獎的順獎旨在通過提 供小于或至少等于如之前看到的樞轉(zhuǎn)順獎構(gòu)造的跨度而顯著減少狂風(fēng)的風(fēng)力影響。運(yùn)種構(gòu) 造允許葉片9的族8通過將葉片9的端部10盡可能地靠近地將轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸線15更靠近在 一起。葉片9的族8的支撐件24的根部58具有軸130,該軸經(jīng)由滾動軸承125相對于旋轉(zhuǎn)軸線 133樞轉(zhuǎn)。運(yùn)個軸130具有連接至凹部件129的下端，該凹部件旨在與動力輸出類型的花鍵軸 128的一部分協(xié)作。運(yùn)個軸128連接至通過安裝在橫構(gòu)件115a、115b之間的導(dǎo)軌122而在橫構(gòu) 件115a、115b之間滑動的電動機(jī)121。電動機(jī)在致動器126的作用下經(jīng)由桿127、至少一個連 接桿124 W及樞轉(zhuǎn)連接件123和123 '在導(dǎo)軌122中滑動。電動機(jī)121能夠在對支撐件24旋轉(zhuǎn)進(jìn) 行致動的第一位置與中性的第二位置之間移動，在第一位置中，軸128連接至凹部件129,而 在中性的第二位置中，軸128與凹部件129斷開連接。為葉片的每個族提供一個電動機(jī)121。 致動器126安裝在軸44上，并且致動器126的桿127沿著旋轉(zhuǎn)軸線15移動。
[0090] 在運(yùn)個實(shí)施方式的第一替換形式中，基部60安裝在樞轉(zhuǎn)板上，該樞轉(zhuǎn)板在其下部 中配備有凹部件129,該凹部件旨在直接連接至軸128(在運(yùn)個替換形式中沒有軸130)。為了 允許樞轉(zhuǎn)板和底座60旋轉(zhuǎn)，軌道63包括允許底座60的下部通過的凹槽(未描述）。
[0091] 在運(yùn)個實(shí)施方式的優(yōu)選的第二替換形式中，軸130的上部連接至底座60。在運(yùn)個替 換形式中，異形區(qū)段22相對于橫構(gòu)件115a、115bW及第一平臺和第二平臺（圖34和圖35)被 固定。鎖定裝置71d(圖35)阻擋或釋放軸130的旋轉(zhuǎn)?；?0提前由位于基部60的下部134的 阻擋裝置鎖定，W防止基部60沿著軌道63滑動。當(dāng)致動器126的桿127收回時（圖35)，電動機(jī) 121然后處于中性位置并且不可能驅(qū)動。當(dāng)致動器126的桿127展開時（圖34)，電動機(jī)121然 后處于致動位置，因此軸128驅(qū)動軸130,其允許設(shè)置有葉片9的支撐件24旋轉(zhuǎn)。為了在軸128 和凹部件129在已經(jīng)連接之后允許支撐件24旋轉(zhuǎn)，使用鎖定裝置71d將軸130從基部60解鎖。 電動機(jī)121、鎖定裝置71d、致動器126和阻擋裝置可被遠(yuǎn)程致動。支撐件24可樞轉(zhuǎn)通過0到 360°之間的旋轉(zhuǎn)角度。優(yōu)選地，支撐件24在0°到180°之間樞轉(zhuǎn)。在贓風(fēng)經(jīng)過并且已經(jīng)執(zhí)行檢 查之后，電動機(jī)121被致動W將葉片9的族8返回至其運(yùn)行初始位置(通過反向旋轉(zhuǎn)或者沿相 同方向?qū)崿F(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)）。圖30和圖31示出了樞轉(zhuǎn)通過90°角度的中間物。例如，當(dāng)最后確定順 獎位置時，也就是當(dāng)根部58沿順時針方向（箭頭135)樞轉(zhuǎn)180° (圖32和圖33)時，定位在軸 130與基部60之間的位置傳感器131使得電動機(jī)121的旋轉(zhuǎn)停止。當(dāng)支撐件24達(dá)到180°的角 時，不像在葉片的前表面213將背向風(fēng)的安全位置中，葉片的族8的每個葉片9a、9b、9c具有 的前表面213正面向風(fēng)。因此，受力葉片9c的跨度el、e2、e3從el減小至e3,其中，根據(jù)支撐件 占用的角度，el〉e2〉e3。
[0092] 圖IOa和圖IOb示出了包括動態(tài)葉片族8的風(fēng)力機(jī)1的又一實(shí)施方式。在圖IOa中，葉 片的族8處于接近轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸線15的初始位置中。為了應(yīng)對強(qiáng)風(fēng)，葉片的族8通過移動裝 置23朝向展開位置同時移動，在展開位置中，葉片的族8與轉(zhuǎn)子的水平軸線15相距一些距 離。葉片的族8還都安裝在支撐件24上。運(yùn)些支撐件24定位在轉(zhuǎn)子5的外表面12上。在運(yùn)種情 況下，每個支撐件24被固定至沿轉(zhuǎn)子5的徑向方向在汽缸25中平移運(yùn)動的活塞桿27的遠(yuǎn)端。 壁33還具有通孔28'，該通孔允許活塞26的桿27的通道在初始位置與展開位置之間移動。隨 著用作支撐件24的活塞致動器組件移動，運(yùn)使葉片的族8W徑向運(yùn)動移動，桿27相對于轉(zhuǎn)子 5的旋轉(zhuǎn)軸線15推動支撐件24。因此，在圖IOb中，盡管葉片維持初始位置的構(gòu)造，但支撐件 24和葉片9a、9b、9c與轉(zhuǎn)子5的表面相距一些距離。應(yīng)當(dāng)理解，在運(yùn)個實(shí)施方式中，在葉片9曰、 9b、9c移動之后，其仍然面向風(fēng)。通過移動葉片的族8,排放區(qū)域34的表面積也被改變。在圖 1化中，當(dāng)葉片9靠近轉(zhuǎn)子5的表面時，排放區(qū)域34'的表面積大于初始排放區(qū)域34的表面積。
[0093] 圖11和圖12描述了包括動態(tài)葉片族8的風(fēng)力機(jī)的又一實(shí)施方式。根據(jù)運(yùn)個實(shí)施方 式，轉(zhuǎn)子5的壁33包括允許葉片9移動的通孔28"(參見圖14)。通孔28"在曲線46中延伸。具體 地，通孔28"形成的曲線46具有從前表面6朝向后表面7基本上縱向延伸的第一部分47W及 在基本上平行于受力葉片9c的葉片根端11的方向17的方向上延伸的第二部分48。在運(yùn)種情 況下，安裝在轉(zhuǎn)子5中的導(dǎo)向裝置45沿箭頭38的方向W基本上相對于轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸線的旋 轉(zhuǎn)使族8的每個葉片在初始位置與收回位置之間移動，在初始位置中，葉片9接近于旋轉(zhuǎn)軸 線，而在收回位置中，葉片仍然接近于旋轉(zhuǎn)軸線并且一個接一個地放置。同樣，在運(yùn)個實(shí)施 方式中，應(yīng)當(dāng)理解，在葉片9a、9b、9c移動之后，其仍然面向風(fēng)。例如，導(dǎo)向裝置45包括至少一 個連接桿(未描述），該連接桿具有旋轉(zhuǎn)地安裝在軸44上的一端W及固定至族8的葉片中的 一個的葉片根端11的另一端。為每個葉片設(shè)置一個連接桿。能夠提供圓板代替連接桿。導(dǎo)向 裝置45還包括鎖定元件(未描述），該鎖定元件在初始位置中或在收回位置中阻擋葉片。微 控制器使用從元件50或從風(fēng)速計(jì)61接收的信息或者操作員的遠(yuǎn)程指令來命令鎖定裝置的 阻擋或解除阻擋。布置在彼此后面的葉片9允許排放區(qū)域34放大，使得可W除去較大量的空 氣。
[0094] 本風(fēng)力機(jī)1完美適于陸上使用(特別用途:居住區(qū)域、商業(yè)區(qū)域或者活動區(qū)域)或者 適于海上使用。
[0095] 前文通過舉例的方式描述了本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情 況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠W各種方式改變本發(fā)明的實(shí)施方式，例如，通過結(jié)合僅考慮或者 結(jié)合考慮的上述各種特征。
【主權(quán)項(xiàng)】
1 · 一種風(fēng)力機(jī)(1)，包括： -轉(zhuǎn)子(5)，用于圍繞與風(fēng)向基本上平行的水平旋轉(zhuǎn)軸線（15)旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子(5)具有面 向風(fēng)且與風(fēng)向基本上垂直的前表面(6)以及朝向所述轉(zhuǎn)子的支撐件定位的后表面(7);以及 -葉片(9、9&、％、9幻的至少兩個不同的族(8)，分布在所述轉(zhuǎn)子(5)上， 其特征在于，所述葉片的每個族(8)均包括具有自由端以及連接至所述轉(zhuǎn)子的葉片根 端的至少三個葉片(9、9a、9b、9c); 所述葉片（9、9a、9b、9c)的每個族均包括捕獲葉片（9a )，所述捕獲葉片朝向?qū)蛉~片 (9b)引導(dǎo)風(fēng)，所述導(dǎo)向葉片朝向受力葉片(9c)引導(dǎo)風(fēng)，所述受力葉片(9c)具有布置為與風(fēng) 向基本上垂直的表面（13)，所述葉片(9、9 &、％、9幻的每個族(8)中的葉片(9、9&、％、9(3)的 所述葉片根端（11)在所述轉(zhuǎn)子(5)的外表面(12)上沿著所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線（15)連續(xù) 偏移，并且所述捕獲葉片(9a)具有相比于所述導(dǎo)向葉片(9b)減小的長度，并且所述導(dǎo)向葉 片本身具有相比于所述受力葉片(9c)減小的長度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)（1)，其特征在于，所述捕獲葉片(9a)沿著所述轉(zhuǎn)子(5) 的所述旋轉(zhuǎn)軸線（15)定位在所述受力葉片(9c)的前面。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力機(jī)（1 )，其特征在于，每個所述葉片根端（11)以在所述轉(zhuǎn) 子的所述旋轉(zhuǎn)軸線與所述葉片根端的方向之間形成的一預(yù)定角度(α)布置在所述轉(zhuǎn)子的所 述表面(12)上。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力機(jī)（1)，其特征在于，所述葉片（9、9&、％、9幻沿縱向方向 從所述轉(zhuǎn)子(5)突出，所述縱向方向與所述轉(zhuǎn)子(5)的所述表面(12)形成一預(yù)定角度⑴)。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的風(fēng)力機(jī)(1)，其特征在于，所述預(yù)定角度(α、β)大于0并且小 于或等于90°。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力機(jī)(1)，其特征在于，所述風(fēng)力機(jī)包括移動裝 置(23)，所述移動裝置使所述葉片(9、9 &、％、9幻的族(8)在以下位置之間移動： -初始位置，在所述初始位置中，所述葉片的族（8)接近于所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線 (15)并且被展開；以及 -展開位置，在所述展開位置中，所述葉片的族處于與所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線（15)相 距一些距離。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)力機(jī)（1)，其特征在于，所述移動裝置(23)在以下運(yùn)動中改 變所述葉片的族(8)的布置： -相對于所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線（15)的徑向運(yùn)動;和/或 -在從所述后表面(7)朝向所述前表面(6)定位的方向上或者反過來與所述轉(zhuǎn)子(5)的 所述表面(12)基本上平行的平移運(yùn)動。8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力機(jī)（1)，其特征在于，所述葉片(9)的每個族 (8)均安裝在連接至所述移動裝置(23)的支撐件(24)上。9. 根據(jù)要求要求1至7中任一項(xiàng)所述的或者根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力機(jī)(1)，其特征在 于，所述葉片(8)的每個族(8)安裝在支撐件(24)上，所述支撐件包括沿著導(dǎo)軌(63)滑動的 基部(60)，所述導(dǎo)軌被布置在定位于所述轉(zhuǎn)子(5)中的結(jié)構(gòu)（19)的異形區(qū)段(22)上，所述異 形區(qū)段(22)連接至所述移動裝置(23)。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)力機(jī)（1)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)（19)至少包括設(shè)置有第一 端(35)和第二自由端(36)的所述異形區(qū)段(22)，所述異形區(qū)段(22)布置在具有內(nèi)表面(69) 的第一平臺（21)與鉸接至所述第一端(35)的第二平臺（22)之間，使得所述異形區(qū)段(22)能 夠經(jīng)由所述移動裝置(23)在第一運(yùn)行位置與順槳位置之間移動，在所述第一運(yùn)行位置中， 所述第二自由端(36)位于與所述表面(69)齊平，在所述順槳位置中，所述第二自由端(36) 處于與所述表面(69)相距一些距離。11. 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力機(jī)（1)，其特征在于，所述支撐件(24)包括 將所述支撐件（24)相對于所述轉(zhuǎn)子(5)的所述表面（12)圍繞穿過所述支撐件（24)的根部 (58)的旋轉(zhuǎn)軸線（133)以0°到360°之間的角度旋轉(zhuǎn)地設(shè)定的裝置。12. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力機(jī)（1)，其特征在于，所述風(fēng)力機(jī)包括導(dǎo)向 裝置，所述導(dǎo)向裝置在每個所述族(8)內(nèi)使所述族(8)的每個葉片(9、9 &、％、9幻基本上圍繞 所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸線（15)旋轉(zhuǎn)地在以下位置之間移動： -初始位置，在所述初始位置中，所述葉片(9、9&、％、9幻接近于所述旋轉(zhuǎn)軸線（15)并且 被展開；以及 -收回位置，在所述收回位置中，所述葉片(9、9&、％、9幻接近于所述旋轉(zhuǎn)軸線（15)且一 個接一個地放置。13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力機(jī)（1)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子（5)包括壁 (33)，所述壁包括從所述轉(zhuǎn)子(5)的所述前表面(6)朝向所述后表面(7)縱向延伸或者在一 曲線(46)中延伸的通孔(28,28'），所述曲線包括從所述前表面(6)朝向所述后表面(7)基本 上縱向延伸的第一部分(49)以及在與所述受力葉片(9c)的所述葉片根端（11)的方向（17) 基本上平行的方向上延伸的第二部分(49)。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的風(fēng)力機(jī)（1)，其特征在于，每個所述通孔(28,28'）均被設(shè)計(jì) 成接收至少一個元件（27,29)，所述元件連接至在所述初始位置與所述展開或收回位置之 間穿過所述通孔(28,28'）的所述移動裝置(23)或?qū)蜓b置(45)。15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的風(fēng)力機(jī)（1)，其特征在于，所述移動裝置(23)或所述導(dǎo) 向裝置(45)包括至少一個液壓致動器或蝸桿。16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力機(jī)（1)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(5)具有截 頭圓錐形截面。17. 根據(jù)權(quán)利要求1至15所述的風(fēng)力機(jī)(1)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(5)具有圓柱形截面。
【文檔編號】F03D1/02GK105829707SQ201480069525
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年10月16日
【發(fā)明人】塞巴斯蒂安·芒索
【申請人】塞巴斯蒂安·芒索