[发明专利]系缆气球风力涡轮发电机

说明书

背景技术

本发明涉及“系缆气球风力涡轮发电机”，指的是把风力转化电能的风力发电设备，尤其是指那些配备在潮位或潮位以上的风力站。但是，在另一个实施方式中，本发明同样能用于深海水流发电，更准确一点说，称为系缆式水中暗流涡轮发电机。

近年来，与其它能量来源相比，风力站变得更有影响力和更具竞争力，但是安装和维护费用仍然是最为昂贵的。因此，风力站总体每度耗费仍然很高，导致了它们只能勉强配置使用，仅为电网贡献了很小的一部分。

现代的风力站如今应用的基本方法是：水平悬挂，大直径，三个叶片的螺旋桨，其轮转以每分低转速运转在一个相当大的扫区内。螺旋桨的轮转中心轴悬挂越高越好。随着地面上高度的增加，风力的固有速度按比例增长。传统风力站有很高很结实的塔式结构。尤其是它们有深深扎入到地下的水泥基钢管塔。

这个系统要很仔细的策划和合理选址以适应周围地形。塔必须有一个中枢楼梯或者其他的方法，允许建设和操作者爬上高处的机械设备。塔必须配备重型变速器、电涡轮机、组合螺旋桨并且足够结实以对抗大风、甚至地震。

这个系统更为复杂的是，上吊舱和变速器/涡轮机的外壳必须足够在一个竖直的枢轴上转动，以便螺旋桨无论白天黑夜的任何时间都能准确的对准风向。

在许多风力站系统里，为了调节节距，风车的单个叶片都能够围绕他们的单个纵轴回转。根据现场的任何时间的标称风速条件，他们能够最佳的优化叶片间距。如果标称风速太大，它们同样能够改变叶片间距来使螺旋桨旋翼周期变距。某些情况下，风车被锁定不能旋转，叶片被“羽”化来防止风雪对机器的大损害。

这个节距调节技术大大地增加了风力站的支出。

传统的风力站的另一个主要问题就是：在雷暴雨期间，因为闪电所引起的损害。叶片能够向上偏300英尺，而且是闪电寻找通入地面传导通路的一个很好来源。一些最近设计的风力站用可置换牺牲闪电传导吸引物系统，把吸引物建立在每个风车螺旋桨叶片中，有助于引导闪电远离包括叶片本身的脆弱的合成结构。

仍然存在着这样的事实，风车停歇和维修费用的主要原因之一就是：由雷电所引起的损坏。许多风力站的规格大小也是检修、诊断和返修的主要问题之一。很多时候，工人不得不用绳索，攀爬来完成对大型机器的维修。这样既昂贵又危险。在最近几年就有工人在维修叶片时死亡。总之，据悉，没有哪个现行的风力站能够在非高成本的塔结构、高维修费用、高危险的诊断检修风车叶片的条件下，提供既具有竞争力、又便宜的能量生成。

发明内容

作为一个改进的风力站，本发明是一个集合了比空气还轻的结构设计和一个空气动力造型的特殊设计。空气动力造型通过一个可靠性能测定相对精确而直径较小的涡轮发电机集中风力，因此不需要固定塔。这个比空气还轻的机器被系到地面上，因此能够自由地、自动地、最佳地将自己对准盛行风向，且功效不损失。系链也为涡轮发电机将电能传到基站提供了导电路径，在基站电能可以进入栅格或者现场应用。在一个实施例中，这个系统采用了超轻量随车携带气象诊断电脑技术，能够灵活的知道何时保持在上，何时自动收缩，且在一个潜在的毁灭性暴风雨过去后，回复到基本防护。这一特征将有效地消除了现行风力站的闪电损害问题。

本发明的数个优点将应用于改良风力站，提供一个降低风力发电成本的设备，提供一个安装费用更低廉的风力发电机，提供一个诸如维修、鸟类和蝙蝠的侵害、闪电损害造成的停歇等问题锐减的风力发电机，提供一个可广泛应用的、低成本的风车设计技术，以使得个体家庭和小社区单位能够负担得起的、实用的，对大能源公司来说，它是一个诱人的、可用于电网运营中的、矿物燃料的替代物。另外一个目的就是生产一个本发明的另一个化身——在水下运作，比水还轻，系链式海水流涡轮发电机。

附图说明

图1是根据本发明构造的系缆气球风力涡轮发电机左侧透视图，基本上展示了漏斗形涡轮发电机的左半侧。

图2是图1中系缆气球风力涡轮发电机的右侧透视图。

图3是图1和2中涡轮发电机的纵向断面，展示了液体流量、涡轮机内部构成和控制模块。

图4是图1和2中涡轮发电机的前部透视图，展示了一个后悬挂式垂直翼面稳定器。

图5是图1和2中涡轮发电机的左侧透视图，展示了本发明应用了后保护板稳定器和前悬挂升降板的组合，来改善稳定性和性能。

图6A是图1和2中涡轮发电机的左侧透视图，展示了它系于地面的基础结构且在中等高度的运作。

图6B是图1和2中涡轮发电机的左侧剖面透视图，展示了悬挂开门和内缩到顶部主皮带轮的系缆气球风力涡轮发电机标准基本结构。