[发明专利]用于在垂直轴的水轮机的各叶片的连续和区别定位的装置

说明书

用于具有瞬间撞击角度位置的在垂直轴的自由流水轮机的各叶片的连续定位的装置对于任何不同水流速度而言总是最佳的。连接到由三个分离的电步进电机控制的杠杆系统的两个共面浮动盘组成所述装置。在改变水流速度时，沿着旋转筒的轨道路径出现叶片专用路径。叶片被等距地放置在旋转筒的边缘，而电步进电机被固定到水轮机的外部框架。

背景技术

直接接触水流(河或海)的无压水轮机代表水动能的有效系统。在2008年安装在纽约的东河(East River)的Verdant Power Ltd.的涡轮机代表这种技术的第一示例。

在水平轴的涡轮机的三叶片转子是从风应用获得的经典结构，尽管相对简单并且可靠，但其在流体动力效率方面产生某种程度不大的回报。

使用具有垂直地布置的叶片的涡轮机的决定能够是替代解决方案以提高水动力效率并且简化大尺寸的涡轮机的构造，因为单向河流不需要利用装置来修改偏航旋转角，以及不需要根据风力发电机的涡轮机的需要在固定和移动部分之间插入第五轮接头。这允许使用适度尺寸的组件，便于携带和直接在安装地点组装。

通过采用叶片的即时和正确定位的技术系统以允许水流无干扰地穿过，因此克服具有并不十分自由的横穿的已有涡轮机的限制，具有拥有盘和支撑臂的垂直轴涡轮机(作为具有垂直轴的涡轮机的示例，类似于Darrieus和Kobold涡轮机)的解决方案中的水动力效率能够被显著提高。

通过采用在旋转筒上放置悬臂的叶片组件系统，每个叶片具有不同的方位等级，因此允许沿着轨道路径的连续变化，能够超越当前使用的解决方案的关键点。

水流横穿的动能被高效地转换成机械能，因为具有大直径的垂直轴的涡轮机的使用允许也利用大地能量，大地能量通过在支撑叶片的倾斜筒的两个相反的施加极值的限额的差异(在具有水平轴的涡轮机中不可获得的条件)来确定。

用于获得高水动力效率的必要条件在于能够通过叶片位置的合适的命令和控制实现的瞬时入射角的连续定向。

计算机化系统已经被有效地用在很大范围的具有垂直轴的发动机内，但水轮机需要极高的可靠性并且完全免维护。通过使用没有特定电子控制的非常坚固的机械系统，能够几乎可以完全或在任何情况下更容易地实现这些条件。注意力因此集中于在电气控制的具有非常坚固的运动控制的系统。

发明内容

本工业发明的主题，用于在垂直轴的水轮机的各叶片的连续和区别定位的装置即，代表了通常在水轮机出现的可靠性和极低维护问题的真实解决方案。

具体实施方式

图1显示三个电步进电机(标号1、2、3)，所述三个电步进电机连接到它们自己的齿轮系并且内置在固定盘(标号48)上。

图2显示电步进电机(标号1)，所述电步进电机利用法兰连接到它自己的蜗轮箱(标号46)，其冠状齿轮(标号62)刚性地连接到操纵和连接螺钉(标号4)的末端。所述组件(电步进电机标号1；蜗轮箱标号46；操纵和连接螺钉标号4)能够在销(标号50)上相对于固定到盘(图1的标号48)的支撑件(标号49)旋转角度±α，所述盘(图1的标号48)通过支柱(图1的标号47)连接到水轮机。操纵和连接螺钉(标号4)被移动，通过电步进电机(标号1)经冠状齿轮(标号62)接收旋转运动，而操纵和连接螺钉(标号4)的另一端在连接到箱(图3的标号64)的支撑件上是空转的。在操纵和连接螺钉(标号4)上，组合两个分离的内螺纹(图1和图2的标号6；图1和图5的标号7)。对于电步进电机(标号1)的给定旋转，内螺纹(标号6)移动某个距离rx。在内螺纹(标号6)上，在空转状态下铰接辊(标号5)，所述辊将会移动相同的距离rx。空转状态下的辊(标号5)连接到水轮机的固定部分，并且使壳体支撑件(标号8)的重新定位rx，所述壳体支撑件替代地连接到浮动盘(图5的标号40)。