利用风力产生电能的设施.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102947586A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102947586A(43)申请公布日2013.02.27(21)申请号201180027851.X(51)Int.Cl.(22)申请日2011.06.15F03D9/00(2006.01)F03D1/00(2006.01)(30)优先权数据F03D1/04(2006.01)61/397,6652010.06.15USF03D11/00(2006.01)13/161,4712011.06.15US(85)PCT申请进入国家阶段日2012.12.07(86)PCT申请的申请数据PCT/US2011/0405962011.06.15(87)PCT申请的公布数据WO2011/159848EN2011.12.22(71)申请人B·H·贝克地址美国加利福尼亚州(72)发明人B·H·贝克(74)专利代理机构北京市铸成律师事务所11313代理人孟锐权利要求书权利要求书4页4页说明书说明书88页页附图附图1414页(54)发明名称利用风力产生电能的设施(57)摘要一种用于产生电能的设施具有多个护罩、多个风力涡轮机、电力系统、多个模块、枢轴安装系统和支撑结构。每个护罩均具有可增加通过护罩的主风速度的喉部。多个风力涡轮机中的每个风力涡轮机均可操作地放置在多个护罩的其中之一的喉部内。电力系统适合将来自多个风力涡轮机的机械能转换为电能。支撑塔包括用于支撑护罩和表面上方的风力涡轮机的中心塔，还可包括外围塔、拉索和/或其它结构组件。CN102947586ACN102947586A权利要求书1/4页1.一种利用表面上的主风产生电能的设施，所述设施包括：多个护罩，每个护罩均形成可增加通过所述护罩的主风速度的喉部；多个风力涡轮机，每个风力涡轮机均被设置在所述多个护罩的其中之一的所述喉部内；电力系统，其用于将来自所述多个风力涡轮机的机械能转换为电能；多个模块，每个模块具有所述多个护罩中的至少两个护罩和相关的风力涡轮机，以及所述电力系统的至少一部分；枢轴安装系统，其用于枢轴支撑所述多个模块中的每个模块以便所述多个模块中的每个模块可根据需要转动面向主风；和支撑结构，其支撑表面之上的所述多个模块。2.根据权利要求l所述的设施，其中，所述多个护罩中的每个护罩包括：内表面和外表面，二者在其间限定封闭空腔；所述封闭空腔内的结构构件，其为所述护罩提供强度和刚度；由所述护罩支撑的多个支柱，所述支柱延伸以支撑所述喉部内的所述风力涡轮机；和所述封闭空腔内的平台，用于支撑所述电力系统的组件。3.根据权利要求l所述的设施，其中所述枢轴安装系统包括:内轨道和外轨道，二者位于每个模块的上面和下面，每个轨道被安装在所述支撑结构的桁架系统上。4.根据权利要求3所述的设施，其中所述枢轴安装系统还包括:安装在所述模块的上框架和下框架上的多个转向架，所述多个转向架中的每个转向架具有用于将所述转向架安装至所述内轨道或外轨道中的一个轨道的至少一个轮子，其中一些所述轮子与所述外轨道垂直啮合，因此所述模块的重量由所述外轨道支撑，且所述轮子中的一些轮子与所述内轨道水平啮合，因此由主风施加到所述模块上的水平力由所述内轨道支撑。5.根据权利要求l所述的设施，其中，所述多个护罩中的每个护罩为具有水平轴的环状。6.根据权利要求5所述的设施，其中，所述多个护罩中的每个护罩还包括：在环形前缘和后缘相遇的内表面和外表面，所述环形前缘具有边缘直径，所述内表面和外表面的半径向横截面形成形状，且所述形状围绕所述护罩的所述水平轴的旋转限定出所述内表面和外表面；喉部，其由所述前缘和后缘之间的所述内表面形成并具有喉部直径(D)，所述喉部直径(D)小于所述边缘直径，且从而相对于所述主风的速度提高通过所述喉部的风的速度；所述内表面的前部内曲线，其成形为可将通过所述喉部的风的质量和速度最大化，并将风沿所述护罩的所述内表面的扰动和拖拽力最小化，所述前部内曲线从所述环形前缘的某一点开始，所述点与所述护罩轴的距离为0.55D至0.95D，所述前部内曲线在与垂直于所述轴的平面成十五度角以内的方向上向所述轴延伸，并在与所述轴平行的十五度角以内的方向上在所述喉部终止；和所述外表面的前部外曲线，其成形为与所述前部内曲线的形状一起将通过所述喉部的风的质量最大化，且其可成形为使风沿所述护罩的所述外表面的扰动和拖拽力最小化，所2CN102947586A权利要求书2/4页述前部外曲线从所述环形前缘开始，并在与垂直于所述轴的平面成十五度角以内的方向上远离所述轴延伸，并在与所述轴平行的十度以内的方向上终止，且所述前部外曲线与所述轴的距离为0.6D至2.0D。7.根据权利要求l所述的设施，其中，所述模块中的每个模块包括至少两个所述护罩，所述至少两个护罩面向相同方向