三螺旋桨对转式风力涡轮机的制作方法

1.本发明涉及一种三螺旋桨对转式风力涡轮机，与通过受益于有风的环境中的风力而产生电能的目前使用的传统风力涡轮机相比，该风力涡轮机需要更小的安装面积，然而具有更高的生产能力以及提高的生产率，不使用齿轮，而且具有直接驱动机构。


背景技术：

2.能量被描述为做功的能力。目前，由于经济和工业活动不断增长，对能源的需求正在迅速增加。工业活动导致利用电能作为主要能源。化石燃料(汽油、煤、天然气等)在能源生产中大量使用。
3.由于化石燃料储量正在迅速枯竭，而且使用这些材料会破坏环境，旧的能源生产技术正在慢慢地被抛弃。由于使用化石燃料而排放到地球大气中的二氧化碳、二氧化硫、一氧化二氮、灰尘和烟尘对直接环境产生巨大的不利影响，而二氧化碳和类似的温室气体则导致全球气候变化并且对整个世界构成威胁。面对这些负面影响，清洁和可再生能源的调查研究已经开始，并且已经启动了在各个领域利用这些资源的应用。
4.太阳能和风能是两种主要的清洁和可再生能源。太阳能是目前使用的最清洁的免费能源。随着使用的不断增长，由于最近科技的进步，尽管太阳能以前只用于热能，但是它现在也被用于生产电能。太阳能的利用率取决于一年之中的天气和晴天的数量。多云和阴天的天气限制了受益于太阳能的能力。这种情况降低了所安装用于从太阳能获取电能的太阳能电池板的生产率。
5.风能是继太阳能之后使用最多的清洁可再生能源。所安装用于受益于风能的风力涡轮机随着风产生的气流旋转，通过这种旋转运动产生的磁场可以获得电能。目前使用的风力涡轮机占据非常大的安装面积，但是考虑到安装面积，在发电方面效率不高。
6.传统风力涡轮机生产效率低的原因之一是传统的单螺旋桨结构。在相关风力涡轮机设置的区域，只有一个螺旋桨受益于风力，这导致无法最大限度地利用潜在的风力。另一方面，生产效率低的另一个原因是用于将风力产生的旋转运动传递给即将产生电能的发电机的齿轮结构。由于在涡轮机中使用的齿轮，传递到发电机的运动能量有点损失，并且因为生产率的下降，这转化为电能的产生。
7.有几项专注于风力涡轮机的工作，风力涡轮机用于利用风力来产生电能，并且编号为tr2020/05258的国家专利申请描述了一种“具有提高的效率的垂直轴风力涡轮机”。据解释，所涉及的发明是一种带有重量补偿尾翼系统的垂直轴风力涡轮机，其偏心直径可以根据叶片宽度变化，并且据说风力涡轮机由一定数量的叶片、交流发电机系统、提供叶片与转子或交流发电机系统之间的运动传递的偏心运动机构、连接叶片与偏心运动机构的每个叶片的臂、以及尾翼组成。
8.编号为tr 2020/01184的国家实用新型申请介绍了一种“具有宽短叶片的高效水平轴风力涡轮机”。据解释，住宅风力涡轮机的容量不足，并且相关发明设计成利用更低成本的风能生成更高的电能，而无需第二桅杆和其他材料，以满足住宅的所有能源需求。据指
出，涡轮机是水平轴类型的，叶片又宽又短，并且所设计的叶片表面显示提高的受益于风能的能力。
9.公开号为ep3341608b1的欧洲专利申请描述了一种“具有转子旋转水平轴的隧道风力涡轮机”。据说本发明涉及的涡轮机包含呈旋转体形式的扩压器和具有叶片的转子，扩压器的壁在轴向部分中具有凸凹航空学外形的形状，叶片在扩压器的喉部的平面内旋转并且通过下端与轮毂相连。
10.公开号为ep3121441b1的另一个欧洲专利申请描述了一种“用于风力涡轮机的转子叶片根部组件”。据解释，所述发明涉及一种用于风力涡轮机的转子叶片的根部组件及其制造方法。据表示，根部组件包括具有由径向缝隙分离的内部侧壁表面和外部侧壁表面的叶片根部部分，在径向缝隙内周向间隔的多个根部插入物，以及配置在一个或多个根部插入物之间的多个间隔物。
11.总之，为了消除目前技术的上述不足和缺点，必须在相关技术领域进行发展。
12.发明目的
13.本发明涉及一种为消除上述缺点并为相关技术领域提供新的优点而开发的三螺旋桨对转式风力涡轮机。
14.本发明的目的是创建一种风力涡轮机结构，该风力涡轮机结构与目前使用的风力涡轮机的传统螺旋桨结构相比，包含更多的螺旋桨和叶片，并且还利用直接驱动机构将从风力获得的旋转运动传递给发电机。
15.本发明的另一个目的是形成一种结构，该结构允许以提高的水平受益于每单位面积的潜在风力，从而能够更高效地产生电能，这是由于创建了一种风力涡轮机结构，该风力涡轮机结构与目前使用的风力涡轮机中采用的传统螺旋桨结构相比，包含更多的螺旋桨和叶片，并且还利用直接驱动机构将从风力获得的旋转运动传递给发电机。
16.本发明的另一个目的是确保电能生成中产生的成本的最小化，这是由于形成了一种结构，该结构允许以提高的水平受益于每单位面积的潜在风力，从而能够更高效地产生电能。
17.结合下面给出的附图和参照相关附图所写的详细描述，本发明的结构特征和表性特征、以及它的所有优点将被更清楚地理解，因此，应考虑附图和详细描述进行评价。
附图说明
18.在上文简要总结并在下文详细说明的本发明的应用可以参考本发明附图中所描述的示例应用来理解。但是，必须说明附图仅示出本发明的典型应用，并且由于本发明允许其他同样有效的应用，因此不能认为其范围受到限制。
19.为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中相同的结构构件。形状不是按比例绘制的，为了清晰起见可以简化。人们相信申请的结构构件和特性可以有效地并入到其他申请中，而无需进一步解释。
20.图
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1:从正面看是本发明所涉及的产品的代表性透视图。
21.图
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2:从背面看是本发明所涉及的产品的代表性透视图。
22.图
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3:是本发明所涉及的产品的机构的细节的代表性透视图。
23.图
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4:从侧面看是本发明所涉及的产品的机构的细节的代表图。
24.附图标记
25.100.塔架
26.101.螺旋桨外壳
27.102.机舱
28.103.对转式发电机
29.104.后叶片组
30.105.中间叶片组
31.106.前叶片组
32.107.第一转子
33.108.第二转子
34.109.第三转子
具体实施方式
35.本发明所涉及的产品的详细描述所选择的备选方案的描述仅用于确保更好地理解该主题，并且在某种程度上不会产生任何限制性影响。
36.本发明涉及一种三螺旋桨对转式风力涡轮机，该风力涡轮机用于通过受益于有风的和风潜力大的环境中的风力获得电能，与当前使用的传统风力涡轮机相比需要更小的安装面积，然而具有更高的生产能力以及提高的生产率，不使用齿轮，而且具有直接驱动机构。
37.本发明涉及的产品通常包括最少一个后叶片组(104)，由最少五个叶片构成；最少一个前叶片组(106)，由最少七个叶片构成；最少一个中间叶片组(105)，放置在后叶片组(104)和前叶片组(106)之间并且由最少九个叶片构成；最少一个第三转子(109)，链接到后叶片组(104)并且逆时针方向转动；最少一个第二转子(108)，链接到中间叶片组(105)，顺时针方向转动，并且穿过第三转子(109)；最少一个第一转子(107)，链接到前叶片组(106)，逆时针方向转动，并且穿过第三转子(109)和第二转子(108)；最少一台对转式发电机(103)，其定子由第一转子(107)和第三转子(109)旋转，其转子由第二转子(108)向相反方向旋转；最少一个螺旋桨外壳(101)，前叶片组(106)、后叶片组(104)和中间叶片组(105)容纳在螺旋桨外壳中并在其中旋转；最少一个机舱(102)，包含其主体上的整个机构；最少一个塔架(100)，承载和提升整个结构。
38.前叶片组(106)、后叶片组(104)和中间叶片组(105)中发现的叶片优选具有60度的角。
39.连接到在风的作用下旋转的前叶片组(106)和后叶片组(104)上的第一转子(107)和第三转子(109)直接转动对转式发电机(103)的定子，而连接到沿着前叶片组(106)和后叶片组(104)的相反方向旋转的中间叶片组(105)上的第二转子(108)转动对转式发电机(103)的转子。不使用齿轮系统将风的旋转运动传递给对转式发电机(103)，使得转子和定子直接向相反的方向驱动的对转式发电机(103)可以有效地产生电能。由于前叶片组(106)、中间叶片组(105)、后叶片组(104)叶片数量较多，可以有效利用风力。基于这些事实，与传统风力涡轮机相比，单位安装面积获得的电能量可以保持在更高的水平，并且电能产生成本可以降低。
40.可以根据与每个安装面积有关的气象数据，改变涡轮机的叶片的数量和角度，以在合适的和期望的水平调整涡轮机的性能。
41.本发明涉及的产品可以安装有或无需安装有螺旋桨外壳(101)。
42.在本发明的另一种结构中，将第一转子(107)、第二转子(108)以及第三转子(109)断开，以最大限度地降低能量损失，并且前叶片组(106)，中间叶片组(105)和后叶片组(104)直接连接到对转式发电机(103)的主体上。