專利名稱：折疊葉片渦輪機(jī)的制作方法
折疊葉片渦輪機(jī)相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2008年8月22日提交的標(biāo)題為“Fine Arts Innovation”的美國臨時(shí)專利申請61/189，950以及2009年2月4日提交的標(biāo)題為“!Elding Blade Turbine”的美國臨時(shí)專利申請61/202，189的優(yōu)先權(quán)，兩份專利申請的公開內(nèi)容通過參引整體結(jié)合入本文。
背景技術(shù)：
據(jù)美國能源部的記載，現(xiàn)代風(fēng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)誕生于二十世紀(jì)七十年代晚期。見美國能源部2008年7月的“20% Wind Energy by 2030”。直至二十世紀(jì)七十年代早期，風(fēng)能僅占有很小的市場份額，為碾磨谷物和泵水提供機(jī)械動(dòng)力，以及為農(nóng)用電池充電提供電力。 除了電池充電器及通過較大發(fā)電機(jī)的少量實(shí)驗(yàn)之外，1850年和甚至1950年的風(fēng)車與它們源于的原始設(shè)備區(qū)別很小。截至2008年7月，風(fēng)能占美國總發(fā)電量的近1%。如圖1中圖示的，絕大多數(shù)現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機(jī)典型地具有安裝在60至80米的塔12 頂部處的直徑為10至80米的三葉片轉(zhuǎn)子10。2006年美國安裝的平均渦輪機(jī)可以生產(chǎn)近 1. 6兆瓦的電能。渦輪機(jī)功率輸出通過在葉片繞轉(zhuǎn)子輪轂11旋轉(zhuǎn)時(shí)使葉片10繞其長軸線轉(zhuǎn)動(dòng)以改變相對于相關(guān)風(fēng)的迎角(斜度)來進(jìn)行控制。渦輪機(jī)通過使艙體13繞塔轉(zhuǎn)動(dòng)(偏轉(zhuǎn))而指向風(fēng)中。渦輪機(jī)典型地以30至150臺機(jī)器的陣列(電廠)的形式安置。(用于葉片斜度的)斜度控制器調(diào)節(jié)功率輸出及轉(zhuǎn)子速度以防止結(jié)構(gòu)性部件過載。一般地，渦輪機(jī)將在風(fēng)速為約5. 36米/秒時(shí)開始發(fā)電，并在風(fēng)速為約12. 52至13. 41米/秒( 至30英里每小時(shí))時(shí)達(dá)到最大功率輸出。在風(fēng)速為約22. 35米/秒(50英里每小時(shí))時(shí)，渦輪機(jī)將使葉片傾斜或順流以停止發(fā)電及轉(zhuǎn)動(dòng)。在二十世紀(jì)八十年代，使用來自于其他工業(yè)的低成本零件生產(chǎn)機(jī)械的方法通常奏效，但是很笨重、維護(hù)成本高并且電網(wǎng)友好性差。加利福尼亞風(fēng)能走廊中使用了小直徑機(jī)器，大部分為密集布置的陣列，這在鄉(xiāng)村環(huán)境中很不美觀。這些密集布置的陣列通常也阻擋來自鄰近渦輪機(jī)的風(fēng)，給下風(fēng)位機(jī)器帶來大量的湍流。對由湍流引起的結(jié)構(gòu)性載荷了解很少，導(dǎo)致重要零件的頻繁失效及早期失效。結(jié)果影響可靠性及可用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是為了提供一種能夠在大范圍主風(fēng)條件下操作并能經(jīng)受風(fēng)暴的改進(jìn)的渦輪機(jī)。本發(fā)明的其他目標(biāo)是(i)提供一種能夠在從柔風(fēng)以及烈風(fēng)條件乃至颶風(fēng)強(qiáng)度下進(jìn)行受控操作的改進(jìn)的渦輪機(jī)；(ii)提供一種具有可控的變化幾何形狀的改進(jìn)的渦輪機(jī)；以及(iii)提供改進(jìn)的渦輪機(jī)，其葉片可以在處于柔風(fēng)條件下的第一位置與處于過功率風(fēng)力條件下的第二位置之間以可控的方式折疊，在第一位置其翼展(從根部至尖部的長度)大體垂直于(成直角)主氣流，而在第二位置其翼展大體平行于主氣流。
這些及其他目標(biāo)通過提供改進(jìn)的軸流式渦輪機(jī)而達(dá)到，其葉片可在完全延伸的位置操作，使其翼展在相對柔和的風(fēng)力條件下將方位確定為大體垂直于主氣流。葉片可以折疊至關(guān)閉位置，使其翼展在諸如大洋風(fēng)暴的相對強(qiáng)烈的風(fēng)力條件下將方位確定為大體平行于主氣流。致動(dòng)機(jī)構(gòu)以可控的方式將葉片在從延伸位置至部分折疊或完全折疊位置的范圍上定位。渦輪機(jī)優(yōu)選地可操作成使葉片處于延伸位置、部分折疊及完全折疊位置。渦輪機(jī)利用驅(qū)動(dòng)軸將來自于葉片的力矩傳遞至發(fā)電機(jī)或其他能量利用裝置。與驅(qū)動(dòng)軸同心的滑動(dòng)軸連接于控制葉片折疊角度的拉桿及滑動(dòng)輪轂。滑動(dòng)軸、滑動(dòng)輪轂及拉桿與葉片一同轉(zhuǎn)動(dòng)，從而渦輪機(jī)保持為可操作使葉片處于折疊位置。


將參照附圖，其圖示了( 一位或多位)發(fā)明者構(gòu)想的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。圖1圖示了現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力渦輪機(jī)。圖加及2b分別是折疊葉片渦輪發(fā)電機(jī)的后視圖及側(cè)視圖，其葉片處于完全延伸位置。圖3a及北分別是折疊葉片渦輪發(fā)電機(jī)的后視圖及側(cè)視圖，其葉片處于完全折疊位置。圖4是折疊葉片渦輪機(jī)的主要組件的分解圖。圖5是渦輪發(fā)電機(jī)的局部橫截面圖，示出了處于完全延伸位置的葉片。圖6是渦輪發(fā)電機(jī)的局部橫截面圖，示出了處于完全折疊位置的葉片。圖7是用于渦輪發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)組件的分解圖。圖8是用于渦輪發(fā)電機(jī)的滑動(dòng)組件的分解圖。圖9是渦輪發(fā)電機(jī)中的致動(dòng)器與滑動(dòng)軸之間的耦聯(lián)的橫截面圖。圖10是渦輪發(fā)電機(jī)中的渦輪機(jī)葉片的分解圖。圖IlAUlB及IlC分別是圖10所示的渦輪機(jī)葉片的側(cè)視、正視及仰視圖。圖12是用于渦輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)組件的轉(zhuǎn)子及定子的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式圖加及2b分別是示例性折疊葉片渦輪發(fā)電機(jī)20的后視圖及側(cè)視圖，其中渦輪機(jī)葉片21處于完全延伸位置。葉片21安裝于軸頸支承在艙體22內(nèi)的軸(未示出)上。艙體22安裝于柱桿23上，柱桿23又可以安裝于任意種類的基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)上。此安裝可以允許渦輪發(fā)電機(jī)響應(yīng)于改變的風(fēng)向而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而渦輪發(fā)電機(jī)(例如葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線)保持指向主風(fēng)的方向。渦輪機(jī)可以安裝在任意位置，但優(yōu)選的基礎(chǔ)為船舶結(jié)構(gòu)，例如已超出其使用壽命的石油鉆井平臺，或也可獲取波能的浮標(biāo)。船舶位置周期性地經(jīng)歷諸如烈風(fēng)(39至54mph 或63至87km/h，持續(xù)的)及颶風(fēng)(大于74mph或119km/h，持續(xù)的)的極端天氣情況。渦輪機(jī)葉片21包括翼板，所述翼板成形為在存在主風(fēng)25時(shí)產(chǎn)生繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線M的轉(zhuǎn)矩。圖 及2b中示出的渦輪發(fā)電機(jī)可以稱為“軸流式”渦輪機(jī)，因?yàn)槿~片成形為在主風(fēng) 25的方向與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線M對齊時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選地，葉片成形為在設(shè)置于艙體22的下風(fēng)側(cè)時(shí)正常工作。(本文描述中的術(shù)語“前”及“后”分別指在渦輪發(fā)電機(jī)在此正常操作位置時(shí)的上風(fēng)方向及下風(fēng)方向。例如，在正常工作中，葉片21在艙體22的“后”方及“下風(fēng)位”。該指定僅為便于描述而非意于限制本發(fā)明的范圍。)在完全延伸位置，葉片的沿翼面翼展的長軸線在與主氣流方向垂直(成直角)的方向上。圖3A及;3B分別是示例性折疊葉片渦輪發(fā)電機(jī)20的后視圖及側(cè)視圖，其中渦輪機(jī)葉片21處于完全折疊位置。此處，葉片21的長軸線平行于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，也是主風(fēng)的方向。各葉片21均樞轉(zhuǎn)地安裝于隨葉片21 —同轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪轂30。葉片可在延伸位置與折疊位置之間樞轉(zhuǎn)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，如下文充分討論的那樣。圖4是圖2A、2B、3A及所示的渦輪發(fā)電機(jī)20的主要組件的分解圖。除了前面提到的葉片21、艙體22、柱桿23及驅(qū)動(dòng)輪轂30之外，此圖還圖示了驅(qū)動(dòng)軸40、滑動(dòng)軸41及滑動(dòng)輪轂42。葉片41樞轉(zhuǎn)地安裝于驅(qū)動(dòng)輪轂30，驅(qū)動(dòng)輪轂30又焊接于或不然則附接于驅(qū)動(dòng)軸40。驅(qū)動(dòng)軸40又軸頸支承在艙體22內(nèi)。圖5是示例性渦輪發(fā)電機(jī)20的局部橫截面圖，示出了艙體22、驅(qū)動(dòng)輪轂30、驅(qū)動(dòng)軸40、滑動(dòng)軸41和滑動(dòng)輪轂42，其中葉片21處于完全延伸位置?；瑒?dòng)軸41比驅(qū)動(dòng)軸40 長，并與驅(qū)動(dòng)軸40同心。滑動(dòng)軸在前(向上風(fēng)位方向進(jìn)入艙體2 及后(向下風(fēng)位方向出離艙體2 兩個(gè)方向均延伸超過驅(qū)動(dòng)軸40。滑動(dòng)輪轂42在驅(qū)動(dòng)輪轂30的后(下風(fēng))側(cè)附連于滑動(dòng)軸41的后端。滑動(dòng)軸41的前端耦聯(lián)于致動(dòng)器(未示出)，這在下文進(jìn)一步討論。 拉桿51將滑動(dòng)輪轂42連接至葉片21，這在下文進(jìn)一步詳細(xì)討論。發(fā)電機(jī)組件M既耦聯(lián)于艙體22又耦聯(lián)于驅(qū)動(dòng)軸41，這也會在下文進(jìn)一步詳細(xì)討論。彈簧53圍繞滑動(dòng)軸41安裝在 (i)靠近滑動(dòng)軸前端固定于滑動(dòng)軸53的前軸環(huán)55與(ii)靠近驅(qū)動(dòng)軸40前端的座56之間。致動(dòng)器52耦聯(lián)于滑動(dòng)軸53的前端，這也會在下文進(jìn)一步詳細(xì)討論。該致動(dòng)器為線式， 其具有沿其長軸線伸縮的中心軸，所述長軸線在圖5中的方位中與滑動(dòng)軸53同軸。圖中示出葉片為完全延伸的位置，與圖6相比，圖5示出致動(dòng)器52為縮回位置，滑動(dòng)軸41位于相對前方的位置。彈簧53受到相對柔和的壓迫，這抵抗安裝于致動(dòng)器52后端的推力軸承57 而將滑動(dòng)軸向前偏置。圖6是示例性渦輪發(fā)電機(jī)20的局部橫截面圖，示出為葉片21處于完全折疊位置。 此處，與圖5中的位置相比，致動(dòng)器52及滑動(dòng)軸41和滑動(dòng)輪轂42在向后方向上延伸。拉桿51向后向內(nèi)移位。葉片21繞其驅(qū)動(dòng)輪轂連接件60樞轉(zhuǎn)至折疊位置。彈簧53相對大幅壓縮。驅(qū)動(dòng)軸40及驅(qū)動(dòng)輪轂30保持相對于圖5中示出的那些相同的軸向位置。圖7是包括上述驅(qū)動(dòng)軸40及驅(qū)動(dòng)輪轂30的示例性驅(qū)動(dòng)組件的分解圖。驅(qū)動(dòng)輪轂 30包括用于各葉片(未示出)的基臺(station)。示例性基臺具有用于樞轉(zhuǎn)銷71的安裝孔70。各樞轉(zhuǎn)銷71穿過葉片(未示出)上的安裝結(jié)構(gòu)，并且將葉片樞轉(zhuǎn)地保持在其基臺中，同時(shí)環(huán)72將樞轉(zhuǎn)銷保持在驅(qū)動(dòng)輪轂30中。襯套環(huán)73保持用于同心滑動(dòng)軸(未示出) 的前后軸承74?？郗h(huán)75a、75b與發(fā)電機(jī)組件(圖5，項(xiàng)目54)或其他固定結(jié)構(gòu)接合以限制驅(qū)動(dòng)軸40的軸向運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)軸40中的槽76設(shè)置成用以接收鍵(圖12，項(xiàng)目125)，所述鍵將驅(qū)動(dòng)軸40鎖定于發(fā)電機(jī)(未示出)的轉(zhuǎn)子，這在下文進(jìn)一步討論。螺釘77將驅(qū)動(dòng)軸40 轉(zhuǎn)動(dòng)地耦聯(lián)于滑動(dòng)軸(未示出)，同時(shí)允許滑動(dòng)軸相對于驅(qū)動(dòng)軸40軸向移動(dòng)。圖8是包括前面提到的滑動(dòng)軸41、滑動(dòng)輪轂42、彈簧53及前軸環(huán)55的示例性滑動(dòng)組件的分解圖?；瑒?dòng)軸41支承軸向凹槽84，驅(qū)動(dòng)軸組件的螺釘(圖7，項(xiàng)目77)延伸至該軸向凹槽84中，這在下文進(jìn)一步討論。滑動(dòng)輪轂42包括用于各拉桿(未示出)的基臺，所述基臺具有用于拉桿銷81的安裝孔80。各拉桿銷81穿過拉桿中相應(yīng)的孔，并將拉桿樞轉(zhuǎn)地保持在其基臺中，同時(shí)環(huán)82將拉桿銷保持于滑動(dòng)輪轂42中。圖9是滑動(dòng)軸41與致動(dòng)器52之間的示例性耦聯(lián)的橫截面圖。螺栓91及帽92將推力軸承94保持于致動(dòng)器52。扣環(huán)95將推板93保持在致動(dòng)器52上的適當(dāng)位置?；瑒?dòng)軸 41的前端座置在位于推板93后部的有斜面的凹部中。圖10是示例性渦輪機(jī)葉片21的分解圖，圖IlAUlB及IlC分別是圖10所示的渦輪機(jī)葉片的側(cè)視、正視及仰視圖?；パa(bǔ)夾板100穿過翼板101根部的前后表面彼此附連。夾板之一支承中空圓柱形套筒102，套筒102的軸線沿翼板的翼展對齊。穿過附連在圓柱形套筒102外部上的焊接螺母10 的定位螺釘103a將有凹槽的圓柱形桿104保持在圓柱形套筒102內(nèi)。長度較短的桿104在靠近端部處沿中央軸線部分地鉆出(或鑄造成具有中空部)。桿104的一部分延伸超過翼板101的根部，并且用來將葉片耦聯(lián)于驅(qū)動(dòng)輪轂的第一組安裝孔沿徑向延伸穿過這一部分。穿過第一組安裝孔并座置在驅(qū)動(dòng)輪轂(圖5，項(xiàng)目30) 中的葉片銷(圖7，項(xiàng)目71)將葉片耦聯(lián)于驅(qū)動(dòng)輪轂。桿104的相對端具有第二組徑向孔， 用來將葉片耦聯(lián)于拉桿(未示出)。穿過拉桿(圖5，項(xiàng)目51)并座置在第二組安裝孔中的拉桿銷105將葉片耦聯(lián)于拉桿。此布置僅為示例性的，也可以使用其他用于安裝葉片的布置。圖12圖示了上文參照圖5提到的示例性發(fā)電機(jī)組件54。發(fā)電機(jī)組件M包括轉(zhuǎn)子 121及定子122。轉(zhuǎn)子121優(yōu)選地包括永磁體或電磁體，而定子122優(yōu)選地包括導(dǎo)電線圈。 定子122相對于艙體22固定，而轉(zhuǎn)子121繞中央軸線123轉(zhuǎn)動(dòng)。組裝后，扣環(huán)7 將軸承 IM保持在交流發(fā)電機(jī)殼體支撐件中，并允許驅(qū)動(dòng)軸(未示出)繞中央軸線123轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子 121中的鍵125與驅(qū)動(dòng)軸(圖7，項(xiàng)目76)中的槽配合，從而轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)動(dòng)能用來發(fā)電。氣隙塞 125露出觀察口，用于檢查轉(zhuǎn)子121與定子122的對齊。示例性渦輪機(jī)可以具有7個(gè)長度近似為51英寸的葉片、長度近似為9英寸的拉桿、長度近似為觀英寸的滑動(dòng)軸、長度近似為12英寸的驅(qū)動(dòng)軸、由紐約的Ultra Motion of Cutchogue制造的型號為DB. 125-HT23-8-2N0-TSS/4的8英寸沖程步進(jìn)式馬達(dá)致動(dòng)器以及由法國Alxion Automatique of Colombes制造的型號為300STK4M的交流發(fā)電機(jī)組件。此示例不意味著限制本發(fā)明，而是可以按比例縮放為并適于廣泛類型的風(fēng)力源及應(yīng)用。對于較大型的機(jī)器，致動(dòng)器52可以是液壓或氣動(dòng)式。上述Ultra Motion的致動(dòng)器具有可調(diào)整傳感器，用于指示在全開及全閉位置的停止位置。其他傳感器或替代的致動(dòng)器可以用于提供軸位置的電子測量，這又是葉片折疊角的測量。認(rèn)為，示例性折疊葉片渦輪發(fā)電機(jī)20的操作根據(jù)上文的結(jié)構(gòu)及描述是不言自明的；但是，此處進(jìn)行一些觀察以便于理解。圖5圖示了具有處于完全延伸位置的葉片21的渦輪發(fā)電機(jī)。名義上，艙體22及葉片21將方位確定成使主氣流25的方向大體平行于葉片轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)軸線是滑動(dòng)軸41及驅(qū)動(dòng)軸40的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。葉片21優(yōu)選將位于艙體22的下風(fēng)位。葉片21的空氣動(dòng)力學(xué)形狀使其產(chǎn)生繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的力矩，力矩又使驅(qū)動(dòng)輪轂30、驅(qū)動(dòng)軸40及轉(zhuǎn)子121轉(zhuǎn)動(dòng)。 轉(zhuǎn)子磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)場在定子122的線圈中感應(yīng)出電流。葉片優(yōu)選地成形為有效地從在安裝場所典型吹來的風(fēng)中抽取能量。彈簧53優(yōu)選地將尺寸形成為對于高達(dá)與渦輪發(fā)電機(jī)額定操作速度相應(yīng)的最大名義速度的風(fēng)將葉片21保持在打開位置。更具體的，彈簧53使滑動(dòng)軸41向前偏置，這又使滑動(dòng)輪轂42向前偏置， 并使拉桿51向外偏置。當(dāng)風(fēng)速超過最大名義速度時(shí)，在葉片21上的軸向空氣動(dòng)力學(xué)載荷克服了彈簧53的力，葉片將折疊。葉片21的折疊改變了渦輪機(jī)的總體幾何形狀。通過比較圖加和3a可以看出，葉片21的折疊使渦輪機(jī)暴露的截面減少。此折疊減少了葉片21暴露于風(fēng)中的面積，這又減少了將空氣動(dòng)力學(xué)載荷減小到使彈簧53的力平衡的點(diǎn)?？梢栽O(shè)置液壓阻尼以使振動(dòng)最小化。在部分折疊或完全折疊位置，葉片21可以繼續(xù)從主風(fēng)中吸收能量并由此維持操作。由于依托在滑動(dòng)軸41的槽(圖8，項(xiàng)目84)中的螺釘(圖7，項(xiàng)目77) 繼續(xù)將滑動(dòng)軸41轉(zhuǎn)動(dòng)地鎖定于驅(qū)動(dòng)軸40，因此滑動(dòng)軸41繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。渦輪機(jī)翼板可以成形為在風(fēng)速相對較低時(shí)使暴露面積相對較高用于操作，并且渦輪機(jī)翼板在高風(fēng)力時(shí)可以折疊以保持額定水平的能量抽取而不會有過功率或損壞的情況。致動(dòng)器52也可以用于將葉片從完全延伸位置向如圖6中示出的完全折疊位置或其間的任意位置折疊。更具體的，致動(dòng)器52的延伸使滑動(dòng)軸41向后移位?；瑒?dòng)軸41的向后移位使滑動(dòng)輪轂42向后移動(dòng)。拉桿51又向后下方拉動(dòng)葉片21的桿(圖10，項(xiàng)目104)， 這使葉片21繞其在驅(qū)動(dòng)輪轂30中的安裝點(diǎn)60向折疊位置樞轉(zhuǎn)?；瑒?dòng)桿41的向后移位也使彈簧53壓縮。致動(dòng)器52可以以各種模式控制。在第一模式下，致動(dòng)器52可以手動(dòng)操作從而將葉片設(shè)置在期望的折疊角。這種模式對于維修、運(yùn)輸及診斷操作是期望的。在第二模式中， 渦輪發(fā)電機(jī)可以監(jiān)測轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速并使葉片折疊以防止諸如超速的不安全的操作。可以監(jiān)測諸如交流發(fā)電機(jī)溫度或電力輸出水平的其他安全參數(shù)。上文描述的實(shí)施方式意于為說明性而非限制性的。可以進(jìn)行各種修改而不脫離本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍不應(yīng)當(dāng)由上文描述限定，而應(yīng)當(dāng)僅根據(jù)下文權(quán)利要求及其等同方案限定。
權(quán)利要求
1.一種渦輪機(jī)，所述渦輪機(jī)用于從由上游方向至下游方向運(yùn)動(dòng)的流體中獲取能量，所述渦輪機(jī)包括(A)驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸線、第一端和第二端，所述第二端沿所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸線遠(yuǎn)離所述第一端；(B)驅(qū)動(dòng)輪轂，所述驅(qū)動(dòng)輪轂在靠近所述驅(qū)動(dòng)軸的所述第一端處耦聯(lián)于所述驅(qū)動(dòng)軸；以及(C)多個(gè)翼板，各所述翼板具有沿翼展的翼板軸線，各所述翼板耦聯(lián)于所述輪轂，使得(i)所述翼板構(gòu)造成響應(yīng)于流體流施加繞驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，以及( )所述翼板能夠在第一位置與第二位置之間樞轉(zhuǎn)，在所述第一位置，所述翼板的軸線大體平行于流動(dòng)方向，而在所述第二位置，所述翼板的軸線大致垂直于流動(dòng)方向；以及(D)致動(dòng)器，所述致動(dòng)器耦聯(lián)于所述翼板，從而使所述翼板在所述第二位置與所述第一位置之間運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，還包括滑動(dòng)組件，所述滑動(dòng)組件將所述致動(dòng)器耦聯(lián)于所述翼板，所述致動(dòng)器組件包括(A)大體圓柱形的滑動(dòng)軸，所述滑動(dòng)軸布置成與所述驅(qū)動(dòng)軸同心，所述滑動(dòng)軸具有靠近所述驅(qū)動(dòng)軸的第一端的第一端以及靠近所述驅(qū)動(dòng)軸的第二端的第二端，所述滑動(dòng)軸構(gòu)造成沿所述驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平移；(B)滑動(dòng)輪轂，所述滑動(dòng)輪轂在靠近所述第一端處耦聯(lián)于所述滑動(dòng)軸；(C)多個(gè)拉桿，所述多個(gè)拉桿中的每一個(gè)耦聯(lián)于所述滑動(dòng)輪轂并且耦聯(lián)于所述翼板，使得所述滑動(dòng)軸的平移使所述翼板在所述第一位置與所述第二位置之間運(yùn)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的渦輪機(jī)，其中，所述致動(dòng)器布置成使所述滑動(dòng)軸平移。
4.如權(quán)利要求2所述的渦輪機(jī)，其中，所述致動(dòng)器在靠近所述滑動(dòng)軸的第二端處耦聯(lián)于所述滑動(dòng)軸。
5.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中，所述驅(qū)動(dòng)軸的第一端布置成位于所述驅(qū)動(dòng)軸的第二端的下游方向。
6.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，還包括偏置裝置，所述偏置裝置用于使所述翼板偏置至所述第二位置。
7.如權(quán)利要求6所述的渦輪機(jī)，其中，所述偏置裝置包括彈簧，所述彈簧在靠近所述滑動(dòng)軸的第二端處耦聯(lián)于所述滑動(dòng)軸。
8.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中，所述致動(dòng)器是電氣的。
9.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中，所述致動(dòng)器是液壓的。
10.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中，所述致動(dòng)器是氣動(dòng)的。
11.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中，所述致動(dòng)器能夠操作以將所述葉片設(shè)置于在所述第一位置與所述第二位置之間的多個(gè)位置中的任意位置。
12.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中，所述致動(dòng)器能夠操作以在所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)將所述葉片設(shè)置于在所述第一位置與所述第二位置之間的多個(gè)位置中的任意位置。
13.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中，所述致動(dòng)器能夠操作以使所述翼板向所述第一位置運(yùn)動(dòng)，以防止不安全的操作情況。
14.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，還包括耦聯(lián)于所述驅(qū)動(dòng)軸的發(fā)電機(jī)。
15.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，還包括發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子在所述驅(qū)動(dòng)軸的第一端與第二端之間耦聯(lián)于所述驅(qū)動(dòng)軸。
16.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，布置在船舶結(jié)構(gòu)上。
17.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，布置在浮標(biāo)結(jié)構(gòu)上。
18.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，布置在適于從波浪中獲取能量的浮標(biāo)上。
19.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，布置在海洋之上。
20.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，布置在易受大風(fēng)影響的地方。
21.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，布置在易受颶風(fēng)影響的地方。
全文摘要
一種具有翼板的渦輪機(jī)，所述翼板構(gòu)造成從主流體流中抽取功。致動(dòng)器使翼板在第一位置與第二位置之間或其間的任意位置樞轉(zhuǎn)或折疊，在第一位置其翼展大致垂直于流動(dòng)方向，而在第二位置其翼展大致平行于流動(dòng)方向?？勺兊膸缀涡螤钤试S翼板將尺寸形成為用于相對較弱的風(fēng)力，并在相對較強(qiáng)的風(fēng)力下保持操作而不會損壞。在極端條件下，翼板可以完全折疊以保證安全。
文檔編號F03D11/00GK102348889SQ200980139276
公開日2012年2月8日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者約翰·彼得雷 申請人:自然動(dòng)力概念公司