專利名稱：大規(guī)模垂直軸式混合渦輪、轉(zhuǎn)子和飛輪系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電站，更具體地涉及一種大規(guī)模垂直軸式混合渦輪系統(tǒng)，其基本上包括垂直軸式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)子系統(tǒng)特征在于固定在諸如建筑物、浮船等的包圍系統(tǒng)中的大型飛輪，且配備有附接到所述轉(zhuǎn)子的心軸上的多個發(fā)電機組。本發(fā)明還涉及一種飛輪，且更具體地涉及一種垂直軸式分段的飛輪系統(tǒng)，其包括配備有多個橫向桿部件的固定垂直軸式心軸部件，桿各自由至少一個線纜或支持部件克服重力懸掛而達到平衡狀態(tài)。本發(fā)明還涉及一種飛輪，且更具體地涉及一種垂直軸式分段的有輪圈的飛輪系統(tǒng)，其包括具有所述桿部件中的一些的上述分段的飛輪，所述桿部件還稱為輻條部件，輻條部件連接到輪圈部件上，且一起圍住分別在所述輻條部件內(nèi)部和之間的桿部件。最后，本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)子，且更具體地涉及一種垂直軸式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其包括具有輪圈的上述分段輪圈的飛輪系統(tǒng)，所述輪圈與至少一個固定驅(qū)動組件接合并由至少一個固定驅(qū)動組件旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。
背景技術：
我的觀察是，且特別是從專利局看到的申請文件中，大多數(shù)發(fā)電站由來自于以下任何一種的熱能來供能煤、原子核、天然氣或石油，令人遺憾的是，專家認為這些可能引起災難，或至少是危害環(huán)境的方式。我們都知道這些問題且必須做一些事情。與熱能相反，其他發(fā)電機由產(chǎn)生可再生電力的動能供能，如水利發(fā)電站和風力渦輪機。然而，認作是我們最佳能源的水電至今并不足以滿足需求，且如果有辦法，改變自然則是不合理的。由于風力渦輪機行業(yè)，風力渦輪機盡管有其一些局限(如批評家所說那樣，其移動的葉片對飛行的野生動物有危險，對于其輸送的相對較小功率來說，尺寸太大且嘈雜，導致大多數(shù)單元是離岸安裝，從而增加了成本)，但可能是我們下一個最佳可再生能源。當然就需要一種更好的風力渦輪機設計。 盡管來自于風或水的動能已經(jīng)在電力生產(chǎn)中應用了上百年，但并未大批商業(yè)化地用在固體材料如飛輪上，而飛輪已用在車輛、風車和飛輪儲能裝置中。
小尺寸的飛輪儲能裝置在計算機上是常見的，保護其免受潛在的電力中斷，而大尺寸的由電力公司使用，穩(wěn)定電網(wǎng)一為他們省錢，因為其在低需求期期間儲存了否則會浪費的電能，以備以后使用。然而，不論尺寸和構(gòu)造，在任何發(fā)電系統(tǒng)中使用的飛輪所有都在結(jié)構(gòu)上是整體式的，或至少輪圈分別構(gòu)造為單個剛性件部件。令人遺憾的是，大型整體式飛輪很難運輸且操作可能有危險，因為大型的自旋飛輪可分裂成尺寸不可預計的飛散碎片，且較大的碎塊可極大地破壞周圍環(huán)境，使得這些現(xiàn)有的飛輪脫離了本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容
I.因此，本發(fā)明的目的在于為我們提供充足可再生電力來大量消耗于建筑物、公 園和街道上好看的更多燈上，使房間、地鐵等中的這些供熱通風與空氣調(diào)節(jié)(HVAC)開啟，而實際上沒有燃料成本且沒有污染。2.本發(fā)明的另一目的在于提供一種轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其大而重，但消除了破碎成可引起周圍環(huán)境嚴重破壞和難以處理的大碎塊的可能。3.本發(fā)明的另一目的在于提供一種部分地由小電動機供能的發(fā)電系統(tǒng),小電動機由系統(tǒng)自身激活一消耗其產(chǎn)生的比如說5%至10%的電力而換來可靠性。4.本發(fā)明的又一目的在于提供一種具有包圍系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng),該包圍系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類似于具有大量空間的典型多層建筑物或大型浮船，空間用于硬件和服務人員在需要時容易地操縱重型設備周圍。5.本發(fā)明的又一目的在于提供一種發(fā)電系統(tǒng)，其可容易地升級來適應未來隨著人口增長而更大的發(fā)電機。6.最后，本發(fā)明的另一目的在于提供一種發(fā)電系統(tǒng)，其垂直地模塊化，使其在其可占據(jù)的每平方單位土地上的成本效益更合算。本發(fā)明為一種大規(guī)模垂直軸式混合渦輪、轉(zhuǎn)子和飛輪系統(tǒng)，其特征在于產(chǎn)生成本效益合算地且可靠的可再生能量、有利于環(huán)境保護、可升級、模塊化且可構(gòu)建成更接近最終消費者，其至少包括
包圍系統(tǒng)；
垂直軸式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)；以及 多個適合的發(fā)電機組部件。所述包圍系統(tǒng)為建筑物或大型浮船等的形式，其分別具有至少一個模塊空間，模塊空間包括底部地板部件、直立或多個間隔開的直立部件、可選的頂部或頂板部件，且優(yōu)選為三個可選的中間地板，其分別稱為下、中和上中間地板部件，各自在中軸處具有心軸滾道一所有都由鋼筋混凝土或等同物構(gòu)成。直立部件的一部分優(yōu)選為公共事業(yè)井道部件，其收納電梯、樓梯等一以便于施工期期間和之后硬件、人員等的移動。間隔開的直立件進一步作用為葉片部件，且在相應直立件之間設置閘門部件。各閘門均設有閉合裝置，其優(yōu)選地與風速計部件通信，風速計部件大體上安裝在包圍件的頂部上用于調(diào)節(jié)穿過的風量和風速的目的，且該特定的閘門必須有益于系統(tǒng)而閉合或開啟。設置垂直軸式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)基本上包括固定的垂直軸式心軸部件、多個橫向桿部件，以及相應的支持部件。桿具有較長的細長本體，其具有可安裝端、作用端，以及優(yōu)選地具有優(yōu)選由纖維復合材料制成的一體式橋接件或多個橋接件?？砂惭b端一個在另一個上方或下方地安裝到所述心軸上，同時其較長的本體在任何所需的位置沿外周延伸，且由支持部件克服重力懸掛而達到平衡狀態(tài)，其中所述橋接件通過裝置附接到相同高度的相鄰桿部件上一整合到大型垂直軸式分段的飛輪組件中。設置輪圈組件優(yōu)選地由伸長加強硬橡膠條層制成，輻條部件通過橡膠條連接且一起圍住分別在內(nèi)部和之間的桿部件一整合到大型垂直軸式分段的有輪圈的飛輪組件中。設置多個固定驅(qū)動組件，各自配備有電動機和驅(qū)動滾輪，滾輪與所述輪圈組件可旋轉(zhuǎn)地接合，從而在輪圈旋轉(zhuǎn)時，所述輻條部件分別隨之推動相應的桿部件一整合到垂直 軸式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中。設置多個發(fā)電機組部件優(yōu)選地是有線電網(wǎng)備用的，各自同軸地或間隔開地安裝在相應的所述地板部件上，通過相應的驅(qū)動裝置附接到所述心軸部件上一最終整合到垂直軸式混合風力渦輪系統(tǒng)。
圖I為根據(jù)本發(fā)明的垂直軸式混合渦輪系統(tǒng)的正視圖，該系統(tǒng)具有兩個模塊，其中每個模塊的總功率為216兆瓦或108兆瓦，其中建筑物側(cè)部上的斷面視圖示出了內(nèi)部的零件；
圖2為穿過圖I中的線2-2的截面；
圖3為圖2中的點3處的放大局部視 圖4為圖2的放大局部視 圖5進一步為圖4中的點5處的放大視 圖6為圖4中的輻條部件的備選細節(jié)；
圖7為圖4中的輻條和桿的另一備選細節(jié)；
圖8為穿過圖2中的線8-8的截面視 圖9為圖8中的點9處的放大局部視 圖10為圖9中的點10處的放大視 圖11為穿過圖10中的線11-11的截面視 圖12為圖8中的點12處的放大局部視 圖13為圖12中的點13處的放大局部視 圖14為圖8中的點14處的放大局部視 圖15為圖14中的點15處的放大局部視 圖16為圖8和9中的點16處的放大視 圖17為圖8中的點17處的放大局部視 圖18為圖8、9、12和14中的點18處的放大局部視 圖19為穿過圖8中的線19-19的截面視圖，包含圍繞心軸滾道沿周向安裝在地板上且由相應的傳動帶附接到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的心軸上的多個垂直軸式發(fā)電機組；
圖20為圖19中的點20處的放大視 圖21為穿過圖27，根據(jù)本發(fā)明的一個模塊的108兆瓦垂直軸式混合渦輪系統(tǒng)中的線21-21的截面視 圖22為圖21中的點22處的放大局部視 圖23為圖22中的點23處的放大局部視 圖24為圖22中的點24處的放大視 圖25為圖22中的點25處的放大視 圖26為圖24和25中的線26的放大視 圖27為穿過圖21中的線27-27的截面視圖，包含圍繞心軸滾道沿周向安裝在地板上且由相應的水平軸式輪軸附接到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的心軸上的多個水平軸式發(fā)電機組；
圖28為圖27中的點28處的放大局部視圖； 圖29為圖28中的點29處的放大局部視 圖30為根據(jù)本發(fā)明的在右舷處具有斷面視圖，內(nèi)部是36兆瓦垂直軸式混合渦輪系統(tǒng)的水上大型船舶的正視圖；以及
圖31為圖30中的點31處的放大視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖通過舉例來描述本發(fā)明，在附圖中
圖I為說明性實施例的正視圖，建筑物50具有兩個模塊50A和50B、公共事業(yè)井道51、風速計52、開口或閘門53、可選的通風開口 54和可選的植物55。建筑物側(cè)部上的斷面視圖56示出了帶有附接到轉(zhuǎn)子的心軸56b上的發(fā)電機56a的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的部分；
包圍系統(tǒng)
圖2至7為包圍系統(tǒng)的平面布局，包圍系統(tǒng)包括收納電梯51a、樓梯51b等的直立的公共事業(yè)井道51、間隔開的直立柱狀部件57，柱狀部件57具有一體的壁部件58，壁部件58從中軸59到各柱的中心測得為11. OOm—基本上由鋼筋混凝土構(gòu)成；
電梯51a提供為便于在施工期期間零件和設備的移動，且使得未來的維護工作安全和容易；
壁58進一步用作葉片部件，其引導盛行風60進入，且最終在包圍系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生渦流60a—其利益將在下文中認識到。風60的量和速度由相應閘門53的開啟尺寸控制，閘門53分別配備有閉合裝置(53a，圖中未示出)且與風速計52通信來有選擇地僅閉合和/或開啟具有超過預定極限的最強風通路的特定閘門；
圖8、9、12和14，所述直立部件分別連接到底部地板61、頂板62、兩個下中間地板63、64和上中間地板65上，各地板均具有與所述中軸59垂直地對準的相應心軸滾道61a、62a、63a、64a和65a。地板由相應的橫梁61b、62b、63b、64b和65b從中軸四側(cè)穿過相應地板和中間來進一步加固一基本上由預應力混凝土構(gòu)成；
垂直軸式轉(zhuǎn)子的心軸
圖8至18，兩個模塊50A和50B都配備有典型的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，模塊50A具體具有心軸66，該心軸66由帶有適合的安裝或錨定裝置(優(yōu)選水平盤式輪轂)的適當長度的大直徑金屬柱體或等同物制成，由從底部地板61到剛好在下一上方模塊的底部地板的下側(cè)以下垂直地設置的合適的裝置連接，且由底座軸承組件67和上軸承組件68樞轉(zhuǎn)地保持在兩點處的適當位置，這些軸承分別附接到底部地板61和上中間地板65上；
心軸66包括一系列柱體零件66a至66e、多個輪轂66f、隔離部件66g、以及適合的螺母和螺栓連接裝置66h、66j。適合的錨定裝置66k提供在圖9中的柱體66e的上端處；
當降低心軸兩部分的任一部分或替換軸承時，如圖16和18，心軸66進一步設有肩部66m和66n,分別適于使其放于相應軸承組件的頂緣上；
所述輪轂66f通常成形為圓形，一個設置在另一個上方，且為相對較小的飛輪自身。一些輪轂可制造成比其余的更大，且具有或沒有附接的所述桿部件，然而輪轂也可由直立的矩形板制成，板從所述心軸的軸線沿徑向設置且具有裝置來容納一個安裝在另一個上的多個相應的桿或輻條部件69、71 ；
底座軸承組件
圖16，具有可選的彈性體元件67a的底座軸承組件67被設置固定到底部地板部件61上，包括垂直軸式柱體部件67b同一體的上凸緣67c、多個垂直肋條67d和下凸緣67e、多個條狀軸承部件67f、底板部件67g和軸承部件67h。底板67g由多個螺母和螺栓67 j附接到所述下凸緣67c上，支承心軸部件66a，其中樞轉(zhuǎn)軸承部件67h處于其間；
上軸承組件
圖18，具有可選的彈性體元件68a的上軸承組件68被設置而且固定到上中間地板部件65上，上軸承組件68包括圓柱體部件68b同一體的凸緣68c以及多個垂直肋條68d和多個條狀軸承部件68e。圓柱體部件68b還適合作為支承如上文所述的心軸66的最后的負載支承部件桿部件
圖2和18，在心軸部件66的各相應輪轂66f上設置多個桿部件69，始于從底部向上的第二輪轂，各桿69均為伸長且細長的本體部件，其具有可安裝端69a、作用端69b和一體的橋接件69c?？砂惭b端69a由螺母和螺栓裝置69d安裝到相應的輪轂66f上，或一個在另一個的上方或下方，且通過支持部件70克服重力懸掛而達到平衡狀態(tài)，所述作用端69b沿外周延伸，優(yōu)選為與最下方的所述輪轂齊平，且所述橋接件69c由螺母和螺栓裝置69e附接到相同輪轂的相鄰桿部件上一整合到垂直軸式轉(zhuǎn)子組件中，且特征為大型分段式飛輪組件；所述支持部件70分別具有附接到桿部件的裝置69d上的一端、連接到心軸部件66的相應錨定裝置66k上的相對端；
輻條部件
圖2和18，設置多個輻條部件71，各自也為伸長且細長的本體部件，其具有可安裝端71a、作用端71b和一體的橋接件71c?？砂惭b端71a由螺母和螺栓裝置71d安裝到心軸部件66的最下方的輪轂66f上，且通過支持部件72克服重力懸掛而達到平衡狀態(tài)，所述作用端71b沿外周延伸，且與所述桿部件69的所述作用端齊平，且所述橋接件71c由螺母和螺栓裝置71e附接到相鄰輻條部件上；
所述支持部件72分別具有連接到輻條部件的裝置71d上的一端，相對端連接到心軸部件66的相應錨定裝置66k上；在本發(fā)明范圍內(nèi)的是桿和輻條部件69兩者還可具有很寬的本體，而取代僅較細的，且在數(shù)量上還可更少；
輪圈組件
圖2至15，設置輪圈組件73，包括優(yōu)選由加強的硬橡膠或等同物制成的多個伸長的細長本體部件73a，伸長的細長本體部件73a具有可安裝端73b、可安裝端73b優(yōu)選地具有返回延伸部73c和趾部73d。具有由螺母和螺栓73e附接的返回延伸部73c的所述可安裝端分別與相應輻條部件71的各所述作用端71d重疊，所述伸長且細長的本體73a沿周向延伸，同時所述末梢73d向外重疊相鄰的典型部件73a，且由螺母和螺栓73f保持以整合成圖3和15的層壓輪圈組件；
驅(qū)動組件
圖2至15，設置多個固定驅(qū)動組件74，各自包括外殼部件74a、具有固定到所述外殼上的軸的惰輪部件74b、具有驅(qū)動滾輪部件74d的電動機部件74c，驅(qū)動滾輪部件74d可垂直 縮回地附接到所述外殼和促動器部件74e上。外殼部件74a固定到所述柱體57上，其中惰輪部件74b支承輪圈組件73，所述驅(qū)動滾輪74d在所述輪圈組件73上空出大約0. 05m ；圖中未示出的促動器部件74e與轉(zhuǎn)子速度關聯(lián)，分別通過滾輪74d抵靠輪圈移動馬達部件74c，同時轉(zhuǎn)子運動，且一旦轉(zhuǎn)子速度降低至極限以下，則還使馬達74c向上移離輪圈，操作細節(jié)在下文描述；
質(zhì)量組件
圖10,設置可選的可移除的質(zhì)量組件75,每個質(zhì)量組件75包括每個重量為大約4. OOkg尺寸為0.25〃 X 5.25〃 X 12. 00〃的多個金屬板部件75a、具有一體的鎖桿75c的感覺(minding)板部件75b、以及具有附接到各桿部件69的所述作用端69b上的螺母和螺栓裝置75e的阻擋部件75d。板75a的數(shù)目由飛輪組件需要多大的外周質(zhì)量確定，操作細節(jié)也在下文描述；
發(fā)電機組
圖8、9、19和20，在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)完全處于適當位置的情況下，各相應地板部件61、63和64配備有六個垂直軸式發(fā)電機組76，發(fā)電機組76安裝到相應的地板上，且圍繞心軸66沿周向間隔開。各發(fā)電機組76均包括6mw的發(fā)電機部件76a，其配備有齒輪箱部件76b、傳動帶部件76c、惰輪部件76d、促動器部件76e和適合的電子裝置(electronic gears)77f,電子裝置77f在圖中未示出，其將各所述發(fā)電機76a聯(lián)接到相鄰電網(wǎng)上；
圖中未示出的各促動器部件76e也與轉(zhuǎn)子速度關聯(lián)，分別在轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)時接合惰輪部件76d，一旦轉(zhuǎn)子速度降低到極限以下則移回來釋放傳動帶76c的張力，且直到其重新獲得其速度；
操作
考慮到系統(tǒng)中存在十二個所述固定驅(qū)動組件74，其與圖中也未示出的控制站部件關聯(lián)，控制站部件僅在轉(zhuǎn)子最初啟動(優(yōu)選手動地)之后控制電力系統(tǒng)的操作?？刂普静考淳唧w項目編程，且其細節(jié)不在本發(fā)明的范圍內(nèi)；
然而，以系統(tǒng)怎樣工作舉例，該特定程序設計成用于系統(tǒng)以下面三種不同操作模式運-fT :初始啟動、加速、發(fā)電和制動t旲式；
因此，程序?qū)⑹€驅(qū)動組件組合成六對，且各對均具有間隔開180度的兩個組件。三對用作操作對，而另外三對為備用的；
在加速模式，十二個所述驅(qū)動件74運行，但僅發(fā)生在初始啟動之后，其中所有發(fā)電機帶76c將釋放。初始模式優(yōu)選為手動地完成，從而防止高速驅(qū)動滾輪74d燒壞所述輪圈組件73。然后，一旦轉(zhuǎn)子達到更接近其操作速度，則各發(fā)電機傳動帶77c開始依次地接合，且然后所有所述驅(qū)動件74從加速模式變成發(fā)電，其中備用對關閉；
在發(fā)電模式，以20分鐘間隔彼此交替的僅三個運轉(zhuǎn)驅(qū)動編程為利用旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子運動，且確保使得一次僅一對操作。然而，在轉(zhuǎn)子速度降低至速度極限以下的情況下，備用的對進行救援，直到轉(zhuǎn)子能夠恢復其速度；
在制動模式，所有十二個驅(qū)動件74停止運行，且其中輪圈73上的馬達部件74c的重量逐漸使轉(zhuǎn)子停止。最后，一旦轉(zhuǎn)子停止，促動器部件74e向上縮回驅(qū)動馬達(74c)，清除輪圈以備下一次初始啟動；
系統(tǒng)事實和數(shù)字
回到圖I和8，具有十八個6麗發(fā)電機組76或總共108MW的模塊附接到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)上，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)具有20，OOOkg的外周質(zhì)量、10. OOm的半徑和20. Orpm的速度一其系統(tǒng)負載構(gòu)件、動能和功率按以下計算
系統(tǒng)負載
108MW或108，000，000瓦時等于30，000瓦秒或相當于30，000N !!!，這轉(zhuǎn)化為所述飛輪
的輪圈上的負載等于-----------------------------------------------------------
--------------------------3，000N,
齒輪箱、軸承上的摩擦，與驅(qū)動件接觸的輪圈比方說為發(fā)電機負載的五
倍----------15，000N,
受到風渦流的轉(zhuǎn)子上的阻力-------------------------------------------------
------0至比方說30，000N，
總系統(tǒng)負載等于-----------------------------------------------------------
—18, 000N 至比方說 48，000N ；
阻力計算基于以下等式
F = V2Pv2CA(I)
其中
F為阻力，
V2為常數(shù)，
P為空氣密度，
V為物體相對于空氣的速度，
C為阻力系數(shù)，
A為參考面積，
其等于
F = V2*l. 20*21. 57m2*0. 35*300. 00=29，31 IN 舍入到 30，OOON0
飛輪動能
飛輪的動能由以下等式確定E = V2Kir2 w2 = J*N*m,(2)
其中
E為動能，m為以kg為單位的質(zhì)量，
J為焦耳，r為以米為單位的半徑， N m為牛頓米，w為每秒的角速度，
V2為常數(shù)，
其等于
E = V2 * 20，OOOkg * 10. O2* (2 /3)2=4，386，000 N m 或，
=飛輪的輪圈處的438，600N或，
=15, 789MW;
由飛輪輸入的該15，789MW功率看起來對于小的108MW輸出來說太大。在基于燃料的發(fā)電站中，這可能是不可接受的，但在不涉及燃料成本的可再生能量供能的系統(tǒng)中...具有輪圈處438，600N的等效力的該功率輸入我相信是必需的，且將保持轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運行，直到下一次有利的風速到來；
電動機的轉(zhuǎn)矩
一馬力電動機具有等于75kgf-m/s的轉(zhuǎn)矩，且由以下等式表示
T = rF(3)
其中
T為一馬力電動機的轉(zhuǎn)矩， r為以米為單位的驅(qū)動滾輪的半徑，
F為力的大小，
N為每kg牛頓，
其換位、展開且等于
F = (TN) /r(4)
=(75kgf-m * 9. 8N) / 0.035m=21, 000N;
因此，在沒有風介入的情況下，克服48，000N的系統(tǒng)負載的80%效率下的理論馬力由以下等式表示
Hp = L / F / E(5)
其中
Hp為正常操作狀態(tài)下所需的馬力，
L為以牛為單位的總系統(tǒng)負載，
F為以牛為單位的Ihp電動機的轉(zhuǎn)矩，
E為馬達的效率值，
其等于
Hp = 48，000N / 21，000N / 0. 80=2. 86Hp;
推薦的驅(qū)動組件馬力公知的是，理論所需的馬力為2. 86Hp，給予我們系統(tǒng)成本效益合算地需要多少馬力的想法，且考慮到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)具有很多勢能，且具有備用驅(qū)動件，因此我建議如下
1.在順風的情況每運轉(zhuǎn)驅(qū)動2- l/2Hp，或等于2.65MW;
2.在中等順風的情況每個2- 3/4Hp，這又等于4.00MW，以及；
3.在風在系統(tǒng)之外的情況每運轉(zhuǎn)驅(qū)動2- lHp，也等于5.30MW;這等于模塊額定功率2至5%的降低。然而，這里的一些數(shù)據(jù)是假設的，且需要做更多工作。但在所述5%關閉，而實際上是比方說20%或甚至30%的情況下，我相信該電力系統(tǒng)仍是相對較好的選擇；
M
盡管系統(tǒng)所必要的風能不是一致的，且計算并未包括在本文中。然而，如上文所述的風 能的應用將容許系統(tǒng)使用有益于操作的較小馬達；
其他能源
利用較大的滾輪驅(qū)動部件74d使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的速度加倍對應地使飛輪其動能增大四倍。然后，可容易地升級的質(zhì)量組件可按合理要求提供較輕或較重的飛輪。另一系統(tǒng)構(gòu)誥
圖21和22，包含根據(jù)本發(fā)明的一個模塊構(gòu)造的建筑物77，其具有包圍系統(tǒng)和以上實施例中典型的飛輪組件，但這次，飛輪保持為靠近底部地板部件61 ；
具有心軸部件78a頂部的飛輪組件串接到改變的零件上，改變的零件包括兩個可移除的心軸部件78b、78c、三個輪軸組件78d、78e和78f，輪軸分別附接到相應的地板63、64和65上；
圖23至28，心軸部件78a、78b和輪軸組件部件78d、78e和78f兩者都設有與彼此接合的相應指部。心軸部件78b和78c由伸長的金屬柱體制成，每個金屬柱體具有底部指部78g，底部指部78g測得為頂部的指部78h的一半，而輪軸組件分別配備有上匹配指部78j，上匹配指部78j測得為下方指部78k的一半。兩個指部78j、78k為圓柱形金屬殼體78n內(nèi)的垂直軸式主齒輪部件78m的組成部分。主齒輪78m接合到六個水平軸式從動齒輪和軸部件79 ；
圖27和28，各從動齒輪和軸部件79具有配備有萬向接頭80的端部79a，具有其可延伸端79b，可延伸端79b配備有四個橫向桿裝置79c，在圖26和29，橫向桿裝置79c在齒輪箱81的輸入軸處的圓柱形開孔81a中自由旋轉(zhuǎn)。在圓柱形開孔81a下方,提供匹配槽口 81b用于所述桿裝置79c以接合驅(qū)動齒輪箱81。最后，齒輪箱81分別連接到相應的發(fā)電機82上，該發(fā)電機進一步與附近的電網(wǎng)對接；
圖24和25，輪軸組件78e在心軸部件78c安裝或除去之前降低，從而處于外殼83上。另外其他構(gòu)造
圖30和31示出了另一構(gòu)造，其包含大型船舶84，其右舷上的斷面視圖85示出了內(nèi)部的一部分，根據(jù)本發(fā)明，包括部分地錐形的直立部件86、底部地板87、中間地板88，以及頂板89。還設置走道90和91。如第一實施例所述的典型飛輪組件具有與發(fā)電機92對接的心軸，齒輪箱93垂直地對準。還設置固定驅(qū)動組件94，其分別附接到柱狀部件95上一整合到垂直軸式渦輪系統(tǒng)中，其向船舶81特別是向電動機96供電，該電動機96驅(qū)動船舶的螺旋槳97。
帆鉬件
還在適當位置向系統(tǒng)設置可選的帆組件，該位置處風相當適合。圖8和圖14，各帆組件98均包括垂直桿98a，垂直桿98a具有附接到相應輻條部件71上的一端，從而支承一塊 帆材料98b，該材料通過支持部件98c和98d在兩點處伸展，使其盡可能有效。
權利要求
1.一種垂直軸式混合潤輪系統(tǒng)，包括 包圍系統(tǒng)； 垂直軸式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，以及； 至少一個發(fā)電機組。
2.根據(jù)權利要求I所述的包圍系統(tǒng)，具有至少一個模塊空間的建筑物或大型浮船等包括 底部地板部件； 底座軸承組件，其附接到所述底部地板部件的中軸且與所述底部地板部件的中軸垂直地對準； 整體式的直立部件或多個如柱和/或壁的間隔開的直立部件，其連接到所述底部地板部件； 具有電梯等的可選直立軸部件； 可選的頂板或頂部部件； 可選的上中間地板部件，其連接到配備有上軸承組件部件的一個或多個所述直立部件，所述軸承設置成與所述底部地板部件的所述中軸垂直地對準，以及； 一個或多個可選的下中間地板部件，其連接到具有心軸滾道的一個或多個所述直立部件,心軸滾道與所述底部地板部件的所述中軸垂直地對準。
3.根據(jù)權利要求2所述的多個間隔開的直立部件，其具有作為葉片的直立壁，這些葉片將盛行風引入來在所述包圍系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生風渦流。
4.根據(jù)權利要求I所述的垂直軸式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其至少包括 垂直軸式心軸部件，其具有帶多個輪轂和錨定裝置的伸長本體，其下端保持為相對于權利要求2中的所述底座軸承組件樞轉(zhuǎn)； 多個橫向桿部件，每個橫向桿部件具有附接到所述心軸部件的可安裝端，其伸長本體由至少一個支持部件克服重力懸掛而達到平衡狀態(tài)； 所述支持部件具有附接到所述桿部件的一端以及附接到所述心軸部件上的相應錨定裝置的相對端； 多個輻條桿部件，每個輻條桿部件具有附接到所述心軸部件的可安裝端，其伸長本體由至少一個支持部件克服重力懸掛而達到平衡狀態(tài)； 所述支持部件具有附接到所述輻條部件的一端以及附接到所述心軸部件上的相應錨定裝置的相對端； 輪圈組件，其附接到所述相應輻條部件的所述作用端上；以及 至少一個固定驅(qū)動組件，其優(yōu)選地安裝到所述相應的權利要求2所述的直立部件。
5.根據(jù)權利要求I和2所述的垂直軸式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其具有垂直地設置的所述心軸部件，其中其下端由所述底座軸承組件樞轉(zhuǎn)地保持，其伸長本體延伸穿過所述上軸承組件，所述軸承部件附接到所述上中間地板部件。
6.根據(jù)權利要求I和2所述的垂直軸式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其具有垂直地設置的所述心軸部件，其中其下端由所述底座軸承組件樞轉(zhuǎn)地保持，其伸長本體延伸穿過至少一個所述下中間地板部件，且還穿過所述上軸承組件，所述軸承組件附接到所述上中間地板部件。
7.一種垂直軸式分段的有輪圈的飛輪組件，至少包括樞軸的固定垂直軸式心軸部件，其具有帶多個輪轂和錨定裝置的伸長本體； 多個橫向桿部件，每一個橫向桿部件具有附接到所述心軸部件的可安裝端，其伸長本體由至少一個支持部件克服重力懸掛而達到平衡狀態(tài)； 支持部件，其具有附接到桿部件的一端以及附接到所述心軸部件的相應錨定裝置的相對端; 多個輻條桿部件，每一個輻條桿部件具有附接到所述心軸部件的可安裝端，其伸長本體由至少一個支持部件克服重力懸掛而達到平衡狀態(tài)； 所述支持部件具有附接到所述輻條部件的一端以及附接到所述心軸部件的相應錨定裝置的相對端； 輪圈組件，其附接到所述相應的所述輻條部件的所述作用端上。
8.一種垂直軸式轉(zhuǎn)子組件，至少包括 樞軸的固定垂直軸式心軸部件，其具有帶多個輪轂和錨定裝置的伸長本體； 多個輻條桿部件，每一個輻條桿部件具有附接到所述心軸部件的可安裝端，其伸長本體由至少一個支持部件克服重力懸掛而達到平衡狀態(tài)； 支持部件，其具有附接到所述輻條部件的一端以及附接到所述心軸部件上的相應錨定裝置的相對端； 輪圈組件，其附接到所述相應的所述輻條部件的所述作用端上； 至少一個固定驅(qū)動組件，其適當?shù)匕惭b且與所述輪圈組件對接。
9.一種垂直軸式分段的飛輪組件，至少包括 樞軸的固定垂直軸式心軸部件，其具有帶多個輪轂和錨定裝置的伸長本體； 多個橫向桿部件，每一個橫向桿部件具有附接到所述心軸部件的可安裝端，其伸長本體由至少一個支持部件克服重力懸掛而達到平衡狀態(tài)； 支持部件，其具有附接到所述桿部件的一端以及附接到所述心軸部件的相應錨定裝置上的相對端。
10.根據(jù)權利要求4、7、8和9所述的桿或輻條部件，其配備有至少一個橫向橋接件，所述橫向橋接件適于分別連接到相同輪轂的所述相鄰的相應部件。
11.根據(jù)權利要求4、7、8和9所述的桿或輻條部件，其組合成分別具有公共安裝端的兩個或多個部件的群組。
12.根據(jù)權利要求4、7、8和9所述的桿部件，其具有所述作用端，所述作用端配備有包括多個可移除的金屬板的質(zhì)量組件。
13.根據(jù)權利要求4、7、8和9所述的輪圈組件，其包括多個伸長的細長本體部件，所述伸長的細長本體部件由加強的硬橡膠或等同物制成，具有由螺母和螺栓裝置附接到所述輻條部件的相應所述作用端上的可安裝端，所述伸長的細長本體延伸，同時所述趾部沿周向向外重疊相鄰的典型輪圈部件，由螺母和螺栓裝置一起保持以整合成層壓的輪圈組件。
14.根據(jù)權利要求2和4所述的底座軸承組件，其固定到所述底部地板部件，所述底部地板部件具有垂直軸式柱體部件，所述柱體部件具有在所述地板部件上面上的一體上凸緣以及向下延伸優(yōu)選地超過相同所述地板的下面的所述下凸緣，所述底板部件由多個螺母和螺栓裝置附接到所述下凸緣，支承所述心軸部件，同時所述軸承部件在中間。
全文摘要
本發(fā)明包括一種垂直軸式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其特征在于大型飛輪組件，其具有輪圈組件(73)、固定驅(qū)動組件(74)、葉片部件(58)、帆部件(98)，所有向轉(zhuǎn)子供能來達到20rpm的速度；垂直軸式心軸部件(66)由至少在諸如建筑物(50)的包圍系統(tǒng)的地板(61)上的裝置固定；所述飛輪包括多個橫向桿部件(69)、分別橫向地附接到心軸部件(66)上且通過支持部件(70、72)克服重力懸掛而達到平衡狀態(tài)的輻條部件(71)；多個發(fā)電機組部件(76)提供成安裝到所述地板上，各自具有相應的驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置連接到所述心軸上—整合到發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電系統(tǒng)的特征為產(chǎn)生大量成本效益合算且可靠的可再生電力、有利于環(huán)境保護、單一模塊化，可容易地升級，且可構(gòu)建成更接近最終消費者。
文檔編號F02B63/04GK102770636SQ201080056530
公開日2012年11月7日 申請日期2010年10月13日 優(yōu)先權日2009年10月13日
發(fā)明者卡梅里托·B·蒂安川 申請人:卡梅里托·B·蒂安川