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自主可持续机组、网状多叶转子蓄能器能量转换器及其应用

阅读:209发布:2022-07-19

专利汇可以提供自主可持续机组、网状多叶转子蓄能器能量转换器及其应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 水 平轴 风 力 机,带有 转子 和调节动力及风推力的 弹簧 ,转子由网格状 焊接 支撑 的方形中空棒形成的径向网状桁架形成,方形中空棒的末端带有 气动 叶。斜拉支柱放置于 基础 平台上,经由埋设在保持物(诸如 蓄热器 和稳固于地面的支座、或者漂浮系统)内的另一个筒体内的筒体进行旋转。根据需求,基础平台上转子的周边结点和接收设备的 滑轮 之间的吊带式转子转矩传递带,在压力下通过 蒸汽 水管网使用 蓄能器 和 热能 分配在闭合线路中经由多片摩擦变换器直接使用或者产生加热的水蒸汽,或者经由吸热 汽轮机 将所述热能转换为机械能。所有型号皆相似,并且所需材料为传统材料。,下面是自主可持续机组、网状多叶转子蓄能器能量转换器及其应用专利的具体信息内容。

1.自主可持续机组、网状多叶片转子蓄能器能量转换器及其应用,包括存储、权利要求附图,如权利要求所述的“一个组合套”的“自主能量机组”,用作发电源、蓄能器、转换器、热能动能蓄能器和分配器,由风力机在风场中连续组合而成,带有平轴转子,转子由网格状焊接支撑的方形金属中空棒形成的径向网状桁架形成,在方形中空棒的两个末端段内支撑简易自调节双气动叶片等,气动叶进行特定偏心铰接以便叶片根据风速沿着带有最大表面的侧边方向以度(a)趋向旋转,与此同时,位于每个叶片内的弹簧形变反作用力阻碍叶片旋转直至叶片达到风推力的标称分量、垂直分量和切向分量作用力前的平衡,以便能够预先确定风力机的作用力和功率。
风力机由位于旋转基础平台上的支座或斜拉塔支撑,通过圆柱形枢轴的下面沿着便利风向进行自定向,所述圆柱形枢轴在埋设在基础内部的另一个圆柱形外壳管内部旋转;风力机包括接收设备,所述接收设备通过直接线性传递带从转子向滑轮、设备轴和变换器传递转矩,所述变换器在闭合线路中通过基础的蓄热器将动能转换为加热的水汽,所述基础同时用作陆地上的固定基础和海上的漂浮基础,并且在这两种情况中,用作固定蓄热器或者移动蓄热器,在陆地上为箱型或者在海上为船型,用于独立地或者持续地通过压力下的水蒸汽管网分配水汽的热能并且使用吸热汽轮机通过转换机械能为热量来分配热能,所述热能任何情况和地点都用于全球能源供应。
漂浮基础平台能够锚定在海床上的任一固定点,通过风推力的正确方向进行自定向,以便所述漂浮基础平台能够在锚定高度上进行导航、位移和选址操纵,并且根据需求用作带有热荷载或淡化水的“水箱机组”等,用于沿岸热荷载或淡化水分配;因为所述“水箱机组”能够像常规船舶一样运转,所以“水箱机组”能够整个在造船厂或泊位进行建造。
所述支座支撑风车水平轴,风车由带有径向网状桁架和焊接支撑的方形金属中空棒的转子组成,能够经受单个简易自调节双气动叶片末端的作用力等,所述气动叶进行上述偏心铰接。
一方面,叶片上的空气偏心压力与它的速度的平方成正比(p=0.06V2);并且另一方面,偏心压力作用其上的叶片有效表面为沿着风向的垂直投影,在带有转子平面的叶片角度(a)增加的作用下垂直投影减小,并且叶片上产生的压力也因此而减小,所述压力与角度(a)的余弦平方成反比。
角度(a)余弦和风速(V)之间的关系是恒定的,以便每个速度下,对应一个角度(a),在叶片上施加一定偏心作用力;通过所述弹簧形变的对应作用力能够稳定叶片,从而导致每个状态下的平衡具有一个角度(a)和一个速率(V),以便风的作用力(施加在所述支座上和转子转矩)等于对应弹簧的反作用力。
另一方面,通过变换器圆片之间的压力能够控制所述作用力,从而确定项目中固定的标称功率和旋转。
平衡的速度(V)和角度(a)等于并优于由叶片旋转挡确定的标称风速(V)和角度(a)。
因此,针对低于标称值的风速,通过提供的挡块确定叶片入射角(a),并且产生的功率将会对应于所述公式W=kR2V3,并低于所述标称值,其中k是取决于所述风力机设计的效率系数。
通过摩擦和传递带反作用力从同一平面上的桁架周边系列结点向一条直线上的一系列滑轮传递产生的转矩,所述滑轮位于基础平台上,充当“原地”实际应用的各种机构发动机的轴,所述实际应用能够是机械的、电气的、液压的和气动的,其中多片摩擦热变换器和蒸汽发生器脱颖而出,所述蒸汽发生器使用对应的蓄热器在闭合线路中在低环境压力和高温下加热水,叶片上产生的压力减少,所述压力与角度(a)的余弦平方成反比。
在水汽压力增加前,通过将一个“盘管”安装和插入到所述蓄能器内部的方式,使用吸热汽轮机经由水汽闭合线路进行在力学上提取积累的热能的下一个阶段,并且根据需求,在任何情况和地点,在压力下通过水蒸汽管网能够“原地”或远程进行分配用作持续供应。
正如规定和描述的那样,分配用的“组合装置”的特征在于,因为它遵守必要特性和充足特性以成为本专利客体,诸如自主风力机组,为到达这一个目的进行计数,使用必要部件和充足部件,随后描述了所述必要部件和充足部件。
A)支座,带有根据风向的竖直管状支柱和斜支撑,所述竖直管状支柱和斜支撑支撑风力机旋转平面上的推力,所述支座安装在支撑的旋转底座的平台上;如果所述支座通过牢固基础借助圆柱形枢轴设置于陆地上,使得它沿着便利风向进行旋转并且自行定向,所述圆柱形枢轴位于在具有或不具有木栓的情况下埋设于所述基础内的另一个筒体内;并且如果所述支座通过海床上单个锚具设置于漂浮平台上用作常规船,还使得它沿着便利风向进行自行定向;在这两种情况下,选择低压塔汽轮机,所述低压塔汽轮机的转子位于地面或水面较小高度上,由于支座的较低颠覆力矩产生较小作用力,所有机构的组装、搬运和维护更加容易,风险减小,并且安全性增加。简而言之,如果与常规风车相比,风力机组的转子高度较高,风速较低,那么通过转子半径的微小增加以及支座和基础的较低翻转力矩进行补偿。
在这两种情况下,其余的作用力都与所需的标称功率成正比,在这种情况下,标称功率是所提供的控制系统所允许的最大功率。
B)风力转子,由焊接支撑的方形金属棒形成的径向网状桁架形成,在垂直表面上带有较大屈曲荷载,支撑位于其末端段内的叶片施加在转子平面上的垂直推力和水平推力,以便在网格和支架中提供三角形结构;其嵌入件的较大边位于所述转子轴内,以便较长棒做功进行牵引,并且较小棒通过屈曲做功进行压缩,从而产生一个简易抗性构造,所述构造的同一平面上的周边结点用作位于桁架末端段内的叶片上的风的切向推力的支撑和曳力,构成所述转子转矩能量传递的相干机构,随着线性元件的插入(传递带类型),重新传递采集和更换的动力,具有明显的优势。这是因为转子和滑轮直径的相对值是如此高和可变的,所以能够在自由设置在基础平台(诸如变换器、压缩机液压、发电机等)上的应用机构中直接获得任何选择速度。
C)多个叶片,包括质轻抗性材料制作而成的气动板,被构造成铰接至带有偏心轴的桁架末端段中的梯形扇形件以便轴的每一个侧边上的风推力不同,使得叶片趋向转向较大风推力方向,以便在常规弹簧的插入下,控制叶片角度,从而达到平衡状态,考虑到风推力越
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大(0.06V),角度就越大,但是受影响的表面就越小,并且通过经校准弹簧的反作用力控制推力的垂直方向和切向,直至风力机功率的标称量级以及垂直推力和切向推力的标称量级被固定并且在转子平面上保持固定,而不受风速和叶片角度的影响,使得通过作用在变换器圆片上的压力控制和固定转子的转矩和旋转,称为“制动”。
这种特性,以及其他风外环境,意味着风力机组的所有部件上的旋转和推力最大作用力,都是标称的、预先设定的中等强度,不受极端风的影响。
所有部件的机械力的值将对应于气动和机械计算得到的值的导数,而不是声称的值,对应于作为标称风速和最大风速的固定值。
D)先前提及的转子电机转矩的线性传递,包括线性柔性和抗性元件,所述线性柔性和抗性元件由一系列扁平转子周边棒支撑和拖曳,构成了作用在桁架末端段的叶片对上的风的横向推力的传递带,根据转子周边曳力直径和接收设备的滑轮直径之间的关系以及根据转子周边曳力直径和设置于基础平台上的接收设备的滑轮直径之间的关系构成了将转子转速传递至另一个较快转速的转子的变送器,使用伸张器控制转子周边点拖曳粘结的最小张力和滑轮最小张力,出于此目的,根据机组功率,使用柔性和抗性材料、芳纶或类似材料、起重机吊具等等,甚至是金属链。
E)基础平台,构成塔的支座或机械设备的支座和位置,所述机械设备接收风力转子、辅助设备和控制工具的能量,并且沿着风向通过下底座中的圆柱形枢轴对所述基础平台进行支撑、铰接和定向;所述圆柱形枢轴在埋在地下的另一个筒体内旋转,或者直接在海上的漂浮平台甲板上旋转,其中,在地面上,在方便意义上能够根据风向进行风力转子定向,并且在海上,所述定向是底部锚固,比如锚固船。
F)地面上的固定基础和海上的漂浮平台,用作所有可能装置和多个共用功能的支座,用作其大质量和大尺寸的基础;并且外壳用作蓄能器,优选地,因其较低密度由陶瓷材料制作而成,并且所述外壳在任一港口或泊位被建造成拖船或船舶,并作为自主风力机组进行航行和选址,补充用作诸如储存箱和分配器以及海水淡化操作、所需海运服务安装操作等的底座;并且在这陆地和海上两种情况下,采用低压汽轮机,其转子位于最接近底座的高度处,塔的翻转力矩较小,并且组装、搬运和维护更加容易。
这些相同考虑适用于海水淡化项目的理想组装,建设有“反渗透”膜机组,如果风管海洋外部和内部之间的压力差为80大气压数量级,那么可以简单地通过中央淡化水收集导管将“反渗透”膜机组连接起来;能够以反循环模式通过油轮或硬壳船在岸上喷射和分配自身产生的水汽来向海用表面泵送“反渗透”膜机组的淡化水。
G)变换器,用作接收设备,用于根据风的间歇性对风力转子产生的转矩进行能量变换以进行直接使用或者用于蓄热,通过搅拌器或多摩擦板用于使用两个系列交替的圆片以摩擦方式通过受控接触和压力将接收器的动能变换为热量,一些圆片固定在外滚筒或室上,并且其它圆片固定在内旋转轴上,所以,当使用流经每对圆片之间的自由表面的水汽作为变换器元素时,水汽采集动态摩擦的热量并且直接将所述热量在闭合线路中传递至蓄热器。对摩擦产生的动力的吸收直接取决于圆片对之间的压力,构成了机组的自控制点。它是一种制动,相当于叶片产生的功率。提供两个变量,即旋转速度和圆片之间的压力,使得等于功率的乘积,由简单的数学计算所确定。
并且最后,发电机能够耦合成不连续的常规风力机,能够对所述常规风力机进行改造,并且提高热蓄能器的性能,但是所述常规风力机失去了自主性,除了与蓄能器互补外,还保留了其它优点。
H)蓄热器,由闭合的外壳构成,具有相应的外部绝热性能,从而在其内部有丰富的保温材料和高比热(诸如陶瓷材料),具有以下技术特点,诸如比热、支持高温、低密度质地和高渗透性,有助于用作陆地上的固定基础和海上航海漂浮构造,根据水汽式吸热汽轮机,通过所述蓄热器能够使用水汽在高温下用于蓄热和热能提取,预先安装的盘管需要必要的高压,与此同时,对于漂浮式,所述蓄热器用于所有海事用途(包括定位,运输和移动),比如常规船,所述常规船能够用于多种航行自主服务,从自身机组获取能量,如果实际进行深度脱盐时,所述机组,诸如储热箱,用以向岸边和淡化水提供采集的热能,尤其适用于一系列小岛、沙漠沿岸、甚至无法接近的区域,当然还有大型的内部分配网络,用蒸汽水管来加压,用作自来水、加热和环境调节、家用和工业用冷藏库、冷冻库和温室、农业和畜牧业劳动、以及任何公共或私人服务。
I)低压、高温吸热蒸汽轮机,带有两个共轴的相反方向的螺旋径向段状元件,以此种方式布置,第一,使得在同一旋转方向上,一个元件在收缩下做功,另一个元件在膨胀下做功,即,两个必要功能,因此,在快速旋转中,环境压力下通过蓄能器在闭合线路中循环加热的水蒸汽在所述元件的第一个中收缩,保持温度和压力不变,并且当水蒸汽经过内管共轴经受第二元件膨胀时,水蒸汽的温度和压力受到损失,损失的温度和压力的能量进行转换以增加施加在汽轮机的壁上的切向压力或机械功,并且这个切向压力或机械功在转矩上用作共轴,从而使得汽轮机两个基础元件的电机对之间的差值是工艺的能量效率;并且,第二,如果压力盘管被放置在蓄能器内,那么能够在高压和高温下提取水汽,从而减小吸热汽轮机和装置的尺寸,作为具有较大功率和较小尺寸的紧凑汽轮机的替代物,当所述压力盘管处理简化工艺和提高效率和性能的高密度水汽时,尤其适用于常规蒸汽轮机的改进和更换以及新装置。出于性能和自主性考虑,通过相似工艺,所述低压、高温吸热蒸汽轮机适用于航空学中的涡轮螺桨发动机形态,使用吸热汽轮机的该替代物和紧凑蓄能器或常规燃烧的热能源激活所述涡轮螺桨发动机,在大型飞机中,所述热能源优选地并且尤其高效的是核能源。
J)高压、高温吸热蒸汽轮机,当风是能量机组的基础元素和主要部分时,在闭合线路中使用任一来源的热源,也能够参考其它能源,诸如化石可燃热能、核裂变等。
在大型电力设施(诸如海上风电场)的紧急、维修或更换情况下,利用一种更快和更紧凑的补充能源(诸如核能源)是方便的,有时是必要的。
该工艺与反应堆集成到一个简化的紧凑外壳的设施是相同的。
该结构的管,用作简易可燃棒胶囊,为最小反应活性的颗粒,从而使得如果它们非常短并与等短中性元件的内棒交替放置,那么相对于另一个装置,活性装置以厘米计进行简单垂直平移,激活或熄灭整个系统。所述管是一种分段或分割的可燃棒,以便通过颗粒长度的转移,进行棒的所有分量或每一个分量的转移,这假定了套管几乎所有减少都在自身反应堆外部进行。
通过简易高压(125k/cm2)和高温(425℃)室,能够获得若干MW甚至更高数量级的模块,它们在一定程度上能够通过专处理来更换当前复杂的反应堆,并且在针对这些低反应活性反应堆的项目中,由被认作放射性废弃物的那些反应堆专门提供,这很成问题。所有这些都将比限制和控制废弃物更经济。因为常规电厂的正常性能不超过85%,所以适当处理小比例的废物是非常有利可图的。由此可以推断,对于采用低反应性材料的吸热汽轮机,燃料成本只占项目预算的很小一部分。这种模式允许建造非常紧凑的吸热汽轮机,使得它们能够应用于所有类型的装置,固定的或移动的,陆上的或海上的,地下的或海底的,航海的或航空的等。你只需应用所建议的全球应用机构。这些最小尺寸的装置可以在短期内取代和更新目前各种各样的移动公园,诸如未来无法预测的陆地公园、海洋公园和航空公园,包括海底公园。
并且在航空方面,在高压和高温下使用水蒸汽作为驱动气体,以“射流”形式能够与常规反应堆竞争。
K)环保吸热汽轮机,是该专利申请的优先目的衍生的另一种替代形态,使用自主风能,然而,另一个目的是在任何情况和地点提供自主能,并且因为这是相互依赖的自然环节的链过程,这些自然环节中的每一个对于组成所谓自主机组是必要的、充足的,所以提及了紧急、维修或更换的其它来源。
另一个问题是,对服务保障或地方特征的自主需求,这导致了紧急、维护或更换的异常情况,由于所需要能源类型,所以必须采用其他能源或形态(诸如静态转换器、动态转换器、机械转换器或化学转换器),通过脱盐作用和水解作用获得氢燃料等等,在此情况中,还包括这些特殊情况的替代物。
从自主性的角度出发,假设能够通过全球配电网供应任何点,包括那些缺少最小风力的那些点,但是该替代物由于诸如不可接近性、距离等的若干原因而具有其限制,在这种情况下,如前一节“J”所述,必须通过或多或少简化和性能来采取可持续的紧急类型。另一种替代物是吸热汽轮机的具体案例,所述吸热汽轮机仅包括两个反螺旋,通过共轴和牵引机彼此内部连通,其观点是,通过第一螺旋中的旋转收缩从高温环境中产生的水汽,通过水汽收缩吸收较少能量,并且同时,加热空气,增加压力,从而使得水汽经过轴的共室接入膨胀下的第二螺旋,造成水汽的热量和压力损失,被排放至环境中,正是如此,在膨胀过程中,回收第一个螺旋的气压的能量,并且通过水汽含量造成温度转换能量损失,由于轴的共室中的水汽压缩,在其环境温度下,必须增加通过温度升高经由空气传递的水汽,以便一旦已扣除第一次收缩吸收的负能量,那么以来自牵引机共轴的转矩形式,正能量之间的差值被转换为机械功,所述牵引机共轴限定了所谓环保吸热汽轮机的性能,其中具有应用实践,其中,除了热空间的环境冷却外,能够获得特定机械能,适应任何情况。
L)并且最后,吸热汽轮机具有在低压和高压下转换水汽热能的双重功能,在风力和替代紧急地区中(诸如用于所有类型空间的核能、固定电气用具和手机)占第二名,并且在露天场所中(诸如环保吸热汽轮机、用于水蒸气的涡轮喷气发动机和内燃涡轮机辅助设备)占第一名。

说明书全文

自主可持续机组、网状多叶转子蓄能器能量转换器及

其应用

[0001] A.引言
[0002] 本专利申请的目的是设计和执行“自主可持续风力机组、网状多叶转子、蓄能器和能量转换器及其应用”。换而言之,一种“自主能量机组”被作为热能和机械能的生成、蓄能、转换和分配源使用,由位于基础平台上的斜拉塔上的平轴转子风车组成,带有接收设备和变换器,接收设备经由转子至滑轮之间的直接线性传递带传递转矩,变换器在闭合线路中通过蓄热器转换加热蒸汽,水平轴转子风车会经由在其下底座中并且设置于埋设在基础中的另一个筒体内的筒体借助风向进行旋转,基础用作地面基础和海上的漂浮平台,并且在这两种情况中,用作固定蓄热器或者移动蓄热器,在陆地上为箱型或者在海上为船型,用于自主地或者持续地通过压力下的水汽通风管网分配水汽的热能并且使用吸热汽轮机通过转换水汽热量来分配热能,这热能任何情况和地点都用于全球能源供应(参见图1至图6)。
[0003] 转子由网格状焊接支撑的径向网状桁架制成,沿着垂直和横向方向具有压缩屈曲阻力,在转子的水平轴上装配有宽边,(参见图1、图2和图3),配备有气动叶和动力及作用力的弹簧调节器,气动叶在每个桁架的末端段中偏心铰接(参见图8、图9和图10)。
[0004] 通过铰接点的偏心,叶片沿着较大区域的侧边(L1)的方向借助风速趋向旋转,同时,弹簧阻碍叶片直至叶片达到带有标称分量的推力平衡,并且与预先确定的转子平面相垂直或相切。此外,如果通过控制转换器的圆片之间的压力来维持滑轮轴旋转的标称速度,则获得转子的标称速度,也就是说,推力的标称值使得转子上的风保持固定,垂直和切向,从而维持任一风速下的动力,并且设定任一风速下的推力作为标称值。
[0005] 叶片上的空气偏心压力与它的速率的平方成正比(p=0.06V2),并且偏心压力作用其上的叶片有效表面为相对于风向的垂直投影,在带有转子平面的叶片度(a)增加的作用下垂直投影减小,并且叶片上产生的压力也因此而减小,所述压力与角度(a)的余弦平方成反比。
[0006] 余弦即风的角度(a)和风速(V)之间的关系是恒定的,以便每个速度对应一个角度(a),在叶片上施加一定偏心压力,通过提供弹簧能够稳定叶片,弹簧作用于叶片上的作用力与弹簧形变成正比,以便每个风速是平衡角,其中垂直作用力(推动支座)和切向作用力(转子转矩)产生等于弹簧反作用力的作用力。换而言之,当弹簧形变达到一定角度时,风的压差和弹簧阻力相等。
[0007] 由先前参数的值确定的计算因其未被要求而不需要被列入本文。
[0008] 也就是说,所有作用于部件上的作用力及风力机的电能能够自动受限。
[0009] 对于标称值以下的风速,由提供的挡固定的叶片冲角角度(a)和产生的动力将会对应于公式W=kR2V3,小于标称值。
[0010] 叶片上的风推力的切向分量导致转子旋转,从而产生摩擦传递的转矩(参见图1、图2、图3和图7)和传递带(7)的曳力,传递带位于同一高度上的先前选定的一系列桁架周边结点和基础平台上的不同滑轮之间。
[0011] 滑轮的轴心通过多片变换器中加热水汽管网(参见图11)以直接施加或分配方式将转子的能量传递至不同机构,并且传递至蓄能器(参见图12A和图12B)进行后续提取,除了产生的高温用于直接加热使用或者转换为机械能外,在任何情况和地点,预先安装的室内“盘管”在高压下根据需求通过分配方式提供水汽。
[0012] 实际应用将会是将机械转矩转换为热量的直接机械式应用或热式应用,这两种应用之间,着重于在闭合线路(参见图11)中使有蓄热器通过蒸汽蒸馏的内循环经由两个系列反转的抗磨损、抗温度的内热圆片的摩擦将滑轮的转矩变换器应用于热能中。
[0013] 所需的下一阶段是,变换器热能中产生的热能要以不同的方式被直接使用;根据风间断使用;或者根据“需要”,在位于基础内部的闭合线路中以热能方式或机械方式间接持续使用预先储存的热能,所述基础以其质量和容积论同时用作基础和蓄热器,由耐热材料、陶瓷或类似材料组成,能够在转换前通过吸热汽轮机直接或用机械功从基础中抽取热量(参见图12A和图12B)。
[0014] 所述蓄能器(参见图12A、图12B和图22)是一个宽的、水密的渗透外壳,填充有保温材料,保温材料允许水汽内部循环,能够依靠循环水汽的特性吸收或释放热量。
[0015] 同时,蓄能器具有通过内部设置的常规“盘管”(Sav)以两种不同方式运行(尽管总是在高温方面)的特性:要么是在大气等级的低压下运行,要么是在高压下运行。在这两个情况中,能够提供“在原地”进行附近热分配的管网,并且还能够远距离在终点用于各种应用。如下所述,在低压下,汽轮机的第一元件在压缩下工作,第二元件在膨胀下工作;并且在高压下,第一元件在膨胀下工作,第二元件在压缩下工作,(T2a)。
[0016] 吸热汽轮机进行“当压力高于与“水汽”室温对应的压力时,水汽冷却并局部收缩至液态的过程”,其中持续或“根据需求”将热量和压力的损失转换为机械功。在热力学中,这个过程被定义为吸热过程。
[0017] 这是水汽特殊、独有能量中的一种。
[0018] 总之,作为成套、孤立及一体形成的所述风力机组的特征在于,它履行必要条件和充足条件以成为一个自主风力机组(参见图1至图16)。
[0019] 其证明是,在相互依赖的自然环节的链过程中,其中这些自然环节中的每一个对于组成所谓自主机组是必要的、充足的。另一个问题是,服务保障或背景特征,这导致了紧急、维护或更换的异常情况,被迫要通过其他能源或工艺进行合作或更换。
[0020] 又一个反复发生的情况是所需能量形态,诸如静态转换器、动态转换器、机械转换器或化学转换器,诸如通过脱盐作用和水解作用以获得氢燃料等等,在此情况中,本文后面会进一步解释这个问题,包括这些特殊情况的替代物。
[0021] 最后,所述吸热汽轮机具有在低压和高压下转换水汽热能的双重作用,在风力和替代紧急地区中(诸如稳固核电站和移动核电站)占第二名,并且在带有环保吸热汽轮机、用于水汽驱动的涡轮喷气发动机和内燃辅助设备的露天场所中占第二名。
[0022] 总之,本专利包括下列元件:
[0023] 1)上支座或塔,由竖直支柱和斜支撑组成,(参见图1至图6),其设置于基础平台上,支撑磨机重量和转子轴线上的推力的翻转作用力和风的作用力,并且根据风向确定其沿着右方的方向。
[0024] 在地面上,对于风力机来说,通过基础平台的旋转获得沿着与风一致的方向的汽轮机平面的方向(参见图1)。
[0025] 2)基础平台构成了塔的支座或支座,并且所有机构、辅助设备和控制设备被支撑在旋转圆柱枢轴上,所述旋转圆柱枢轴设置于埋设于底座中的筒体内,又反过来用于借助风的常规方向促进转子定向。
[0026] 在海上,对于风车来说,通过漂浮基础筏进行上升和定位,漂浮基础筏像船一样围绕底部的锚具转动,并且通过沿着与转子平面一致的方向的风的推力获得所述定向。
[0027] 所述筏具有多种功能,a)用作基础漂浮平台,b)用作蓄热器(优选地,陶瓷,因为它内部具有较低密度和较大渗透率),c)在港口或泊位适用作建造中的拖船和船,适用作蓄能器和分配水箱进行定位和传递;d)用于海水脱盐、安装所需海运服务等等的操作底座(参见图6、图7和图8)。
[0028] 在陆地和海上这两个情况中,采用转子的低压汽轮机的替代物,所述低压汽轮机位于最接近底座的高度处,所述替代物具有较小翻转力矩并且较易于装配、操纵和维护(参见图1、图2、图3、图6和图7)。
[0029] 3)所述基础需要在各个方向的轴的高度来支撑其自身重量和对应于转子平台上风的垂直推力(Px)的力矩,同时需要一种结构,所述结构按重量和容积论能够用作蓄热器,在闭合线路中,在低压和高温下借助水汽直接由接收机构的能量转换器提供能量(参见图1和图2)。
[0030] 转子为格栅结构,为网格状,在悬臂中具有径向桁架,在转子轴上具有与转子平面平行的宽边,构造有焊接棒,所述焊接棒是中空方形段,并且横向支撑在一起(参见图1和图6)。所述转子通常由制作而成。因为屈曲只有在两个正常方向(即平行于和垂直于转子轴线的平面中)发生,所以采用方形中空棒的外形(参见图1、图2和图3)。由于轻巧和阻力,结构计算的实践保障了直线元件的网状结构是一个很好的解决方案。
[0031] 5)叶片可以被看作是该项目中最相关的片件,构造有抗性材料制成的径向梯形平台,所述平台具有较窄的近平气动外形,叶片悬浮和铰接在每个桁架的末端。在铰接的夹紧轴的任一侧边上的叶片的宽度和风压都不同,所以叶片趋向垂直于较宽侧边进行旋转,直至两侧压力差和作用于铰接点中的弹簧旋转的反作用力之间达到平衡(参见图8、图9和图10)。
[0032] 叶片表面上产生的正常压力能够分解为两种力,其中一种力与转子平面相垂直,另一种力与转子平面相切。第一种力在转子上产生垂直推力,同时在支座上产生翻转力矩。第二种力通过转子平台中的切向推力在此套叶片上产生转矩,也就是说,在桁架的结点上通过曳力速度并且通过接触传递带产生压力,所述压力相当于转子产生的动力(参见图7)。
[0033] 通过执行分解,叶片两侧的表面上的正常压力差等于对应弹簧的反作用力。因为针对较低速度借由挡块(21a)最初设定入射角,即因为这些速度下的弹簧反作用力大于风的标称值下的推力,所以经校准的弹簧仅在高于标称设计的速率下产生作用,(参见图10)。
[0034] 如果风弱于标称风,因为入射角是稳固的,所以叶片上的垂直推力将只取决于风速。
[0035] 只要接收机构的反作用力处于控制之下,叶片上的切向压力就会随着风速及其产生的转子旋转速度而减小。在摩擦片变换器情况中,摩擦片变换器具有固定摩擦表面,带有可控压力。
[0036] 只要将速度维持在一定范围内,速度和动力的改变就不会改变摩擦变换器的操作。具有如果必须通过变换器进行循环的水汽流被控制,那么温度能够是恒定的特性。
[0037] 具有适当气动外形的叶片输出取决于叶片的全部表面,为了方便起见,叶片输出被确定为应用形状因数获得的汽轮机扫掠的总面积的百分比,在此情况中,形状因数与网格结构相似,换而言之,在建造中,为1.5级。
[0038] 该因数适用于所有方向,产生0.25级的被扫掠表面的总推荐表面叶片。
[0039] 对于压紧棒(通过屈曲压紧)和张紧棒之间的相对尺寸,桁架的推荐数量将会是12个,并且对于叶片,在径向上的这些叶片可以是单个或两个并且是相同数量的(12)。
[0040] 然而,对于大尺寸叶片型号,能够被分为相同径向的两个部分,其距离等于这两个部分的平均长度的50%和两个一一对应的单个部分80%的表面总和,这意味着,在转子扫掠的25%表面的12个机组和转子扫掠的20%表面的24个机组的情况中,除了执行和操纵更加轻松,还获得了叶片表面的较低百分比。
[0041] 所述执行包括两个薄金属片、两个薄片、两个薄不锈钢片或两个薄锌钢片、两个薄锌片、两个薄木片、两个薄塑料片等,这两个薄片通过侧翼叠加和分离,所述侧翼由铝、木材或相似材料制作而成,采用弯曲的较窄气动外形(参见图8至图10)。
[0042] 6)借由线性传递带(7)进行转子叶片采集的力矩的机械传递,通过预先确定的多边形周长的桁架结点(参见图1、图2和图3)和一系列滑轮上的支撑和直接摩擦来拖拽线性传递带,所述滑轮的轴传递所述能量至双电机。转子多边形物体的直径和不同滑轮的直径之间的商值确定了机械接收设备的轴的转速(参见图7)。此套多边形辊和带起到了齿轮小齿轮的齿轮箱、天象仪等等的作用。
[0043] 与转子的旋转相比较,通过这些旋转,直接达到了不同接收设备的较高转速,而不需要常规笨重的倍增器。
[0044] 所有这些设备和带的相应的伸张器易于设置在基础平台中,使得转子的周边点和滑轮轴的辊上不会发生滑动。尽管提供了金属链,还提供了允许较大张力的带,带由柔性和抗性材料制作而成,为芳纶式,类似于起重机吊具等等(参见图1和图3)。
[0045] 7)电机对等体的动力接收设备由发电机、压缩机液压、热搅拌器、机械设备(特别是用作水汽变送器和变换器)、多片转换器(进行摩擦,普遍用于所有家用和工业用,为固定蓄能器和移动蓄能器重新充电等,并且连接至管网)组成(参见图3和图7)。由于对于通过蓄能器(22)达到能量自主来说是必要的、充足的多个摩擦能量转换器,在接收设备中获得将机械功转换为热量的能量转换,蓄能器作为能源,用作液力变换器、变送器和转换器,在低压和高温下或在高压和高温下,在闭合线路中(尤其针对于全球分配)使用加压水蒸汽通风管,经由室内盘管(Sav)通过水汽进行蓄热(TE和22),(参见图12A和图12B)。
[0046] 多片摩擦转换器通过两个系列的滑动的圆片的摩擦做功,所述圆片两个两个的散置。外部系列的圆片沿着外室滚筒运行,另一个系列的圆片形成在旋转轴内部,所以水汽会通过每对相对的圆片之间的自由空间,从而采集所述圆片之间摩擦产生的热量。
[0047] 加热的水汽被直接用于或被传递到蓄能器的保温材料内,根据“需求”使用吸热汽轮机提取和分配加热的水汽。
[0048] 8)针对陆地上的蓄能器,对应的基础设施由底切和防水外壳组成(参见图1),并且在海上,由漂浮平台组成(参见图2和图3),所以这两种蓄能器的内部本质上具有经济丰富的保温材料,所述保温材料具有较大比热容,其中陶瓷材料因具有充足的技术特征(热容和高温支持)而脱颖而出,根据“需求”,针对后续提取,这些技术特征使得保温材料在高温下通过水汽进行蓄能,(参见图12A和图12B)。
[0049] 9)“通过热量吸收”使用吸热汽轮机(参见图12A和图12B)在水汽闭合线路中将热量转换为机械功,在膨胀阶段,将热量转换为机械能量。在第一种布置中,通过串联的两个螺旋径向发展元件和共轴从蓄能器提取热水汽,如此布置使得其中仅有旋转的一个元件做功以收缩水汽,相反地,另一个元件则进行水汽膨胀,换而言之,在快速旋转中需要两个必要函数。当在闭合线路中使用蓄能器重新加热的水汽通过共轴传递至第二个元件,第二个元件膨胀,产生热能和压力时,所述水汽进入到第一个元件中进行收缩,保持温度和增加压力,产生的热能和压力在闭合线路中通过蓄热器重新转换为切向压力(参见图12、图13、图14和图16)。
[0050] 在所有动态活动中(在冲击、摩擦或搅拌的大多数情况下),将机械功转换为热量是正常操作,同样地,将热量逆转换为机械功是不确定的。然而,使用水汽作为介入元素,可获得将热量转换为机械功的这种形式,如热力学中所推导的那样。
[0051] 在第二种布置中,在反转中,使用蓄能器内“蛇形”压力(Sva),进行膨胀和热量及压力传递使得串联的第一螺旋径向发展元件中进行压力膨胀,并且在第二螺旋径向发展元件中进行压力收缩。第一螺旋径向发展元件产生能量,第二螺旋径向发展元件吸收较少能量,其差值为汽轮机的净效率,相当于动力源(该情况中为蓄能器的盘管)将在闭合线路中提供的热量。
[0052] 通过逻辑延伸,在任何其他能量过程中单独采用将热能转换为动力的这些过程,任何其他能量过程的能源为任何形式的热力燃烧、核燃烧等,具有以便应用于风的特性,这对于通过转换器将转子的机械转矩转换为热能来说是必须的,然后,随着这个特性的广泛出露,进行将热能逆转换为机械功的重新设定。
[0053] 在任何过程中,由于水汽的介入,任何物理应用是可能的。
[0054] 在高功率设施(诸如极限海上风力)中的紧急、维修或更换情况中,经常求助于最快、最致密的能源,例如核能,核能能够参与到这个过程中,同样地,可以轻松使得反应堆能够成为外壳(Ce)外侧的一部分。
[0055] 管的自身结构(C2)充当带有颗粒可燃杆的简易核,如此使得,如果它们非常薄并且与中性元件交替放置,则通过组件的简易垂直平移(相当于颗粒的小的长度),激活、减缓或关闭系统。
[0056] 作为分隔的或分段的可燃棒(41a),随着颗粒长度的传递,从而进行棒的所有分量的传递,所述棒为假设反应堆外壳在长度上减少50%并且具有较为简单的操纵控制的所有棒中的一个,在项目中,当前反应堆能够被低反应活性的反应堆所更换。相比于限制和控制反应堆,使用该废弃物的成本会更低。
[0057] 因为常规装置的正常性能不高于85%,所以小比例适当处理的废弃物的贡献是非常有益的。推导得知,以最小燃料价格提供提出的吸热汽轮机。这种形态允许非常小巧的吸热汽轮机的构造,从而使得它们能够被应用于任何形式的能源(固定能源或移动能源、陆地能源或海洋能源、地下能源或海底能源、航海能源或航空能源等等)。所需做的就是应用提出的全球应用机构。
[0058] 从短期来看,在不可预测的未来,所有类型的当前移动区(陆地移动区、航海移动区或航空移动区,包括海底移动区)能够更换和更新这些最小尺寸的装置。
[0059] 通过给出能够达到的小重量核可燃物和高温,并且消除中央核,可通过可燃元素和水汽获得单个室,通过内室一端的液态水的喷射产生水汽,数千kg/cm2的水汽从内室另一端离开,将会获得涡轮喷气发动机的水汽以替代普通燃气。
[0060] 如果获得等同于燃气的输出速率的水汽的输出速率,将会获得相似推力和动力。
[0061] 然而风能是自主能量机组的基本成分,我们不可避免于提及其他相似能源,诸如热能、化石可燃物、核裂变等等。在大型动力设施(诸如海上风电场)的紧急、维修或更换情况中,使用最快、最小巧的能源(诸如核能)。这个过程同样适用于反应堆能够成为外壳外侧的一部分的设施,简化了短流程(Ce)。结构(C2)面上的压力支撑管用作带有可燃杆和颗粒的最小反应活性的简易核心,从而使得如果压力支撑管非常薄并与中性元件交替放置,则通过装置的简易垂直平移(相当于颗粒的小的长度),激活、减缓或关闭系统。作为分隔的或分段的可燃棒(41a),随着颗粒长度的传递,从而进行棒的所有分量的传递,所述棒为假设反应堆外壳在长度上减少50%并且具有较为简单的操纵控制的所有棒中的一个。
[0062] 能够获得若干MW的模块甚至更大模块,它们在一定程度上能够更换当前反应堆,并且在针对这些低反应活性反应堆的项目中,由被认作放射性废弃物的那些反应堆专提供。
[0063] 使用此废弃物会比限制和控制它更加便宜。
[0064] 从此类核源安装和产生动力的成本并不重要。
[0065] 风险是最小的,并且所有部件的安装成本同样也是最小的。
[0066] 只剩下应用提议的全球应用机构。
[0067] 从短期来看,在不可预测的未来,在所有类型的当前移动区(陆地移动区、航海移动区或航空移动区,包括海底移动区)能够更换和更新这些最小尺寸的机构。
[0068] 通过给出能够达到的小重量核燃料和高温,中央核可以是带有燃料元素和水汽的单个室,通过核一端的液态水的喷射产生水汽,数百或数千kg/cm2的水汽从核的另一端排出,从而获得涡轮喷气发动机的水汽以替代普通燃烧气体。
[0069] 如果达到等同于反应堆燃气的输出速率的水汽的输出速率,能够获得比当前大型动力设施更多的强大机组。
[0070] 这个问题被提出来,并且将通过适用实验核准获得结果。
[0071] 图17示出了反映水汽使用的产生和分配的可能性,不论其来源和目标是什么,水汽可作为应用的能量的较宽领域内的变换器核分配器的元素。
[0072] 10)低成本的海上风力机组的能量,能够通过海水水解获得氢气,并且通过所有移动模式的扩展,适用于移动通讯(尤其适用于空中导航),增加动力,并且减少重量和荷载。
[0073] 11)一旦已经获得预定速度V的配置,那么根据遵循与顿、胡克、柯西和赫相似的定律的原理,该配置在大气介质中适用于任何尺寸和动力。这意味着,100kW型号的配置与10000kW或更高型号的配置相似。
[0074] 应当补充的是,牵引机轴的旋转速度取决于汽轮机框架的圆周速度和驱动滑轮的直径,能够选定驱动滑轮以匹配动力接收设备所需的那些驱动滑轮。然而不论驱动滑轮有多高,都避免了常规风力机“废弃的”倍增器。
[0075] 12)自主能量机组是由一套必要部件组成的可取得专利权的对象;从风能采集到风能使用,每一个自主能量机组能够用于任何服务,以完全独立的形式特定地或集体地在任何时间和地点用于任何用户。
[0076] 特别是,组件及其部件遵守必要条件和充足条件以构成来自风动力学的能源,对于任何用途和情况,从其产生方面来说,所述能源严格上是可再生的、自主的。
[0077] 因为地点的所有型号为相似配置,并且根据“流体力学”,通过规模修正,能够实现大尺寸和动力,所以保障了可达性。
[0078] 这些型号配置能够安装在陆上和海上,如在相似陆上和“海上”计划中那样,这些型号配置与漂浮箱设置能够一起安装在足够深的水里,达到它们同时利于能量接收设备和膜元件的安装,膜元件通过反渗透进行脱盐作用,通过直接泵送或“反循环”系统获得用于陆地使用、含水层补给和森林防火的饮用水
[0079] 所有部件都能够使用商用和普通材料建造,诸如通常用于建设和商业的那些材料。
[0080] 因此,首先,揭露了本领域的部分和现状,然后,解释了被请求专利的对象的理论和技术基础。
[0081] B)技术部分
[0082] 技术部分是产生用于任何活动的能量,其中根据持续增长需求,kWh是不能替代的普遍经济参考。
[0083] 除了电力和热消耗的基本部分,还具有其他必需品,诸如获得饮用水和环保,所述必需品取决于先前部分的可获性。
[0084] 热能、风能和热太阳能来源的能量领域的技术部分非常广阔,在大多数情况下(诸如化石燃料电站、电站、热太阳能电站、光伏电站和其他类似于所有类型车辆的移动牵引等等),具有不理想结果,
[0085] 给定此情形,优先考虑使用可再生能量中的最合适类型的能量,诸如压实的风能,在执行中提供该能量,获得可获性和可接受的性能。
[0086] 因此,由于其特殊重要性,优先部分是产生通常用于工业和家用使用的能量,尤其是电能、热能和机械能,并且特别是,与上述能量相配合的空调、脱盐、热水和任何其他用途,但并不限于此。
[0087] 因此,技术部分对应于可转换为任何其他普通用途的风能的产生和当前热量相对于常规核反应堆、化石燃料、煤等的燃烧进行再转换和改进,并且它合理应用于普通用途的电气用具。
[0088] C)技术现状
[0089] 特别提及当前涉及到的工序,这些工序是基于稳固装置或移动装置中使用煤燃烧、氢化合物、核能的火电厂锅炉以及风力机的工序,风力机包括常规工序,其成本对全球经济有重大影响。
[0090] 使人感兴趣的技术现状是引用的工序和任何其他能够创新的工序,它们比所有现有工序都具有可接受的优势。
[0091] 可以承认,一些当前技术是有效的,但这些工艺可以用所提出的工序进行完善,是质量保证的对象,并且减少了所有类型能量的负担。
[0092] 在风力机中,常规型号产量低,功率有限,并且能够改进结构和机械开发。
[0093] 直到最近,流体力学知识的进步才在更大程度上推动了采集空气和燃烧气体动能的设备的研发,这些设备正处于不断演化之中,其基础与公开的替代物有直接关系。然而,目前大多数常规工艺还没有获得充分的研发,虽然受到成熟行业的巨大影响和惯性,但仍可以认为是可升级的,因此这些工艺迫切需要成为研究和发展的课题。
[0094] 在某些情况下,在这个时候,不仅消除了常规工艺,还提升、改善和补充了常规工艺,而不妨碍随着时间的推移完全被这些新的建议所取代,诸如消耗昂贵燃料、时间受限和排放有害气体的热电厂。
[0095] 正如本报告所明确指出的那样,目前所有的能源和机械过程实际上都可以获得改善,这是我们所涉及的一个问题。
[0096] 目前有一个加速风能运动,可能会导致一个“能源泡沫”的发生,并产生有利可图的投资。由于过多成本和自成立以来因为几乎没有发展并缺乏其他技术的创新已“过时的”技术而停止行使这些投资。
[0097] D)说明
[0098] 本专利申请的根本目的是设计新一代自主全球风能,新一代自主全球风能以最有效和令人满意的方式进行采集、基础设施、传递、转化、积累、转换、分配和应用,因为这是不可避免的必要。
[0099] 处理了揭示的一种开创新的基础、自然、可再生和可持续的能量(诸如风能动力学)。在不同可能的叶片的研发和入射角的期待下,根据转子表面(扫掠面积和影响面积)、技术配置的标称风速和系数(k)的和转子效率(参见图1、图2和图3),所述能量的具体技术特点不同。
[0100] 第二种是基于叶片的数量和比例选择“慢速”和“快速”汽轮机,即,叶片的总暴露面和影响区域之间的比例或关系。
[0101] 第三种是低压汽轮机的替代物,其显著地减少了倾倒作用力,并且有利于接近地平面和水面的平台上的多个部件的执行、组装、处理、维护和可接近性以及随后产生的基础设施的成本(参见图1、图2和图3)。由于光线和边缘的作用,支撑支座的结构配置在各个方向上都表现出更大的阻力,并且由于风对转子轴的推力,尤其是在水中的推力而发生翻转(参见图3和图6)。
[0102] 第四种是使用一种完全径向和网状的转子,其是由空心方形棒和大的嵌入边缘的桁架来实现的,所述转子用作每个叶片的推力的支座和变送器,将推力全部集中到中心轴上,同时,通过滑轮、传递带和桁架的周边结点,在机械能的接收设备的方便的直接速度下,变送器将运动转矩传递到电机轴上(参见图1、图3和图5)。
[0103] 第五种是鉴于其质量和体积的普通材料,将基础同时用作基础和蓄热器的可能性(参见图1、图6、图7、图8和图10)。
[0104] 以及第六种是指不同部件的材料类型,这是一种常见和普通的建设和工业用的材料。对于结构元件来说,这些是正常的商业型材,优选地,是方形空心段,用于金属构造、不锈钢构造、镀锌构造和普通构造,具有环境保护特性,并且建设中当前使用的其他材料,诸如水泥、集料、陶瓷、导管、皮带、绝缘体等等。
[0105] 在传递机构、监控机构、能量接收器和其他部件方面,这些是已存在于工业市场中。
[0106] 根据上述特点,与当前技术相比,其优势如下:
[0107] E)相对于传统风力机的优势
[0108] 技术优势:风力机采用网状径向桁架结构,叶片自调节,根据需要成倍直接线性传递牵引力至接收机构。除了系统的简单和效率,所有的样本都是相似的,所以动力取决于规模。悬臂梁中的传统三叶“翼型飞机”型号的叶片宽度与扫掠面积成错误反比,被认为是可能的最佳解决方案,并且也因为倍增和传递机理,传统三叶“翼型飞机”型号自上个世纪问世以来一直没有获得发展。
[0109] 结构优势:转子所能承受的结构力与枕梁中桁架的凸隅角石/光系数成正比,因此,如果所述网格中的系数比嵌入在“三个铲斗的套管”中的转子大5倍,那么系数与它们要发展的函数非常不成正比。同样的,由于斜拉支座是一个大热容的蓄能器,所以当斜拉支座取代“吊篮”旋转,而没有必要在顶部将其旋转为一个自给自足的基础时,斜拉支座更具单向翻越力矩的功能。
[0110] 机械优势:简化任何机构,诸如用简单的直接传递带更换巨大的倍增器。
[0111] 物理优势:一种动态能源的变换、积累、提取、转换、分配和自主性,以最紧凑和最有效的方式,通过压力下蒸汽水的闭合线路网络进行分配。
[0112] 环境优势:为减轻“气候变化”和“全球贫困”的影响作出的总贡献。
[0113] 总体可访问性和更大的全球福祉。
[0114] 工作优势:创建高性能的工作类型,以满足不依赖第三方的大多数自身和统一需求。
[0115] 设计优势:通过经校准弹簧动作沿着切线方向限制任何风的动作,计算仅限于标称和最大的力和动力,对应于每一个地方选定的“可能的”标称风速,从而产生最好的设计原型作为任何动力的模具。
[0116] 经济优势:对于消费者来说,从生成到分配的成本大约为当前风力机的40%。技术背景
[0117] 地球大气向一个大的接收室传递由太阳向地球倾泻的热能,以及地球上所有的能量设备和工艺。
[0118] 这个量将扣除恒星空间辐射的并且被不同液体和固体质量吸收的能量,转换成蒸汽或液体分别构成地壳和海洋,会增加膨胀、海洋洋流、土壤岩石的退化和运输、植物的光合作用许多其它的。
[0119] 人们普遍认为,风能的消耗量比世界能量消耗量高数千倍,因此除了是可再生的和清洁的外,风能还是最可持续的。
[0120] 将动能转化为热能或实用机械能的逆向过程将是最自然和最直接的,具有最高的性能,并且可能是最可持续的和最经济的。
[0121] 大气的能量无处不在,并且具有足够的潜力,可以被看作是在太空任何地方不消耗可消耗燃料而拥有能量的最直接和最有效的来源。本专利申请仅要求本专利意图和解释的收集和传递结构,并根据用户每时每刻及其周围的需要,增加间歇性积累和提取以供继续使用的可能性。
[0122] 风车的数学计算不是为了证明正确,而是在静止的物体和运动的物体之间的“弹性截留”中运用作用和反作用的原理和运动的量,能量的采集和交换是原来的一半。
[0123] 因此,可用的能量将相当于受汽轮机影响的表面对应的风流动能的一半,从而有可能通过合适的配置(诸如外露的配置)接近所述值。不应忘记的是,由于压力径向扩张和径向散布的作用,(压力气泡),保留的或被影响的表面优于称为由汽轮机叶片扫掠的“表面”,因此,尽管其计算不为人知或未被声明,但是必须考虑到被影响的概念。然而,根据叶片面积进行对于1.5级“网格”值中结构中风作用的计算。
[0124] 描述性存储
[0125] 因此,为了便于更好地了解这一过程,现将这一过程的说明和附图编写如下,包括以下部分:
[0126] a)风力机的构造与当前技术的关系
[0127] b)确定机组的基本部件
[0128] c)支撑结构
[0129] d)基础和蓄能器
[0130] 因此,对这些部分的简要说明如下:
[0131] a)风力机的构造与当前技术的关系
[0132] 1)当叶片在一个受阻尼和受控的偏心轴上旋转时,带有转子平面的叶片的入射角在一个由限制倾角的固定挡块确定的任意最小值和一个与风的推力的最大力矩相对应的最大值之间变化,从而推导出弹簧的反作用力。
[0133] 推力将通过中间值与风速平方值成正比,并且与叶片角的余弦平方值成反比,也就是说,受影响表面,导致扭矩和弹簧压力变得均匀,但是,不管风速还是桁架中的作用力和风力机支座或塔的翻越力矩的值为何,对应于弹簧形变反应的一个值,被固定为一个常数,从而产生恒定动力,这将被称为标称动力(参见图1、图2和图3)。
[0134] 2)根据转子的旋转速度,不管尺寸大小,在第一次估算中,针对最高速度(Vy),在慢速“汽轮机”中风的简易压力保持区域内,周长值采用在30m/s和40m/s之间,并且在“快速”汽轮机中因冲击提升(类似于“水锤”)的区域内,周长值采用在60m/s和80m/s之间。基于雷诺数解释所有这一切,不同物体行为对于流体的流动,其理论通常应用于水力学和航空学。
[0135] 因为通过热模式下的动态能量转换器的两系列圆片之间的压缩弹簧(称为“制动器”)的压力控制所需的转数,所以能够估算所需的转数。
[0136] 3)已经陈述的是,必须有特定的切割“节奏”,即,在它们之间的特定脉冲和特定间隔时间,其涉及能量采集和“标称速度”的恢复时间,该“标称速度”被定义为高度上从V1到10m,相对于该地点的土壤的粗糙度,将应用轴的高度系数以获得V,作为所有汽轮机的平均值。
[0137] 4)选择的标称速度越低,在标称性能下每年的小时数越大,年产量就越高,但是,另一方面标称速度越低,直径和成本就越大。考虑到所选标称的最大值,分析主风曲线后,将最后选择一个值,并且合并产生的功率。
[0138] 为了获得经由“风频率”曲线确定尺寸的汽轮机的性能,能够应用标准功率的公式W=kR2V3,并且部分求积分或相加。
[0139] 5)一个有利的因素是,一个配置良好和尺寸正好的汽轮机能够维持针对速度而非风的标称速度,以及针对相同标称风速的不同的速度。解释非常简单:对于相同风速V,如果旋转速度的增加,那么“切割”速度增加,并且“切割”压力相应增加;在相反的情况下,如果旋转的速度降低,那么“削减”速度减少,“削减”压力也相应减少;并且由于功率是这两个结果的乘积,由叶片表面标记差异。然而,如果压力增加,那么叶片的表面就会减小,但截面增加;并且如果压力减小,那么表面增加,并且截面减小。两个值的乘积,确定承受的作用力,从而导致两种情况下结果相似。为确定汽轮机的设计和运行工况以获得最佳可能结果奠定了基础。
[0140] 6)汽轮机及其支座的稳定性不会随着尺寸的增大而出现结构问题,而枕梁中工作的常规叶片不会具有在启动时具有很大的强度力矩。为了缓解这个问题,减小了叶片尖端的宽度,其中叶片尖端应该是最大的,并具有最大的扫掠表面。这在技术上是不正确的,但是,随着当前应用的提出,提供了一个解决方案。
[0141] 7)因为大型“娱乐摩天轮乐园”的结构布置(涵盖体育场馆、飞机库和其他设备)是完全可以实现的,并且如维也纳、伦敦、新加坡等经验所表明的,其直径能够达到大于200m,仅仅高出所引用磨机所需的那些汽轮机10000千瓦及以上,所以汽轮机的直径几乎没有限制。而且,你还可以看到提出的叶片的理想行为,诸如大型帆船的帆。它们是里程碑,但完全可以实现,其成本与它们的功率成正比。在任何类型和型号中都存在一个问题,即它们通常遵循什么,即所有尺寸的某一型号的“尖端”中的速度是一致的(参见图1、图2和图3)。
[0142] 8)为了汽轮机的其他部件的结构确定(诸如传递件和支座),第一,带上的线性拉力相当于Ty(kg)=100W kgm/sec)/V(m/sec),其中W是标称功率,并且V是框架的牵引点处的圆周速度;并且第二,汽轮机的平面上的标称推力达到了表达式的值Px(kg)=kx.R2.V2,其中kx为取决于汽轮机的配置和流体的特性(入射角、密度、弹性等)的系数,R(m)是汽轮机的半径,并且V(m/sec)是在转子轴的高度处的风速,用作标称风速。
[0143] 9)双电机转矩的接收设备一般相对于风力机转子具有较高转速,如果从转子轴直接传递转矩,那么与之相比,在电动设备中,传递的转矩要高于其20至50倍或更多倍。有必要插入一个大尺寸的倍增器,以降低转子的转数和“轮毂”中的较高转矩。然而,在牵引力位于转子外表面的点处的替代物中,牵引机汽缸的旋转速度具有高值,其不需要倍增器和刚性的转子轴和牵引机轴。
[0144] 10)相对于风力机的转子旋转速率,接收电动机力矩的设备通常具有高速旋转速率。如果从转子轴直接传递转矩,那么与之相比,在电动设备中,传递的转矩要高于其20至50倍或更多倍。有必要插入一个大尺寸的倍增器,以降低转子的转数和“轮毂”中的较高转矩。然而,在牵引力位于转子外表面的点处的替代物中,牵引机汽缸的旋转速度具有高值,其不需要倍增器和刚性的转子轴和牵引机轴。
[0145] 转子和牵引机轴的转速的倍增系数是牵引点直径和滑轮直径之间的商值。在宽阔领域中,从100至20000千瓦以及更高的,(其极限是转子的结构),你可以很容易地获得25rps至100rps的速度,这完全适用于涵括圆片变换器、交流发电机、热搅拌器以及其他小型、中型、大型或非常大型电气用具的较宽范围(参见图3和图6)。
[0146] b)确定机组的基本部件
[0147] 1)确定叶片和径向网状桁架转子的尺寸
[0148] 在抗性材料领域内,对具有正常结构的叶片进行了计算,并且通过作用在叶片上的力的平衡获得了参数。
[0149] 转子部分是直线的,通过简单的压缩和拉伸计算转子部分,作为正常网状桁架,但是压缩部分已进行核查,所以屈曲荷载小于可接受的屈曲荷载。
[0150] 至于带的摩擦产生的曳力,因为多边形框架的周边结点上的传送带由于桁架顶点上的准确压力(参见图1),并且根据滑轮输入带和输出带的张力差值,提供张力辊,以防止滑移(参见图7)。
[0151] 最后,对于可能的“俯仰”或“滚动”,提供下侧稳定辊,下侧稳定辊同时用作紧急停止的制动助力器
[0152] 2)转矩传递系统
[0153] 采用叶片向网状转子传递横向反作用力的替代物,可转换成高速拖曳轨道,将快速转矩传递到接收装置的较小轴上。
[0154] 通过这种方式,提供能够具有不同实际应用(诸如电气、液压、气动和蒸汽热中的动态能量的变换器等)的元件所需要的数量和直径的电机对(参见图1、图2、图3和图7)。
[0155] c)支撑支座
[0156] 它由一个具有横向支柱和支撑的支座组成,通过埋设在带有牢固底座的基础中的筒体内的枢轴或者通过海上自调节漂浮平台,在旋转平台上沿着风向安装腿部,从而产生转子高度减小和平均风速降低的“低压”汽轮机替代物。然而,为了具有较低速度下的相同功率,转子的半径增加,其影响由M中的支座的颠覆力矩的减少来进行补偿,除了所有的部件都可在地面上和水面上进行组装、处理和维护这个事实外(参见图1、图2、图3、图6和图7)。
[0157] d)基础和蓄能器
[0158] 基础需要从各个方向在轴的高度处在转子平面上,对应于风的垂直推力(Px)来支撑自身重量和力矩,它需要一种结构,按质量和体积论,所述结构能够同时被用作蓄热器,在闭合线路中中压和高温下直接用接收设备的能量转换器向蓄热器进给水汽,(参见图11、图12和图13)。然而,在蓄能器内部包括常规“盘管”,所述盘管能够在高压下提取加热的蒸汽。
[0159] 汽轮机叶片所采集的风的动能已直接转换为直接或累积实际应用的热能、热能、气动能、液压能、机械能、势能等。
[0160] 因为风是间歇性的,而相反地它的能量能够在任何时刻以所需的特征连续方式进行积累、提取和利用,所以随着地基中的蓄能,双重用途的地基具有实际的风坡。

附图说明

[0161] 为了更好地理解附图和定义附图之间存在的关系,首先对部件及其功能的附图和该部件与其它部件之间的关系进行描述,并且然后对所有零件及其功能,以及零件与集合中任一部件的其他零件之间的关系进行详细描述。前者被定义为有编号的附图,并且后者带有为参与任何附图的图形或字母。
[0162] 在这两种情况下,对部件或零件的性质的描述比说明书中提及的和报告中先前解释的更为广泛。
[0163] 首先,对每个附图的内容做如下描述:
[0164] 图1示出了风力机的原型的正视图,该原型基于常规的横向径向桁架(4),具有网状结构的水平轴转子,其具有铰接在每个桁架的外部部分的轴上的叶片,叶片具有不相等的横向宽度(I和II),因此叶片能够在旋转弹簧或类似部件(21)的控制下根据不同风压进行旋转,以限制叶片(1)的面、横向桁架(4)、轴(1-1)、最后支柱(5)和拉杆(6)上的垂直压力和切向压力,并且保持通过变换器圆片(32)的旋转和压力预先确定的标定功率。
[0165] 桁架由横向和支撑棒(3、4和18)、传递带(7)、旋转平台(9和10)、带有张紧轮的变换轮系、与接收机构(8)共轴的曳引轮组成,并且最后,在基础中设有旋转枢轴(11和12)、基础外壳和蓄热器(22)。对于以垂直支柱和横向支撑形式存在的支座,当场地在地面上时,支座通过下筒体上的底座安装在旋转平台上,起到基础和蓄热器的双重作用,所述下筒体枢接在牢固设置于牢固基础上的圆柱管内部。如果是海上机组,则支座安装在漂浮平台上。
[0166] 在桁架的多边形点上、网格状框架和驱动滑轮(13)的外面以及接收设备(15)的轴(14)上,以常规方式,通过牵引和通过皮带驱动直接进行传递。
[0167] 图2示出了具有与前面机组相似特征的海上风力机组的相同的前视图,但是海上风力机组在海洋中,而不是在陆地上,其不同之处在于,在该第二表示中,叶片被分成两个相似的部分,由于报告中所述的原因,叶片在同一桁架上呈直线排列,并呈交错的阶梯状,具有类似效率的两种替代物,不同之处在于,两个较小的叶片更容易建造、处理、运输、安装、维护、维修、更换,并且降低了风险。
[0168] 漂浮的一组基础和蓄能器被锚定(24)在海床(23)上,并且能够像大型船舶一样将其提升以供转移和放置。在这种情况下,值得一提的是,报废单壳油轮的用途。
[0169] 其结果是,该附图与前一个附图的不同之处在于,前一个机组位于陆地上,所述机组位于海洋或类似的液体介质中这一事实,其中添加了支柱和支撑(6和26)的支撑系统。
[0170] 同时,提供了圆柱形或类似的漂浮结构,漂浮结构同时用作蓄能器(22),对应于周围环境设置通过锚杆(24)进行与风相同的支撑和自由定向,并且被固定在底部的表面上的锚固基础(23)的单个点上,在平台上放置高温下具有大容量的保温材料,保温材料能够由于各种原因(主要是由于低风或者零风好几天)储存预期停止的生产时间,与流体静力学相比,所有这些都具有较低密度,从而获得最小浮力,将会获得用于张拉装置(25)和其他特定的海军设施的空间。
[0171] 图3示出了前一个附图的替代物的侧视图,“低压”汽轮机具有支撑支座,位于旋转平台上,由漂浮平台支撑并可调节,枢接于基础上,具有各种用途,诸如基础、蓄能器和水箱,用于分配和用于产生和脱盐的地点(如果是这种情况)。
[0172] 除了桁架(18c和18t)的横向支撑和前支撑件(4c和4t)之外,呈现出与前一个附图中相同的元件,其中因为根据长度的平方通过屈曲荷载限制压缩过载,所以压缩-工作棒(c)与使用牵引(t)工作的压紧-工作棒(c)不同,并大于压紧-工作棒,在正常材料(诸如钢)的拉伸过载的情况下,缺少屈曲。
[0173] 图4A和图4B中,我们发现与单个叶片变型休戚相关的替代物的简单表示的高度和侧部,并且单个叶片平行并行分裂成两个较小部分,具有与图2和图3所示的相似设想优势,其不同之处在于,所述替代品应位于陆地上,而前一个汽轮机应该位于海上。
[0174] 在图5A和图5B中,简单地示出了替代物的高度和侧部,使用位于相同桁架末端的交替直线段上的前述两个分离部件支撑所述替代物,其与图4的不同之处在于,其中叶片和桁架的展开的变型,例如为每一部件的桁架,所述桁架被展开成一行,而不是前一种情况中的平行。针对先前变型的展开,其优点的不同之处在于成倍的桁架,所述桁架带有两种类型的叶片,这最终会导致这两种类型的叶片数量翻倍。也许对于兆瓦级的非常大的的尺寸,这有利于减少所有棒的作用力和量级。
[0175] 简而言之,这种类型的优势将必须由设计师和建设者重视。
[0176] 图6为海上风力机组最常规电厂,其中我们将看到更边缘处的桁架的特殊支撑,拉杆与它们自身的锚具位于船舶和集装箱货船或驳船类型中,船舶和集装箱货船或驳船类型装备有较少元件,但可用于用作简易箱的情况下,简易箱用于分配保温材料或脱盐水。当它们完全用于服务诸如所提出的平台并且具有能够回收的无数有点时,类似的情况是完全使用报废昂贵的单壳油船。
[0177] 当处理大尺寸级(MW功率)的型号时,可以使用线性双叶片,但是在非常大尺寸型号的情况下,建议转至图5B的替代物,适用于陆地和海洋。
[0178] 在图7中,更加详细地示出了上面提到的变换轮系,对于陆地和海洋,配置是相同的。
[0179] 所有构成所述变换轮系的元件都突出显示了直径,所述直径允许变换轮系相对于转子进行旋转高倍增,所述旋转在小型号中能够从1变化到20,在非常大的型号中能够超过200。
[0180] 尽管最大作用力为嵌入件力矩的作用力,但是更加详细地包括了运行齿轮(16、10和17)上的平台旋转系统,所述嵌入件支撑基础的旋转底座筒体(11)。
[0181] 如图8、图9和图10中所示,第一单叶片和第二双叶片的分解图,两者都由不同宽度(1)的两部分和旋转接头(2)的轴线组成,在每个桁架的最后段中,在每个力矩处,每个桁架的角度将根据两侧(P1和P2)风的推力差值和由弹簧(21)的形变所施加的压力(R)的差值而变化,所施加的压力(R)取决于一套两个主要零件的差异。
[0182] 在图10中,对于横截面(AA)中的叶片,所述叶片的两侧是由区别的、不同的,涉及到固定轴(I减振器是更好的。
[0183] 弹簧在其初始情况下的张力将取决于两侧标称风速(V)下的推力差,估算标称风速(V)以对应牵引机组装所需功率。这个位置将由桁架(21a)上的固定挡块确定。
[0184] 同样地,示出了叶片在轴上的投影(x-x)和压力弹簧,其中,根据弹簧需要承受的应力和固定点,产生若干变型。总之,市场上有从轻到重各种各样的弹簧和阻尼器,尤其是用于运输。
[0185] 它还体现了一个翼型的细节,插入了组成对气流有较小阻力的气动外形一个类型的侧面部分,所述翼型由两个薄片的抗性材料组成。
[0186] 尽管在一条直线上的两个叶片较轻且更易管理,但是一个或两个叶片的执行类似。最后,详细介绍了桁架棒在转子轴上的埋设、轴(19)上的一种法兰和简易活接头(20)。
[0187] 图11示出了热变换器室(27)的部件,所述热变换器室将来自风转子的机械转矩转换成热能作为主要能源。
[0188] 通过风转子在电机对的轴上产生该主要能源,该主要能源通过两个系列圆片的摩擦而被转换为热量,所述圆片由耐磨材料、特殊钢、炻瓷、铝等制作而成,系列(a-a)和(b-b)通过销(29)固定在滚筒(27)的筒体上,另一个系列(c-c)和(d-d)也通过销固定在转矩(30)的轴上,这两个系列都通过窄筒体(28)彼此分离,一些围绕外滚筒内部布置,并且另外一些设置于内轴外部,因此,系列之间的压力均匀,并且通过将校准的压力弹簧(32)而具有特定强度。
[0189] 因为,如文所述,旋转系列和滑动系列都在其对应销(29)上滑动,在它们的圆片之间具有相同系列,并且通过它们对应的平行的较窄筒体(28)固定有相同的距离,所以固定板(31)之间的推力和旋转系列在同一共同内轴上滑动,也影响另一个滑动系列不旋转、固定在外滚筒上,从而在两个系列之间一直产生摩擦,并且两个系列都具有相同的强度。
[0190] 来自蓄能器的水蒸汽,通过它的侧板中的一个进入滚筒内部冷却,然后在不同系列之间在外部以一种路线循环,然后,由于平均速度下所有圆片的摩擦力,另一个侧板通过它们自身的内部传递轴上的一对电机的功率,它将轴上电机扭矩的能量转化为热能,因此水蒸汽通过中轴离开,通过末端(33)的托盘的两个汽轮机增加水蒸气的密度和压力,同时,在闭合线路中,迫使水汽循环至蓄能器,其中存储通过防火陶瓷元件采集的热量形式的能量,所述防火陶瓷元件具有高比热,组成它们的内质量。
[0191] 在图12A和图12B中,通过多片摩擦变换器(15)体现蓄热阶段,所述多片摩擦变换器(15)由传递系统变换轮系(8)系列的电机轴(14)驱动,所述传递系统变换轮系(8)通过带传递(7)和滑轮(13)轴移动,从而能量转换器中加热的水汽在闭合线路中将温度传递至蓄能器外壳的保温材料,以维持温度变化,通过从蒸汽轮机提取热量转换为实际应用的机械功或将热量变换为实际应用的机械功,来进行所述温度变化。
[0192] 根据项目需求,提供了两个替代物,要么在高压和高温下,使用高压高温汽轮机(TAP)在闭合线路中通过使用常规盘管(Sav)在内部和外部进行热量提取,要么根据积蓄的热量来源,在高压或低压(TAB)下使用低压汽轮机直接提取开路(ca)中积蓄的热量。使用高压盘管(VAP)将使得通过蓄能器循环的水汽一直处于高温(VAC)和低压(VAB)下。
[0193] 还示出了开路中经由吸热汽轮机(TAB)冷却热室(AT)的替代物,对应于室内外壳和室外直接的温度降低提取特定数量的能量。这些汽轮机对应于以下附图(图13A和图13B)中的那些汽轮机。
[0194] 在图13A和图13B中,首先上面的图示出了双吸热式高压、高温汽轮机,具有适用于任一功率的相对尺寸,这意味着只有规模会变化。
[0195] 双吸热式高压、高温汽轮机由外室(Ce)组成,所述外室能够承受400℃的压力和125k/cm2的温度。可以设想,内管将同时支撑侧平盖的张应力,从而同时导致外室的较低的筒体张力。
[0196] 在没有任何动作或选择的情况下,旋转室会被容纳在在所述固定室内部,其中会在相反方向安装两个螺旋汽轮机(或类型汽轮机),使得第一种为来自热源或蓄热器盘管的加热蒸汽(Ee)的膨胀,并且第二种为冷却水汽(Ec)的收缩,所述冷却水汽被两个螺旋共同外部排空并且被注入到中间外壳用于其高加热压力,从而无论是通过传热能力还是通过用于水汽其压缩驱动的流动性,都使得水汽的密度足够高。这关闭了整个线路。室膨胀中热损失转换为牵引机轴的机械功,所述牵引机轴的机械功确定了汽轮机的性能。
[0197] 第二,下面的图示出了双吸热式低压、低温汽轮机,具有适用于任一功率的相对尺寸,这意味着只有规模会变化。
[0198] 在这个特殊情况下,双吸热式低压、低温汽轮机仅由两个螺旋组成,如图所示,通过共轴和牵引机进行内燃,其理念是来自蓄热器(ATc)或环境(Mac)的热水汽在第一螺旋内收缩,通过收缩热量损失较少,并且消耗一些能量,从而在第二螺旋内出口处朝向蓄热器或(MAf)膨胀进入环境中,伴随有热量和压力损失,并且恢复第一螺旋的压力能量和一部分温度,使得差值以共同牵引机轴的转矩形式转换为机械功,限定了汽轮机性能。
[0199] 图14示出了双吸热式低压、低温汽轮机,具有与图13相似的特征,即具有适用于任一功率的相对尺寸,这意味着只有规模会变化。
[0200] 在这个特殊情况下,双吸热式低压、低温汽轮机仅由两个反螺旋组成,通过共轴和牵引机进行内燃,其理念是来自热环境(Mac)的热水汽在第一螺旋内收缩,通过收缩吸收较少能量,并且加热空气。
[0201] 暖空气和水汽的集合被传递至轴的共同室,所以当暖空气和水汽的集合接近第二螺旋,在出口朝向蓄热器或(MAf)膨胀进入环境中,伴随有热量和压力的损失。在这种膨胀过程中,恢复第一螺旋的压力能量和部分损失的温度,以通过空气被传递给蒸汽的方式必须被添加到轴的共同腔内,因此这种差值就以共同牵引机轴的转矩形式转换为机械功,其与第一螺旋在收缩过程中吸收的差值限定了汽轮机的性能。
[0202] 图15示出了相同的先前的环保汽轮机,其区别在于除了与先前图14相似的转换外,我们必须增加压缩空气和常规燃料喷射的燃烧势,成为没有冷却的大气汽轮机电机。
[0203] 辐照的热量是恒定的,除了在排出的气体和进入的空气之间建立一个闭合线路以便将部分余热传递给它之外,还能够用适当的绝热来缓和。
[0204] 另一方面,如果增加输出端,则产生冷却和较低压力,从而使得产生的功和被吸收的功之间的差值较大,所述工艺因此具有较高性能。
[0205] 因为仅通过更高的旋转速度或汽轮机尺寸的增加就能够减少燃料空气比,所以该机构比常规燃烧更冷。
[0206] 它是一个高性能吸热汽轮机电机版本。
[0207] 在图16中,汽轮机与图13A所示的高压、高温吸热汽轮机相似,处于闭合线路中,具有风源蓄热器的能源。
[0208] 虽然风能是自主能量机组的基本组成部分,但我们不能不提到其他类似的能源,诸如热能、化石燃料、核裂变等。在紧急、维修或更换大型电力设施(诸如海上风电场)情况下,使用最快和最致密的能源,诸如核能。该工艺与反应堆可作为外壳外部的一部分设施相同,简化了紧凑化工艺(Ce)。该结构的管(C2)自身作为具有可燃棒颗粒的简单核心,具有最小的反应活性,从而使得如果它们非常薄,并且如果它们通过组件的简单垂直平移的方式与中性元件交替使用,(相当于颗粒的小长度),那么激活、减缓或关闭系统。它是一根被分割或分段的可燃棒(41a),从而随着颗粒长度的转移,棒的所有分量都被转移,也就是所有棒中的一根,这就假设反应堆壳体的长度减少50%,操纵更简单。
[0209] 使用与通过蓄能器电源描述的那些相似的简易外壳或陶瓷,能够获得若干甚至更大级MW的型号,在某种程度上,通过一个特定的处理,当前和计划的反应堆可以被低反应活性的反应堆所取代,低反应活性的反应堆可以完全由今天被认为是放射性废物的那些提供。
[0210] 这种废物的使用将比其限制和控制要更加便宜。
[0211] 通过这样一种核源安装和发电的成本是无关紧要的。
[0212] 风险最小,并且所有部件的安装成本也同样最小。
[0213] 所有剩下的将应用提出的全球应用机构。
[0214] 这些最小尺寸的装置可以在短期内更换和更新当前各种各样的移动公园,诸如未来无法预测的陆地公园、航海公园和航空公园,包括海底公园。
[0215] 提供核燃料的小重量和能够达到的高温,并消除中央核,单个室将会获得可燃元2
素和在内核一端注射液体水产生的水蒸气,并且数千kg/cm的水汽从核的另一端排出。另一方面,我们将得到一个水蒸汽涡轮喷气发动机,而不是普通的燃烧气体的涡轮喷气发动机。如果获得了与气体输出速率等效的水蒸气的输出速率,就会得到类似的推力和功率。
[0216] 带来的问题是,将获得相关测试授权的结果。
[0217] 图17示出了一张图片,其反映了水汽使用的产生和分配的可能性,不论其来源和目标是什么,水汽可作为应用的能量的较宽领域内的变换器核分配器的元素。
[0218] 第二,对任一零件或附图的说明如下:
[0219] 包括识别号及用最常用的术语对其进行的描述,其广泛重复和详细说的最具体的特征,以递增的数字和字母顺序显示。
[0220] 它们的描述如下:
[0221] 1-1转子轴,轴承在支撑塔支座的顶点,支撑所有桁架两侧的每组棒的法兰(20),所有桁架都汇聚于两个极端法兰中的每一个,止于该组轴承,所述轴承支撑垂直应力和水平应力,汇聚于塔支架两个支座(5)的顶点处。
[0222] 1A-叶片,首先通过旋转方式,使用自调节气动模块构造而成,(图8和图10),简易整体式梯形平面,部分略带圆顶,在每个径向网状桁架的极端延伸部内部的轴上旋转,所述径向网状桁架的轴不位于叶片几何轴线上,所述叶片被分为两个不平等的部分,所以风的推力差越大,入射角就越会增大,从而使得自调节缓冲弹簧(较好地,以液压形式或者类似形式)可用在所述轴上,它的形变补偿了风的推力差。因为根据流体力学,在这个复杂的状态下,表面、分配、角度、物理特性、机械和风速、转子的转速、滑轮机构的制动和任一系数取决于网格状桁架构造,并且在桁架之间,对气候和转子轴的高度都会产生影响,所以垂直于叶片平面的风推力差和弹簧推力差会达到平衡状态。
[0223] 在过程控制中,由于配备了弹簧校准的减振器,所以它控制了风的推力扭矩,还观察到了两个斜坡:a)在风速较大、压力较大、叶片旋转较大的情况下,经校准弹簧的表面反作用力和垂直压力较小,并且b)如果弹簧压力增大,风压减小,通过形变表面,每个风速都有角度和平衡点以及风力机的总额定功率可以是恒定的。
[0224] 1B-双叶片,在这种情况下,先前叶片的每一个单元都被分割为两个相似的部分,具有相同的特点,具有在同一项目中可使用较小元件的奇异性,在大型航空发动机中具有制造、搬运、运输、安装、维护、更换简单等优点,虽然所有的部件都是重复的,但是在此之前优点和缺点之间会有一个拐点。
[0225] 在这种情况下,通过共轴进行线性分割(1A),(图5A),并且在第二种情况下,分割是平行的,(1B),(图4B),两个部分之间的尺寸差值决定面积的差值。
[0226] 在图5B中,所述分割是交替进行的。也许这一组的效率系数略高一点,但不仅是翼片及其组件是重复的,而且桁架也是重复的,并且除了在某个特定的大尺寸或另一种特殊的情况下,这个替代物通常不如线性分割那么有利(参加图1和图5A)。
[0227] 2-叶片(单个或两个)旋转轴,在带有桁架末端段的内接头中,其角度将取决于例句之间的平衡和作用在单个或两个叶片上的力。如果它是单个的或双的,并且共线或平行设置,那么它们将只需要一个轴;并且如果它们是双的和交替的,那么在每个独立桁架片中每个叶片将需要一个轴,如单个叶片那样。
[0228] 3-棒,在转子的两侧,带有由径向网状桁架结点的前沿周边支撑,根据转子的尺寸,其前面和后面由方形空心金属段组成,由金属型材制作而成。建议所述段应该是方形和空心的,这样可以在两个正常方向上产生更大的抗屈曲性和更少的材料。因为实际上它是位于同一平面上的各种正规结点,所以尽管在牵引下将使用适当的张紧来对所有棒做功,但是由于这些棒是最长的,这一特性决定了每个杆的最佳尺寸。
[0229] 4-c和t,根据棒是否在塔的顶点处在张力(t)和压缩(c)下工作,(计算半嵌入式焊接结点屈曲),确定径向、方形、中空、金属和不同截面的桁架的棒。侧限器能够安装在塔的支柱底部和转子的外周。传递带还在转子平面横向屈曲的这些稳定功能中起到协同作用。
[0230] 因此,荷载和作用力是抗性材料和流体力学推力计算的普遍问题,和的一般问题,所有的杆是团聚的,它们的作用力在转子平面的两个方向上交替施加,在这种情况下,针对屈曲计算所有结点。
[0231] 外力对应于自身的重量、风的外推力和传递带的周向摩擦力,均受阻尼控制弹簧和传递带伸张器中的一个限制。
[0232] 5-压缩塔的支柱,针对支柱任一方向上的压缩和屈曲,根据支柱的长度和制造商的决定,在截面减少或没有减少的情况下,采用典型圆形空心段。
[0233] 6-塔到牵引不同段的支撑,在各种意义上,强调管状段协作整体成为一个更大的刚性结构。
[0234] 7-传递带,由位于同一垂直平面的最大直径的转子桁架的杆的连接结点所决定的多边形构造构成,用作相应的滑轮轴内所需要的高转数的倍增部分以完善转子电机对和滑轮轴之间的关系,所述滑轮通过压力和摩擦将转子转矩传递给多个接收设备的牵引轴。
[0235] 8-变换轮系,是一组滑轮,其数量可能显得过多,因为不仅实际应用中每个机构方向和转速的改变需要滑轮,而且为了让带与轴之间的接触角度或圆弧尽可能大,滑轮的数量可能显得过多,由于滑轮对带的张力有很大的影响,所以带与轴之间的接触角度或圆弧要尽可能大以避免滑移和功率限制。
[0236] 9-张紧轮,在传递带下部带有弹簧或可调减振器,根据入口处和带出口处的张力、接触弧和带的材料和滑轮轴之间的摩擦系数,弹簧或可调减振器控制传递带的张力以不屈服于带的滑动。
[0237] 在对每个滑轮进行计算时,可以看到张力与带的匀速相对应,与带所吸收的功率相对应,或与每个滑轮进出口处的张力差相对应,因此,张力差之和对应于转子多边形处的带。这种计算并不存在很大的困难。
[0238] 10-平台,位于构成塔转子底座支座的支座和支撑的底座金属位置,考虑到装置必须根据风向采取确定的位置(这意味着转子平面或旋转平面应始终朝向垂直风向),所述平台用于传递机构以及传递和接收机构各部件的装配、操纵和维护。
[0239] 出于此目的,筒体为此可用于平台下面,所述筒体能够直接枢接于或以插入套管或轴承的方式枢接于另一个直径略大的筒体内部,建议使用轻微涂油的“钝化”套管。外筒体嵌入到通用基础上,在这种情况下,考虑到其容积和位置,所述外筒体将被用作整体的基础块。
[0240] 利用风力机整体上的风的偏心推力,自动获得转子平面的正确定向。
[0241] 上述设备是指陆地上的机组。如果是关于海上技术,则平台被认为等同于蓄能器外壳和漂浮筏的盖子
[0242] 11-筒体,用于埋设塔支座和风车定向,在上一节中已经描述过所述筒体,尽管筒体外观上结构简单,但是能够提供特定功率,嵌入件的力矩不充足,必须提供重型车道和滑行道的系统和牵引列车的支座。
[0243] 另一方面,所需定向的小速度是有利的。
[0244] 12-基础,包括风力机组的基础设施,所述基础通常为圆柱形,用作在负荷、过载和非常重要的翻转时刻抵抗对装置的所有外力一种元件,具有保温防火涂层,基础的大容积内部被用作蓄热器来储存保温材料,也就是说,用以抵抗温度和高比热,其中陶瓷材料以其良好的特性脱颖而出,有多种不同的选择。
[0245] 13-接触滑轮,带有转子传递带,吸收通过对应接收器以转矩形式传递至共轴的部分功率。因为如果功率较高,就会出现功率损失或加热失败导致的滑移所以被吸收的功率将取决于接收装置的功率或反应。
[0246] 14-滑轮电机轴,作用于最后的多个接收装置,接收来自汽轮机电机转矩的功率。
[0247] 在这种情况下,所述接收装置将是热变换器或蒸汽发生器,用于在闭合线路中通过吸热汽轮机将转子的机械功转换为直接使用或储存在蓄能器以进行提取和机械功转换的蒸汽热。
[0248] 15-转子功率接收设备、交流发电机、压缩机、液压泵、搅拌器,机械和多板热,滚筒,用于使用漂浮平台或地面蓄能器加热闭合水蒸汽线路。
[0249] 最广泛使用的设备是上述的变换器,因为根据作为风能来源的机组功率,它们是建立配电网络的起点。
[0250] 16-常规轴承,用于基础和蓄能器上的基础平台调节和定向。因为漂浮平台围绕着海底的锚定旋转,并且基础平台就是甲板本身,所以只有在陆地上它们是必要的。
[0251] 17-常规板,用于在变换轮系组装中支撑滑轮轴,固定于基础平台上,但码头或基础底垫上的滑轮伸张器除外。
[0252] 18c-支撑棒,位于在压缩下做功的转子的径向网状桁架平面上,在屈曲荷载下进行计算,因此计算结果低于可允许的水平。出于此目的,理论上,所有这些支撑棒由特殊钢金属制作而成,是方形中空段,易于计算出合适的段。
[0253] 18t-支撑棒,位于转子的径向网状桁架平面上,所述转子通过允许电荷计算的曳力进行做功。为了便于执行和合并,因为只有这些支撑棒的段的量级受限,所以这些支撑棒与先前的支撑棒相似。
[0254] 19-活接头法兰,位于径向网状桁架内端,带有转子自由轴,所述法兰最显著的作用力是风作用产生的叶片推力和传递带通过桁架结点在摩擦点上产生的制动效应。
[0255] 20-空心方形棒活接头,位于网状组件的所有结点内。
[0256] 21-阻尼弹簧或类似件,位于叶片背面,以便根据叶片长侧边上的风压控制它的旋转和定向,并在它的反作用力下进行形变。
[0257] 因为风力随风强的变化而变化,并且叶片旋转使拦截表面向相反的方向变化,所以在不受风况影响的情况下,风力达到风的作用力与弹簧的反作用力平衡的点。
[0258] 21a-“入射”角标称顶角,为最小值,并且对应于每个项目的固定标称风速。在这一点上,风推力与这个项目的标称速度对应,与阻尼弹簧对叶片旋转的平均固定的反作用力相等。
[0259] 但是由于叶片的有效截面会随着旋转的增加而减小这一事实的限制,当风力较大时,叶片会由于较高压力趋向旋转。
[0260] 通过这种方式,平衡点影响并限定了塔的最大翻转推力、桁架和转子的内部张力以及风力机的功率。已经讨论过了风力机的最大值,但常见的运行工况取决于接收机构的反作用力,在这种情况下,最正常的工况是电动机对的变换器转换加热的蒸汽,以充当常规车辆的制动器和离合器
[0261] 在这方面,无论是在速度上还是在压力上,组件的控制都与电机对的变流器的两组圆盘之间的蒸汽热压力相对应。
[0262] 22-蓄热器,位于陆地上的基础内和海洋位置上的漂浮平台(如船舶),用以支撑转子、支架和机构的整个结构,由于其较大稳定和浮动体积,通过摩擦片变换器和高速搅拌器,蓄热器在闭合水汽线路中用作基础和蓄热器。
[0263] 它用于在周围压力下储存热量,从而使得如果你想在高压下提取热量,那么需要“蛇形”(Sav)在内部与分配和吸热转换汽轮机直接连接。
[0264] 同时,它也能够在任何海岸用作一艘排水量船和能够同时用作“水箱风力机组”的最佳位置,“水箱风力机组”使用蒸汽以能量提取和分配方式进行热分配。
[0265] 由于上述特点,所述蓄热器的优点是整体可以建造在陆地上并且可以移动到任何海上位置和适于航行的空间。
[0266] 作为补充,可以在600多米深处安装海水淡化膜,并使用同样的多用途水箱系统来供应陆地上的饮用水。
[0267] 23-风力机组锚固件,用作油轮,具有其平台和变换和转换机构,可以与大型货船和类似物相同的方式位于任一海底,从而沿着风向方便的方向进行方便、自动和自由引导。
[0268] 24-在海底以锚具形式存在的“风力机组”的漂浮平台的系泊支撑。
[0269] 25-拉簧伸张器带。
[0270] 26-转子塔支撑,位于支柱顶点和若干段平台之间,在各方面突出了管状段的协作,具有更加刚性的结构设置。
[0271] 27-热量多片变换器的固定滚筒或外圆柱室,固定外圆片(bb)和(dd),并且通过侧盖(34)支撑内轴(30),来固定内摩擦圆片(aa)和(cc),构成加热器和热能式的风转子扭矩转换元件,使用蓄热器或类似物在闭合线路中以蒸汽循环方式在串联对的间距之间提取热能。
[0272] 28-内筒体和外筒体,较窄,并且固定于轴和滚筒上,分别用作内圆片和外圆片之间的间隔物。
[0273] 29-滚筒的外圆片和轴的内圆片的固定(也是滑动)棒,用以维持两系列圆片之间的摩擦,并且它们之间具有相同压力。
[0274] 30-内摩擦圆片的牵引机轴,示出了风车转子的转矩和由其产生的功率。
[0275] 31-板,固定于轴上,在外部之策内板的压力弹簧,所述压力弹簧通过摩擦吸收来自转子的能量。
[0276] 32-压力控制弹簧,位于该套内圆片和外圆片上,在对应吸收和变换能量为水汽循环的热能的同时,确定了两系列圆片摩擦的“制动”作用力,简而言之,“风力机组”所产生的动力。
[0277] 33-相反方向的翼片汽轮机,用于流体内压,以增加流体密度,并且使用蓄能器在闭合线路中产生水汽循环和较大水汽流。
[0278] 34-外滚筒的侧盖,其入口位于冷却蒸汽外部,并且出口在闭合线路中通过被加热内轴朝向蓄能器设置。
[0279] 35-吸热汽轮机的牵引机轴的内室,连通具有两个反向元件的模块中压缩和膨胀两个螺旋。
[0280] 36-具有两个反向元件的吸热模块的牵引机轴,由共用内室和轴组成。
[0281] 37-常规轴承,位于高速汽轮机的轴上。
[0282] 38-常规传递带,为芳纶式或类似类型。
[0283] 39-常规实际应用的电机对。
[0284] 40-向环保吸热汽轮机内注入可燃物,在紧急或临时更换情况下,与内燃机相似。
[0285] 41-可燃杆,由低放射性材料制作而成。
[0286] 41a-分体式可燃杆,叶片角度与转子平面之间具有单独的交替颗粒。
[0287] a-a旋转内移动圆片,在变换器内进行内部连通。
[0288] b-b外固定圆片,在变换器内进行外部连通。
[0289] c-c内移动旋转圆片,在变换器内进行外部连通。
[0290] 外固定圆片,在变换器内进行外部连通。
[0291] e-e在冷却蒸汽闭合线路内外部连通变换器室内的被加热蒸汽水流体的入口和出口。
[0292] A1-叶片下侧,通过桁架的末端段与铰接轴相对。
[0293] A2-叶片较大侧,通过桁架与先前铰接轴相对。
[0294] AT-蓄热器,以加热其内部的保温材料的方式,通过被加热水汽循环的作用力进行热量储存。通过串联的两个相反旋转圆片的摩擦使得传递带动能转换为热能,从而产生所述被加热水汽。
[0295] ATc-热水汽,来自于大气压力下的蓄热器。
[0296] ATf-冷冻水汽,用于储热箱。
[0297] C-被加热水蒸汽,来自于将机械动能转换为热能的能量变换过程。
[0298] Ce-室外室,位于高压、高温双吸热式汽轮机内。
[0299] C EXT-外壳体,包括外壳外部的整体保护件。
[0300] C INT-内壳体,包括螺旋汽轮机的保护件。
[0301] Ci-内室,位于高压、高温双吸热式汽轮机内。
[0302] C1-内室,用于将被加热水蒸汽转换为机械功的能量转换。
[0303] C2-常规核模块管(燃料杆)。
[0304] Ec-压缩螺旋,位于高低压、高低温双吸热式汽轮机内。
[0305] Ee-水汽膨胀螺旋,来自于外室,在室和螺旋或类似物之间闭合线路内,由热源加热水汽,进行吸热式热量转换为转矩。
[0306] F-冷冻水汽,来自于能量转换。
[0307] MAc-来自于环境的空气加热成蒸汽。
[0308] MAf-带有冷却水汽的空气排至环境中。
[0309] MT-蓄热器的保温材料,为普通陶瓷或防火材料,串联设置以进行流体循环。
[0310] P1-风推力,施加在叶片较大侧上。
[0311] P2-风推力,施加在叶片较小侧上。
[0312] Px-叶片上的风的垂直推力。
[0313] R-扭力弹簧推力,由于相对于P1-P2作用力的反作用力而产生。
[0314] Sva蛇形,位于蓄能器内部,采集高压和高温下用于加热的保温材料的热量,沿着直接实际应用、或用于将热能转换为机械功的吸热汽轮机的方向流动,至高压和高温下线路内进行加热的盘管。
[0315] TAB-双低压汽轮机,在低压、高低温下水汽的能量转换。
[0316] TAP-高压双汽轮机,用于闭合线路(cc)中高压和高温下的水汽的能量转换。
[0317] TE-转换器或功率变换器,为多片摩擦滚筒。
[0318] T2a-两个盘管的内管轴,相互连通或彼此独立。
[0319] VAB-低压下的水汽,来自蓄热器和开路(ca)。
[0320] AB(C-F)ac低压下水汽,在开路中被加热或冷却。
[0321] VAC-蓄热器的被加热水蒸汽。
[0322] VAP-高压水汽,来自于蓄热器的盘管。
[0323] VAP(C-F)cc高压下的水汽,在闭合能量线路中被加热或冷却。
[0324] x-x叶片段
[0325] ←流体循环方向。
[0326] 汽轮机旋转方向。
[0327] →推力或水汽流方向。
[0328] 陶瓷式保温材料的填充。
[0329] 海水填充。
[0330] F)实施方案展示
[0331] 在先前展示中和对应附图中,因为主要作用力作用在于转子轴相垂直和相平行的平面上,所以较好反映了风车任一机构或部件的执行过程;所述风车是基于方形段的空心棒以特殊方式通过金属网状转子组成;转子轴确定屈曲荷载。
[0332] 常规型号的自主风电机组的组成,其计划与本专利径向网状转子附图相对应,包括:
[0333] 固定或旋转固定平台上的塔或斜拉支座;
[0334] 支架和网格内的12个桁架,带有自调节气动叶片;
[0335] 应用的转子和滑轮之间的1个传递带;
[0336] 接收设备的6个滑轮和牵引机轴;
[0337] 12个多片摩擦变换器、蒸汽发生器;
[0338] 1个陶瓷材料的、具有“蛇形”压力的蓄热器,用作海上装置的固定基础或漂浮基础;
[0339] x个吸热螺旋汽轮机,用于将热量转换为机械功;
[0340] 1个远程水汽分配网络。
[0341] 支撑作用力在塔内是垂直的,并且竖直结构和那些转换结构完全由柔性带支撑,柔性带类似于吊具,为芳纶式或类似物,使用各种类型的常规设备(诸如,通常为电气型或机械型)在港口或类似地点承载起重机和那些转换设备(参见图3、图9、图10和图11)。
[0342] 由于阻尼弹簧或码头确定为风的垂直和横向推力的那些应力和力矩,根据转子和支座中产生的应力和力矩确定结构部件的尺寸。
[0343] 在各自效率试验中,借由金属结构中的密度和正常抗性材料(主要为钢),并且在摩擦圆片的情况下,借助于最大抗性材料(诸如耐磨钢,诸如碳化钨硬质合金等)和陶瓷材料(诸如炻瓷、化铝和其他高密度陶瓷材料),通过在铰接点和嵌入件处的反作用力获得整套装置的平衡。蓄能器和吸热汽轮机都根据项目的流速和压力确定,流速和压力将会分别被设置为标称值125k/cm2425C。
[0344] 同时,将根据市场上现有的常规方法安装调控设备、测风站、监测系统、远程控制器等。
[0345] G)通用实际应用
[0346] 适用于所有类型的能量装置,通常为热力、液压、气动、机械、集料和矿物质破碎、机械装置、建造等制造行业、照明、供水、净化等公共服务、农业和畜牧活动和国内消耗,并且能够提及其它能量装置,诸如海水淡化、转移、含水层补给、驱动陆地移动、航海、航空等装置。
[0347] 积累和提取是互补的、方便的部分,使得该能源具有自主性和独立机组的特点。
[0348] 尽管能量装置的一些部件已经为人所知,但是“联合团结”是独创的。
[0349] 核级项目将将通过严格的法律规定处理,并且总是通过低放射性废物处理进行处理。
[0350] 结论
[0351] 整套风力机组的执行很简单,鉴于风力机组的的结构与常规建筑中的金属类似,只是在普通市场上已经找到的必要的材料工具和丰富的部件,组装、可访问性和维护在任何地方都很容易实现,以满足所有公共和私人需求,而这些需求在全球大部分地区是如此的稀缺。目前大部分能量是热能,在短期内完全替代是不可行的,因此,新的扩展将是新的“可持续”项目(诸如当前的风能),逐步减少现有的、更高效的可燃物消耗,从而产生经济和环境效益。燃烧热的来源将被级进热能-风能支座所取代,从而在维护其余设施的同时减少化石燃料的消耗。这是解决气候变化和CO2排放问题的快速而经济的替代方案。
[0352] 综上所述,本发明专利的请求书必须符合下列条件:
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