專利名稱：電信通訊塔垂直軸風力渦輪機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
摶術(shù)領(lǐng)域與背景摶術(shù)
本發(fā)明涉及一種建在塔上的風力渦輪機。有許多理由需要可再生能源，而且塔是最理想的用于在上面設(shè)置風力渦輪機的結(jié)構(gòu)，因為塔能將風力渦輪機暴露給更高速率的風。渦輪機的種類和它的參數(shù)是重要的。將可再生能量提供給電信通訊塔是經(jīng)常必要的，因為這些電信通訊塔可被定位在遠離輸電線路網(wǎng)的地方。因為風速隨高度增加，進而能量輸出也增加，一個解決方案是將風力渦輪機放置在蜂窩電信通訊塔自身上。電信通訊塔的一個問題，例如，是它們需要在即使當風速很慢時仍需提供能量。本發(fā)明申請以幾種方式解決了這個問題。一個方式是提供機翼形元件或流偏轉(zhuǎn)裝置，將它們附著到渦輪機結(jié)構(gòu)，使風加速進入葉片。另一個方式是在塔上同時提供太陽能面板。更好的方式是將太陽能面板放置為這樣的方式，以致這些面板使風以更高速進入葉片(對于將太陽能面板在這種情形下用作流偏轉(zhuǎn)裝置的標準是它的放置結(jié)果是使風加入進入渦輪機，并增加能量輸出。)。風力渦輪機通常被放置在塔上。本發(fā)明申請可適用任意的塔，除了只能讓風從頂部進入風力渦輪機的塔。連接到頂部的設(shè)計顯然是現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明的創(chuàng)新點是采用塔自身的低于作為在地面與塔之間用作風力渦輪機的支持結(jié)構(gòu)的該點。一種典型的應(yīng)用是將風力渦輪機設(shè)置在電信通訊塔上，其中天線可以是在電信通訊塔上，天線通常是需要置于塔的頂部，但也可置于塔的中部以便提供用于所述系統(tǒng)的能量。為構(gòu)建這樣一種系統(tǒng)，振動和平衡都需要被考慮。這就是為什么本發(fā)明申請強調(diào)采用垂直軸風力渦輪機作為塔設(shè)計的一部分。這也就是為什么來自渦輪機的低水平噪聲是本設(shè)計的一種重要部分。對于電信通訊或電力傳輸，通常有兩種類型的塔一組梁，或者實心的中心桿。這兩種類型的解決方案都在這里進行介紹。所述桿也可以是一種具有垂直軸的元件，或者其他可將渦輪機放置在頂部的元件；本發(fā)明的創(chuàng)新點是垂直軸渦輪機是被構(gòu)建進入塔的自身。簡言之，一種方式是置于塔的外部，而另一種方式是置于塔的內(nèi)部。所有這些方式都能應(yīng)用于兩種類型的塔，它們是相關(guān)的。還有多種不同類型的水下塔，有時也能用于渦輪機，而本解決方案也可被用于這類塔。附圖簡要說明
本發(fā)明在這里將僅通過實施例以及參照附圖的方式進行描述，在這些附圖中
圖1是帶有風力渦輪機的蜂窩電信通訊塔或電力傳輸塔的示意圖。圖2是帶有向外延伸的風力渦輪機的蜂窩電信通訊塔或電力傳輸塔的示意圖。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明成功地通過提供一種附著到塔的中部或底部的風力渦輪機來克服目前已知的構(gòu)造的缺陷。本發(fā)明首次揭示了一種塔，包括a.至少一個垂直軸渦輪機，附著到所述塔的支持結(jié)構(gòu)，低于所述塔的頂部，或者低于在所述塔的頂部上的另一個渦輪機的附著位置。根據(jù)另一個具體實施方式
，所述渦輪機是基本上定位在所述支持梁的界限之內(nèi)。根據(jù)另一個具體實施方式
，所述渦輪機是在水下的。在一個具體實施方式
中，所述的塔還包括
b.橫向支持物，將所述塔連接到所述渦輪機。根據(jù)另一個具體實施方式
，所述橫向支持物和渦輪機是圍繞所述塔對稱的。根據(jù)另一個具體實施方式
，所述塔是被用作風力渦輪機的支持。根據(jù)另一個具體實施方式
，所述塔是電信通訊塔。根據(jù)另一個具體實施方式
，所述塔是電力傳輸塔。在一個具體實施方式
中，所述的塔還包括
b.至少一個流偏轉(zhuǎn)裝置，以這樣的方式附著到所述塔，以致風流入至少一個所述渦輪機的速度是比在該高度的風的流速更為加速。根據(jù)另一個具體實施方式
，所述流偏轉(zhuǎn)裝置是太陽能面板。根據(jù)另一個具體實施方式
，所述渦輪機具有的葉尖速比是4或更低。根據(jù)另一個具體實施方式
，所述渦輪機具有的葉尖速比是2或更低。根據(jù)另一個具體實施方式
，所述渦輪機是主要阻力型渦輪機。在一個具體實施方式
中，所述的塔還包括 b.提供附加到風力渦輪機的能源的裝置。根據(jù)另一個具體實施方式
，所述裝置是太陽能裝置。本發(fā)明首次揭示了一種垂直軸風力渦輪機，附著到電信或傳輸塔的中部或底部。
具體實施例方式本發(fā)明涉及將垂直軸渦輪機放置在塔上，尤其是放置在電信通訊塔和電力傳輸塔上，但任意塔都可包括在內(nèi)，雖然一種方式是具有置于塔的頂部的渦輪機，但本發(fā)明不包括將該渦輪機置于頂部的情形。定義塔在這里的權(quán)利要求中是指任意的塔。雖然本發(fā)明是一種支持渦輪機的塔， 但其中一個創(chuàng)新點是沿著所述塔的高度方向來構(gòu)建渦輪機。機翼狀元件是一種類型的流偏轉(zhuǎn)裝置。這里采用的術(shù)語“流偏轉(zhuǎn)裝置”包括任意影響流體進入渦輪機的東西，并推測會增強該渦輪機的能量輸出。根據(jù)本發(fā)明所述的放置在塔上的風力渦輪機的原理和操作將根據(jù)附圖以及相關(guān)的說明而得以更好的理解?，F(xiàn)在參考附圖，圖1顯示了一種置于蜂窩電信通訊塔(1)的風力渦輪機，其中，葉片(2、3)是基本上位于該塔的梁的界限之內(nèi)。部分(4)和(5)都是流偏轉(zhuǎn)裝置或機翼狀元件，它們使風加速進入所述葉片。包括這些機翼和渦輪機軸的支持結(jié)構(gòu)都被附著到所述梁。 在一個具體實施方式
中，所述葉片是一種垂直軸渦輪機的葉片。在一個具體實施方式
中， 所述渦輪機具有的葉尖速比(TSR)為4或更低，或者為2或更低，因而導致最小的噪聲和振動。TSR是在風力渦輪機領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的概念。這種渦輪機總體上是一種阻力型 (從空氣的推力進行工作，主要不通過在葉片的每一側(cè)產(chǎn)生壓力和速度差來工作)的垂直軸渦輪機，但也不限于這種渦輪機。太陽能面板(6)可以被附著到所述塔。本發(fā)明申請的一個特殊特征是放置這樣一種面板，以便加速讓風流入風力渦輪機葉片。無論采用機翼還是太陽能面板，這些流偏轉(zhuǎn)裝置在蜂窩電信通訊塔上的應(yīng)用都是獨特的。圖2是一種帶有向外延伸的風力渦輪機的蜂窩電信通訊塔(7)的示意圖。這是另一種構(gòu)造，其中，所述蜂窩電信通訊塔支持周圍的梁(8)，這些梁理想地安排為圍繞所述塔對稱布置，以這種方式支持渦輪機(9)。雖然本發(fā)明雖然本發(fā)明已經(jīng)根據(jù)有限數(shù)量的實施例進行了說明，但應(yīng)當明確的是，本發(fā)明的許多變化、修飾和其他應(yīng)用都是可實現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種塔，包括a.至少一個垂直軸渦輪機，附著到所述塔的支持結(jié)構(gòu)，低于所述塔的頂部，或者低于在所述塔的頂部上的另一個渦輪機的附著位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔，其特征在于所述渦輪機是定位在所述支持梁的界限之內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塔，其特征在于所述渦輪機是在水下的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔，其特征在于，還包括b.橫向支持物，將所述塔連接到所述渦輪機。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塔，其特征在于所述橫向支持物和渦輪機是圍繞所述塔對稱的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔，其特征在于所述塔是被用作風力渦輪機的支持。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔，其特征在于所述塔是電信通訊塔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔，其特征在于所述塔是電力傳輸塔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔，其特征在于，還包括b.至少一個流偏轉(zhuǎn)裝置，以這樣的方式附著到所述塔，以致風流入至少一個所述渦輪機的速度是比在該高度的風的流速更為加速。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的塔，其特征在于所述流偏轉(zhuǎn)裝置是太陽能面板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔，其特征在于所述渦輪機具有的葉尖速比是4或更低。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔，其特征在于所述渦輪機具有的葉尖速比是2或更低。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔，其特征在于所述渦輪機是主要阻力型渦輪機。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塔，其特征在于，還包括 b.提供附加到風力渦輪機的能源的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的塔，其特征在于所述裝置是太陽能裝置。
16.一種垂直軸風力渦輪機，附著到電信通訊塔或電力傳輸塔的中部或底部。
全文摘要
將風力渦輪機附著到構(gòu)建用于許多用途的塔，這是具有非常高的優(yōu)勢。這里介紹了這樣做的多種方案的創(chuàng)新用途和方法。
文檔編號F03D9/00GK102510947SQ201080030387
公開日2012年6月20日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者丹尼爾·法伯, 喬·范茨沃仁, 肯·科爾曼, 迦底·哈爾利, 阿夫納·法卡什 申請人:利維坦能源風力蓮花有限公司