專利名稱：混合風(fēng)渦輪系統(tǒng)、裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及風(fēng)渦輪技術(shù)，尤其涉及將風(fēng)渦輪裝置和方法與其他能量源組合起來的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
雖然風(fēng)渦輪功率作為附加和/或替換能量源具有許多優(yōu)勢(shì)，但是它確實(shí)具有的缺點(diǎn)是在根本不能產(chǎn)生任何功率或僅產(chǎn)生少量功率時(shí)具有時(shí)間間隔。因而，已經(jīng)有多種方法將風(fēng)功率源和其他獨(dú)立的功率源組合起來以能夠以"恒定功率"形式更可靠地產(chǎn)生功率。
對(duì)專利文獻(xiàn)的搜索已經(jīng)揭示了和解決這些問題相關(guān)的專利，在下文中總結(jié)了這些專利。
US 4204126 (Diggs)揭示了 "Guided Flow Wind Power Machine WithTubularFans"，其中當(dāng)該機(jī)器由風(fēng)供給動(dòng)力時(shí)能夠生成電力。同時(shí)，當(dāng)有足夠的風(fēng)功率時(shí)，該機(jī)器還具有液壓地提升"大重物"的能力。然后當(dāng)風(fēng)減退時(shí)，允許大重物被向下投以提供能量來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。圖4和5示出了在相限中布置的重物114至120。
US 5740677 (Vestesen)示出了適于在需要電力和淡水的位置4吏用的系統(tǒng)。然而，這個(gè)住宅社區(qū)也臨近咸水源。存在風(fēng)柴油機(jī)工廠，該工廠為各種使用提供電力并操作蒸餾單元來提供淡水。風(fēng)/柴油工廠至少包括內(nèi)燃機(jī)、風(fēng)渦輪、蒸餾單元、包含加熱和冷卻設(shè)備的第一閉合流體電路、以及第二開放流體電路。
US 6127739 (Appa)在2000年10月3日被授權(quán)并且是發(fā)明人和本申請(qǐng)的發(fā)明人相同的三個(gè)專利中的第一個(gè)。在該專利中，存在具有導(dǎo)致在一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)的葉片的前向前轉(zhuǎn)子12,以及位于前轉(zhuǎn)子12的后面并且在相反方向旋轉(zhuǎn)的后轉(zhuǎn)子21 (稱為下風(fēng)面轉(zhuǎn)子21)。該專利陳述增加到該裝置的各種項(xiàng)目會(huì)產(chǎn)生高出很多的"能量效率因子值"。
US 6278197 (Appa)是發(fā)明人的第二個(gè)專利，并且揭示了一種風(fēng)渦輪，該風(fēng)渦輪具有在一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的前向渦輪葉片組以及在第一組后面的并且在相反方向旋轉(zhuǎn)的第二渦輪葉片組。具有這種結(jié)構(gòu)的原因是在經(jīng)過第一渦輪葉片組的空氣中仍然存在能量，該能量在第二渦輪葉片組中被利用。
US 6492743 Bl (Appa)是Appa先生的第三個(gè)(最新的)專利，這個(gè)專利也示出了風(fēng)渦輪的基本配置，其中存在前向和后面葉片組。存在具有離心風(fēng)扇的熱交換器，該熱交換器使周圍空氣流通以冷卻裝置中的交流發(fā)電機(jī)，并且熱空氣被葉片中的風(fēng)道引導(dǎo)到燃燒室。天然氣或液體也被傳送到旋轉(zhuǎn)框(rotatingframe)。當(dāng)風(fēng)速低時(shí)，燃料會(huì)被注入燃燒室并和大量空氣一起被燃燒。熱氣體在出口噴嘴膨脹以提供推力來輔助風(fēng)功率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例包括能夠提供總的恒定功率輸出的風(fēng)渦輪組件和方法。存在從風(fēng)渦輪向發(fā)電機(jī)部傳遞不恒定功率的風(fēng)功率部。也存在能夠向同一發(fā)電機(jī)部提供恒定功率的輔助功率部?？梢杂萌N操作模式來操作，即僅風(fēng)功率模式、僅輔助功率模式、以及組合的風(fēng)功率和輔助功率模式。


圖1是本發(fā)明第 一 實(shí)施例的混合風(fēng)渦輪系統(tǒng)的正視圖；圖2是顯示典型風(fēng)渦輪裝置的部件的等軸測(cè)分解圖，這些部件中的一些或全部能夠與本發(fā)明實(shí)施例的風(fēng)渦^^裝置組合起來；圖3是第一實(shí)施例的功率生成部16的示意圖4、 4A和4B是和圖3相似的視圖，示出了說明用于輔助驅(qū)動(dòng)的替換位置的第二實(shí)施例；
圖5和5A是和圖1和圖3相似的視圖，示出了表示支撐塔中的熱回收部的第三實(shí)施例；
圖6示出了本發(fā)明的第四實(shí)施例，其中蒸汽發(fā)生器和蒸汽渦輪機(jī)被用作輔助功率源；
圖7和7A是示出了還使用太陽能向系統(tǒng)增加能量的基本風(fēng)渦輪系統(tǒng)；圖8和圖7相似，因?yàn)閳D8示出了也使用了具有熱回收的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)和相關(guān)聯(lián)的蒸汽渦輪機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)的基本風(fēng)渦輪系統(tǒng)；
圖9示出了用于太陽能熱能系統(tǒng)的系統(tǒng)，其獨(dú)立于風(fēng)渦輪功率產(chǎn)生系統(tǒng)但是具有相同的風(fēng)渦輪結(jié)構(gòu)；
圖IO是圖7和8的組合，因?yàn)閳D10示出了使用具有熱回收的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助驅(qū)
的基本風(fēng)渦輪能量系統(tǒng)；以及
圖ll示出了具有額外的發(fā)動(dòng)機(jī)搶的下部結(jié)構(gòu)的基本風(fēng)渦輪系統(tǒng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)艙的下部結(jié)構(gòu)用于容納額外的熱回收和功率生成設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
首先通過簡(jiǎn)要地回顧如圖l所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例的整個(gè)系統(tǒng)能夠更清楚地理解本發(fā)明。然后是對(duì)圖2所示的一組部件的更詳細(xì)的描述，這些部件通常在現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)渦輪裝置中可見并且有的或所有的部件能夠被包括在本發(fā)明的實(shí)施例中。然后是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的更詳細(xì)的描述。
A. 第一實(shí)施例的概要描述
現(xiàn)在進(jìn)行對(duì)第一實(shí)施例的更加概要的描述，如上所述，將會(huì)參考圖l進(jìn)行描述。存在風(fēng)渦輪組件IO，該風(fēng)渦輪組件10包括底部支撐部，該底部支撐部包括由基座12支撐的垂直對(duì)準(zhǔn)塔11。在塔ll的上端，存在功率(power)生成主支撐結(jié)構(gòu)13,該結(jié)構(gòu)13被可旋轉(zhuǎn)地安裝到塔11以圍繞位于塔l 1中央的旋轉(zhuǎn)垂直軸14旋轉(zhuǎn)。該支撐部13為第一實(shí)施例的功率生成部16提供支撐，并且可以位于通常與風(fēng)渦輪機(jī)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)搶13的結(jié)構(gòu)中。
整個(gè)功率生成部16包括葉片部18、轉(zhuǎn)速改變驅(qū)動(dòng)部20、發(fā)電機(jī)部22以及輔助功率部24。葉片部18包括多個(gè)渦輪葉片28以及連接了葉片18的4侖轂或轉(zhuǎn)子30。
葉片部18和速度改變驅(qū)動(dòng)部20可以凈皮分組為主功率生成部，而輔助功率部24 (以及輔助功率或備份功率部件，包括其他實(shí)施例中示出的部件)能夠被認(rèn)為是次功率生成部。
主和次功率生成部一起操作以使得發(fā)電機(jī)22提供恒定功率。
B. —些現(xiàn)有技術(shù)部件的總結(jié)
已經(jīng)呈現(xiàn)了對(duì)第一實(shí)施例的總體描述，現(xiàn)在把注意力轉(zhuǎn)移到圖2，如上所述，圖2是數(shù)個(gè)部件的分解圖，該部件本身存在于現(xiàn)有:J支術(shù)中并且在當(dāng)前的風(fēng)渦輪機(jī)中通常使用。在圖2中僅示出了三個(gè)葉片28中的兩個(gè)并且沒有示出轉(zhuǎn)子30。存在低速軸32,該低速軸32 (如圖3所示)連接到速度改變驅(qū)動(dòng)部34,該速度改變驅(qū)動(dòng)部34是被稍微示意性地示出的，并且(如其名稱所暗示的)具有比軸32更高的RPM的功率輸出。
該驅(qū)動(dòng)部34通常是齒輪部的形式。通常，低速軸32的旋轉(zhuǎn)速度在每分鐘大約30到60轉(zhuǎn)之間，齒輪部34又連接到發(fā)電機(jī)22以使得發(fā)電機(jī)在大約1200到3600RPM之間的速度旋轉(zhuǎn)。這通常是大量當(dāng)前的發(fā)電機(jī)所要求的用于產(chǎn)生電力的旋轉(zhuǎn)速度。齒輪部34連接到位于發(fā)電機(jī)22中的軸38。
提供了測(cè)量風(fēng)速的風(fēng)速計(jì)40以及確定風(fēng)向的風(fēng)向標(biāo)42。風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)都被發(fā)送到控制器44。控制器44，如同其名稱所暗示的，執(zhí)行各種控制功能。例如，控制器44控制偏航驅(qū)動(dòng)46及其關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)48以當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)保持葉片部18朝向風(fēng)，開始以及停止風(fēng)渦輪機(jī)等。也提供了用于低速軸32的盤式制動(dòng)器49,并且在現(xiàn)有技術(shù)中能夠機(jī)械地、電力地或液壓地應(yīng)用盤式制動(dòng)器49以在緊急時(shí)停止旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)。
圖2中示出的所有或幾乎所有部件出現(xiàn)或者可以出現(xiàn)在本發(fā)明的實(shí)施例中。然而，為了便于說明(例如為了避免使圖混亂)，在說明本發(fā)明的九個(gè)實(shí)施例的下述圖(圖3-11)中不示出這些部件。C.本發(fā)明第一實(shí)施例的描述
至少在圖l、 2和3中的一個(gè)中示出了第一實(shí)施例的所有(或許多)部件。現(xiàn)在參考圖3。需要注意出現(xiàn)在圖3中的許多部件也出現(xiàn)在圖1或2中。為了清楚起見，圖3中的已經(jīng)在圖1和2中任一個(gè)或兩個(gè)中都出現(xiàn)的那些部件具有相似的附圖標(biāo)記，使用后綴"a"來區(qū)分那些特定部件。然后，在圖3中出現(xiàn)的但是沒有在圖l或2中出現(xiàn)的部件具有新的附圖標(biāo)記。
現(xiàn)在進(jìn)行對(duì)圖3的第一實(shí)施例的描述，如同在圖l中那樣，存在連接到輪轂30a的葉片28a。輪轂30a又連^妄到并且驅(qū)動(dòng)低速軸32a。低速軸32a又驅(qū)動(dòng)速度改變驅(qū)動(dòng)部20a，然后速度改變驅(qū)動(dòng)部20a向發(fā)電機(jī)22a提供高旋轉(zhuǎn)速度的功率輸出。
上段中描述的該第一實(shí)施例的部件已經(jīng)在圖1或2中出現(xiàn)。在圖3中也示出了能夠向發(fā)電機(jī)22a提供驅(qū)動(dòng)輸出的輔助驅(qū)動(dòng)部24a。
為了便于描述，在描述圖3中的部件的位置時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮^"轂30a在前面或向前的位置，并且輔助驅(qū)動(dòng)單元24a的位置應(yīng)當(dāng)被考慮具有后面位置。同時(shí)，輪轂30a、葉片28a以及^氐速軸32a和在相同軸上旋轉(zhuǎn)的任何其它部件的旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)當(dāng)被指定"旋轉(zhuǎn)的功率生成軸67"。
現(xiàn)在返回該第一實(shí)施例的描述，輔助驅(qū)動(dòng)單元24a向轉(zhuǎn)矩變換器66提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輸出。轉(zhuǎn)矩變換器66又具有至超越驅(qū)動(dòng)部件68 (可以簡(jiǎn)單地是超越驅(qū)動(dòng)離合器)的驅(qū)動(dòng)連4妄，超越驅(qū)動(dòng)部件68又連接到發(fā)電機(jī)22a的高速軸38a的后端。然后發(fā)電機(jī)22a的軸38a的前端連接到前向超越驅(qū)動(dòng)部件69，前向超越驅(qū)動(dòng)部件69連接到速度改變驅(qū)動(dòng)部34a的驅(qū)動(dòng)輸出部?？梢孕枰蛘呖梢圆恍枰挥谳o助驅(qū)動(dòng)單元24a和發(fā)電機(jī)22a之間的轉(zhuǎn)矩變換器66，并且轉(zhuǎn)矩變換器66依賴于發(fā)電機(jī)22a和輔助驅(qū)動(dòng)單元24a的設(shè)計(jì)速度。如果輔助驅(qū)動(dòng)單元24a的操作速度和發(fā)電機(jī)22a的操作速度接近吻合，超越離合器68會(huì)提供將發(fā)電機(jī)22a^馬合到輔助驅(qū)動(dòng)單元24a的適當(dāng)?shù)姆椒ā?br> 存在能夠具有和輔助驅(qū)動(dòng)單元24a相同功能的多種已有驅(qū)動(dòng)。例如，驅(qū)動(dòng)能夠包括內(nèi)燃機(jī)、外燃機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)、蒸汽機(jī)、或混合驅(qū)動(dòng)。最通常類型的驅(qū)動(dòng)包括但不限于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)、蒸汽機(jī)、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體膨脹機(jī)、或具有鄰近功率源或液壓能量的液壓或電馬達(dá)。用于輔助驅(qū)動(dòng)單元24a的能量源能夠包括汽油、柴油、噴氣燃料、重油、天然氣、丙烷、氫、乙醇、煤、木頭、或任何其它適于輔助驅(qū)動(dòng)或其協(xié)作設(shè)備的能量源。D.第一實(shí)施例的操作
現(xiàn)在描述該第一實(shí)施例的操作特征，讓我們回顧三種不同的情況，即
1. 風(fēng)速足夠從而能夠生成足夠的功率以產(chǎn)生發(fā)電機(jī)22a的期望的功
率輸出；
2. 風(fēng)速根本不足以驅(qū)動(dòng)葉片部，并且激勵(lì)輔助驅(qū)動(dòng)部24a來生成所需的電功率；以及
3. 風(fēng)速能夠旋轉(zhuǎn)葉片部18a以僅生成低于發(fā)電機(jī)22a的期望輸出的電功率輸出并且能夠獲取總的電功率輸出的期望水平，需要操作輔助驅(qū)動(dòng)部24a。
在第一種情況下(其中風(fēng)力為足夠高的水平)，葉片部18a^皮旋轉(zhuǎn)以全功率輸出或接近全功率輸出來驅(qū)動(dòng)葉片部18a。更詳細(xì)地，葉片部18a以足夠的功率輸出旋轉(zhuǎn)從而速度增加驅(qū)動(dòng)部20a通過超越離合器69動(dòng)作從而以足夠的功率輸出驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)22a，從而得到足夠的電力。連接到發(fā)電機(jī)22a的軸38a的超越驅(qū)動(dòng)部68簡(jiǎn)單地將其連接越過輔助驅(qū)動(dòng)部24a，因而，輔助驅(qū)動(dòng)部24a保持靜止。
現(xiàn)在考慮第二種情況，其中或者沒有風(fēng)、或者風(fēng)速小到使得將葉片部18a置于靜止或簡(jiǎn)單地不旋轉(zhuǎn)的位置。在這種情況下，手動(dòng)或自動(dòng)地激勵(lì)輔助驅(qū)動(dòng)部24a從而其旋轉(zhuǎn)輸出被引導(dǎo)通過轉(zhuǎn)矩變換器66,轉(zhuǎn)矩變換器66又通過超越驅(qū)動(dòng)部68動(dòng)作，超越驅(qū)動(dòng)部68被使得在一方向旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)22a。
同時(shí)，速度改變驅(qū)動(dòng)部20a保持靜止，并且由于驅(qū)動(dòng)部20a和發(fā)電機(jī)22a之間的連接是超越驅(qū)動(dòng)部件69，發(fā)電機(jī)22a能夠操作以旋轉(zhuǎn)從而使得其和驅(qū)動(dòng)部20a不具有驅(qū)動(dòng)連接并且全部由輔助功率單元24a驅(qū)動(dòng)。
現(xiàn)在考慮第三種情況，其中風(fēng)產(chǎn)生的功率足夠大以實(shí)現(xiàn)有用的較低功率輸出水平，但是沒有大到足以滿足期望的功率輸出。在這種情況下，利用輔助驅(qū)動(dòng)部24a來使得輔助驅(qū)動(dòng)部24a的轉(zhuǎn)矩變換器66的旋轉(zhuǎn)通過輔助驅(qū)動(dòng)部24a的驅(qū)動(dòng)元件68來動(dòng)作，并且向發(fā)電4幾22a的軸38a的后端^是供功率。
同時(shí)，葉片28a的傾斜度能夠被設(shè)置在迎角，以優(yōu)化通過使用兩個(gè)功率源得到的功率輸出。其效果是發(fā)電機(jī)22a的軸38a^皮在其前面和后面端部驅(qū)動(dòng)，從而存在足夠的功率來生成期望的電力輸出。
同時(shí)，在該第三操作模式中，兩個(gè)超越驅(qū)動(dòng)元件(驅(qū)動(dòng)離合器)68和69在它們的接合位置操作，從而以足夠高的功率輸出向發(fā)電機(jī)22a提供旋轉(zhuǎn)力。E.第一實(shí)施例的應(yīng)用
現(xiàn)在將我們的注意力轉(zhuǎn)移到本發(fā)明第 一 實(shí)施例的系統(tǒng)的 一些可能應(yīng)用上(即可能被使用的各種方式)。如本文上面所示，風(fēng)渦輪機(jī)的缺點(diǎn)之一是其間歇地產(chǎn)生功率。因而，這使得風(fēng)力屬于"不恒定能量產(chǎn)生者"類別。然而，通過在第一實(shí)施例的組合中的組合風(fēng)力渦輪機(jī)，其現(xiàn)在變成恒定功率源，能夠在持續(xù)的基礎(chǔ)上向電力網(wǎng)提供能量。
可能使用的另 一種情況是需要可靠電力源的市政。通過第 一實(shí)施例的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以被改造從而輔助功率源本身能夠生成充分水平的電力。在該情況下，輔助功率源能夠在當(dāng)風(fēng)渦輪功率源空閑時(shí)的時(shí)間間隔中作為單獨(dú)的功率
源操作。然后當(dāng)風(fēng)能可用時(shí)，系統(tǒng)可以在上述模式1或模式2的模式中操作，其中電力輸出全部來自風(fēng)渦輪，或者可以在模式3的雙驅(qū)動(dòng)模式中操作，其中使用風(fēng)渦輪和輔助功率部的組合操作來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)22a。
從上述評(píng)述可以明顯地知道在三個(gè)模式中的每個(gè)中都需要僅一個(gè)發(fā)電機(jī)22a。在通過發(fā)電機(jī)提供電力中發(fā)生各種花費(fèi)，例如配電設(shè)備、變壓器的花費(fèi)等。通過本實(shí)施例的該布置，通過使用相同的發(fā)電機(jī)降低了額外花費(fèi)，該發(fā)電機(jī)用于
1. "僅風(fēng)功率(power)才莫式"；
2. "單獨(dú)的輔助功率模式"；以及
3. "組合的風(fēng)功率/輔助功率模式"。
需要理解在圖2中示出的所有部件(或者大量部件)也能夠被使用在本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施例中。
1. 發(fā)電機(jī)類型
為了概要地評(píng)述發(fā)電機(jī)22a，向風(fēng)渦輪機(jī)提供了幾種不同類型的發(fā)電機(jī)，包括感應(yīng)發(fā)電機(jī)、雙饋式感應(yīng)發(fā)電機(jī)(用于速度控制)、可變轉(zhuǎn)差率(slip)感應(yīng)發(fā)電機(jī)(用于速度的限制改變)、同步發(fā)電機(jī)(直接地和間接地相連)以及DC發(fā)電機(jī)(通常小風(fēng)渦輪機(jī))。服務(wù)中的大多數(shù)風(fēng)渦輪機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)，其是恒定速度機(jī)器?？勺兯俣劝l(fā)電機(jī)，除了DC發(fā)電機(jī)之外，能夠由控制系統(tǒng)保持在適當(dāng)?shù)暮愣ㄋ俣取＿@是對(duì)輔助驅(qū)動(dòng)的操作的增加，因?yàn)閷?duì)發(fā)電機(jī)的額外能量輸入不會(huì)大地改變發(fā)電機(jī)速度。對(duì)發(fā)電機(jī)的額外轉(zhuǎn)矩輸入筒單地導(dǎo)致來自發(fā)電機(jī)的更多的功率輸出。DC發(fā)電機(jī)不被認(rèn)為是對(duì)于輔助驅(qū)動(dòng)的理想備選，因?yàn)閬碜暂o助驅(qū)動(dòng)的太大的轉(zhuǎn)矩會(huì)將風(fēng)渦輪機(jī)加速到風(fēng)不能有助于能量產(chǎn)生的地步。
2. 輔助驅(qū)動(dòng)考慮
為了概要地評(píng)述輔助驅(qū)動(dòng)24a的不同的可能性，可以通過轉(zhuǎn)矩變換器或超越離合器將輔助驅(qū)動(dòng)24a直接耦合到發(fā)電機(jī)，或者可以還是使用轉(zhuǎn)矩變換器或超越離合器通過齒輪箱將輔助驅(qū)動(dòng)24a連接。在大多數(shù)情況下，超越離合器就足夠了；然而，如果需要以恒定速度運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)并且改變向發(fā)電機(jī)的輸出軸速度，能夠使用轉(zhuǎn)矩變換器。如果風(fēng)渦輪機(jī)靜止(零速度)并且操作員希望運(yùn)行發(fā)電機(jī)，他能夠啟動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)24a。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)靜止， 一旦輔助驅(qū)動(dòng)開始啟動(dòng)，超越離合器將接合發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在啟動(dòng)中會(huì)和輔助驅(qū)動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)，并且總是以和輔助驅(qū)動(dòng)相同的速度旋轉(zhuǎn)。
為了將發(fā)電機(jī)連接到電力網(wǎng)，輔助驅(qū)動(dòng)必須將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子加速到匹配發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度。此時(shí)，能夠閉合發(fā)電機(jī)斷電器以將發(fā)電機(jī)連接到電力網(wǎng)。從輔助驅(qū)動(dòng)至發(fā)電機(jī)的額外功率輸入會(huì)導(dǎo)致功率從發(fā)電機(jī)流出到電力網(wǎng)。啟動(dòng)發(fā)電機(jī)的替換方法可以是使用大多數(shù)大型風(fēng)渦輪具有的軟啟動(dòng)特征以將它們連接到電力網(wǎng)。在這種情況下，在閉合斷電器之前必須使用風(fēng)來旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器、齒輪以及發(fā)電機(jī)以使其接近正常操作速度。在有的情況下，能夠使用軟啟動(dòng)特征來從完全停止啟動(dòng)發(fā)電機(jī)。在這種情況下，在發(fā)電機(jī)到達(dá)風(fēng)能量輸入導(dǎo)致功率從發(fā)電機(jī)流出的速度之前，發(fā)電機(jī)一直作為馬達(dá)。
如果輔助驅(qū)動(dòng)具有轉(zhuǎn)矩變換器，在接合轉(zhuǎn)矩變換器以起轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)之前操作著能夠啟動(dòng)輔助驅(qū)動(dòng)并且將其運(yùn)行到操作速度。通過轉(zhuǎn)矩變換器，能夠改變發(fā)動(dòng)機(jī)速度，而從轉(zhuǎn)矩變換器的輸出軸速度能夠被保持在恒定速度，或者相反地，發(fā)動(dòng)機(jī)速度能夠被保持恒定而輸出速度會(huì)隨著發(fā)電機(jī)速度而變化。
能夠從風(fēng)渦輪機(jī)端、輔助驅(qū)動(dòng)端或同時(shí)從這兩端驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)不會(huì)知道差異。發(fā)電機(jī)僅知道轉(zhuǎn)矩被施加到自己的轉(zhuǎn)子上以生成電力?？梢允褂幂o助驅(qū)動(dòng)來減小強(qiáng)風(fēng)對(duì)風(fēng)渦輪機(jī)的影響。可以通過施加來自輔助驅(qū)動(dòng)的一定量的功率來實(shí)現(xiàn)該影響的減小，該一定量的功率超過并且大于從風(fēng)施加到發(fā)電機(jī)的功率。在這種情況下風(fēng)渦輪機(jī)不向發(fā)電機(jī)提供滿額功率。當(dāng)強(qiáng)風(fēng)撞擊風(fēng)渦輪機(jī)并且增加發(fā)電機(jī)輸出和導(dǎo)致在齒輪箱上的高負(fù)載時(shí)，輔助驅(qū)動(dòng)會(huì)接收到降^f氐功率輸出的自動(dòng)調(diào)節(jié)器信號(hào)從而發(fā)電機(jī)和齒輪不會(huì)經(jīng)受增加的毀壞負(fù)載。風(fēng)渦輪機(jī)制造者一直致力于改進(jìn)從而使強(qiáng)風(fēng)的毀壞影響最小化，并且會(huì)歡迎對(duì)問題的新的解決方案?？刂茝?qiáng)風(fēng)效果的當(dāng)前方法和電控制系統(tǒng)以及發(fā)電機(jī)相關(guān)聯(lián)。使用可變轉(zhuǎn)差率發(fā)電機(jī)以通過允許發(fā)電機(jī)臨時(shí)加速(增加的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)差率)以允許將額外的風(fēng)能量轉(zhuǎn)換為動(dòng)力能量并且不將能量推動(dòng)經(jīng)過發(fā)電機(jī)來幫助解決強(qiáng)風(fēng)問題。這就象是在風(fēng)渦輪推進(jìn)器軸和齒輪箱之間安裝了離合器以允許離合器在強(qiáng)風(fēng)中滑動(dòng)以避免造成對(duì)齒輪的損壞。3.結(jié)構(gòu)的考慮
輔助驅(qū)動(dòng)布置的額外的益處是改變發(fā)動(dòng)機(jī)艙的重力中心。輔助驅(qū)動(dòng)作為在作為推進(jìn)器、輪轂、軸和齒輪箱的發(fā)動(dòng)機(jī)艙的相對(duì)端上的平衡物。由于那些部件非常重，風(fēng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)搶必須被定位以保持自己的重力中心在塔的中心上。這就意味著將推進(jìn)器置于非?？拷奈恢?，塔使得推進(jìn)器葉片每次經(jīng)過風(fēng)渦
輪支撐塔時(shí)都被彎曲。在過去，推進(jìn)器葉片的風(fēng)影和撓曲(flexing)已經(jīng)導(dǎo)致葉片的勞損故障。在發(fā)動(dòng)才幾艙的相對(duì)端上的輔助驅(qū)動(dòng)的重量允許發(fā)動(dòng)機(jī)搶被重新定位從而推進(jìn)器葉片遠(yuǎn)離塔并且不易受到撓曲和勞損故障。F.本發(fā)明的第二實(shí)施例
現(xiàn)在參考作為該第二實(shí)施例的不同構(gòu)造的圖4、 4A和4B。
第二實(shí)施例和第一實(shí)施例相似，不同之處在于有的輔助驅(qū)動(dòng)部件被置于不同的相對(duì)位置以及在圖4A和4B中增加了輔助驅(qū)動(dòng)速度改變部以允許兩個(gè)輔助驅(qū)動(dòng)的安裝。上述的例子是將天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)作為輔助驅(qū)動(dòng)安裝，將蒸汽渦輪機(jī)作為第二輔助驅(qū)動(dòng)安裝。第二輔助驅(qū)動(dòng)是能量回收系統(tǒng)的一部分，能量回收系統(tǒng)能夠從第一輔助驅(qū)動(dòng)回收廢棄熱并且將廢棄熱轉(zhuǎn)換為蒸汽。然后將蒸汽用作至第二輔助驅(qū)動(dòng)的能量輸入。對(duì)于第二輔助驅(qū)動(dòng)的使用的另 一個(gè)例子是圖7所示的太陽能/風(fēng)混合風(fēng)渦輪機(jī)，其中將太陽熱吸收器中生成的蒸汽傳遞到第二輔助驅(qū)動(dòng)(蒸汽渴輪機(jī))以向發(fā)電機(jī)提供額外的功率。
和圖1 、 2和3中所示部件相同或相似的該第二實(shí)施例中的部件將具有相似的附圖標(biāo)記，該附圖標(biāo)記帶有"b，，后綴以區(qū)分第二實(shí)施例的部件，并且新提及的部件具有新的附圖標(biāo)記。進(jìn)一步地，為了區(qū)分三個(gè)不同的版本，在圖4的版本中，后綴"b-r會(huì)區(qū)分圖4的版本中的部件，后綴"b-2"會(huì)區(qū)分圖4A的版本中的部件，后綴"b-3"會(huì)區(qū)分圖4B的版本中的部件。
第二實(shí)施例的所有的這三個(gè)版本具有下述部件葉片^b、輪轂30b、低速軸32b、速度改變部20b、發(fā)電機(jī)部22b以及輔助驅(qū)動(dòng)部24b。在圖4中，所有的這些部件基本上和圖3中的對(duì)應(yīng)部件相似地布置，不同之處在于在圖4中有兩個(gè)輔助驅(qū)動(dòng)部24b-l和25b-1。其它特定特征都相同，例如具有和圖3的第一實(shí)施例中在基本相同的位置的轉(zhuǎn)矩變 器和超越離合器。圖4的第二實(shí)施例的第 一版本和第 一 實(shí)施例的不同之處在于除了輔助驅(qū)動(dòng)24b- l之外還有第二輔助驅(qū)動(dòng)25b- 1,第二輔助驅(qū)動(dòng)25b- l連接到速度改變驅(qū)動(dòng)部20b - 1。來自輔助驅(qū)動(dòng)25b - l的功率纟皮通過速度改變驅(qū)動(dòng)部20b - l發(fā)送到發(fā)電機(jī)22b-l用于額外的功率輸出。在圖4中，當(dāng)沒有足夠的風(fēng)來旋轉(zhuǎn)風(fēng)渦輪軸32b- l時(shí)，必須安裝超越離合器27b - l以將風(fēng)渦輪軸32b- l從速度改變驅(qū)動(dòng)20b-l解耦合。
在圖4的第二版本圖4A中，具有相同的部件風(fēng)渦輪葉片28b-2、輪轂30b-2、低速軸32b-2、速度改變部20b-2、發(fā)電機(jī)部22b - 2以及輔助功率部24b-2。圖4A和圖4的不同之處在于具有第二速度改變部26b-2，第二速度改變部26b - 2具有和輔助驅(qū)動(dòng)部24b - 2的可才喿作連沖妾。然后具有第二輔助驅(qū)動(dòng)部25b - 2，第二輔助驅(qū)動(dòng)部25b - 2也具有通過第二速度改變部26b - 2的可操作連接。第二輔助驅(qū)動(dòng)部25b - 2向發(fā)電機(jī)22b - 2提供從能量回收系統(tǒng)或能量生成系統(tǒng)可得的除了風(fēng)之外的額外功率，第二輔助驅(qū)動(dòng)部25b - 2是混合風(fēng)渦輪系統(tǒng)的一部分。
圖4B具有和圖4A基本相同的部件，不同之處在于除了輔助驅(qū)動(dòng)部24b - 3通過第二速度改變部26b - 3發(fā)送功率之外，第二輔助驅(qū)動(dòng)部25b - 3和第二速度改變部26b-3還位于相同側(cè)。在其它方面，它以和圖4A的第二版本相同的方式操作。
(i本發(fā)明的第三實(shí)施例
現(xiàn)在參考圖5和5A描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。和前述實(shí)施例中的部件相同或相似的該第三實(shí)施例中的部件將具有相似的附圖標(biāo)記，該附圖標(biāo)記帶有"c"后綴以區(qū)分第三實(shí)施例的部件。
在該第三實(shí)施例中，使用如圖3所示的基本系統(tǒng)，從而該第三實(shí)施例的主要部件和它們的功能基本上和第一實(shí)施例中的相同。然而，增加的特征是輔助發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)被和有機(jī)朗肯循環(huán)熱回收系統(tǒng)的兩級(jí)(stage)相組合以提高發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的整體效率。
在該實(shí)施例中，熱回收的兩級(jí)50c和5lc位于風(fēng)渦輪支撐塔l lc中。
通過該系統(tǒng)，熱回收處理捕獲來自輔助發(fā)動(dòng)機(jī)24c排氣以及輔助發(fā)動(dòng)機(jī)24c冷卻劑的廢棄熱。同時(shí)，使用分離的渦輪和作為塔llc中的熱回收系統(tǒng)的一部分的發(fā)電機(jī)將廢棄熱轉(zhuǎn)換為有用的電力。
在圖5A中來自輔助驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)24c的熱排氣流到有機(jī)朗肯循環(huán)鍋爐以蒸發(fā)有機(jī)工作流體。然后冷卻的排氣在被釋放到大氣之前流到發(fā)射控制單元53c。朗肯循環(huán)包括鍋爐饋泵54c，鍋爐饋泵54c將有機(jī)工作流體抽到鍋爐52c用于蒸發(fā)。蒸氣然后流到耦合至發(fā)電機(jī)56c的膨脹式渦輪55c。來自發(fā)電機(jī)56c的功率被連接到風(fēng)渦輪電開關(guān)設(shè)備。蒸氣然后流出膨脹式渦輪至氣冷式冷凝器57c，蒸氣在氣冷式冷凝器57c被冷凝回液體。液體工作流體然后流回鍋爐饋泵54c用于再循環(huán)。
在該實(shí)施例中，輔助驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑被從輔助驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)24c傳遞到有機(jī)朗肯循環(huán)鍋爐58c以蒸發(fā)有機(jī)工作流體。然后使用冷卻劑循環(huán)泵59c將冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑抽回發(fā)動(dòng)機(jī)24c。朗肯循環(huán)包括鍋爐饋泵60c，鍋爐饋泵60c將有機(jī)工作流抽到鍋爐58c用于蒸發(fā)。蒸氣然后流到耦合至發(fā)電機(jī)62c的膨脹式渦輪61c。來自發(fā)電機(jī)62c的功率被連接到風(fēng)渦輪電開關(guān)設(shè)備。蒸氣然后流出膨脹式渦輪61c至氣冷式冷凝器62c,蒸氣在氣冷式冷凝器62c被冷凝回液體。液體工作流體然后流回鍋爐饋泵60c用于再循環(huán)。
通過將廢棄能量轉(zhuǎn)換為額外電力，輔助驅(qū)動(dòng)24c - l是對(duì)于混合風(fēng)渦輪的非常高效的額外功率源。H.本發(fā)明的第四實(shí)施例
圖6示出了本發(fā)明的第四實(shí)施例。和前述實(shí)施例中的部件相同或相似的該第四實(shí)施例中的部件將具有相似的附圖標(biāo)記，該附圖標(biāo)記帶有"d"后綴以區(qū)分第四實(shí)施例的部件。該第四實(shí)施例具有和第一實(shí)施例中所示的相同的基本操作部件，不同之處在于在第四實(shí)施例中，輔助驅(qū)動(dòng)部24d是由蒸汽提供動(dòng)力的。進(jìn)一步地，生成的用于提供功率的蒸汽由位于支撐塔lld內(nèi)的鍋爐生成。燃料可以是固體燃料、液體燃料、氣體燃料或其它燃料。
如圖6所示，存在安裝到塔lld的支撐結(jié)構(gòu)13d、葉片部18d、速度改變驅(qū)動(dòng)部20d以及發(fā)電機(jī)22d。在發(fā)電機(jī)22d的相對(duì)側(cè)還存在兩個(gè)超越驅(qū)動(dòng)部件68b和69d。
存在固體燃料斗90，固體燃料斗90將固體燃料92引導(dǎo)至熔爐區(qū)域94,在熔爐區(qū)域94存在由風(fēng)扇96生成的強(qiáng)迫通風(fēng)。進(jìn)一步地，存在液體和/或天然氣燃燒器98、汽鼓IOO、泥鼓102、鍋爐廢氣排放部104以及集塵室106。存在至蒸汽 驅(qū)動(dòng)渦輪110的蒸汽管道108。蒸汽驅(qū)動(dòng)渦輪110被定位于向發(fā)電機(jī)22d提供功 率。來自蒸汽渦輪110的蒸汽排氣沿管道112流至氣冷式表面冷凝器114并由風(fēng) 扇116冷卻。冷凝物流動(dòng)到饋水泵105并返回鍋爐蒸汽鼓102。 I.本發(fā)明的第五實(shí)施例
現(xiàn)在參考圖7描述本發(fā)明的第五實(shí)施例。和前述實(shí)施例中的部件相同或相 似的該第五實(shí)施例中的部件將具有相似的附圖標(biāo)記，該附圖標(biāo)記帶有"e"后 綴以區(qū)分第五實(shí)施例的部件。
在該第五實(shí)施例中，除了風(fēng)渦輪功率之外還存在太陽能熱功率源以及輔助 功率部。在這種情況下，存在三個(gè)功率源來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，這三個(gè)功率源是
1. 風(fēng)；
2. 太陽能生成的功率；以及
3. 如本文先前所示的，輔助驅(qū)動(dòng)部能夠從多種能量源得到燃料，例如由 柴油燃料、天然氣、乙醇等驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
風(fēng)和太陽能能量輸入會(huì)產(chǎn)生不恒定能量，該不恒定能量不能被依靠作為功 率的恒定源。然而，輔助驅(qū)動(dòng)24e (發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪)會(huì)是恒定功率生成的最終 備份。因而，具有為風(fēng)渦輪提供的這三個(gè)選項(xiàng)，用戶能夠購(gòu)買基本風(fēng)渦輪、具 有太陽能熱能量驅(qū)動(dòng)的風(fēng)渦輪、具有發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪(蒸汽、氣體渦輪等)輔助 驅(qū)動(dòng)的風(fēng)渦輪或具有太陽能熱能量驅(qū)動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪驅(qū)動(dòng)的風(fēng)渦輪。因而， 對(duì)風(fēng)渦輪的不同的能量輸入源并不是彼此排斥的而是能夠協(xié)作以使風(fēng)渦輪的 輸出最大化。通過已經(jīng)給出的背景信息，圖7示出了在圖3的第一實(shí)施例中示出 的基本部件，以及上述參考圖7所述的部件。
因而，存在以輔助驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)24e或其它功率源(見圖7A)的形式的恒定 功率源。
在該實(shí)施例中，在圖7中，存在塔lle，塔lle支撐可旋轉(zhuǎn)地安裝的支撐結(jié) 構(gòu)13e、速度改變驅(qū)動(dòng)部20e以及發(fā)電機(jī)22e。圖7A示出了蒸汽渦輪形式的發(fā)動(dòng) 機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)24e- l以及輔助驅(qū)動(dòng)25e - 1。存在從鍋爐饋泵148e - 1引導(dǎo)冷凝物 的冷凝器152e。
為了提供太陽能，圖7A示出了存在多個(gè)定日鏡130e，定日鏡130e將太陽光線以會(huì)聚圖案反射到安裝在塔lle中的太陽熱吸收器132e。圖7A示出了存在鍋 爐饋泵134e，鍋爐饋泵134e將水或其它液體通過太陽能吸收器132e抽到蒸汽鼓 136e- 1,從而蒸汽能夠被從太陽能吸收器132e- l生成的蒸汽和水混合物中分 離。蒸汽或其它氣體驅(qū)動(dòng)介質(zhì)向上運(yùn)動(dòng)到蒸汽渦輪125e-1。蒸汽渦輪輔助驅(qū) 動(dòng)25e - l向發(fā)電機(jī)22e- l提供旋轉(zhuǎn)功率輸出以及發(fā)動(dòng)機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)功率輸出24e -1,或者通過另外的可操作連接向發(fā)電機(jī)22e - l提供旋轉(zhuǎn)功率輸出。
在操作中，使用非恒定功率源(即風(fēng)功率源和太陽能功率源)中的任一或 兩者來提供能量輸出以旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)22e- 1。在由于周圍天氣環(huán)境而導(dǎo)致沒有風(fēng) 功率和太陽能功率中的任一或兩者、并且不產(chǎn)生可用功率或者僅產(chǎn)生較少的功
率輸出的情況下，能夠使用輔助功率源24e- l來將功率輸入補(bǔ)充到充分水平。 然而，如果太陽能功率源和/或風(fēng)功率源充分的話，將不需要輔助功率部24e-1。
J.本發(fā)明的第六實(shí)施例
現(xiàn)在參考圖8描述本發(fā)明的第六實(shí)施例。和前述實(shí)施例中的部件相同或相
似的該第六實(shí)施例中的部件將具有相似的附圖標(biāo)記，該附圖標(biāo)記帶有"r后 綴以區(qū)分第六實(shí)施例的部件。
在該第六實(shí)施例中，存在額外的蒸汽朗肯循環(huán)熱回收系統(tǒng)以從發(fā)動(dòng)機(jī)輔助
驅(qū)動(dòng)排氣來回收熱。為了描述該第六實(shí)施例，參考圖8。
離開輔助驅(qū)動(dòng)排氣的熱發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流到熱回收蒸汽發(fā)電機(jī)144f，在熱回收 蒸汽發(fā)電機(jī)144f中排氣中的熱生成蒸汽。在被釋放到大氣之前，冷卻的排氣然 后流到發(fā)射控制單元146f用于處理。
鍋爐饋水泵148f將水抽到熱回收蒸汽發(fā)電機(jī)144f以提升蒸汽。蒸汽和水的 混合物流到蒸汽鼓149f,以允許蒸汽從混合物分離并流到蒸汽渦輪輔助驅(qū)動(dòng) 25f，蒸汽鼓149f是熱回收蒸汽發(fā)電機(jī)144f的一部分。通過轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪葉輪并使用 超越離合器68f和69f來驅(qū)動(dòng)輔助速度改變驅(qū)動(dòng)部26f和發(fā)電機(jī)22f,該蒸汽渦輪
25f將蒸汽能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功。
在將其能量的一部分給予蒸汽渦輪25f之后，蒸汽流到氣冷式冷凝器152f， 在氣冷式冷凝器152f中，該部分能量被冷凝回水。然后蒸汽冷凝物在流到鍋爐 饋水泵148f之前流過真空脫氣機(jī)154f用于氧移除，鍋爐饋水泵148f將饋水抽回到熱回收蒸汽發(fā)電機(jī)144f以生成更多的蒸汽。
將熱回收系統(tǒng)增加到發(fā)動(dòng)機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)使得發(fā)動(dòng)機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)的整體熱效率 提高。能夠使用數(shù)種類型的蒸汽驅(qū)動(dòng)以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。替換類型的蒸汽驅(qū)動(dòng)的例 子是旋轉(zhuǎn)螺旋蒸汽驅(qū)動(dòng)機(jī)。 K.本發(fā)明的第七實(shí)施例
現(xiàn)在參考圖9描述本發(fā)明的第七實(shí)施例。和前述實(shí)施例中的部件相同或相 似的該第七實(shí)施例中的部件將具有相似的附圖標(biāo)記，該附圖標(biāo)記帶有"g"后 綴以區(qū)分第七實(shí)施例的部件。
該第七實(shí)施例包括太陽能熱能量系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用相同的渦輪結(jié)構(gòu)將風(fēng)功 率的優(yōu)點(diǎn)和太陽能功率的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。
在該實(shí)施例中，將整個(gè)太陽能熱能量系統(tǒng)從風(fēng)渦輪功率生成系統(tǒng)分離出 去。太陽能熱系統(tǒng)使用有機(jī)朗肯循環(huán)熱回收系統(tǒng)以將太陽能量轉(zhuǎn)換為電力。圖 9示出了用于太陽能熱系統(tǒng)的工藝流程。系統(tǒng)部件能夠位于第九實(shí)施例的支撐
塔中或發(fā)動(dòng)機(jī)艙的下部結(jié)構(gòu)中。
如圖9所示，存在至太陽能吸收器190g的太陽能量輸入，太陽能吸收器190g 將熱提供到高溫?zé)醾鬟f流體，使用循環(huán)泵189g將該流體抽至通過吸收器190g。 熱傳遞流體然后通過熱交換器192g,在熱交換器192g，該流體蒸發(fā)有機(jī)朗肯循 環(huán)工作流體。冷卻的熱傳遞流體然后流回將其抽回太陽能吸收器190g的循環(huán)泵 189g。蒸發(fā)的有機(jī)流體流出熱交換器192g并進(jìn)入膨脹渦輪193g。膨脹渦輪193g 被耦合至產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)194g。蒸發(fā)的工作流體，通常是丙烷或丁烷，流動(dòng) 經(jīng)過膨脹渦輪至將其冷凝回液體的冷凝器195g。然后液體流到泵196g，泵196g 將工作流體抽回交換器192g用于轉(zhuǎn)換回蒸氣。提供膨脹箱以允許熱傳遞流體在 太陽能熱系統(tǒng)中的膨脹。
除了將風(fēng)和太陽能量系統(tǒng)組合在一個(gè)結(jié)構(gòu)中帶來的成本節(jié)省之外，太陽能 和風(fēng)渦輪具有附加優(yōu)點(diǎn)在最需要功率輸出的白天提供額外的功率輸出。 L.本發(fā)明的第八實(shí)施例
現(xiàn)在參考圖IO描述本發(fā)明的第八實(shí)施例。和前述實(shí)施例中的部件相同或相 似的該第八實(shí)施例中的部件將具有相似的附圖標(biāo)記，該附圖標(biāo)記帶有"h，，后 綴以區(qū)分第八實(shí)施例的部件。該第八實(shí)施例包括太陽能熱能量系統(tǒng)以及具有熱回收的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，使用 相同的風(fēng)渦輪支撐結(jié)構(gòu)將風(fēng)功率的優(yōu)點(diǎn)、太陽能功率的優(yōu)點(diǎn)、以及發(fā)動(dòng)機(jī)功率 的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。
圖10示出了用于組合的太陽能熱系統(tǒng)和具有熱回收的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的工藝
流程。在發(fā)動(dòng)機(jī)加熱回收系統(tǒng)中，離開發(fā)動(dòng)機(jī)24h的熱發(fā)動(dòng)機(jī)排氣流到其中排 氣中的熱生成蒸汽的熱回收蒸汽發(fā)電機(jī)144h。在被釋放到大氣之前，冷卻的排 氣然后流到發(fā)射控制單元146h用于處理。鍋爐饋水泵148h將水抽到熱回收蒸汽 發(fā)電機(jī)144h以提升蒸汽。蒸汽和水的混合物流到蒸汽鼓149h，以允許蒸汽從混 合物分離并流到蒸汽渦輪輔助驅(qū)動(dòng)25h,蒸汽鼓149h是熱回收蒸汽發(fā)電機(jī)144h 的一部分。通過轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪葉輪并使用超越離合器來驅(qū)動(dòng)齒輪26h和發(fā)電機(jī)22h， 該蒸汽渦輪25h將蒸汽能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功。在將其能量的一部分給予蒸汽渦輪 25h之后，蒸汽流到氣冷式冷凝器152h,在氣冷式冷凝器152h中，該部分能量 被冷凝回水。然后蒸汽冷凝物在流到鍋爐饋水泵148h之前流過真空脫氣機(jī)154h 用于氧移除，鍋爐饋水泵148h將饋水抽回?zé)峄厥照羝l(fā)電機(jī)144h以生成更多的 蒸汽。
在太陽能熱系統(tǒng)中，至太陽能吸收器132h的太陽能輸入被轉(zhuǎn)換為蒸汽，該 蒸汽驅(qū)動(dòng)耦合至風(fēng)渦輪主發(fā)電機(jī)22h的蒸汽渦輪25h。蒸汽然后離開蒸汽渦輪 25h并流入其中蒸汽被冷凝回水的氣冷式冷凝器152h。水然后流過真空脫氣機(jī) 154h以移除氧并且然后流至饋水循環(huán)泵148h，在饋水循環(huán)泵148h中被移除氧的 水被抽回太陽能吸收器以生成更多的蒸汽。 M.本發(fā)明的第九實(shí)施例
現(xiàn)在參考圖1 l描述本發(fā)明的第九實(shí)施例。和前述實(shí)施例中的部件相同或相 似的該第九實(shí)施例中的部件將具有相似的附圖標(biāo)記，該附圖標(biāo)記帶有"i"后 綴以區(qū)分第九實(shí)施例的部件。相應(yīng)地，存在推進(jìn)器葉片28i和輪轂30i。還存在 速度改變功率部20i、發(fā)電機(jī)22i以及輔助速度改變部26i、輔助驅(qū)動(dòng)部24i以及 第二輔助驅(qū)動(dòng)功率25i，第二輔助驅(qū)動(dòng)功率25i在該例中是蒸汽驅(qū)動(dòng)的渦輪的形 式。
該第九實(shí)施例和前述實(shí)施例的不同之處在于支撐結(jié)構(gòu)(即發(fā)動(dòng)機(jī)搶13i) 具有發(fā)動(dòng)機(jī)搶的下部結(jié)構(gòu)14i以提供用于各種目的的另外工作區(qū)域，例如以容納和例如輔助蒸汽渦4侖驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的熱回收i殳備。
現(xiàn)有的技術(shù)使用風(fēng)渦輪支撐塔和發(fā)動(dòng)機(jī)艙中的空間以容納操作風(fēng)渦輪所 需的所有設(shè)備。有的時(shí)候?qū)⑺械脑O(shè)備以成本有效的方式安裝到允許的空間中 是個(gè)挑戰(zhàn)，對(duì)任何附加的設(shè)備來說都幾乎沒有地方。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)搶旋轉(zhuǎn)以使得
必須解決旋轉(zhuǎn)的問題。這意味著設(shè)計(jì)必須包括撓性接頭、電纜、軟管或允許必 要旋轉(zhuǎn)的其它互相連接。通過在發(fā)動(dòng)機(jī)艙下面并且在支撐塔的下風(fēng)側(cè)的上面安
裝發(fā)動(dòng)機(jī)艙的下部結(jié)構(gòu)，可以提供大量空間以安裝和發(fā)動(dòng)機(jī)艙一起旋轉(zhuǎn)的設(shè) 備。因而，消除了接口設(shè)備不和旋轉(zhuǎn)的設(shè)備一起旋轉(zhuǎn)的問題。
發(fā)動(dòng)機(jī)艙的下部結(jié)構(gòu)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是能夠被牟間制造并且由起重機(jī)升起 以固定到發(fā)動(dòng)機(jī)搶的下側(cè)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的下部結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)具有不寬于支撐塔 的寬度，對(duì)于經(jīng)過塔的高效氣流沒有有害作用，這對(duì)于風(fēng)渦輪輸出會(huì)有負(fù)面影 響。相反，發(fā)動(dòng)機(jī)搶的下部結(jié)構(gòu)罩的形狀會(huì)如同塔后的尾巴以輔助偏航控制。
該第九實(shí)施例對(duì)于前述實(shí)施例中描述的任何選項(xiàng)(包括沒有這些選項(xiàng)的標(biāo) 準(zhǔn)風(fēng)渦輪)都有利。該下部結(jié)構(gòu)能夠用于標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)渦輪以容納電齒輪或位于塔 中的其它設(shè)備以在制造過程中實(shí)現(xiàn)成本節(jié)省。由于極高的支撐塔，可以設(shè)計(jì)下
所有設(shè)備。
在其它選項(xiàng)中示出的各種其它配置同樣地適于和發(fā)動(dòng)機(jī)搶的下部結(jié)構(gòu)協(xié)作。例
如，在圖11中，示出了在下部結(jié)構(gòu)的上部的通常由260i指示的熱回收蒸汽發(fā)電 機(jī)或有機(jī)朗肯循環(huán)熱回收設(shè)備。然后在上部的下面是由262i指示的氣冷式冷凝 器。在發(fā)動(dòng)才幾搶的下部結(jié)構(gòu)14i的下面是支撐結(jié)構(gòu)272i,支撐結(jié)構(gòu)272i對(duì)下部結(jié) 構(gòu)提供支撐并且也能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)艙13i本身的至少部分提供支撐。該支撐結(jié)構(gòu) 272i包括連接至塔lli的一對(duì)圓形環(huán)274i，并存在滾柱軸承268i，滾柱軸承268i 被可旋轉(zhuǎn)地安裝用于繞塔11 i在環(huán)274i上的圓周運(yùn)動(dòng)。然后下部結(jié)構(gòu)的支撐結(jié) 構(gòu)，例如由278i所指示的，由這些軸承環(huán)所支撐。
發(fā)動(dòng)機(jī)艙的下部結(jié)構(gòu)具有和塔相同的寬度。因而，下部結(jié)構(gòu)能夠向塔的下 面進(jìn)一步延伸以包容額外的設(shè)備。存在各種選項(xiàng)，包括1. 發(fā)動(dòng)機(jī)搶中的^f又發(fā)動(dòng)機(jī)配置；
2. /HRSG/蒸汽渦輪/氣冷式冷凝器；
3. 發(fā)動(dòng)機(jī)/orc熱回收/氣冷式冷凝器；
4. 太陽能蒸汽發(fā)電4幾/蒸汽渦輪/氣冷式冷凝器；
5. 發(fā)動(dòng)機(jī)/HRSG/太陽能蒸汽發(fā)電機(jī)/蒸汽渦輪/氣冷式冷凝器；
6. 太陽能熱吸收器(熱傳遞流體)/orc熱回收/氣冷式壓縮機(jī)；
7. 發(fā)動(dòng)機(jī)/太陽熱吸收器(熱傳遞流體)/orc熱恢復(fù)/空氣冷卻器。 發(fā)動(dòng)機(jī)搶的下部結(jié)構(gòu)141i被固定到發(fā)動(dòng)機(jī)艙的下側(cè)從而和發(fā)動(dòng)機(jī)艙旋轉(zhuǎn)。
各種設(shè)備260i可以位于各種級(jí)別上的下部結(jié)構(gòu)中。例子是熱回收設(shè)備260i、氣 冷式冷凝器262i和冷卻風(fēng)扇264i。如上所示的，用于發(fā)動(dòng)機(jī)搶的下部結(jié)構(gòu)的結(jié) 構(gòu)支撐274i由塔使用金屬支撐環(huán)270i來支撐，以當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)搶旋轉(zhuǎn)至朝向風(fēng)時(shí)使 發(fā)動(dòng)機(jī)艙繞支撐環(huán)270i具有輥(roll )。太陽能熱吸收器280i自身位于支撐塔上。
顯然，發(fā)動(dòng)機(jī)搶的下部結(jié)構(gòu)的垂直維度能夠相當(dāng)大地變化。在圖l的子發(fā) 動(dòng)機(jī)艙的表示中，其深度維度(圖ll中的"b"所指示)是水平長(zhǎng)度維度(圖 ll中的"a"所指示)的大約40%，從發(fā)動(dòng)機(jī)艙的前向工作端延伸到后面工作 端。顯然，根據(jù)各種因素，該垂直維度"b"能夠被相當(dāng)大地增加或減小。例 如，該40%維度能夠被減小至大約30%、 20%、 15%或10%,甚至低至5%。 同時(shí)，該40%維度能夠被增加到例如50%、 75%、 100%、 150 0/。、 200%、 250 %、 300%、 400%、 500%的值或甚至可能的更高值。
發(fā)動(dòng)機(jī)搶的下部結(jié)構(gòu)是很好的簡(jiǎn)單方法，用于提供和發(fā)動(dòng)機(jī)搶一起旋轉(zhuǎn)的 設(shè)備的大量空間并因而消除了和旋轉(zhuǎn)的以及非旋轉(zhuǎn)的設(shè)備的接口問題。額外的 重量也會(huì)是風(fēng)渦輪葉片的抵消重量，并且允許該葉片位于遠(yuǎn)離塔的位置，從而 降低當(dāng)葉片經(jīng)過塔時(shí)的葉片撓曲。
為了總結(jié)本發(fā)明的至少一些特征，本發(fā)明的實(shí)施例提供了下述優(yōu)點(diǎn)
1. 輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)會(huì)允許風(fēng)渦輪生成恒定功率而不是非恒定功率。
2. 將太陽能熱回收系統(tǒng)包括風(fēng)渦輪的混合風(fēng)渦輪允許由風(fēng)渦輪和太陽能 熱功率發(fā)電機(jī)使用相同的發(fā)電機(jī)、開關(guān)設(shè)備、支撐塔、房地產(chǎn)、以及 傳送線。
3. 發(fā)動(dòng)機(jī)搶下部結(jié)構(gòu)提供了額外的空間用于安裝必須和發(fā)動(dòng)機(jī)搶中的設(shè)備一起移動(dòng)的設(shè)備，例如熱回收系統(tǒng)發(fā)電機(jī)、空氣冷卻器、有機(jī)朗肯 循環(huán)熱回收系統(tǒng)和電齒輪。
4. 發(fā)動(dòng)機(jī)搶的下部結(jié)構(gòu)罩會(huì)作為風(fēng)渦輪上的尾鰭以輔助偏航i空制。
5. 發(fā)動(dòng)機(jī)艙的下部結(jié)構(gòu)模塊能夠在具有理想工作條件的車間中制造，因 而提高了工人的生產(chǎn)率并降低了制造成本。
6. 位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的下部結(jié)構(gòu)中的設(shè)備能夠被安裝在直立的位置并且在整
個(gè)制造處理中保持直立的位置。支撐塔中的設(shè)備必須在車間制造、運(yùn) 輸或制造處理過程中的某些點(diǎn)被翻轉(zhuǎn)到側(cè)面。
7. 當(dāng)與單獨(dú)熱能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的BTU/KWH中的熱速率相比時(shí)，由于來自風(fēng) 和太陽能系統(tǒng)的非熱能量輸入，混合風(fēng)渦輪的BTU/KWH中的能量轉(zhuǎn)換 效率是非常有效的，該混合風(fēng)渦輪在一個(gè)組合系統(tǒng)中使用風(fēng)和/或太陽 能和/或熱能量輸入。
造混合風(fēng)渦輪的所有部件。 9.發(fā)動(dòng)機(jī)搶的下部結(jié)構(gòu)提供在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中發(fā)生火災(zāi)的情況下用于操作人
員的替換逃生路線。 盡管通過幾個(gè)實(shí)施例的描述說明了本發(fā)明并且詳細(xì)描述了說明性實(shí)施例，
圍。所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的額外優(yōu)勢(shì)和變型對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已經(jīng)顯 現(xiàn)。因此，在其更廣方面的本發(fā)明不限于特定細(xì)節(jié)、代表的裝置和方法、以及 示出和描述的說明性示例。相應(yīng)地，在不偏離申請(qǐng)人的總體概念的精神和范圍 的前提下可以遠(yuǎn)離這樣的細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)渦輪組件，能夠提供總的恒定功率輸出，所述組件包括a.組合的風(fēng)渦輪支撐結(jié)構(gòu)和功率生成支撐結(jié)構(gòu)，所述風(fēng)渦輪支撐結(jié)構(gòu)包括塔，所述功率生成支撐結(jié)構(gòu)被可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述塔；b.發(fā)電機(jī)部，位于功率生成支撐結(jié)構(gòu)里或在功率生成支撐結(jié)構(gòu)處；c.風(fēng)功率部，安裝到功率生成支撐結(jié)構(gòu)并且至少包括旋轉(zhuǎn)安裝的葉片部以提供非恒定風(fēng)功率輸出；d.輔助功率部，將為所述發(fā)電機(jī)部提供輔助恒定功率輸出；e.所述組件設(shè)置有功率和/或其它能量傳遞連接、風(fēng)功率部以及所述輔助功率部，所述連接用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)所述發(fā)電機(jī)部之間的旋轉(zhuǎn)功率傳遞和/或其它能量傳遞；f.所述風(fēng)渦輪組件被布置為能夠通過在至少三種不同的操作模式中操作來在期望的功率水平向發(fā)電機(jī)部提供恒定功率，所述三種不同的操作模式是i.“僅風(fēng)功率模式”，用于存在足夠的風(fēng)速?gòu)亩~片部自身就能生成足夠的非恒定功率并且輔助功率部能夠保持靜止的情況；ii.“僅輔助功率模式”，其中風(fēng)速足夠低從而不能驅(qū)動(dòng)葉片部，或者至少低至小的值，并且能夠激活輔助功率部以向發(fā)電機(jī)部提供足夠的恒定功率以維持所需的功率輸出；和iii.“組合風(fēng)功率/輔助功率模式”，其中風(fēng)速使得葉片部的旋轉(zhuǎn)能夠僅提供僅部分滿足所需功率水平的充足的功率，并且輔助功率部被在向發(fā)電機(jī)部提供足夠的功率以滿足所需的功率水平的水平下操作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的組件，其中存在主驅(qū)動(dòng)部，所述主驅(qū)動(dòng)部包括所述風(fēng)功率部和將旋轉(zhuǎn)功率從風(fēng)功率部發(fā)送到發(fā)電機(jī)部的功率傳遞部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述主驅(qū)動(dòng)部包括速度改變驅(qū)動(dòng)部， 以增加發(fā)送到發(fā)電機(jī)部的旋轉(zhuǎn)速度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其中所述發(fā)電機(jī)部包括具有第一和第二 發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸入連接的發(fā)電機(jī)，其中第一發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸入連接具有至主驅(qū)動(dòng)部的第 一可操作連接，第二發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸入連接具有至輔助功率部的第二可操作 連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其中存在在所述主功率部和發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 輸入部之間的第一超越驅(qū)動(dòng)連接，并且存在位于發(fā)電機(jī)部和輔助驅(qū)動(dòng)部之間的 第二超越驅(qū)動(dòng)連接，從而所述發(fā)電機(jī)不需要在具有所述主驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)模式下就能夠被從輔助功率部驅(qū)動(dòng)，并且當(dāng)發(fā)電機(jī)不在具有主驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)模式下能 夠由輔助功率部驅(qū)動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述輔助功率部包括轉(zhuǎn)矩變換器以 向所述發(fā)電機(jī)部提供可變速度功率輸入。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其中所述主驅(qū)動(dòng)連接也從來自所述輔助 功率部的至少 一個(gè)功率源^^收功率輸入以從所述至少 一個(gè)輔助功率源向所述 發(fā)電機(jī)部發(fā)送功率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的組件，其中所述輔助功率部包括內(nèi)燃機(jī)、外燃 機(jī)、蒸汽渦輪機(jī)、蒸汽機(jī)、混合驅(qū)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、天然氣發(fā) 動(dòng)機(jī)、氣體渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體膨脹機(jī)、液壓馬達(dá)、以及電動(dòng)馬 達(dá)中的一個(gè)或多個(gè)，用于輔助功率部的功率源能夠是液壓能量、汽油、柴油燃 料、噴氣燃料、重油、天然氣、丙烷、氫、乙醇、煤、木頭、或任何其它適于 輔助功率部的能量源中的一個(gè)或多個(gè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述輔助功率部包括具有發(fā)動(dòng)^14非 氣和液體發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的燃料燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣和液體發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑被 引導(dǎo)至熱回收部以提取廢棄能量并將廢棄能量轉(zhuǎn)換為有用功率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的組件，其中在朗肯循環(huán)部完成來自排氣和發(fā)動(dòng) 機(jī)冷卻劑的熱回收，其中冷卻的排氣被釋放并且冷卻劑被返回發(fā)動(dòng)機(jī)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的組件，進(jìn)一步包括蒸汽生成部和蒸汽渦輪，其 中所述蒸汽生成部位于所述塔中或臨近所述塔，所述蒸汽渦輪至少部分包括輔
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，包括太陽能吸收部、泵和導(dǎo)管部，所述 泵和導(dǎo)管部被布置用于將液體介質(zhì)引導(dǎo)通過太陽能吸收部以加熱液體介質(zhì)從 而提供氣體介質(zhì)部分、以及液體介質(zhì)部分，并且將液體介質(zhì)部分引導(dǎo)回太陽能吸收器以進(jìn)一步吸收太陽能熱并繼續(xù)提供液體的液體形式和液體介質(zhì)的氣體 形式，所述組件進(jìn)一步包括氣體液體渦輪機(jī)以作為至少部分非恒定輔助功率部，從而存在三種驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的功率源，所述三種功率源是iv. i.風(fēng)；v. ii.太陽能生成的功率；以及vi. iii.由能量的恒定源提供燃料的輔助驅(qū)動(dòng)部的部分。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的組件，其中所述液體介質(zhì)包括水。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述功率生成支撐結(jié)構(gòu)具有旋轉(zhuǎn)的垂直軸、位于旋轉(zhuǎn)的垂直軸和組件的葉片部的位置之間的前面到后面的前面支 撐結(jié)構(gòu)部分以及位于旋轉(zhuǎn)的垂直軸和支撐結(jié)構(gòu)的端部分之間的后面支撐結(jié)構(gòu)部分，所述支撐結(jié)構(gòu)的端部分相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的軸位于和前向端部直徑方向相反的 位置，所述組件包括下部結(jié)構(gòu)，所述下部結(jié)構(gòu)位于后面支撐結(jié)構(gòu)部分的下面， 從而和所述后面支撐結(jié)構(gòu)部分垂直對(duì)準(zhǔn)并且連接到所述支撐結(jié)構(gòu)，從而當(dāng)支撐 結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)到各種方向時(shí)保持在位于后面支撐結(jié)構(gòu)部分的下面，從而葉片部朝向 風(fēng)，所述下部結(jié)構(gòu)具有能夠存儲(chǔ)各種設(shè)備的容納區(qū)域。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其中所述下部結(jié)構(gòu)具有相對(duì)于前面至 后面的對(duì)準(zhǔn)軸的側(cè)面部分，其中所述側(cè)面具有不寬于塔的寬度位置的側(cè)面部分 從而保持避開向后面并且圍繞塔流動(dòng)的氣體蒸汽。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其中所述下部結(jié)構(gòu)具有包含區(qū)域的垂 直維度，所述區(qū)域至少是下部結(jié)構(gòu)的包含工作區(qū)域的水平長(zhǎng)度維度的大約20 %。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的組件，其中所述下部結(jié)構(gòu)至少部分由支撐結(jié) 構(gòu)支撐，所述支撐結(jié)構(gòu)被安裝到塔從而能夠和功率生成支撐結(jié)構(gòu)閨繞塔旋轉(zhuǎn)。
18. —種提供和操作風(fēng)渦輪組件以提供恒定功率輸出的方法，所述組件包括a. 提供組合的風(fēng)渦輪支撐結(jié)構(gòu)和功率生成支撐結(jié)構(gòu)，所述風(fēng)渦輪支撐結(jié) 構(gòu)包括塔，所述功率生成支撐結(jié)構(gòu)被可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述塔；b. 將要被定位的發(fā)電機(jī)部定位于功率生成支撐結(jié)構(gòu)里或在功率生成支撐 結(jié)構(gòu)處；C.將具有葉片部的風(fēng)功率部安裝到功率生成支撐結(jié)構(gòu)并將這些定位到風(fēng)位置以向發(fā)電機(jī)部提供非恒定風(fēng)功率輸出；d. 操作輔助功率部以為所述發(fā)電機(jī)部提供輔助恒定功率輸出；e. 以選擇的模式繼續(xù)操作所述風(fēng)渦輪組件從而以至少三種不同的操作模 式來在期望的功率水平向發(fā)電機(jī)部提供恒定功率，所述三種不同的操 作模式是i. "僅風(fēng)功率模式"，用于存在足夠的風(fēng)速?gòu)亩~片部自身就能生成足 夠的非恒定功率并且輔助功率部能夠保持靜止的情況；ii. "僅輔助功率模式"，其中風(fēng)速足夠低從而不能驅(qū)動(dòng)葉片部，或者至 少低至小的值，并且能夠激活輔助功率部以向發(fā)電機(jī)部提供足夠的恒定 功率以維持所需的功率輸出；和iii. "組合風(fēng)功率/輔助功率模式"，其中風(fēng)速使得葉片部的旋轉(zhuǎn)能夠僅 提供僅部分滿足所需功率水平的充足的功率，并且輔助功率部被在向發(fā) 電機(jī)部提供足夠的功率以滿足所需的功率水平的水平下操作。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括提供太陽能吸收部并將液體介質(zhì)引導(dǎo)通過太陽能吸收部以加熱液體介質(zhì)從而^是供液體介質(zhì)部分以及氣所述發(fā)電機(jī)部提供恒定功率源，從而存在三種驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的功率源，所述三種 功率源是i. 風(fēng)；ii. 太陽能生成的功率；以及iii. 由能量的恒定源提供燃料的輔助驅(qū)動(dòng)部的部分。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括提供蒸汽發(fā)生部并將蒸汽 1導(dǎo)至輔助功率部以驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪來提供用于發(fā)電機(jī)的功率。
全文摘要
一種能夠提供總的恒定功率輸出的風(fēng)渦輪組件和方法。存在從風(fēng)渦輪向發(fā)電機(jī)部傳遞非恒定功率的風(fēng)功率部。也存在能夠向相同的發(fā)電機(jī)部提供恒定功率的輔助功率部。這可以在三種操作模式中操作，即僅風(fēng)功率模式、僅輔助功率模式和組合的風(fēng)功率和輔助功率模式。
文檔編號(hào)F03D9/00GK101595303SQ200880003362
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者托馬斯·麥克馬斯特 申請(qǐng)人:托馬斯·麥克馬斯特