用于風(fēng)力渦輪機以及其他設(shè)備的磁懸浮的磁鐵配置的制作方法
【專利摘要】一種具有用于減小渦輪機支座與渦輪機轉(zhuǎn)子之間的摩擦的一個或多個磁鐵的風(fēng)力渦輪機。渦輪機支座與渦輪機轉(zhuǎn)子之間的摩擦的減小允許風(fēng)力渦輪機的能量生成和規(guī)模的提高。本磁鐵配置利用了一圈設(shè)置于底部的圓柱形磁鐵，其與對應(yīng)數(shù)目的大體呈矩形的磁鐵相對放置。還利用了軸承磁鐵以使得軸向穩(wěn)定。
【專利說明】用于風(fēng)力渦輪機以及其他設(shè)備的磁懸浮的磁鐵配置
[0001]相關(guān)專利申請
[0002]本申請是于2012年4月20日提交的61/636，583號美國臨時專利申請的正式申請，該專利申請的內(nèi)容整體地在此引用以供參考。

【背景技術(shù)】
[0003]獲取風(fēng)力和把風(fēng)力轉(zhuǎn)換成能量一直是人類長期努力的任務(wù)。從古代的風(fēng)車房到今天的巨大的風(fēng)力發(fā)電場，這種再生型能量的有效的獲取和利用對于現(xiàn)代經(jīng)濟是至關(guān)重要的。隨著對于更清潔能量的增長的需要，更清潔的替換的能源生產(chǎn)的研究進展的重要性是顯而易見的。
[0004]風(fēng)力渦輪機利用風(fēng)力的動能，把它轉(zhuǎn)換成機械能或電力。傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機具有水平旋轉(zhuǎn)軸，它允許風(fēng)力渦輪機的葉片圍繞該軸旋轉(zhuǎn)。當風(fēng)力驅(qū)動葉片時，葉片圍繞風(fēng)力渦輪機的水平旋轉(zhuǎn)軸運動。然后，葉片相對于水平軸的相對旋轉(zhuǎn)可被轉(zhuǎn)換成能量。
[0005]近來，垂直軸風(fēng)力渦輪機已被使用來利用風(fēng)力的動能。垂直軸風(fēng)力渦輪機以與水平軸風(fēng)力渦輪機同樣的方式運行，然而，該軸位于垂直面，葉片圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。正如在物理學(xué)中(具體地在86匕定律中)闡述的，在水平軸風(fēng)力渦輪機與垂直軸風(fēng)力渦輪機運行期間，由于能量將損失在風(fēng)車房的機械零件的摩擦力上，能量在轉(zhuǎn)換過程期間將會損失。而且，在現(xiàn)有的系統(tǒng)中運轉(zhuǎn)部件之間的摩擦帶來維修問題，這需要經(jīng)常的和高花費的修理，主要是由于進行此類工作時需要系統(tǒng)停機。
[0006]最近，磁懸浮和其他先進技術(shù)被使用來減小摩擦，由此提高運行的效能。然而，用于磁懸浮的磁鐵的使用(這在列車產(chǎn)業(yè)中是熟知的)充滿問題。磁懸浮使用的主要的問題是脈動的磁場的控制，即穩(wěn)定性。這個問題在試圖通過利用圍繞中心軸桿的單個磁鐵將部件磁懸浮以減小摩擦的垂直軸風(fēng)力渦輪機系統(tǒng)中尤其明顯。然而，這些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不能使得磁通量穩(wěn)定，也無法消除摩擦，從而使得整個設(shè)備處境危險。
[0007]因此，需要一種能提高穩(wěn)定性、消除摩擦、和使得系統(tǒng)服務(wù)與停機時間最小化的改進的磁鐵配置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了通過新的磁鐵配置來減小風(fēng)力渦輪機的零部件之間的摩擦而提高風(fēng)力渦輪機或類似設(shè)備的效率的技術(shù)、系統(tǒng)和方法。風(fēng)力渦輪機包括渦輪機轉(zhuǎn)子、渦輪機支座、連接到渦輪機轉(zhuǎn)子的一個或多個葉片，其中所述一個或多個葉片被配置成使得渦輪機轉(zhuǎn)子相對于渦輪機支座運動。通過把一個或多個磁鐵組放置在渦輪機支座與渦輪機轉(zhuǎn)子之間并且在二者之間形成間距，而提高效率。渦輪機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動實際上是無摩擦的，在渦輪機葉片旋轉(zhuǎn)期間花費最小的能量。由渦輪機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的能量輸出被傳送到配置成從渦輪機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生電力的一個或多個發(fā)電機。
[0009]在本發(fā)明中，雙極磁鐵組在新穎的配置中被耦合到渦輪機轉(zhuǎn)子和渦輪機支座。該雙極磁鐵組被用來在渦輪機轉(zhuǎn)子和渦輪機支座之間形成間距，由此減小渦輪機轉(zhuǎn)子和渦輪機支座之間的摩擦。
[0010]更具體地，雙極磁鐵具有兩種類型，由布置在環(huán)繞渦輪機支座的環(huán)中的圓柱形磁鐵組成的下部組磁鐵；和由大體上呈矩形的磁鐵組成的上部組的磁鐵，其中每個矩形磁鐵被布置在對應(yīng)的圓柱形的下部磁鐵的上方。
[0011]這樣，利用本發(fā)明的改進磁鐵配置的整個設(shè)備可以控制不穩(wěn)定的磁通量，由此增強運行的穩(wěn)定性。另外，軸向布置的對齊的磁鐵也可以被用來進一步穩(wěn)定設(shè)備的運行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]雖然本說明書是以權(quán)利要求作為結(jié)束而且權(quán)利要求被用于具體地指出和清楚地說明本發(fā)明的主題，但可以相信，通過結(jié)合附圖所作出的以下說明將更好地了解本發(fā)明，其中相同的標號表示在結(jié)構(gòu)上和其它方面相同的元件，其中:
[0013]圖1八是現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力渦輪機配置的示意性截面圖；
[0014]圖18是諸如圖1八所示的那樣的、現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力渦輪機的示意性俯視圖；
[0015]圖2是現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力渦輪機的示意性截面圖；
[0016]圖3是另一個現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力渦輪機的示意性截面圖；
[0017]圖4是現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力渦輪機的示意性俯視圖；
[0018]圖5八是在按照本發(fā)明的實施例中磁鐵的環(huán)形配置的輪廓圖；
[0019]圖58是在按照本發(fā)明的實施例中磁鐵的環(huán)形配置的俯視圖；
[0020]圖5(:是在按照本發(fā)明的實施例中磁鐵的環(huán)形配置的立面?zhèn)纫晥D；
[0021]圖6八是按照本發(fā)明的磁懸浮軸承配置的實施例的立體圖；以及
[0022]圖68是在圖6八所示的磁懸浮軸承內(nèi)的磁鐵和電子部件的示意圖。

【具體實施方式】
[0023]以下的詳細說明用于使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠作出和使用本發(fā)明。為了說明起見，先闡述特定的術(shù)語，以便能透徹地了解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會看到，這些特定的細節(jié)對于實踐本發(fā)明并不是必須的。特定的應(yīng)用的描述僅僅作為代表性例子被提供。本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易想到對于優(yōu)選實施例的各種修正方案，這里規(guī)定的總的原則可被應(yīng)用到其他實施例和應(yīng)用，而不背離本發(fā)明的范圍。本發(fā)明不打算限于所公開的實施例，而是被給予與這里公開的原理和特征一致的最廣泛的可能的范圍。
[0024]現(xiàn)在參照圖1，圖1顯示可被利用來實施本發(fā)明的原理的風(fēng)力渦輪機100的示意性截面圖。例如，這樣的風(fēng)力渦輪機是在作為本發(fā)明的【背景技術(shù)】而被引述的美國專利申請^0.12/215，232和12/215，233中詳細描述的，這兩個專利申請的主題在此引用以供參考。
[0025]如圖1所示，風(fēng)力渦輪機100是垂直軸風(fēng)力渦輪機。因此，風(fēng)力渦輪機100的芯軸102基本上位于與地表垂直的平面上。風(fēng)力渦輪機100可以具有渦輪機轉(zhuǎn)子104和在渦輪機轉(zhuǎn)子104內(nèi)并與該轉(zhuǎn)子同心的渦輪機支座106。渦輪機轉(zhuǎn)子104響應(yīng)于作用在一個或更多個示意性示出的葉片108上的風(fēng)力，圍繞渦輪機支座106的芯軸102旋轉(zhuǎn)。來自風(fēng)力的動能被葉片108獲取，由此旋轉(zhuǎn)渦輪機轉(zhuǎn)子104。在渦輪機轉(zhuǎn)子104圍繞軸102旋轉(zhuǎn)時，渦輪機核心支座106可以保持為靜止。為了減小在旋轉(zhuǎn)的渦輪機轉(zhuǎn)子104與渦輪機支座106之間的摩擦的影響，使用了磁鐵組110來減小渦輪機轉(zhuǎn)子104作用在渦輪機支座106上的重力。發(fā)電機112可以放置在靠近風(fēng)力渦輪機100，以便把旋轉(zhuǎn)的渦輪機轉(zhuǎn)子104的機械能轉(zhuǎn)換成電力。
[0026]如圖1八所示的渦輪機轉(zhuǎn)子104具有基本上以軸102為中心的中心軸113。渦輪機轉(zhuǎn)子104可包括從中心軸113向外延伸的頂部114和底部116。如圖所示，中心軸113支撐頂部114和底部116。頂部114和/或底部116，如圖所示，從中心軸113徑向向外延伸。在圖18中，顯示了風(fēng)力渦輪機100的俯視圖。俯視圖顯示了從軸102向外延伸第一半徑尺1的頂部114。底部116可以從軸102向外延伸與頂部114相同的距離；然而，應(yīng)當意識到，頂部114和底部116從軸102向外延伸的距離可以隨設(shè)計條件而變化。頂部114，如圖1八和18所示，延伸超過渦輪機支座106的支架軸118的頂部；然而，應(yīng)當意識到，可以使用對于頂部114的其它適當?shù)呐渲谩?br> [0027]應(yīng)當理解，渦輪機轉(zhuǎn)子104可以具有對于圖1所示的渦輪機轉(zhuǎn)子的替換設(shè)計。例如，如圖2所示，渦輪機轉(zhuǎn)子104可不覆蓋支架軸118的頂部。而且，渦輪機轉(zhuǎn)子104可以只包括頂部114和底部116，并通過葉片108被保持在一起。再者，頂部114和/或底部116可以不做成圓形圖案，而是可以作為支座延伸超過每個葉片108，為了在材料上省錢和減小渦輪機轉(zhuǎn)子104的重量。還應(yīng)當理解，渦輪機轉(zhuǎn)子104可以具有能夠支撐葉片108和使得葉片圍繞軸102進行旋轉(zhuǎn)的任何適當?shù)脑O(shè)計。
[0028]渦輪機轉(zhuǎn)子104的底部116可包括一個或多個磁鐵110。被放置在渦輪機轉(zhuǎn)子104的底部116的所述一個或多個磁鐵110提供對抗位于渦輪機支座106上的一個或多個磁鐵110的相反的作用力。所述一個或多個磁鐵110產(chǎn)生的相反的作用力減小渦輪機轉(zhuǎn)子106在渦輪機支座104上的重量負載，正如下面結(jié)合圖5八，58和5(:更詳細地討論的。
[0029]渦輪機支座106可以是能夠支撐渦輪機轉(zhuǎn)子104的重量、和當渦輪機轉(zhuǎn)子104圍繞軸102旋轉(zhuǎn)時能夠使得渦輪機轉(zhuǎn)子104穩(wěn)定的任何適當?shù)男螤?。渦輪機支座106，如圖1八所示，包括基座120和支架軸118。基座120可以安置于渦輪機轉(zhuǎn)子104的底部116的下方。基座120典型地起到在表面124(諸如地面或基巖)與渦輪機轉(zhuǎn)子104之間的支撐件的作用。基座120可包括靠近渦輪機轉(zhuǎn)子104的平臺122以及靠近表面124的底部部件123?；?20可以是任何適當?shù)男螤睿灰軌蛑螠u輪機轉(zhuǎn)子104的重量。
[0030]表面124，如圖1八所示，是地面。然而，應(yīng)當理解，表面124可以是支撐基座120的任何適當?shù)谋砻?，包括但不限于，拖車、船、如圖3所示的軌道車、建筑物的頂部、停車場的頂部、體育館的頂部、海上平臺、島嶼(人造的或其它)等等。
[0031]平臺122典型地提供對于渦輪機轉(zhuǎn)子104的垂直支撐。平臺122可包括一個或多個磁鐵110八，它們提供對抗位于渦輪機轉(zhuǎn)子104的底部116上的一個或多個磁鐵1108的相反的作用力，正如將在下面更詳細地描述的。基座120和/或平臺122可以從軸102延伸與渦輪機轉(zhuǎn)子104相同的徑向距離。替換地，基座120可以從軸102延伸比起渦輪機轉(zhuǎn)子104更短的徑向距離，或在另一個替換實施例中，基座120可以從軸102延伸比起渦輪機轉(zhuǎn)子104更長的徑向距離。應(yīng)當理解，平臺122可以是能夠為渦輪機轉(zhuǎn)子104提供垂直支撐表面的任何適當?shù)男螤睢?br> [0032]渦輪機支座106的支架軸118可以提供渦輪機轉(zhuǎn)子104的穩(wěn)定性。支架軸118，如圖1八和18所示，被徑向地放置在渦輪機轉(zhuǎn)子104的中心軸113里面。圖1八顯示支架軸118為基本上實心軸，它稍微小于渦輪機轉(zhuǎn)子104的中心軸113的內(nèi)部。替換地，支架軸118可以規(guī)定允許用于內(nèi)部進出通道202的一個開孔。支架軸118允許渦輪機轉(zhuǎn)子104響應(yīng)于風(fēng)力進行旋轉(zhuǎn)而同時阻止渦輪機轉(zhuǎn)子104沿基本上垂直于芯軸102的方向運動。支架軸118可以包括一個或多個磁鐵1100，它提供對抗位于渦輪機轉(zhuǎn)子104的中心軸113上的一個或多個磁鐵1100的相反的作用力。位于支架軸118上的磁鐵1100可以用來軸向穩(wěn)定渦輪機轉(zhuǎn)子，正如下面結(jié)合本發(fā)明的圖6八和68更詳細地討論的。
[0033]如圖1八和圖3示意性地示出，風(fēng)力渦輪機100可包括連接器126。連接器126可以把渦輪機轉(zhuǎn)子104固定到渦輪機支座106，而同時允許渦輪機轉(zhuǎn)子104旋轉(zhuǎn)。圖1八顯示連接器126為銷式連接，它被固定到支架軸118，并插入到渦輪機轉(zhuǎn)子104的頂部114上的開孔。該銷的頭部可以坐落在渦輪機轉(zhuǎn)子104的頂部114。開孔可以足夠大而在渦輪機轉(zhuǎn)子104圍繞渦輪機支座106旋轉(zhuǎn)時不觸及銷。銷的頭部可以僅僅提供對于渦輪機轉(zhuǎn)子104的向上行進的限制。因此，典型地，渦輪機轉(zhuǎn)子104可以不嚙合連接器126 ；然而，在渦輪機轉(zhuǎn)子104提升離開渦輪機支座106的情形下，銷頭部將阻止它變成與風(fēng)力渦輪機100拆開。應(yīng)當理解，可以使用任何適當?shù)摹⒂糜诎褱u輪機轉(zhuǎn)子104固定到渦輪機支座106的裝置。
[0034]正如所描述的，一個或多個磁鐵1100，1100通過在渦輪機支座104與渦輪機轉(zhuǎn)子106之間形成間距而減小在渦輪機支座104與渦輪機轉(zhuǎn)子106之間的軸向的和其他的摩擦。磁鐵代替在現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力渦輪機中的滾子軸承的作用。被放置在渦輪機轉(zhuǎn)子104的底部116和渦輪機支座的平臺122上的磁鐵組110八，1108可包括一個或多個懸浮磁鐵和一個或多個穩(wěn)定磁鐵。懸浮磁鐵提供在渦輪機轉(zhuǎn)子104的底部116與平臺122之間的相反的作用力。由磁懸浮磁鐵產(chǎn)生的相反的作用力可以在渦輪機轉(zhuǎn)子104上形成一個基本上與作用在渦輪機轉(zhuǎn)子104上的地球引力相反的力。懸浮磁鐵可以提供足夠大的相反的力來提升渦輪機轉(zhuǎn)子104離開平臺122，由此消除在平臺122與渦輪機轉(zhuǎn)子104之間的摩擦。具體地，由于相反的力的作用，在平臺122與渦輪機轉(zhuǎn)子104的底部116之間可以形成一個間距。替換地，由懸浮磁鐵產(chǎn)生的相反的力可以僅僅抵消地球引力的一部分，這樣，在平臺122與渦輪機轉(zhuǎn)子104之間的摩擦力被減小。為了克服現(xiàn)有的磁懸浮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和其他的問題，本發(fā)明具有對于各個磁鐵110八和1108的改進的和新穎的配置，正如下面進一步描述的和在本發(fā)明的圖5八，58，和5(:上顯示的。
[0035]穩(wěn)定磁鐵1100，1100，如圖1八所示，被設(shè)計成提供在中心軸113與支架軸118之間的相反的力。穩(wěn)定磁鐵可以直接放置在中心軸113的內(nèi)部和支架軸118的外部。穩(wěn)定磁鐵可以保持中心軸113的內(nèi)徑和支架軸118的外徑之間的間距。因此，在渦輪機轉(zhuǎn)子104旋轉(zhuǎn)期間，在渦輪機轉(zhuǎn)子104的中心軸113與支架軸118之間能夠沒有摩擦。應(yīng)當意識到，可以使用減小中心軸113與支架軸118之間的摩擦的其它裝置，包括但不限于，軸承。這些軸承磁鐵的技術(shù)上的進一步的改進方案將在本發(fā)明中在下面闡述，并結(jié)合圖6八和68顯示。
[0036]通過使用懸浮磁鐵和穩(wěn)定磁鐵，可以消除在渦輪機轉(zhuǎn)子104與渦輪機支座106之間的摩擦。所述一組或多組磁鐵110可以是適用于產(chǎn)生相反的力的任何磁鐵，包括，但不限于，永久磁鐵、電磁鐵、永久稀有地球磁鐵、鐵磁材料、永久磁鐵材料、磁鐵線等等。永久稀有地球磁鐵可包括釤鈷(--)和/或釹⑶泥四)。而且，所述一個或多個磁鐵110可以以任何適當?shù)姆绞奖话才牛灰鼈儨p小在渦輪機轉(zhuǎn)子104與渦輪機支座106之間的摩擦，雖然這里在下面結(jié)合本發(fā)明顯示的改進的配置使得摩擦損耗最小化。
[0037]圖1八，2和3顯示磁鐵組110為一系列互相間隔開的永久磁鐵，然而，應(yīng)當理解，可以使用電磁鐵來磁化渦輪機轉(zhuǎn)子104和渦輪機支座106的一部分。而且，在替換實施例中，渦輪機轉(zhuǎn)子104和渦輪機支座106的一部分可被磁化，以便提供相反的力。因此，在替換實施例中，整個平臺122和丨或基座120可被磁化，以便對也可被磁化的渦輪機轉(zhuǎn)子104的底部116提供相反的力。
[0038]葉片108可以是能夠把風(fēng)力的動能轉(zhuǎn)換成機械能的任何適當?shù)娜~片。在一個實施例中，葉片108由薄的金屬材料制成，然而，應(yīng)當理解，葉片可以是任何適用的材料,包括但不限于，聚合碳、織物、合成材料。
[0039]葉片108可以被靜態(tài)地固定到渦輪機轉(zhuǎn)子104。另外，葉片108也可被移動地附接到渦輪機轉(zhuǎn)子104。例如，在葉片108與渦輪機轉(zhuǎn)子104之間的連接可以允許葉片108的角度相對于渦輪機轉(zhuǎn)子104進行調(diào)節(jié)。所述角度可以根據(jù)在所在位置處風(fēng)力的條件，人工地或自動化地調(diào)節(jié)。
[0040]在渦輪機轉(zhuǎn)子104環(huán)繞軸102旋轉(zhuǎn)時，渦輪機轉(zhuǎn)子104為所述一個或多個發(fā)電機112提供機械能。在一個實施例中，發(fā)電機齒輪128在渦輪機轉(zhuǎn)子104旋轉(zhuǎn)時由渦輪機轉(zhuǎn)子104的一部分帶動運動。如圖1八所示，齒輪128的外邊緣130可以接近渦輪機轉(zhuǎn)子104的邊緣。在另一個實施例中，齒輪128通過傳統(tǒng)的齒輪和/或通過能夠把旋轉(zhuǎn)傳送到齒輪128的傳送裝置而嚙合渦輪機轉(zhuǎn)子104。
[0041]在另外的或替換的實施例中，齒輪128可以是磁性齒輪。磁性齒輪是響應(yīng)于渦輪機轉(zhuǎn)子104與磁性齒輪之間的磁力而運動的齒輪。齒輪128和/或渦輪機轉(zhuǎn)子104的靠近的部分中的至少一部分可被磁化。因此，當渦輪機轉(zhuǎn)子104旋轉(zhuǎn)靠近齒輪128時，響應(yīng)于渦輪機轉(zhuǎn)子104的旋轉(zhuǎn)，磁力使得齒輪128運動。磁性齒輪允許渦輪機轉(zhuǎn)子104來旋轉(zhuǎn)齒輪128而在兩個部件之間沒有任何摩擦。
[0042]現(xiàn)在參照圖3，圖上顯示按照現(xiàn)有技術(shù)的磁性齒輪。轉(zhuǎn)子齒輪部件300可以從渦輪機轉(zhuǎn)子104的外表面凸起。轉(zhuǎn)子齒輪部件300可以延伸超出渦輪機轉(zhuǎn)子103的外徑，并與渦輪機轉(zhuǎn)子104 —同旋轉(zhuǎn)。正如所顯示的，轉(zhuǎn)子齒輪部件300是圍繞渦輪機轉(zhuǎn)子104的外徑延伸的平板；然而，應(yīng)當理解，可以使用對于轉(zhuǎn)子齒輪部件300的任何適當?shù)呐渲?。齒輪128可包括一個或多個大齒輪(陰虹^661) 302，所述大齒輪從齒輪延伸到靠近轉(zhuǎn)子齒輪部件300的位置。如圖3所示，兩個大齒輪302位于轉(zhuǎn)子齒輪部件300的一個部分的上方和下方。當渦輪機轉(zhuǎn)子104旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子齒輪部件300旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子齒輪部件300的一個部分可以在一個或多個大齒輪302的兩個部分之間進入。轉(zhuǎn)子齒輪部件300和一個或多個大齒輪302的任何部件可被磁化。被使用來產(chǎn)生用于磁性齒輪的磁力的磁鐵的類型可以是這里描述的任何磁鐵。在磁性齒輪的部件之間的磁力使得齒輪128運動，由此在發(fā)動機112中生成電和/或電力。
[0043]發(fā)電機112可以位于靠近渦輪機轉(zhuǎn)子104的各種位置。圖18顯示位于渦輪機轉(zhuǎn)子104周圍的三個發(fā)電機112。應(yīng)當看到，在渦輪機轉(zhuǎn)子104周圍可以使用任何適當?shù)臄?shù)目的發(fā)電機112。而且，發(fā)電機112可以位于渦輪機轉(zhuǎn)子附近的其它位置，包括，但不限于，在渦輪機轉(zhuǎn)子的軸102附近，與軸102對齊在渦輪機轉(zhuǎn)子104的上方和/或下方的地方等等。
[0044]發(fā)電機112可以是用于把機械能轉(zhuǎn)換成電力的任何適當?shù)陌l(fā)電機，包括但不限于，發(fā)電機、電機、直線發(fā)電機等等。在一個實施例中，一個或多個發(fā)電機112是直線同步電機(131)。131電機可以使渦輪機支座120前進，并且它可以兼作為剎車系統(tǒng)。
[0045]由發(fā)電機生成的電力可以直接饋送到電網(wǎng)。而且，應(yīng)當理解，電力可以替換地或附加地在現(xiàn)場被使用，或被存儲。所存儲的電力可以在對于電力有更高的要求的以后的日子里被使用。電力存儲單元的例子包括，但不限于，電池和生成存儲的壓縮空氣、飛輪系統(tǒng)、磁懸浮飛輪系統(tǒng)、水力蓄能器、電容器、超級電容器、以及它們的組合等等。
[0046]磁鐵組110減小和潛在地消除渦輪機轉(zhuǎn)子104與渦輪機支座106之間的摩擦。這種摩擦減小允許風(fēng)力渦輪機100的規(guī)模比起傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機大得多。在傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機中，風(fēng)力渦輪機越大，在運動部件之間產(chǎn)生的摩擦越大。摩擦量最終限制傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機的有效的尺寸。在一個例子中，風(fēng)力渦輪機可以具有1000英尺的外徑。本發(fā)明之前的熟知的風(fēng)力渦輪機典型地具有最大約300英尺的直徑。在另一方面，固定的風(fēng)力渦輪機200，如圖2所示，具有約600英尺的外徑，它能夠產(chǎn)生大于1訓(xùn)的電力。較小的輕便的風(fēng)力渦輪機304，如圖3所示，可以適配于運輸?shù)竭h方的位置。輕便型風(fēng)力渦輪機可以具有大于15英尺的直徑和大于15英尺的高度。在優(yōu)選實施例中，輕便型風(fēng)力渦輪機具有在約30英尺到120英尺范圍內(nèi)的直徑和在約25英尺到100英尺范圍內(nèi)的高度，能夠產(chǎn)生50麗卜的電力。應(yīng)當理解，風(fēng)力渦輪機的尺寸和規(guī)?？梢噪S客戶需要而變化。而且，應(yīng)當理解，一個以上的風(fēng)力渦輪機可以放置在同一個輕便傳輸系統(tǒng)上和/或在一個固定的位置。
[0047]雖然風(fēng)力渦輪機100的總的尺寸可以比傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機大得多，但一個風(fēng)力渦輪機100產(chǎn)生的功率量也比傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機大得多。因此，對于風(fēng)力渦輪機100所需要的總的地面使用量比起對于傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電場所需要的地面使用量可以減小。
[0048]圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)配置示出固定的風(fēng)力渦輪機200，它可以具有延伸超過渦輪機轉(zhuǎn)子104的渦輪機支座106。磁鐵組110除以在上描述的位置之外，還可以在渦輪機支座106的上面部分201。
[0049]按照一個實施例，固定的風(fēng)力渦輪機200可包括內(nèi)部進出通道202。應(yīng)當理解，任何的風(fēng)力渦輪機100、200和304都可包括內(nèi)部進出通道202。內(nèi)部進出通道202允許人進入渦輪機支座104的內(nèi)部。內(nèi)部進出通道202可以延伸到渦輪機轉(zhuǎn)子104的上方和/或下面，以使得人能夠進入到固定的風(fēng)力渦輪機200的各種位置。內(nèi)部進出通道202可以允許人對于風(fēng)力渦輪機100、200和304的磁鐵110和其它部件進行維修。而且，內(nèi)部進出通道202可以具有用于輸送人到內(nèi)部進出通道202上面和下面的裝置。用于輸送人的裝置可以是任何適用的工具，包括，但不限于，升降電梯、纜繩升降梯、水力升降梯、磁力升降梯、扶梯、螺旋式樓梯、自動扶梯、梯子、繩子、消防員爬桿、螺旋式升降梯等等。螺旋式升降梯是以圍繞內(nèi)部進出通道202的內(nèi)部的螺旋式輸送一個或多個人到內(nèi)部進出通道202上面和下面的升降梯。例如，螺旋式升降梯可以與螺旋式樓梯相同的路徑行進。升降梯和/或螺旋式升降梯可以使用磁懸浮來把升降梯上下提升。
[0050]渦輪機支座106的上面部分201可包括觀察臺204。觀察臺204可以圍繞風(fēng)力渦輪機100、200和/或304的周圍延伸，由此允許人從觀察臺204觀看周圍的區(qū)域。觀察臺204也可以用作為操作員控制風(fēng)力渦輪機的各種不同的特性的位置，這里在下面更詳細地討論。
[0051]渦輪機支座106的上面部分201還可包括直升機停機坪206。直升機停機坪202允許人通過飛行到達風(fēng)力渦輪機100、200和/或304，并且讓直升飛機(未示出)直接降落在風(fēng)力渦輪機上。這在遠程位置或進出受限的位置時是特別有用的，包括，但不限于，海洋、湖泊、工業(yè)地區(qū)、凍土地帶、沙漠等等。
[0052]渦輪機支座106的上面部分201還可包括一個或多個起重機208。起重機208允許操作員提升重型設(shè)備。起重機208可以是能夠圍繞風(fēng)力渦輪機的直徑旋轉(zhuǎn)的串聯(lián)式起重機。起重機可以幫助構(gòu)建風(fēng)力渦輪機100。
[0053]現(xiàn)在參考附圖的圖4，圖上顯示帶有一個或多個風(fēng)壓縮機400的現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力渦輪機100的俯視圖。風(fēng)壓縮機400每個是被配置成把風(fēng)引導(dǎo)到風(fēng)力渦輪機100的阻擋物。正如圖4上總的顯示的，風(fēng)壓縮機400被放置在風(fēng)力渦輪機100的任一側(cè)，以便把風(fēng)的流向重新引導(dǎo)到風(fēng)力渦輪機100。風(fēng)壓縮機400把風(fēng)沿漏斗狀通道送到風(fēng)力渦輪機100。把風(fēng)聚集到風(fēng)力渦輪機100產(chǎn)生文丘里效應(yīng)，由此增加風(fēng)到風(fēng)力渦輪機100的速度和力量。這種對于風(fēng)力渦輪機的文丘里效應(yīng)提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速或旋轉(zhuǎn)速度，這轉(zhuǎn)換成由發(fā)電機112產(chǎn)生的增加的電能(圖1八)。在渦輪機葉片108上風(fēng)能和風(fēng)力的這種增加因此就從風(fēng)力渦輪機100轉(zhuǎn)移到發(fā)電機112，引起增加的電力輸出。這種阻擋物400提高風(fēng)力渦輪機100,500的效率和最終輸出高達大于每小時1000-2000兆瓦(麗)或每小時1訓(xùn)。熟知的風(fēng)力渦輪機產(chǎn)生的功率在2-41(1/小時之間。應(yīng)當理解，為了產(chǎn)生訓(xùn)量級的輸出，例如，在海面上14111/8的風(fēng)速，需要3，700英尺X 3，700英尺的受風(fēng)區(qū)面積(對于1咖0和需要5，200英尺X 5，200英尺的受風(fēng)區(qū)面積(對于261)。
[0054]風(fēng)壓縮機400可以是能夠把自然流向的風(fēng)重新引導(dǎo)到風(fēng)力渦輪機100的任何適當?shù)淖钃跷铩＿m當?shù)娘L(fēng)壓縮機包括但不限于，風(fēng)帆、軌道車、拖車車身、建筑物等等。在結(jié)構(gòu)上，阻擋物400具有這樣的形式和尺寸，以使得獲取和重新引導(dǎo)風(fēng)的主體流向風(fēng)力渦輪機。在一個實施例中，諸如風(fēng)帆那樣的阻擋物，在兩個維度上具有大的面積，但基本上是平的物體，必須加以固定，避免被風(fēng)力移位。諸如軌道車、拖車車身那樣的其它阻擋物應(yīng)當具有足夠的重量，以避免被風(fēng)力移位。在風(fēng)帆或機翼設(shè)計中的其它阻擋物形狀也是可能的，這在本 申請人:的其它申請中闡述。
[0055]每種風(fēng)壓縮機400可以可移動地裝載到運輸車403或運輸裝置，以便當風(fēng)的方向改變時把壓縮機400移動到獲取風(fēng)流的一個位置，并把風(fēng)流引導(dǎo)到風(fēng)力渦輪機。運輸車可以是能夠移動風(fēng)壓縮機400的任何運輸車403，包括但不限于，用來移動軌道車的機車、汽車、卡車、拖車、船、澳華拖車、重型自力推動的模塊化的運輸車403等等。每個運輸車403可包括能夠推動運輸車403的引擎或發(fā)動機。每個風(fēng)壓縮機400的位置可以被調(diào)節(jié)成適合在特定的位置處的盛行風(fēng)模式。而且，風(fēng)壓縮機400的位置可以自動和/或人工改變成適合于風(fēng)向的漂移。為此，運輸車403可以包括用于移動運輸車403的驅(qū)動部件。運輸車403可以與控制器通信。用于根據(jù)風(fēng)向來操控每個運輸車403的位置。分開的控制器可以放置在每個運輸車403內(nèi)。
[0056]一個或多個通道402，如圖4所示，可以在運輸車403承載風(fēng)壓縮機400到風(fēng)力渦輪機100周圍的新的位置時引導(dǎo)運輸車403。所述一個或多個通道402可以是用于引導(dǎo)運輸車的任何適當?shù)耐ǖ?，包括但不限于，鐵路、單軌道、道路、水路、等等。如圖4所示，所述一個或多個通道402可以是圍繞整個風(fēng)力渦輪機100延伸的一系列逐漸增大的圓圈。應(yīng)當理解，可以使用用于通道402的任何適當?shù)呐渲?。如上所述，風(fēng)力渦輪機100的尺寸由于在渦輪機轉(zhuǎn)子104與渦輪機支座106之間的最小化的摩擦而大大地增加。因此，通道402可包含風(fēng)力渦輪機100周圍的大的區(qū)域。風(fēng)壓縮機400總的來說可以延伸到離風(fēng)力渦輪機100的任何距離，僅僅受區(qū)域中地面使用的限制。因此，大范圍的風(fēng)都可以被直接引導(dǎo)到風(fēng)力渦輪機100，由此增加作用到葉片108上的風(fēng)量。
[0057]—方面，控制器可以是能夠從本地或遠端位置控制每個運輸車403的單個控制器404?？刂破?04可以與運輸車403進行有線或無線通信?？刂破?04觸發(fā)執(zhí)行器，由此控制運輸車403的引擎、發(fā)動機或驅(qū)動部件?？刂破骺砂ㄖ醒胩幚韱卧?、支持電路、以及存儲器?？砂ㄍㄓ锰幚碛嬎銠C、微處理器、或被使用來進行信號處理的那種類型的數(shù)字信號處理器。支持電路可包括熟知的電路，諸如緩存器、時鐘電路、電源、輸入/輸出電路等等。存儲器可包括只讀存儲器、隨機存取存儲器、硬盤驅(qū)動存儲器、可拆卸存儲裝置和以各種組合的數(shù)字存儲器的其他形式。存儲器存儲控制軟件和信號處理軟件?？刂栖浖ǔ１皇褂脕硖峁τ陲L(fēng)力渦輪機的系統(tǒng)的控制，包括運輸車403的位置、葉片方向、被存儲的功率量對發(fā)送到電網(wǎng)的功率量等等。處理器可以能夠根據(jù)來自傳感器的數(shù)據(jù)計算每個風(fēng)壓縮機的最佳位置。
[0058]圖3所示的一個或多個傳感器310可被放置在風(fēng)力渦輪機100、200、和丨或304上，和/或在風(fēng)力渦輪機周圍的區(qū)域中。傳感器310可以檢測當前的風(fēng)向和/或強度，把信息發(fā)送到控制器。傳感器310還可以檢測渦輪機轉(zhuǎn)子104的旋轉(zhuǎn)的速度?？刂破骺梢越邮贞P(guān)于與風(fēng)力渦輪機相關(guān)聯(lián)的任何的部件和/或傳感器的信息。控制器然后可以發(fā)送指令到風(fēng)力渦輪機的各種部件、風(fēng)壓縮機和/或發(fā)電機，以使得風(fēng)力渦輪機的效率最佳化。控制器可以放置在高塔的底座內(nèi)、在混凝土地基處、遠端位置、或者高塔頂部的控制室內(nèi)。
[0059]如所描述的，圖1-4闡述可以在本發(fā)明中被采用的渦輪機系統(tǒng)的部件?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到本發(fā)明的描述，應(yīng)當理解，無論在哪里可應(yīng)用的地方，這里在上面描述的正文可被利用來解釋這里闡述的和這里在下面權(quán)利要求的革新方案的某些方面。
[0060]現(xiàn)在參照針對本發(fā)明的附圖的圖5八，圖上顯示風(fēng)力渦輪機設(shè)備的一部分，即，它的環(huán)形配置，通常在圖上用標號530表示，它可被部署在圖1-4上闡述的各種上下文中，正如這里在上面的正文中描述的。圖5八上概略地顯示的是多個圓柱磁鐵，通常用標號510八表示，它被部署在圓環(huán)或圓圈上，也如圖58所示，并被放置在盤或支座上。環(huán)形配置530的部件的分解圖在圖5(:上顯示，其中圖58是截面圖。
[0061]圓柱磁鐵510八以固定的半徑被部署，并通過強粘合劑或其他牢固的附加法被附接到基座支撐板506以固定到渦輪機支座，諸如這里在上面描述的渦輪機106。磁鐵優(yōu)選地由釹(例如冊?68 61-8(16 ^52)制成，在本發(fā)明的一個實施例中，磁鐵具有約1.5英寸直徑、0.75英寸厚度或高度的尺度。圓柱磁鐵510八被軸向地極化，即，磁鐵的極點是在平端上。磁鐵優(yōu)選地也是相當強的，例如，具有大于115磅的拉力，5，233高斯表面場，以及17605/800(:的最大工作溫度。本 申請人:發(fā)現(xiàn)，磁鐵510八的環(huán)形配置產(chǎn)生強的磁場，這時正極點面向上，與轉(zhuǎn)子部分中的對應(yīng)的磁鐵相反，正如這里下面描述的。本 申請人:，通過使用磁場觀看薄膜和含鐵流體，揭露以上的配置為能夠操控起伏的磁力的最好的配置。當然，對本 申請人:的發(fā)現(xiàn)的少許調(diào)節(jié)是可能的和被認為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，具體而言，是作為權(quán)利要求主張的。
[0062]再次參照本發(fā)明的圖5八-5(:,放置在環(huán)形配置300中的磁鐵環(huán)510八上面的，是放置在基座轉(zhuǎn)子板516的底面處的一系列大體上呈矩形的磁鐵5108，所述基座轉(zhuǎn)子板516被固定到轉(zhuǎn)子(諸如這里在上面描述的轉(zhuǎn)子104)的底部。如圖所示，磁鐵5108每個基本上對準或正好對準各個圓柱形磁鐵5101為了提供對抗地球引力的提升，下面的磁鐵510八通常在強度上比起上面的磁鐵大30-40%。 申請人:發(fā)現(xiàn)圓柱形和矩形磁鐵對的這種特定的配置顯示出增強的能力，提供在任何現(xiàn)有技術(shù)中都未發(fā)現(xiàn)的強的周邊的支持。正如所指出的，許多現(xiàn)有技術(shù)依賴于沿設(shè)備的中心軸或桿布置的單個磁鐵，而不是沿周界部署的單個磁鐵。這樣，現(xiàn)有技術(shù)配置固有地失去平衡，和越來越容易受穩(wěn)定性問題影響，引起更多的沖突。本發(fā)明的配置克服了這些缺點，它是對于在圖1-4上和在美國專利申請如.12/215，232和12/215，233中所顯示的技術(shù)的改進方案。
[0063]現(xiàn)在參照附圖的圖6八和68，圖上顯示可以在本發(fā)明中被利用來提供附加的軸支撐的磁軸承配置。如圖6八所示，圍繞支架軸118或它的一部分一磁軸承6100布置的轉(zhuǎn)子軸承6100，具有與軸承6100相反的磁性，以保持它們之間的縫隙或間距，由此減小摩擦。如圖所示，轉(zhuǎn)子軸承610(:具有沿內(nèi)表面徑向地對準的多個對應(yīng)的磁鐵，例如8個，通常用標號6102表示。當然，應(yīng)當理解，不同于這里顯示的這些徑向地對準的磁鐵的其它配置和數(shù)目也是可能的。如上所顯示的，轉(zhuǎn)子軸承610“實際上，在其中對準的各個磁鐵6102)和6100的正極被布置為彼此相對，由此產(chǎn)生排斥力，以保持部件為分開的。正如以上結(jié)合圖1指出的，多個這樣的軸承對610(:和6100可以沿支架軸118的長度放置。替換地，一對可以放置在底部，例如，沿基座轉(zhuǎn)子板516，另一對放置在轉(zhuǎn)子的頂部或靠近支架軸118的頂端。
[0064]參照圖68，以上的磁鐵配置可以配備有電子裝置，以便更好地保持縫隙距離。穩(wěn)定器系統(tǒng)，通常用標號640表示，包括控制器642、功率放大器644、用來測量縫隙的距離(在軸/軸承610與轉(zhuǎn)子軸承610(:之間的距離)的縫隙傳感器646、和縫隙傳感器檢測器648。如果總的設(shè)備沒有對準，例如，支架軸118移動到垂直對準范圍外面，以及沿一側(cè)出現(xiàn)更大的縫隙，在另一側(cè)出現(xiàn)較小的縫隙，則控制器642指令功率放大器644產(chǎn)生沿較小的縫隙一側(cè)的更大的力(或沿較小的縫隙一側(cè)的更小的力)，來補償和校正設(shè)備的總的垂直對準。
[0065]應(yīng)當看到，這里，具體地在圖5和6上，闡述的部件的配置是結(jié)合風(fēng)力渦輪機描述的，其原理也可以應(yīng)用于其它方面。事實上，在本案中披露的磁鐵的特定的對準方案在許多利用渦輪機，或更一般地，在利用諸如，但不限于，上述的發(fā)電機、電機、直線發(fā)電機等等那樣的發(fā)電機的其它方面都具有可應(yīng)用性。在本專利申請中闡述的改進的平衡和穩(wěn)定性因此可以在想要得到無摩擦運行的任何發(fā)電機或類似的設(shè)備中明顯地做到。事實上，創(chuàng)新的周界平衡以及軸向平衡具有改進許多設(shè)備的運行的能力，而不管是否在替代能源的領(lǐng)域。
[0066]已描述了用于實踐本發(fā)明的優(yōu)選的方法和設(shè)備。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會看到和明白，對于上述的實施例可以作出許多改變和修正，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。上述的內(nèi)容僅僅是說明性的，并可以利用一體化過程和設(shè)備的其它實施例，而不背離在以下的權(quán)利要求中規(guī)定的本發(fā)明的真實范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力渦輪機，包括: 渦輪機轉(zhuǎn)子； 渦輪機支座； 連接到所述渦輪機轉(zhuǎn)子上的一個或多個葉片，所述一個或多個葉片被配置成使得所述渦輪機轉(zhuǎn)子相對于所述渦輪機支座運動； 放置在所述渦輪機支座與所述渦輪機轉(zhuǎn)子之間的磁鐵組，其中下部組的磁鐵大體呈圓柱形，并被布置成圍繞所述渦輪機支座的環(huán)形，并且上部組的磁鐵大體呈矩形，每個矩形磁鐵基本上對準在相應(yīng)的圓柱形磁鐵之上； 在渦輪機轉(zhuǎn)子的至少一部分與渦輪機支座的至少一部分之間限定的間距，其中所述間距由所述磁鐵組產(chǎn)生；以及 一個或多個發(fā)電機，被配置成從渦輪機轉(zhuǎn)子的運動產(chǎn)生電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)力渦輪機，其中所述渦輪機支座還包括支架軸和基座。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的風(fēng)力渦輪機，其中所述基座還包括平臺，所述平臺基本上位于渦輪機轉(zhuǎn)子的底部的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)力渦輪機，其中所述圓柱形磁鐵的直徑約為1.5英寸并且高度約為0.75英寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的風(fēng)力渦輪機，還包括一個或多個穩(wěn)定磁鐵組，其中所述一個或多個穩(wěn)定磁鐵組被配置為在所述支架軸與所述渦輪機轉(zhuǎn)子之間形成間距。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)力渦輪機，其中所述一個或多個發(fā)電機還包括: 發(fā)電機齒輪；以及 渦輪機齒輪，其中所述渦輪機齒輪被配置成使得所述發(fā)電機齒輪運動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的風(fēng)力渦輪機，還包括在所述發(fā)電機齒輪與所述渦輪機齒輪之間的磁性齒輪連接，其中所述磁性齒輪連接被配置成使得所述發(fā)電機齒輪運動且在所述渦輪機齒輪與所述發(fā)電機齒輪之間沒有摩擦。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)力渦輪機，其中所述一個或多個發(fā)電機還包括至少一個直線同步發(fā)電機。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)力渦輪機，其中所述渦輪機轉(zhuǎn)子還包括: 中心軸； 底部；以及 頂部，其中所述底部和所述頂部基本上從所述中心軸徑向地向外延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的風(fēng)力渦輪機，其中所述一個或多個葉片還包括聚合碳材料，并且所述一個或多個葉片基本上延伸在所述渦輪機轉(zhuǎn)子的頂部與底部之間。
11.一種風(fēng)力渦輪機，包括: 渦輪機轉(zhuǎn)子； 渦輪機支座； 連接到所述渦輪機轉(zhuǎn)子上的一個或多個葉片，所述一個或多個葉片被配置成響應(yīng)于作用在所述一個或多個葉片上的風(fēng)力，使得所述渦輪機轉(zhuǎn)子相對于所述渦輪機支座運動；放置在所述渦輪機支座與所述渦輪機轉(zhuǎn)子之間的磁鐵組，其中下部組的磁鐵大體呈圓柱形，并被布置成圍繞所述渦輪機支座的環(huán)形，并且上部組的磁鐵大體呈矩形，每個矩形磁鐵對準在相應(yīng)的圓柱形磁鐵之上；以及 一個或多個發(fā)電機，被配置成響應(yīng)所述渦輪機轉(zhuǎn)子與渦輪機支座框架之間的相對運動來產(chǎn)生電力。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的風(fēng)力渦輪機，其中所述渦輪機支座還包括: 位于渦輪機轉(zhuǎn)子下方的基座； 支架軸，沿渦輪機轉(zhuǎn)子的中心軸放置；以及 頂部，被配置成覆蓋渦輪機轉(zhuǎn)子和一個或多個葉片的大體部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的風(fēng)力渦輪機，其中所述頂部還包括用于一個或多個人進出的觀察臺。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的風(fēng)力渦輪機，其中所述支架軸還包括內(nèi)部進出通道，所述內(nèi)部進出通道被配置成允許一個或多個人行進到所述觀察臺或從所述觀察臺出來。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的風(fēng)力渦輪機，其中所述內(nèi)部進出通道還包括升降機。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的風(fēng)力渦輪機，還包括傳輸裝置，所述傳輸裝置被放置在所述渦輪機支座的下方，并用于移動所述風(fēng)力渦輪機到遠程站點以及從遠程站點移動風(fēng)力渦輪機。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的風(fēng)力渦輪機，其中所述傳輸裝置是拖車。
18.根據(jù)權(quán)利要求11的風(fēng)力渦輪機，其中所述一個或多個磁鐵組是永久磁鐵。
19.一種用于發(fā)電的方法，包括: 使用一個或多個磁鐵組來提升垂直渦輪機轉(zhuǎn)子離開渦輪機支座，由此減小垂直渦輪機轉(zhuǎn)子與渦輪機支座之間的摩擦； 使風(fēng)力作用在與所述垂直渦輪機轉(zhuǎn)子連接的一個或多個葉片上； 當所述一個或多個葉片受到風(fēng)力作用時，使得所述垂直渦輪機轉(zhuǎn)子相對于所述渦輪機支座旋轉(zhuǎn)；以及 通過使用發(fā)電機，將運動的垂直渦輪機轉(zhuǎn)子的機械能轉(zhuǎn)換成電力。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，還包括:使用所述一個或多個磁鐵組在所述垂直渦輪機轉(zhuǎn)子與渦輪機支座之間形成間距。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，還包括: 旋轉(zhuǎn)連接到所述垂直渦輪機轉(zhuǎn)子的渦輪機齒輪，所述渦輪機齒輪鄰近于所述發(fā)電機機械地相連的發(fā)電機齒輪；以及旋轉(zhuǎn)所述發(fā)電機齒輪。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中移動所述發(fā)電機齒輪還包括:把所述渦輪機齒輪與所述發(fā)電機齒輪之間的磁力作用到所述發(fā)電機齒輪上。
23.—種用于發(fā)電的方法，包括: 把雙極磁鐵組耦合到渦輪機轉(zhuǎn)子和渦輪機支座； 當使用雙極磁鐵組來在所述渦輪機轉(zhuǎn)子與所述渦輪機支座之間形成間距時，減小在所述渦輪機轉(zhuǎn)子與所述渦輪機支座之間的摩擦；以及 通過使用發(fā)電機，將運動的渦輪機轉(zhuǎn)子的機械能轉(zhuǎn)換成電力。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，還包括:利用所述渦輪機齒輪與所述發(fā)電機齒輪之間的磁力旋轉(zhuǎn)所述發(fā)電機齒輪。
25.一種垂直風(fēng)力渦輪機,包括: 渦輪機轉(zhuǎn)子，所述渦輪機轉(zhuǎn)子包括: 中心軸； 頂部；以及 底部，其中所述頂部與所述底部從所述中心軸徑向地向外延伸； 渦輪機支座，所述渦輪機支座包括: 支架軸，位于所述中心軸內(nèi)；以及 基座，所述基座還包括平臺，所述平臺基本上位于渦輪機轉(zhuǎn)子的底部的下方； 穩(wěn)定磁鐵，位于支架軸的外部與中心軸的內(nèi)部之間，所述穩(wěn)定磁鐵用于保持所述支架軸與所述中心軸之間的間距； 懸浮磁鐵組，位于所述平臺與所述渦輪機轉(zhuǎn)子的底部之間，其中下部組的磁鐵大體呈圓柱形，并被布置成圍繞所述渦輪機支座的環(huán)形，并且上部組的磁鐵大體呈矩形，每個矩形磁鐵對準在相應(yīng)的圓柱形磁鐵之上，所述懸浮磁鐵組產(chǎn)生磁場以提升所述渦輪機轉(zhuǎn)子離開所述平臺，以便減小在所述渦輪機轉(zhuǎn)子與所述渦輪機支座之間的摩擦； 連接到所述渦輪機轉(zhuǎn)子的一個或多個葉片，所述一個或多個葉片被配置成使得所述渦輪機轉(zhuǎn)子相對于所述渦輪機支座運動；以及 發(fā)電機，被配置成把運動的渦輪機轉(zhuǎn)子的機械能轉(zhuǎn)換成電力。
【文檔編號】F03D1/00GK104411970SQ201380031510
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月20日
【發(fā)明者】C·S·綽, M·A·詹金斯 申請人:睿格妮戴有限責(zé)任公司