本發(fā)明涉及用于與渦輪一同使用的葉片裝置以及包括該葉片裝置的渦輪。

背景技術(shù)：

隨著傳統(tǒng)的煤、石油、天然氣和核能的危險性和環(huán)境影響被更好地理解和認(rèn)同，人們越發(fā)渴望產(chǎn)生能量的替代方式。最近幾年，風(fēng)能是最成功的產(chǎn)生能量的替代方式之一。存在用于產(chǎn)生風(fēng)能的很多不同的已知裝置，但是大多要依靠下述原理，即提供具有設(shè)置成依靠風(fēng)力轉(zhuǎn)動因而產(chǎn)生能量的葉片的渦輪。

上述風(fēng)能電力產(chǎn)生的效率取決于能夠轉(zhuǎn)換成電能的風(fēng)的動能的效率，而該效率又取決于葉片圍繞其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的效率。

由于風(fēng)力渦輪操作的方式，受風(fēng)力作用轉(zhuǎn)動的葉片通常會定位成垂直于地面進行轉(zhuǎn)動。因此，對于每一上行運動，有必要使其克服重力來抬升葉片。

此外，風(fēng)能產(chǎn)生過程中出現(xiàn)的一個已知的問題是：當(dāng)風(fēng)速改變時，葉片裝置(或者由于風(fēng)力進行轉(zhuǎn)動的一部分)受到明顯不同的力的作用。因此，已知可以通過改變圍繞轉(zhuǎn)軸的重量布置來改變?nèi)~片裝置的轉(zhuǎn)動慣量。例如，WO2004/011801公開了這樣的裝置。

但是，此已知布置以對稱的方式改變圍繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量。此外，提出的用于改變轉(zhuǎn)動慣量的方式要依靠相當(dāng)昂貴并且會產(chǎn)生摩擦力的裝置。

目前的渦輪要求進行操作的最低風(fēng)速，并且當(dāng)風(fēng)力增大時，輸出能量呈近線性增大，該渦輪具有最大額定輸出功率，一旦達(dá)到最大額定輸出功率，功率則不會隨著風(fēng)力增大而增大。當(dāng)風(fēng)速進一步增大至某一值時，渦輪可以產(chǎn)生最大輸出功率，當(dāng)達(dá)到預(yù)定風(fēng)速時，渦輪會停止工作，從而防止受到損害?，F(xiàn)有的渦輪的問題是渦輪能夠產(chǎn)生能量的風(fēng)速范圍是有限的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一方面提供一種風(fēng)力渦輪裝置，包括可轉(zhuǎn)動的第一葉片裝置和用于為所述第一葉片裝置的轉(zhuǎn)動供能的可轉(zhuǎn)動的第二葉片裝置。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置能夠在比可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置低的風(fēng)速下進行操作。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置包括比可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置所包括的多個葉片的直徑大的多個葉片。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置通過電氣部件與可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置相連并且由可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置供能來進行操作。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置通過液壓部件與可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置相連并且由可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置供能來進行操作。

優(yōu)選地，所述液壓部件包括由可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置供能運轉(zhuǎn)的泵和用于向可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置供能的葉輪，其中所述泵將流體泵送至所述葉輪。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置與可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置相連，并且能夠由可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置通過機械部件來供能。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置至少部分容納在可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置的短艙內(nèi)。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置和可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置通過單個結(jié)構(gòu)支撐。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置和可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置同軸。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置圍繞第一軸轉(zhuǎn)動，可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置圍繞第二軸轉(zhuǎn)動，所述第一軸位于所述第二軸上方。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置由第一結(jié)構(gòu)支撐，可轉(zhuǎn)動的所述第二葉片裝置由第二結(jié)構(gòu)支撐。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置包括設(shè)置成圍繞第一軸轉(zhuǎn)動的多個葉片，以及用于偏離所述第一軸改變可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置的轉(zhuǎn)動慣量的裝置。

優(yōu)選地，用于檢測可轉(zhuǎn)動的第一葉片裝置的轉(zhuǎn)動角的轉(zhuǎn)動檢測器，以及能夠調(diào)整用來根據(jù)所檢測到的位置來改變轉(zhuǎn)動慣量的控制器，其中可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置的轉(zhuǎn)動慣量取決于可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置圍繞所述第一軸的轉(zhuǎn)動角。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置的每一葉片均包括獨立于其他葉片的轉(zhuǎn)動慣量改變?nèi)~片的轉(zhuǎn)動慣量的裝置。

優(yōu)選地，當(dāng)所述葉片的運動逆著重力時，所述葉片的轉(zhuǎn)動慣量會降低，并且當(dāng)所述葉片的運動順著重力時，所述葉片的轉(zhuǎn)動慣量會增大。

優(yōu)選地，可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置的葉片的縱軸與地面大致垂直，其中當(dāng)所述葉片在相對于12點鐘位置與豎直方向呈約7至180度之間轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動慣量會增大。

優(yōu)選地，用于改變轉(zhuǎn)動慣量的所述裝置能夠用來同時改變可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置的所有所述葉片的轉(zhuǎn)動慣量。

優(yōu)選地，針對風(fēng)速的改變，用于改變轉(zhuǎn)動慣量的所述裝置能夠用來同時改變可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置的所有所述葉片的轉(zhuǎn)動慣量。

優(yōu)選地，用于改變轉(zhuǎn)動慣量的所述裝置包括設(shè)置在所述葉片中的空間以及設(shè)置成將第一流體泵送至所述空間中或者從所述空間中抽出以改變相應(yīng)的葉片的轉(zhuǎn)動慣量的泵。

優(yōu)選地，所述第一流體的密度大于空氣?；蛘咚龅谝涣黧w的密度小于空氣。

優(yōu)選地，還包括用于容納所述第一流體的第一容器，其中所述泵在所述第一容器和所述空間之間泵送所述第一流體，其中相對于所述空間的位置，所述第一容器的位置更靠近所述第一軸。

優(yōu)選地，用于改變所述第一可轉(zhuǎn)動的葉片的轉(zhuǎn)動慣量的所述裝置包括用于改變所述葉片和所述第一軸之間的距離的裝置。

優(yōu)選地，用于改變所述葉片和所述第一軸之間的距離的裝置是液壓缸。

優(yōu)選地，用于改變所述可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置的轉(zhuǎn)動慣量的所述裝置包括位于所述第一軸的輪轂，所述輪轂與可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置的所述葉片相連并且能夠用于與所述葉片一同旋轉(zhuǎn)，以及所述輪轂包括用于相對于所述第一軸偏置所述輪轂的轉(zhuǎn)動慣量的裝置。

優(yōu)選地，所述輪轂的轉(zhuǎn)動慣量相對于所述第一軸在與所述第一軸正交的方向進行偏置。

優(yōu)選地，所述輪轂的偏置轉(zhuǎn)動慣量提供圍繞所述第一軸轉(zhuǎn)動可轉(zhuǎn)動的所述第一葉片裝置的旋轉(zhuǎn)力。

優(yōu)選地，所述輪轂包括相對于所述第一軸至少部分偏置的多個腔室，每一腔室的慣性能夠通過將第二流體泵送至每一腔室以及從每一所述腔室抽出來改變。

附圖說明

參照非等比例的附圖，下文對本發(fā)明的示例性實施例進行描述，其中，

圖1是葉片裝置的示意圖；

圖2是用于控制葉片的轉(zhuǎn)動慣量的裝置的示意圖；

圖3是根據(jù)第一實施例的葉片裝置的示意圖；

圖4是葉片和輪轂裝置的側(cè)視圖；

圖5a是葉片和輪轂裝置的截面示意圖；

圖5b是另一輪轂裝置的截面示意圖；

圖6是葉輪的截面示意圖；

圖7是第二實施例的示意圖；和

圖8是風(fēng)力渦輪機的輸出功率的曲線示意圖。

具體實施方式

圖1示出葉片裝置80。該葉片裝置80包括設(shè)置成在箭頭90的方向上圍繞軸88旋轉(zhuǎn)的葉片82、84和86。葉片82包括位于葉片82的軸端的固定部82a。該固定部82a與依次連接固定部82c的液壓缸82b相連。固定部82c連接軸88，而葉片82圍繞軸88旋轉(zhuǎn)。同樣地，葉片84包括與液壓缸84b附接且與固定部84c附接的固定部84a，葉片86包括與液壓缸86b附接且依次與固定部86c附接的固定部86a。固定部84c和86c均附接至軸88。

液壓缸82b、84b和86b相配合以改變相應(yīng)的固定部(82a、84a、86a和82c、84c、86c)之間的距離。同樣地，液壓缸82b、84b和86b相配合以改變?nèi)~片82、84和86的端部與軸88之間的距離。因而當(dāng)葉片圍繞由箭頭90部分描繪的圓周轉(zhuǎn)動時，每一葉片82、84和86的轉(zhuǎn)動慣量會根據(jù)葉片的位置而發(fā)生變化。

圖1未示出液壓缸82b、84b和86b與相應(yīng)的固定部82a、82c、84a、84c、86a、86c作用的精確方式。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，如同很多其他已知裝置，合適的液壓泵將是上述設(shè)置的合適方式。

重要的是，當(dāng)葉片82、84和86圍繞軸88轉(zhuǎn)動時，液壓缸82b、84b和86b會改變相應(yīng)的葉片82、84和86的徑向位移。因此，如圖1所示，葉片82位于最遠(yuǎn)離軸88的位置，而葉片84位于最靠近軸88的位置。葉片86占據(jù)葉片82和葉片84之間的中間位置。

葉片82、84和86可以在箭頭90的方向上轉(zhuǎn)動。因此，任一葉片的上行運動(克服重力的運動)基本發(fā)生在圖1所示的葉片84的位置和葉片82的位置之間。在上述運動過程中，葉片和軸88之間的距離減小，從而會降低葉片的轉(zhuǎn)動慣量。

例如，圖2示出控制圖1所示的葉片的轉(zhuǎn)動慣量的裝置200。該裝置200包括檢測轉(zhuǎn)動裝置的轉(zhuǎn)動角(特定葉片于其轉(zhuǎn)動圓周上的位置)的傳感器202。該傳感器可以例如包括轉(zhuǎn)動可變的電阻器，但是很多其他上述傳感器是本領(lǐng)域已知的，因此，在此不作贅述。

裝置200還包括附接到葉片裝置206的葉片上的控制器204。當(dāng)葉片圍繞其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，位置傳感器202可以檢測葉片的位置。該位置信息會傳遞至控制器，然后控制器會利用此信息來改變?nèi)~片裝置206的每一葉片的轉(zhuǎn)動慣量，從而降低葉片上行運動的慣量，并降低下行運動的慣量。如此，與已知裝置相比，根據(jù)這些設(shè)置，較小的能量會用于轉(zhuǎn)動葉片裝置。

優(yōu)選地，用于改變?nèi)~片裝置中單個葉片的轉(zhuǎn)動慣量的上述裝置能夠配合操作。通過這種方式，葉片裝置中的所有葉片的轉(zhuǎn)動慣量可以同時改變。這特別有利于根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速通過調(diào)整轉(zhuǎn)動慣量進行調(diào)整的風(fēng)力渦輪?？梢岳斫?，兩方面需要共同操作，即所有葉片的轉(zhuǎn)動慣量需要改變，而且每一葉片的轉(zhuǎn)動慣量會在由所有葉片的轉(zhuǎn)動慣量的改變量決定的范圍內(nèi)改變。圖3是本發(fā)明的一個實施例的細(xì)節(jié)的側(cè)面示意圖。

圖3示出葉片裝置120，其中示出截斷的單個葉片124。該葉片124連接至圍繞軸122轉(zhuǎn)動的殼體123。葉片124和殼體123均與軸132附接，由于與風(fēng)的接觸，葉片124的旋轉(zhuǎn)使得殼體和軸進行旋轉(zhuǎn)。軸132與發(fā)電機(未示出)附接，以使得裝置120能夠以已知的風(fēng)力發(fā)電機的方式發(fā)電。短艙140與殼體123附接。在本實施例中，短艙140包括第一短艙葉片142和第二短艙葉片144。短艙葉片142和144圍繞短艙140轉(zhuǎn)動并且附接至發(fā)電機150，從而短艙葉片142和144的運動能夠通過發(fā)電機150以已知的方式發(fā)電。包括短艙葉片142、144和發(fā)電機150的較小的輔助風(fēng)力渦輪具有很低的切入風(fēng)速，因而它可以在比主葉片124要求的風(fēng)速低很多的風(fēng)速下進場操作。

在一個實施例中，較小的輔助風(fēng)力渦輪是由Honeywell(RTM)制造的切入風(fēng)速為0.5m/s或更低的WindTronics(RTM)風(fēng)力渦輪。較小的輔助渦輪可以安裝在主渦輪上的任何位置，并且不一定要形成短艙的一部分。優(yōu)選地，輔助渦輪安裝在盡可能高的位置，從而使其暴露在盡可能高的風(fēng)速中。

通過葉片142和144的作用發(fā)電的發(fā)電機150與通過葉片裝置120發(fā)電的電力產(chǎn)生方式不同。相反地，發(fā)電機150與依次連接至泵128的控制器126相連。

泵128連接至與容器134相連的導(dǎo)管130。泵128通過導(dǎo)管136與位于葉片124內(nèi)的容器137進一步相連。泵128和液壓容器134位于殼體123的外部并且不會與葉片124一同旋轉(zhuǎn)。泵128通過旋轉(zhuǎn)接頭(未示出)與導(dǎo)管136相連。

控制器126包括用于檢測葉片124圍繞旋轉(zhuǎn)軸122轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)位置的傳感器(未示出)。此外，控制器26控制泵128在容器134和容器137之間通過導(dǎo)管130和136泵送液體(本實施例的水)。

圖3的裝置120使用風(fēng)力來發(fā)電以控制裝置，從而用于改變?nèi)~片124的慣性。在本實施例中，短艙葉片142和144使用當(dāng)前的風(fēng)力來產(chǎn)生電能，該電能會用來操作改變?nèi)~片的轉(zhuǎn)動慣量的裝置。優(yōu)選地，只有當(dāng)需要電能時，前述裝置才會用來產(chǎn)生必需的電能(即當(dāng)前的風(fēng)力足夠風(fēng)力渦輪進行操作時)。

在上述實施例中，一個或更多葉片的轉(zhuǎn)動慣量會根據(jù)葉片的轉(zhuǎn)動位置而改變。優(yōu)選地，當(dāng)葉片在相對于豎直方向呈約7至180度之間轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動慣量會增大?；蛘?，當(dāng)葉片在相對于豎直方向呈約25至135度之間轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動慣量會改變。在另一些實施例中，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動慣量會以正弦的方式持續(xù)變化。

圖4示出葉片和輪轂裝置。短艙41設(shè)置成與多個主葉片42(部分示出)相連。主葉片42可以與短艙41一同圍繞中心軸44轉(zhuǎn)動來進行操作。輪轂40位于主葉片42和短艙裝置41的后方。輪轂40與主葉片42聯(lián)接，因而主葉片42的旋轉(zhuǎn)運動可以傳遞至輪轂40，反之亦然。輪轂40和主葉片裝置與用于通過旋轉(zhuǎn)運動發(fā)電的傳統(tǒng)渦輪連接。輪轂40是流體通路的一部分，并且能夠接收流體43a和提供流體43b。流體43a由位于中心軸44上方某一位置處的輪轂40接收，并且由位于中心軸44下方的某一位置處的輪轂40提供流體43b。獨立于主葉片42轉(zhuǎn)動的多個輔助葉片未示出并且能夠以比主葉片42低的風(fēng)速進行操作，即輔助葉片具有較低的切入風(fēng)速。輔助葉片與產(chǎn)生用于將流體43b泵送至輪轂40內(nèi)的電能的輔助渦輪連接。在使用中，輔助葉片以較低的風(fēng)速轉(zhuǎn)動。該較低的風(fēng)速不能使得主葉片42轉(zhuǎn)動。輔助渦輪產(chǎn)生的電能被用來將流體泵送至輪轂40或者將流體從輪轂40中抽出。

圖5a示出貫穿圖4的線A－A’的葉片和輪轂裝置的截面示意圖。圖5a示出包括設(shè)置在中心軸44周圍的八個腔室的輪轂40。四個腔室位于中心軸44的左側(cè)，而四個腔室40a、40b、40c和40d位于右側(cè)。輪轂40設(shè)置成與葉片一同在箭頭45a表示的方向上轉(zhuǎn)動。在本實施例中，存在八個腔室。在其他實施例中，腔室的數(shù)量可以改變，但必須是三個或更多。

在使用中，輔助渦輪的電能用來將流體泵送至中心軸44的右側(cè)的最上方的第一腔室40d。輪轂40在箭頭45a表示的方向上轉(zhuǎn)動，第二腔室40c代替第一腔室40d的位置。作為中心軸44右側(cè)的最上方腔室的第二腔室40c接著會定位成接收流體。當(dāng)輪轂40在箭頭45a表示的方向上轉(zhuǎn)動時，流體被泵送至第二腔室40c，輪轂的第三腔室40b會代替中心軸44右側(cè)的最上方腔室的位置并且會填充流體。這會持續(xù)至第一腔室40d成為中心軸44右側(cè)的最下方腔室并且第四腔室40a成為中心軸44右側(cè)的最上方腔室。所有的四個腔室40a、40b、40c和40d容納從輪轂40的上方位置處泵送至它們內(nèi)的流體，其示出在圖5a中。位于右側(cè)的四個腔室40a、40b、40c和40d填充陰影以表示它們?nèi)菁{有流體。當(dāng)腔室成為中心軸44右側(cè)的最下方腔室時，流體接著會從每一腔室中抽出來(圖4中箭頭43b所示)。流體泵送至輪轂內(nèi)和從輪轂內(nèi)的抽出會以某一方式實現(xiàn)，以使得流體的進入和抽出會有助于輪轂的轉(zhuǎn)動。

在另一布置中，由輔助渦輪產(chǎn)生的電能會用來為第一泵供能，從而將輪轂40內(nèi)的流體43b抽出和/或為第二泵供能從而將流體43a泵送至輪轂40中。中心軸44一側(cè)的腔室的上述持續(xù)填充和抽空會增大輪轂40這一側(cè)腔室的重量，前述腔室的重量大于未填充流體一側(cè)的腔室的重量。由于輪轂40的腔室內(nèi)的流體重量的不均勻分布，圖5a的輪轂40的慣量中心位于中心軸44的右側(cè)。慣量的偏置中心能夠提供圍繞中心軸44的慣量。當(dāng)中心軸44的右側(cè)的腔室持續(xù)填充流體時，會持續(xù)存在偏離中心軸44并作用于輪轂40的慣量。該偏置慣量會提供圍繞中心軸44轉(zhuǎn)動輪轂40的恒力。輪轂40的轉(zhuǎn)動會造成主葉片52的相應(yīng)轉(zhuǎn)動。使用輔助葉片的運動產(chǎn)生的能量會有助于主葉片的最初轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動需要克服主葉片裝置內(nèi)的摩擦力的較多能量。

上文公開的泵用于向輪轂的腔室內(nèi)添加流體，但是，重力也可以用來為注入流體供力。此外，本發(fā)明不應(yīng)限制為從后方填充輪轂。流體可以通過輪轂的上表面進入輪轂并且通過下表面流出。腔室的數(shù)量至少為兩個，但是輪轂還可以包括更多的腔室。

圖5b示出可以在箭頭45b的方向上轉(zhuǎn)動的另一輪轂。在圖4中，輪轂40是流體通道的一部分并且能夠通過輪轂40的后方接收流體43a和提供流體43b。在如圖5b示出的實施例中，流體由輪轂的上方位置50a處接收并且從輪轂的下方位置50b處移除。上方位置50a是最上方的位置或者鄰近上方腔室的最上方位置的位置。下方位置50b是最下方的位置或者鄰近下方腔室的最下方位置的位置。在上方位置50a處，流體在與水平方向呈銳角的方向上并且在轉(zhuǎn)動方向45b上被泵送。因而該流體能夠向輪轂提供推力，并且該推力的分力位于轉(zhuǎn)動方向45a上。在下方位置50b處，流體在與水平方向呈銳角的方向上并且在轉(zhuǎn)動方向45b上被抽出。因而輪轂和抽出該輪轂的流體之間的摩擦力的分力會位于轉(zhuǎn)動方向45a上。

圖6示出用于將輔助渦輪可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至主渦輪上的葉輪60。該葉輪60包括用作接收進入的流體的入口的中央眼60b和從中央眼60b向外邊緣徑向推動流體的多個葉片60a。葉輪60可以在箭頭65的方向上圍繞軸64轉(zhuǎn)動。圖7示出提供用于在包含圖6的葉輪的液壓系統(tǒng)70周圍傳遞能量的液壓流體的容器的流體儲存器71。當(dāng)流體回到流體儲存器71之前，泵72可以操作用來從流體儲存器71中泵送流體并會通過葉輪73，這可以完成一次液壓回路。泵72由輔助渦輪74供能并且通過泵連接部75與輔助渦輪74連接。在一個實施例中，泵連接部75包括電導(dǎo)體和馬達(dá)，因而能量可以從輔助渦輪74傳遞至使用電力的泵72。在另一個實施例中，泵連接部75包括連接至另一葉輪的另一個流體泵，并且輔助渦輪74的轉(zhuǎn)動能夠泵送流體，以轉(zhuǎn)動另一個葉輪，因此能夠為泵72供電。并且在又一個實施例中，泵連接部75包括泵72和輔助渦輪74之間的物理連接部。

主渦輪76通過主渦輪軸77與葉輪73連接。主渦輪軸77將葉輪73機械地連接至主渦輪76上。通過葉輪73的液壓流體可以由泵72驅(qū)動從而來推動葉輪73，因而能夠推動主渦輪軸77并且能夠為主渦輪76供能。

在使用中，輔助渦輪74通過一組輔助葉片(未示出)的賦能旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的能量為泵72供能。泵72沿著液壓回路并且通過葉輪73泵送液壓流體，從而為主渦輪76供能，并且還為連接至主渦輪76的一組主渦輪葉片(未示出)的旋轉(zhuǎn)供能。根據(jù)其他實施例，連接至輔助渦輪74的一組輔助葉片能夠以比轉(zhuǎn)動與主渦輪76相連的主渦輪葉片要求的風(fēng)速更低的風(fēng)速進行旋轉(zhuǎn)。

圖8示出風(fēng)力渦輪的輸出功率繪制在縱軸上而渦輪受到的穩(wěn)定風(fēng)速處于橫軸上的曲線圖。繪制在曲線圖上的實線表示傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪，其中最小的風(fēng)速用來推動渦輪產(chǎn)生能量。該最小的風(fēng)速或者切入風(fēng)速對應(yīng)于曲線圖上的點C。當(dāng)風(fēng)速增大時，渦輪產(chǎn)生的功率會增大，直到其達(dá)到額定輸出風(fēng)速E上產(chǎn)生的最大額定輸出功率A。當(dāng)風(fēng)速進一步增大時，渦輪的輸出功率不會增大并且保持在最大額定輸出功率A。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到切出風(fēng)速時，渦輪會停止運轉(zhuǎn)以防止其受到損害，產(chǎn)生的功率為零。因此，用來產(chǎn)生功率的風(fēng)速的分布范圍是曲線圖中的C至F，額定輸出功率A在風(fēng)速范圍E至F內(nèi)達(dá)到。

根據(jù)上述實施例的風(fēng)力渦輪提供用于增大上述風(fēng)速范圍的裝置。能夠在較低的風(fēng)速下運轉(zhuǎn)的輔助渦輪能夠用來偏置一組主渦輪葉片或者與主渦輪葉片相連的輪轂的轉(zhuǎn)動慣量。另一旋轉(zhuǎn)力由作用于偏置慣量的重力提供，因此可以提供力來在比初始要求的轉(zhuǎn)動主渦輪葉片的風(fēng)速低的風(fēng)速下轉(zhuǎn)動主渦輪葉片。附加力能夠降低主渦輪的切換速度，并且主渦輪開始產(chǎn)生功率要求的切入速度降低至比轉(zhuǎn)動主渦輪葉片的初始要求的風(fēng)速低的風(fēng)速(圖8的點B)。渦輪的輸出功率可以在比沒有附加力的渦輪低的風(fēng)速D下達(dá)到額定輸出功率A，但是本發(fā)明的實施例的慣量偏置方式是可以配置的，因此渦輪可以一直使用，直到達(dá)到切出風(fēng)速F。因此，本發(fā)明的實施例配置的風(fēng)力渦輪可以在擴大的風(fēng)速范圍內(nèi)(B至F)工作，并且能夠在擴大的風(fēng)速范圍內(nèi)(D至F)達(dá)到額定輸出功率。

風(fēng)力渦輪可以包括上述實施例的任何組合。