專利名稱：：豎直軸風(fēng)力渦輪機的制作方法豎直軸風(fēng)力渦輪機相關(guān)申請本申請要求2005年5月13日提交的、題為"改進的豎直軸風(fēng)力渦輪機"的美國臨時申請60/681,210的優(yōu)先權(quán)，因此，其內(nèi)容通過引用的方式整體并入到本文中。關(guān)于聯(lián)邦資助的研究與開發(fā)聲明本發(fā)明是在美國能源部門支持的工作期間在合同號No.DE-AC02-05CH11231下完成的。政府具有該發(fā)明的一定權(quán)益。發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明大體涉及風(fēng)力渦輪機，更具體地涉及豎直軸風(fēng)力渦輪機。相關(guān)技術(shù)的描述大部分風(fēng)力渦輪機文獻涉及到水平軸風(fēng)力渦輪機，由于葉片的更好效率，所以其看起來是風(fēng)能生產(chǎn)的主要形式。該高的葉片效率是高末端速度的結(jié)果，然而，這種高速會導(dǎo)致增加噪音并且在操作期間與葉片碰撞時會增加損壞。具有低葉片速度的許多豎直軸設(shè)計已經(jīng)提出多年，但是不管低葉片速度帶來的那些優(yōu)點，它們都未實現(xiàn)廣泛應(yīng)用。主要問題涉及結(jié)構(gòu)共振故障、高生產(chǎn)成本和要求布置在非常接近低風(fēng)速地點的地面。能量輸出由于接近地面的低風(fēng)速而降低。許多豎直軸結(jié)構(gòu)和成本問題與企圖通過調(diào)整葉片迎角來重新獲得附加的風(fēng)能有關(guān)。其它企圖改變了該結(jié)構(gòu)形狀以適應(yīng)高風(fēng)速或陣風(fēng)。這種設(shè)計不可避免地導(dǎo)致增加硬件復(fù)雜性，并伴隨著故障率和生產(chǎn)成本增加。
發(fā)明內(nèi)容本文描述的實施例專注于現(xiàn)有技術(shù)的幾個缺點，并且使用現(xiàn)代工程學(xué)和系統(tǒng)建模工具來分析在多種風(fēng)形式中的整個系統(tǒng)行為。本發(fā)明的一個實施例是豎直軸風(fēng)力渦輪機。該實施例包括至少一個機翼，其中所述機翼包括上部表面、下部表面和中心線，其中橫跨該機翼的長度，從上部表面到中心線的距離與下部表面到中心線的距離相同。又一實施例是豎直軸風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子，其包括上部環(huán)、中部環(huán)和下部環(huán)；多個上部機翼，其豎直設(shè)置在所述上部環(huán)和所述中部環(huán)之間；和多個下部機翼，其豎直設(shè)置在所述下部環(huán)和所述中部環(huán)之間。又一實施例是豎直軸風(fēng)力渦輪機，包括豎直軸轉(zhuǎn)子，其包括至少一個機翼并且該轉(zhuǎn)子被配置成通過風(fēng)來轉(zhuǎn)動；和空氣調(diào)整器，其由來自轉(zhuǎn)子的離心力控制，并且被配置成通過移動所述至少一個機翼的位置使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度降低
發(fā)明內(nèi)容和下面的具體實施例都無意限定本發(fā)明。本發(fā)明由權(quán)利要求限定。圖l示出了與交流發(fā)電機、控制系統(tǒng)和電池接合的豎直軸風(fēng)力渦輪才幾系統(tǒng)的一個實施例。圖2A示出了四葉片豎直軸風(fēng)力渦輪機系統(tǒng)一個實施例的示意性前視圖。圖2B示出了四葉片豎直軸風(fēng)力渦輪機系統(tǒng)一個實施例的示意性側(cè)^L圖。圖2C示出了四葉片豎直軸風(fēng)力渦輪機系統(tǒng)一個實施例的不同角度示意性側(cè)視圖。圖2D示出了四葉片豎直軸風(fēng)力渦輪機系統(tǒng)一個實施例的示意性平面圖。圖3是某些實施例的豎直軸風(fēng)力渦輪機使用的葉片單元示意圖。圖4A是機翼一個實施例的橫截面示意性平面圖，其示出了用于兩個結(jié)構(gòu)元件的開口和鈍窄端。圖4B是風(fēng)力渦輪機系統(tǒng)使用的機翼的一個實施例橫截面圖。圖4C是流體動力學(xué)測試結(jié)果圖表，該測試結(jié)果示出了鈍后緣比經(jīng)過180度旋轉(zhuǎn)的尖緣產(chǎn)生更少的湍流。圖5示出了與交流發(fā)電機接合的六葉片豎直軸風(fēng)力渦輪機一個實施例。圖6是六葉片豎直軸風(fēng)力渦輪機一個實施例的示意性側(cè)視圖。圖7是六葉片豎直軸風(fēng)力渦輪機一個實施例的頂視圖。圖8是空氣動力調(diào)整器組件實施例的頂視圖。圖9是空氣動力調(diào)整器組件實施例的橫截面視圖。具體實施例根據(jù)一個實施例，公開了豎直軸風(fēng)力渦輪機，其具有帶葉片的轉(zhuǎn)子，該葉片被設(shè)計并被試驗，以在大約2.5倍的風(fēng)速時產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩。在一個實施例中，這些葉片具有固定的迎角以使得在2-4m/s的風(fēng)速中該渦輪自啟動，并且在11m/s風(fēng)速時產(chǎn)生額定功率。該實施例的風(fēng)力渦輪機在所有的風(fēng)向中以及在陣風(fēng)條件下捕獲能量，而不需要對該渦輪的基本形狀進行任何修改。也可以這種方式來布置它們避免需要穿過該渦輪的任何中心軸。該布置利用空氣動力來維持合適的形狀，并且圍繞合適的旋轉(zhuǎn)軸持續(xù)旋轉(zhuǎn)。這里還公開了空氣動力調(diào)節(jié)器，如已知的空氣動力阻流板和空氣動力制動裝置。在一個實施例中，將該空氣動力調(diào)節(jié)器制作成風(fēng)力渦輪機中轉(zhuǎn)子的頂部橫梁。這些調(diào)節(jié)器通過離心力和彈簧能量啟動，以控制轉(zhuǎn)子的最大旋轉(zhuǎn)速度，因此，阻止了由于過大的旋轉(zhuǎn)速度而引起的渦輪故障。在又一實施例中，該風(fēng)力渦輪機包含在預(yù)期的時刻可被啟動以使該轉(zhuǎn)子減速或停止的機械制動裝置。在一個實施例中，該風(fēng)力渦輪機包括連接到旋轉(zhuǎn)管上的轉(zhuǎn)子。該旋轉(zhuǎn)管在該渦輪機的底座處連接輪軸，該渦輪機底座包含有用于軸向間隙交流發(fā)電機和/或控制角速度的附加機械制動系統(tǒng)的空間。這種機械制動系統(tǒng)允許在高風(fēng)速時停止該渦輪機并且進行維修。在與該軸向間隙交流發(fā)電機一起操作時，該風(fēng)力發(fā)電機實質(zhì)上包括單個運動部分，通過該交流發(fā)電機的合適尺寸，可獲得接近用于當(dāng)?shù)厥褂玫臉?biāo)準(zhǔn)線壓的輸出電壓。豎直軸風(fēng)力渦輪機四個葉片的實施例圖l示出了風(fēng)力渦輪機系統(tǒng)l的示例實施例，其包括安裝在旋轉(zhuǎn)管2上的轉(zhuǎn)子100,因此轉(zhuǎn)子100的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致管2的旋轉(zhuǎn)。管2的底座與交流發(fā)電機200接合，因此管2的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致交流發(fā)電機200的旋轉(zhuǎn)。該交流發(fā)電機200電連接到控制系統(tǒng)300和電池400。如所示出的，該轉(zhuǎn)子100關(guān)于地面是處于提升位置，以獲得更高風(fēng)速的通路。該轉(zhuǎn)子100連接到交流發(fā)電機200，以將來自該轉(zhuǎn)子的機械能轉(zhuǎn)換成電能。該交流發(fā)電機200連接到控制系統(tǒng)300，該控制系統(tǒng)300連接到電池400，以存儲風(fēng)力渦輪機100產(chǎn)生的電能。該控制系統(tǒng)300控制到電池的電流。當(dāng)然，可以實現(xiàn)的是，風(fēng)力渦輪機系統(tǒng)l還可直接或間接耦合到電網(wǎng)以提供能量給電網(wǎng)而不是電池。此外，還可以實現(xiàn)的是，將該轉(zhuǎn)子IOO用于機械地轉(zhuǎn)動泵或其它裝置以進行工作。圖2A示出了四葉片豎直軸轉(zhuǎn)子IOO的示意性前視圖，圖2B示出了四葉片豎直軸轉(zhuǎn)子100的示意性側(cè)視圖，圖2C示出了四葉片豎直軸轉(zhuǎn)子100不同角度的示意性側(cè)視圖。圖2D示出了四葉片豎直軸轉(zhuǎn)子100的頂視圖。如圖2A-2D所示，該豎直軸轉(zhuǎn)子100包括四個成角的葉片單元10、20、30和40。盡管這四個葉片單元包括圖2A-2D示出的四葉片實施例的主要功能元件，但是考慮給定的物理空間和空氣動力捕獲的程度，任何多于兩個的整數(shù)個葉片單元是可行的。而且，盡管在這里描述的實施例中使用了某些角度，但是本發(fā)明的實施例不限于任何特定的角度，而是與這些葉片彼此的結(jié)構(gòu)有關(guān)。每一個葉片單元10包括下部葉片組件12和上部葉片組件15。這兩個葉片組件由相同的或者基本相同的機翼18組成，該機翼18連接到兩個內(nèi)部管(未示出)，所述內(nèi)部管承載結(jié)構(gòu)負載并且提供剛性以及該葉片的最佳迎角。上部葉片組件15具有延伸管25和27，所述延伸管允許直接連接到頂部連接點，即上部接合處50。水平返回元件17起到從下部葉片組件12返回到下部連接輪軸35的作用，在下部連接輪軸35處，該旋轉(zhuǎn)力被傳送到交流發(fā)電機200或者其它能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)(未示出)。延伸管25和27的長度是這樣的在下部葉片組件12和上部葉片組件15之間為葉片單元IO提供近似145度的坡口角度。盡管也可使用其它合適的角度，但是該145度角允許構(gòu)建風(fēng)力渦輪機的總體形狀。所有的水平返回元件17、下部葉片組件12、上部葉片組件15、延伸管25和27、輪軸35適于通過基本剛性的連接器來相互連接，以產(chǎn)生如圖2A-2D所示的葉片單元IO形狀。在圖2A-2D中示出的實施例中，通過每一個葉片單元在旋轉(zhuǎn)平面周圍彼此成大約90。旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，并且每兩個葉片組件在豎直方向上相對于彼此旋轉(zhuǎn)180°，將四個葉片單元IO、20、30和40連接到頂部接合處50和下部接合處35。如圖2B中最佳示出的，在該布置中，葉片單元10和20是成180。地彼此相對。如圖2C中最佳示出的，倒置的葉片單元30和40也是成180。地彼此相對。通過相互連接每個葉片單元的這些組件的基本上剛性的接合處，構(gòu)建了風(fēng)力渦輪機的豎直形狀。如在圖2B中最佳示出的，機翼18主要包括下部水平返回元件17。這些機翼18用作減阻裝置以減小空氣動力阻力。這些機翼18可以以非零的小迎角安裝，以有助于軸承上的豎直力載荷的管理，而不產(chǎn)生實質(zhì)的旋轉(zhuǎn)阻力。例如，該非零的小迎角可以是+/-5度。該下部水平返回元件17完成該葉片單元10與下部接合處35的連接。類似的下部水平返回元件23通過葉片單元20執(zhí)行相同的功能。如圖2C中示出的，四個可移動機翼22a-d位于上部水平返回元件19上。上部水平返回元件19用于每一個葉片單元30和40中，并且完成這些葉片單元與頂部接合處50的連接。這些可移動機翼22a-d通過轉(zhuǎn)子100的旋轉(zhuǎn)激勵，因此當(dāng)該轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)越快時，這些機翼活動連接的程度越高。在一個實施例中，通過響應(yīng)于作用在轉(zhuǎn)子IOO上的旋轉(zhuǎn)力而徑向移動的重物5，可控制可移動機翼22a-d的活動連接。當(dāng)該轉(zhuǎn)子IOO旋轉(zhuǎn)時，重物5向外移動并且經(jīng)由機械聯(lián)接改變可移動機翼19的位置。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子100以更快的速度旋轉(zhuǎn)時，重物5通過離心力逐漸向外移動，因此使得可移動機翼19改變位置并變成阻力引發(fā)裝置。這導(dǎo)致轉(zhuǎn)子100降低其旋轉(zhuǎn)速度。在該實施例中，該可移動4幾翼22a和22b在相對的方向上活動連接，隨著表面積增加，導(dǎo)致阻力增加。類似地，可移動機翼22c和22d在相對的方向上活動連接。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動更快時，這些機翼用作調(diào)整器，或者空氣制動器，以使得轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)變慢。這些可移動機翼22a-d的激勵通過內(nèi)部彈簧和由重物5的運動控制的離心致動器最簡單地來實現(xiàn)，并且其將轉(zhuǎn)子100的旋轉(zhuǎn)速度維持在最大極限或最大極限以下。返回到圖2A,其示出了風(fēng)力渦輪機正非?？焖俚匦D(zhuǎn)且需要減速情形下的可移動機翼22a-d?？梢苿訖C翼22a-d被配置在相對的角度處，以在轉(zhuǎn)子100上產(chǎn)生近似零的豎直力，同時提供阻力以使渦輪減速。如果需要，可移動機翼22a-d還可被配置在相同方向以提供豎直力，同時減小相同的阻力。多個可移動機翼還可布置在水平面上以控制旋轉(zhuǎn)速度。因此，本發(fā)明的實施例不限于該具體結(jié)構(gòu)或數(shù)量的可移動機翼。張索13布置在葉片單元10和20之間。類似地，張索14布置的葉片30和40之間。張索13和14具有可伸長元件的功能，當(dāng)成對的葉片組件旋轉(zhuǎn)時，其通過來自成對的葉片組件的離心力引起的旋轉(zhuǎn)栽荷來拉緊。在某些實施例中，可將下部連接輪軸35連接到容納機械制動裝置、軸向間隙交流發(fā)電機以及塔(未示出)的連接件的輪軸上，該塔由有點錐形的嵌套部分組成。而且，每一個嵌套部分在沿該管接近窄錐形一端的尖端處可具有至少兩個突出部，以限制增加部分的行進，并將從一部分到另一部分的重疊量設(shè)定成對于整個塔的強度來說是允許的重疊。因此，該塔可以是適應(yīng)安裝點的可變高度，并且該塔部分可容易地在更小的車輛中運送。圖3是這里描述的豎直軸風(fēng)力渦輪機某些實施例使用的葉片單元IO的示意性視圖。在某些實施例中，葉片單元10是可折疊的。采用圖3中示出的葉片單元10的示例實施例，下部葉片組件可沿著箭頭A的路徑折疊，以接觸下部水平返回元件17。然后上部葉片組件15可沿著箭頭B的路徑折疊。如示出的，返回元件17和下部葉片組件12之間的角度是90度，誤差在正負5度。通過下部葉片組件12和下部水平返回元件17產(chǎn)生的角度是141.30度，可正負5度。當(dāng)然，本發(fā)明的實施例不限于任何的這些特定角度，并且可預(yù)期該轉(zhuǎn)子的其它結(jié)構(gòu)。機翼圖4A是具有前緣24和圓形后緣16的機翼18。該橫截面具有兩個孔21a、b，用于插入結(jié)構(gòu)元件以穩(wěn)定該機翼18并承載這些載荷使機翼18變形最小。這些結(jié)構(gòu)元件的其它實施例同樣包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。示例性的結(jié)構(gòu)元件為延伸管25和27(圖2A)。在一個實施例中，機翼18可由泡沫填充的合成物或具有系梁的金屬制造。其適合于擠壓或拉擠成型制造工藝。如所示，可通過相對于橫穿機翼18所繪制的中心線x軸和橫穿該機翼所繪制的豎直y軸的關(guān)系來描述機翼18的設(shè)計。如圖4B中示出的，沿著機翼18的長度，上表面350和下表面355與x軸保持恒定距離。因此，沿著上表面350的任何點，從上表面350到中心線x的距離與下表面355到中心線x的距離相等。圖4B是風(fēng)力渦輪機系統(tǒng)中使用的機翼一個實施例的示意性平面圖。參考圖4B，機翼18形狀的一個實施例可使用下面表1中示出的坐標(biāo)表來設(shè)計。其中，'b，是弦長，'c，是輪廓的最大厚度，且b/c為常數(shù)。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>盡管圖4B和上述坐標(biāo)表說明了這里描述的風(fēng)力渦輪機使用的機翼18的一個示例實施例，但是，也可以使用可產(chǎn)生提升力的可替換形狀。因為低風(fēng)速時其高效率，所以可選擇機翼18的示例形狀用于這里討論的某些實施例。例如，低風(fēng)速可為3-4米/秒。該實施例的機翼18的空氣動力系數(shù)是這樣的當(dāng)以0-5°的迎角固定機翼18時，該豎直軸轉(zhuǎn)子100自啟動。然而，在一個實施例中，迎角固定在2。。該機翼的后緣16是圓的，以當(dāng)該機翼18向后移動進入風(fēng)中時，如其在每一個旋轉(zhuǎn)期間那樣避免湍流。圖4C是流體動力學(xué)測試結(jié)果圖表，其示出了鈍后緣16比移動經(jīng)過180度旋轉(zhuǎn)的尖后緣產(chǎn)生更少的湍流。該圖表示出了的流體動力學(xué)測試結(jié)果，其比較了具有鈍后緣(模糊正方形)的機翼與具有尖后緣(模糊三角形)的類似機翼的阻力系數(shù)。該鈍后緣減小了湍流潛能和動態(tài)結(jié)構(gòu)載荷，這兩者都增加了該渦輪機的效率。豎直軸風(fēng)力渦輪機六葉片的實施例圖5是與交流發(fā)電機卯接合的六葉片豎直軸轉(zhuǎn)子600的實施例。六葉片豎直軸轉(zhuǎn)子600在該情形下是有用的期望將少于10%的脈動力機械地施加在該系統(tǒng)上。根據(jù)示出的該實施例，六個豎直定位的葉片單元81連接到中心圓環(huán)82上。中心圓環(huán)82連接到底座104，該底座1044t轉(zhuǎn)磁極115以轉(zhuǎn)動交流發(fā)電機90。轉(zhuǎn)子600的上部83中的葉片單元81a-c設(shè)定在下部85中的葉片單元81d_f的角度的一半處。偏移葉片的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致改良的啟動并最小化從葉片單元81到該結(jié)構(gòu)600的動態(tài)推動力。因此，轉(zhuǎn)子600可在低速風(fēng)中開始轉(zhuǎn)動，并且當(dāng)它轉(zhuǎn)動時，通過該裝置存在最小化的推動力。在轉(zhuǎn)子600的頂部和底部的中空的、空氣動力學(xué)成型的環(huán)84用作葉片單元81的減阻端，并且其分配圍繞中心環(huán)82的葉片尖端載荷。用作頂部和底部環(huán)84的流體動力學(xué)成型的圓環(huán)面允許這些環(huán)減少和終止這些葉片單元的端部凝渦引起的傾斜。如所公知的，圓環(huán)面是環(huán)狀物形狀的旋轉(zhuǎn)表面，其通過繞與圓周共面的軸旋轉(zhuǎn)該圓周而產(chǎn)生。此外，這些環(huán)84的結(jié)構(gòu)和位置用作轉(zhuǎn)子600使用的結(jié)構(gòu)元件。如下面將要描述的，一組的三個空氣動力學(xué)調(diào)整器300a-c使轉(zhuǎn)子600在大風(fēng)中減小其旋轉(zhuǎn)速度。盡管六個葉片單元的設(shè)計提供了輕重量和強結(jié)構(gòu)平衡，并且其使用了空氣動力學(xué)調(diào)整器，但是根據(jù)這里公開的某些實施例，取決于具體條件和該渦輪期望的需求，也可以使用具有其它數(shù)量葉片單元的其它設(shè)計。圖6是六葉片轉(zhuǎn)子600的示意性側(cè)視圖。根據(jù)圖6和參考圖5所討論的，轉(zhuǎn)子600繞中心軸A旋轉(zhuǎn)。此外，轉(zhuǎn)子600的上部83中的葉片單元81相對于下部85中的葉片單元81偏移六十度，以方便渦輪機啟動并減少葉片單元81和轉(zhuǎn)子600之間的動態(tài)推動力。盡管示出的實施例使該葉片單元轉(zhuǎn)動了60度，但是可使用任何其它角度來方便渦輪才幾啟動并減小動態(tài)推動力。而且，在上部83和下部85兩者中，將各葉片單元81定位在彼此離開120度。盡管示出的該實施例將這些葉片單元定位成彼此離開120度，但是也可使用任何其它角度以有利于1吏用該渦輪才幾?？梢詫崿F(xiàn)的是，在一個實施例中，這些葉片單元81的形狀與機翼18的形狀相同。因此，上述表1中示出的機翼18的形狀大小在設(shè)計葉片單元81中是有用的。此外，如上所述的，對于機翼18來說，這些葉片單元81可具有鈍后緣。當(dāng)然，這些葉片單元81的形狀不限于任何具體形狀，并且可具有其它有利的形狀。圖7是六葉片豎直軸轉(zhuǎn)子600的頂視圖。該中心環(huán)單元82通過空氣動力調(diào)整器300中的管103連接到底座104。這些管103橫穿并接合調(diào)整器300中的可移動機翼105和106。空氣動力調(diào)整器300利用來自轉(zhuǎn)子600旋轉(zhuǎn)的離心力在相反方向上移動4幾翼105和106，以降低轉(zhuǎn)子移動的速度。通過在相反方向上移動機翼105和106,它們起到被啟動的制動裝置的作用，以減小轉(zhuǎn)子600的旋轉(zhuǎn)效率。空氣動力調(diào)整器圖8是用于在大風(fēng)中使轉(zhuǎn)子600的旋轉(zhuǎn)減慢的空氣動力調(diào)整器300的示意性平面圖。根據(jù)圖8中示出的該實施例，調(diào)整器機翼62和63具有彼此不同的長度，以使得最接近于該連接點61旋轉(zhuǎn)中心的低速度給底座104。附加的阻力減小裝置可添加到調(diào)整器300(未示出)的遠端部。當(dāng)該減阻裝置保持穩(wěn)定時，調(diào)整器機翼105和106在相反方向上移動，以使可作用在它們上的空氣動力平衡。在一些實施例中，風(fēng)力渦輪機可具有風(fēng)傳感器，因此，激勵空氣動力調(diào)整器以當(dāng)風(fēng)速增加到25英里每小時以上時調(diào)整渦輪機的RPM。然而，當(dāng)風(fēng)變得更大例如50英里每小時時，該風(fēng)傳感器可啟動機械制動裝置，其可使該轉(zhuǎn)子的速度降低或完全停止該轉(zhuǎn)子以防止在大風(fēng)中被損壞。圖9是空氣動力調(diào)整器組件300實施例的示意性橫截面圖。如圖IO中所示，示出了致動器，其中小管通過樞軸點連接到重物上，因此，通過滑動接合處77將力施加到彈簧75。當(dāng)該調(diào)整器組件300繞轉(zhuǎn)子600的中心軸旋轉(zhuǎn)時，施加在重物上的離心力使它們從中心軸向外移動。該運動導(dǎo)致可移動機翼啟動，因此它們開始用作空氣制動裝置以減慢轉(zhuǎn)子600的旋轉(zhuǎn)。選擇該彈簧75以使得該可移動機翼在正確的旋轉(zhuǎn)速度啟動。由內(nèi)部重物引起的滑動動作啟動該管上的改變機翼迎角的凸輪或螺紋元件。在致動器的一個實施例中，該重物是在外管內(nèi)的重型管，并且其推壓該彈簧直到離心力克服彈簧力。相對的傳感螺紋凸輪連接到承重管上，該凸輪啟動這些機翼。因此，該空氣動力調(diào)整器將轉(zhuǎn)子每分鐘的旋轉(zhuǎn)("RPM")調(diào)整到相對穩(wěn)定的速度而不需要額外的控制裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，上述的風(fēng)力渦輪機可以以不同方式直截了當(dāng)?shù)厥褂没驍U展。雖然前面的描述參考了具體實施例，但是本發(fā)明的范圍單獨地由下面的權(quán)利要求和其中描述的元件限定。權(quán)利要求1.一種豎直軸風(fēng)力渦輪機，包括至少一個機翼，其中所述機翼包括上表面、下表面和中心線，并且其中，橫跨該機翼的長度，從上表面到中心線的距離與下表面到中心線的距離相同。2.根據(jù)權(quán)利要求l的風(fēng)力渦輪機，其特征在于，所述至少一個機翼由泡沫填充的合成物材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)力渦輪機，其特征在于，所述至少一個機翼具有前緣和后緣，并且該后緣是圓形的。4.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)力渦輪機，其特征在于，所述至少一個機翼具有表l中所示的尺寸。5.—種豎直軸風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子，包括上部環(huán)、中部環(huán)和下部環(huán)；多個上部機翼，其豎直設(shè)置在所述上部環(huán)和所述中部環(huán)之間；和多個下部機翼，其豎直設(shè)置在所述下部環(huán)和所述中部環(huán)之間。6.如權(quán)利要求5的轉(zhuǎn)子，其特征在于，上部環(huán)和下部環(huán)包括空氣動力學(xué)圓環(huán)面。7.如權(quán)利要求5的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述多個上部機翼包括三個機翼。8.如權(quán)利要求5的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述多個下部機翼包括三個機翼。9.如權(quán)利要求5的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述多個上部機翼與所述多個所述下部機翼偏移六十度。10.如權(quán)利要求5的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子連接到中心磁極，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時該中心磁極旋轉(zhuǎn)。11.如權(quán)利要求10的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述中心磁極連接到交流發(fā)電機，當(dāng)所述中心磁極旋轉(zhuǎn)時，該交流發(fā)電機旋轉(zhuǎn)。12.如權(quán)利要求ll的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述交流發(fā)電機電連接到用于給電池充電的控制系統(tǒng)。13.如權(quán)利要求5的轉(zhuǎn)子，其特征在于，該轉(zhuǎn)子連接到機械裝置以在所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時進行工作。14.如權(quán)利要求5的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子還包括空氣調(diào)整器，該空氣調(diào)整器被配置成使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度降低，以用于在高風(fēng)速時進行控制。15.如權(quán)利要求14的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述空氣調(diào)整器包括可移動機翼。16.—種豎直軸風(fēng)力渦輪機，包括豎直軸轉(zhuǎn)子，其包括至少一個機翼并被配置成通過風(fēng)來轉(zhuǎn)動；和空氣調(diào)整器，其由來自轉(zhuǎn)子的離心力控制，并被配置成通過移動所述至少一個機翼的位置使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度降低。17.如權(quán)利要求16所述的風(fēng)力渦輪機，其特征在于，所述空氣調(diào)整器移動至少兩個機翼。18.如權(quán)利要求17所述的風(fēng)力渦輪機，其特征在于，所述至少兩個機翼在相反方向上移動。19.如權(quán)利要求16所述的風(fēng)力渦輪機，其特征在于，所述空氣調(diào)整器還包括阻流裝置。全文摘要描述了一種豎直軸風(fēng)力渦輪機(1)。該風(fēng)力渦輪機(1)包括頂部環(huán)(84)、中間環(huán)(82)和下部環(huán)(84)，其中多個豎直機翼(81)設(shè)置在這些環(huán)之間。例如，三個豎直機翼(81)可連接在上部環(huán)和中間環(huán)之間。此外，三個以上的豎直機翼(81)可連接在下部環(huán)和中間環(huán)之間。當(dāng)風(fēng)接觸該豎直布置的機翼(81)時，這些環(huán)(84，82)開始旋轉(zhuǎn)。通過將這些環(huán)(84，82)連接到轉(zhuǎn)動交流發(fā)電機(90)的中心磁極(105)，可由風(fēng)產(chǎn)生電力。文檔編號F03B13/00GK101175918SQ200680016461公開日2008年5月7日申請日期2006年5月15日優(yōu)先權(quán)日2005年5月13日發(fā)明者G·達爾巴卡,V·克里夫科夫,V·克里沃斯皮特斯基,V·馬克西莫夫申請人:加利福尼亞大學(xué)董事會