CN102209847A - 可膨胀的风力涡轮机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种风力涡轮机，其具有由涡轮机外罩和/或喷射器外罩所包围的叶轮，其中，涡轮机外罩和/或喷射器外罩包括可膨胀部分和/或挠性可膨胀部分。在一些实施例中，涡轮机外罩和/或喷射器外罩包括内部肋部件，内部肋部件的形状或长度可变，以改变风力涡轮机的特性。

Description

可膨胀的风力涡轮机

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年9月8日提交的美国临时专利No.61/191358的优先权。该临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及风力涡轮机，具体地说，涉及使用可膨胀部件的***。

背景技术

用于发电的常规的风力涡轮机通常具有2-5个呈螺旋浆状设置的打开的叶片，叶片安装在与驱动发电机的齿轮箱相连接的水平轴上。这种涡轮机通常被称为水平轴风力涡轮机或者HAWT。尽管HAWT已经得到广泛的应用，但是其效率没有达到最佳。具体地说，在从经过涡轮机的风中获取势能的过程中，效率不会超过59.3％的贝兹极限。

常规的风力涡轮机具有三个叶片，并且通过由计算机控制的电动机取向或指向风。这些涡轮机典型地需要60至90米高的支撑塔。这些叶片通常以大约10至22转/分钟的转速旋转。尽管在一些设计中环形发电机可以被直接驱动，但是通常利用齿轮箱来逐步提高驱动发动机的速度。一些涡轮机以恒定的速度操作。然而，可以通过采用变速涡轮机以及使涡轮机与发电机相接合的固态能量转换器来采集更多的能量。

HAWT的构造和操作均存在一些问题。难以运输高的塔和长的叶片。需要巨大的塔结构来支撑沉重的叶片、齿轮箱和发电机。需要为设备配备非常高且昂贵的起重机以及熟练的操作工。在操作时，HAWT需要附加的偏转控制机构以将叶片转向风。HAWT典型地存在对翼的大角度冲击，该大角度冲击在风流中不会对翼提供可变的变化。HAWT难以在近地面处或者在紊流风中操作。在发动机舱和叶片上所结的冰可能导致电力的减少和安全问题。高的HAWT可能影响机场雷达。该高度还使HAWT在大的面积里突兀地可见，破坏风景的外观并且有时候会引起当地人的反对。最终，顺风方向的变型(downwind variant)遭受因紊流而引起的疲劳和结构损坏。

期望减小风力涡轮机的重量和尺寸。

发明内容

本发明描述了一种重量和尺寸均减小的风力涡轮机。具体地说，风力涡轮机包括具有可膨胀部件的外罩和/或喷射器。这种风力涡轮机更轻。膨胀的外罩和/或喷射器使涡轮机可以改变其空气动力学形状以适应流体流动的变化。其还允许对涡轮机主体提供坚固度较低的支撑，并且其还允许膨胀部分在因恶劣的天气条件而产生的需求下收缩并储存起来。涡轮机的膨胀部分不主动旋转以辅助能量提取或发电。

实施例披露了一种风力涡轮机，包括：叶轮；以及涡轮机外罩，其围绕所述叶轮而设置，所述涡轮机外罩包括可膨胀部件。可膨胀部件可以具有环形翼的形状。

所述涡轮机外罩还可以包括第一刚性结构部件，所述第一刚性结构部件连接至所述可膨胀部件。所述外罩第一刚性结构部件可以包括中空内部，所述外罩可膨胀部件能够***所述中空内部中。在一些实施例中，所述外罩第一刚性结构部件限定所述涡轮机外罩的前缘。

所述涡轮机外罩还可以包括第二刚性结构部件，所述第二刚性结构部件与所述外罩第一刚性结构部件相反地连接至所述外罩可膨胀部件，其中，所述第二刚性结构部件限定所述涡轮机外罩的后缘。

所述外罩第二刚性结构部件可以形成为，为所述涡轮机外罩设置多个瓣。作为选择，所述外罩可膨胀部件形成为围绕所述涡轮机外罩的后缘设置多个瓣。

所述风力涡轮机还可以包括喷射器外罩，所述喷射器外罩设置为同轴地围绕所述涡轮机外罩，所述喷射器外罩包括可膨胀部件。所述喷射器外罩还可以包括第一刚性结构部件，所述第一刚性结构部件连接至所述喷射器可膨胀部件。同样，所述喷射器第一刚性结构部件可以包括中空内部，所述喷射器可膨胀部件能够***所述中空内部中。所述喷射器第一刚性结构部件也可以限定所述喷射器外罩的前缘。

所述喷射器外罩还可以包括第二刚性结构部件，所述第二刚性结构部件与所述喷射器第一刚性结构部件相反地连接至所述喷射器可膨胀部件，所述第二刚性结构部件限定所述喷射器外罩的后缘。所述喷射器第二刚性结构部件可以形成为，为所述喷射器外罩设置多个瓣。

所述喷射器可膨胀部件构造成当所述喷射器可膨胀部件部分地膨胀时，由所述喷射器可膨胀部件的后缘所界定的面积小于由所述喷射器可膨胀部件的前缘所界定的面积。所述喷射器可膨胀部件也可以形成为围绕所述喷射器外罩的后缘设置多个瓣。

其他的实施例披露了一种风力涡轮机，包括：涡轮机外罩；以及喷射器外罩，所述喷射器外罩设置为同轴地围绕所述涡轮机外罩；所述涡轮机外罩包括外罩圆形部件、与所述外罩圆形部件接合的多个外罩第一肋部件、以及外罩外膜，其中，所述外罩圆形部件和所述多个外罩第一肋部件限定所述涡轮机外罩的进气端和排气端；并且所述喷射器外罩包括喷射器圆形部件、与所述喷射器圆形部件接合的多个喷射器第一肋部件、以及喷射器外膜，其中，所述喷射器圆形部件和所述多个喷射器第一肋部件限定所述喷射器外罩的进气端和排气端。

所述涡轮机外罩还可以包括多个外罩第二肋部件。每个外罩第二肋部件在所述外罩圆形部件和所述喷射器圆形部件之间延伸。所述多个外罩第一肋部件和所述多个外罩第二肋部件一起限定所述涡轮机外罩的排气端处的多个混合器瓣。

所述喷射器外罩还可以包括多个喷射器第二肋部件，所述喷射器第二肋部件与所述喷射器圆形部件接合。所述多个喷射器第一肋部件和所述多个喷射器第二肋部件一起限定所述喷射器外罩的排气端处的多个混合器瓣。

所述喷射器第一肋部件可以包括固定部件和致动部件，所述固定部件和所述致动部件在枢轴处连接在一起，以改变所述固定部件与所述致动部件之间的角度。

作为选择，所述喷射器第一肋部件可以包括固定部件和致动部件，所述固定部件和所述致动部件接合在一起，使所述喷射器第一肋部件的长度能够改变。

还披露了一种风力涡轮机，包括：叶轮；涡轮机外罩，所述涡轮机外罩围绕所述叶轮而设置并且具有多个围绕排气端而设置的混合瓣；以及喷射器外罩，所述喷射器围绕所述涡轮机外罩而设置，所述喷射器外罩包括可膨胀部件。

下面将对本发明的这些和其他非限制性的特征或特性进行进一步说明。

附图说明

下面是对附图的简要说明，其目的是示出所列举的公开内容，并且不应作为对公开内容的限制。

图1是本发明的第一示例性实施例的立体图。

图2是本发明的第二示例性实施例的立体图。

图3是本发明的第三示例性实施例的立体图。

图4是本发明的第四示例性实施例的立体图。

图5是本发明的第五示例性实施例的部分立体图。

图6A是本发明的第六示例性实施例的侧视图。

图6B是本发明的第六示例性实施例的立体图。

图7A至图7D是示出本发明的其他示例性实施例的构造过程的各个阶段的立体图。

图8A至图8C是可用于本发明的示例性实施例的各种内部肋部件的侧视图。

图8D至图8E示出在使用诸如图8A至图8C所示的那些内部肋部件等各种内部肋部件之前和之后的风力涡轮机。

图9是本发明的第八示例性实施例的立体图。

图10是本发明的第九示例性实施例的立体图。

具体实施方式

参考附图可以更完全地理解所披露的过程和装置。这些图仅仅是为了方便和便于展示现有技术和/或本发明的示意图，因此，不用于指示其组件或部件的相对大小和尺寸。

尽管在下述说明中为了清楚的目的而使用特定的术语，但是这些术语仅仅用于指代为说明附图而选择的实施例的特定结构，并不用于限定或限制公开内容的范围。在附图和下述说明中，应理解，相似的附图标记指代起相似作用的部件。

总体而言，本发明包括一种包括可膨胀部件的风力涡轮机。本发明提供的风力涡轮机具有比HAWT的重量更小的重量。

图1是本发明的风力涡轮机的第一实施例的立体图，该风力涡轮机又被称为混合器-喷射器风力涡轮机(MEWT)。该MEWT是一种新型风力涡轮机，其采用带有外罩的叶轮、支架或者转子/定子来提高风力涡轮机的效率，从而与其他现有类型的风力涡轮机相比，在相同的面积下可以提取更多的电力。该MEWT通过从比最常见类型的风力涡轮机——水平轴风力涡轮机(HAWT)更大的面积中抽吸空气来实现这个目的。

风力涡轮机理论上最大可以获得从风力涡轮机中经过的风的势能的59.3％，该最大值被称为贝兹极限。风力涡轮机所获得的能量的量也可以被称为涡轮机的效率。MEWT可以超过贝兹极限。

参考图1，涡轮机10包括位于涡轮机外罩30的进气端32的叶轮20。叶轮通常可以是任何如下组件：叶片与轴连接并且能旋转，叶轮能够从使叶片旋转的风中产生电能或能量。如图所示，叶轮20是转子-定子组件。定子22与涡轮机外罩30接合，并且转子(未示出)与电动机/发电机(未示出)接合。定子22具有在空气达到转子前将空气偏转的非旋转叶片24。然后，转子的叶片旋转，从而在发电机中产生电力。外罩30包括环形翼34，换句话说，外罩30大致呈圆筒形并且具有翼的形状，该翼构造为在涡轮机外罩内(即外罩的内部)产生相对较低的压力并且在涡轮机外罩的外侧(即外罩的外部)产生相对较高的压力。换句话说，如在美国专利公开No.2009/0087308的图4、7、12、14、17和19中所看到的那样，环形翼具有飞机机翼状的截面形状，该专利的全部内容以引用的方式并入本文。叶轮和电动机/发电机容纳在涡轮机外罩内。涡轮机外罩30还可以具有设置在外罩的出口或排气端周围的混合器瓣40。混合器瓣通常围绕排气端的圆周而均匀地布置。混合器瓣通常使涡轮机外罩的将空气排出的排气端36具有环绕其圆周基本上呈波峰-波谷形的形状。换句话说，瓣40沿着外罩的后缘38来设置。

涡轮机10还包括与涡轮机外罩接合的喷射器外罩50。喷射器外罩包括环形翼54，换句话说，喷射器外罩大致呈圆筒形并且具有翼的形状，该翼构造为在喷射器内(即涡轮机外罩30与喷射器外罩50之间)产生相对较高的压力并且在喷射器外罩50的外侧产生相对较低的压力。喷射器外罩还可以具有混合器瓣60，在这种情况下，风力涡轮机是混合器-喷射器风力涡轮机。混合器瓣通常使喷射器56的将空气排出的排气端具有环绕其圆周基本上呈波峰-波谷形的形状。换句话说，混合器瓣沿着喷射器外罩50的后缘58来设置。

喷射器外罩50的直径大于涡轮机外罩30的直径。涡轮机外罩30与喷射器外罩50接合。换句话说，涡轮机外罩的排气端36配合在喷射器外罩的进气端52中，或者喷射器外罩的进气端52围绕涡轮机外罩的排气端36。涡轮机外罩30和喷射器外罩50的尺寸设计为使空气可以从二者之间流过。换句话说，喷射器外罩50同轴地设置在涡轮机外罩30的周围，并且设置在外罩30的下游。叶轮20、涡轮机外罩30和喷射器外罩50一起共用同一轴线，即，彼此同轴。

混合器瓣40、60允许进行先进的流体混合和控制。涡轮机外罩和喷射器外罩与用于飞机制造业中的类似形状不同，这是因为，在MEWT中，流路向喷射器外罩内部提供高能空气。涡轮机外罩向喷射器外罩内部提供低能空气，并且高能空气向***绕、抽吸低能空气并与低能空气混合。

当风驱动转子时，可以利用电动机/发电机来发电。涡轮机上的发电机还可以用作驱动叶轮20的电动机，从而当风不足以驱动转子时，将空气吸入并使空气通过涡轮机10。

继续参考图1，涡轮机外罩30包括可膨胀部件70、第一刚性结构部件72和第二刚性结构部件74。第一刚性部件限定了外罩30的前缘76，并且第二刚性部件74限定了周围围绕有多个瓣40的后缘38。刚性部件72、74彼此相对地连接到可膨胀部件70上，即，连接到可膨胀部件的相反两侧。第一刚性结构部件72为环形的。第一刚性结构部件72设置有支撑叶轮20的结构，并且还用作引导空气通过叶轮的漏斗。可膨胀部件70由将在后面进行说明的薄膜材料制成。刚性部件72、74可以是挠性的，并且相对于可膨胀部件70被视作是刚性的。

喷射器外罩50也包括可膨胀部件80、第一刚性结构部件82和第二刚性结构部件84。第一刚性部件限定了喷射器50的前缘86，并且第二刚性部件84限定了周围围绕有多个瓣60的后缘58。刚性部件82、84彼此相对地连接到可膨胀部件80上，即，连接到可膨胀部件的相反两侧。同样，刚性部件82、84可以是挠性的，并且相对于可膨胀部件80被视作是刚性的。可膨胀部件70、80可以包括一个能够膨胀的大的袋，或者可以包括多个能够独立地膨胀/收缩的袋。

图2示出涡轮机的另一个示例性实施例。涡轮机110具有叶轮120、涡轮机外罩130和喷射器外罩150。在本实施例中，涡轮机外罩130包括与可膨胀部件134连接的第一刚性结构部件132。第一刚性部件132限定了外罩130的前缘136。外罩可膨胀部件134形成为具有多个围绕涡轮机外罩的后缘138设置的瓣140。与图1的实施例不同，仅仅存在一个与可膨胀部件连接的刚性部件。类似地，喷射器150包括与可膨胀部件154连接的第一刚性结构部件152。第一刚性部件152限定了喷射器外罩150的前缘156。喷射器可膨胀部件154形成为具有多个围绕喷射器外罩的后缘158设置的瓣160。换句话说，在本实施例中，没有对可膨胀涡轮机外罩130和/或可膨胀喷射器外罩150上的瓣进行限定的刚性部件。

图3示出涡轮机的另一个示例性实施例。涡轮机110具有叶轮120、涡轮机外罩130和喷射器外罩150。在本实施例中，涡轮机外罩130包括可膨胀部件，并且喷射器外罩150包括可膨胀部件。换句话说，在涡轮机外罩或喷射器外罩的前缘或后缘均没有刚性结构部件。

图4示出另一个示例性实施例。这里，涡轮机外罩130和喷射器外罩150由可膨胀材料形成并且形成分组件，该分组件构造为对现有涡轮机或推进装置进行改装。

图5示出本发明的另一个示例性实施例。这里，涡轮机200具有叶轮210、涡轮机外罩220和喷射器外罩230。叶轮210是转子-定子组件。定子212具有多个叶片214。涡轮机外罩220包括围绕定子212的刚性结构部件222，刚性结构部件222具有基本为圆形的形状并且限定了涡轮机外罩的前缘。类似地，喷射器外罩230包括刚性结构部件232，刚性结构部件232具有基本为圆形的形状并且限定了喷射器外罩的前缘。由支杆224将外罩刚性部件222和喷射器刚性部件232连接在一起。涡轮机外罩220还包括可膨胀部件(未示出)，并且喷射器外罩230也包括可膨胀部件234。在本实施例中，可膨胀部件设计为收缩并且压缩以改变涡轮机的形状，以便在高风速环境或冰风暴中起到保护作用。外罩刚性结构部件222包括中空内部，可膨胀部件可以被拉入该中空内部中。应了解，在这些图中，上述中空内部位于外罩刚性部件222的后缘226处并且是不可见的。这里示出的涡轮机外罩220，其可膨胀部件被完全压缩并储存在外罩刚性部件222内。类似地，喷射器可膨胀部件234也可以被收缩并储存在喷射器刚性结构部件232中的中空内部内。

图6A和图6B是另一示例性实施例的两个视图。同样，涡轮机300包括涡轮机外罩310和喷射器外罩320。涡轮机外罩包括刚性结构部件312和可膨胀部件314，这里示出为完全膨胀的状态。喷射器外罩也包括刚性结构部件322和可膨胀部件324。然而，这里，喷射器可膨胀部件324具有足够的挠度，从而其能够根据膨胀的程度表现出不同的形态或形状。这里，可膨胀部件324示出为仅部分膨胀，从而排气端326的面积减小。如图所示，减小的面积将压缩通过涡轮机的气流，减小了气流并因而减小了在高风速环境中可能产生在叶轮或转子-定子组件上的任何应力。换句话说，喷射器可膨胀部件324构造成：在部分膨胀的情况下，由喷射器可膨胀部件的后缘332所界定的面积330小于由喷射器外罩的前缘334所界定的面积。请注意，由前缘所界定的面积指的是由前缘所限定的整个面积，而不仅仅是涡轮机外罩310与喷射器外罩320之间的环形面积。

图7A至图7C示出用于本发明的风力涡轮机的外罩和/或喷射器的其他示例性实施例的构造的各个阶段。在这些图中没有示出叶轮。这里，外罩/喷射器的组合390包括圆形部件400和多个外罩第一肋部件410，圆形部件400和多个外罩第一肋部件410共同限定了涡轮机外罩的进气端402和排气端404。然后，用外膜材料406覆盖圆形部件400和多个外罩第一肋部件410以完成涡轮机外罩。涡轮机外罩的排气端404可以具有比进气端402小的面积。类似地，喷射器外罩包括圆形部件420和多个喷射器第一肋部件430，圆形部件420和多个喷射器第一肋部件430共同限定了喷射器外罩的进气端422和排气端424。然后，用外膜材料426覆盖圆形部件420和多个喷射器第一肋部件430以完成喷射器外罩。在一些实施例中，外罩圆形部件400和喷射器圆形部件420通过外罩第一肋部件410彼此相连。

在其他的实施例中，涡轮机外罩可以包括多个外罩第二肋部件440。外罩第二肋部件440将外罩圆形部件400和喷射器圆形部件420连接起来。外罩第一肋部件410和外罩第二肋部件440共同限定位于外罩的排气端404处的多个混合器瓣442。通常，外罩第一肋部件410和外罩第二肋部件440具有不同的形状。类似地，在其他的实施例中，喷射器外罩可以包括多个喷射器第二肋部件450。喷射器第一肋部件430和喷射器第二肋部件450共同限定位于喷射器的排气端424处的多个混合器瓣452。通常，喷射器第一肋部件430和喷射器第二肋部件450具有不同的形状。

如图7A所示，外罩第一肋部件410和喷射器第一肋部件430在相同的位置连接至喷射器圆形部件420。类似地，外罩第二肋部件440和喷射器第二肋部件450在相同的位置连接至喷射器圆形部件420。各个肋部件在相同的位置处进行连接不是必需的。

作为选择，如图7D所示，外罩/喷射器组合390可以被视为包括第一圆形部件400、第二圆形部件420、多个第一内部肋460和多个第二内部肋470。两个圆形部件、第一内部肋和第二内部肋的组合限定了涡轮机外罩、涡轮机外罩上的瓣、喷射器外罩和喷射器外罩上的瓣的形状。涡轮机外罩由位于两个圆形部件400和420之间的区域所限定，同时，喷射器外罩设置在第二圆形部件420的下游。与图7A相比，第一内部肋460可以被视为外罩第一肋部件410和喷射器第一肋部件430的一体式组合，同时第二内部肋470可以被视为外罩第二肋部件440和喷射器第二肋部件450的一体式组合。

图8A至图8C是适用于图7A至图7C所示的各个实施例的内部肋的各个实施例的侧视图。在图8A中，肋500包括一体形成的拱形部件510和横向部件520以一起形成通常为刚性的肋。这些部件通常是轻质的，并且可以被视为是由支杆504连接在一起的梁502。拱形部件510限定了涡轮机外罩的形状，而横向部件520限定了喷射器外罩的形状。

参考图8B，肋500包括固定部件530和致动部件540。固定部件530限定了涡轮机外罩的形状，而致动部件540限定了喷射器外罩的形状。固定部件530和致动部件540通过限定了二者之间的角度的枢轴550而沿着底缘508连接在一起。固定部件530和致动部件540通过套管或者线性移动部件560而沿着顶缘506连接在一起。致动器570与固定部件530和致动部件540二者相接合以改变二者之间的角度，从而改变外罩和/或喷射器的形状。实线示出缩短或直线位置，而虚线示出伸长或倾斜位置。这种改变形状的能力使得涡轮机外罩或喷射器外罩的整个框架也可以变更/改变形状。

参考图8C，固定部件530和致动部件540在顶缘506和底缘508均通过套管或线性移动部件560连接在一起，套管或线性移动部件560连同致动器570一起改变肋500的长度。

图8D示出具有涡轮机外罩582和喷射器外罩584的涡轮机580。这里喷射器(未示出)的肋部件处于缩短位置。在图8E中，喷射器外罩的肋部件处于伸长位置，使得喷射器具有更大的长度和不同的空气流动特性。因此，风力涡轮机中的肋部件的挠性特性使得风力涡轮机可以改变构造以适应不同的风力条件。

在图9中，风力涡轮机600具有示出为安装在电动机604上并且支撑在柱606上的螺旋桨602的叶轮。围绕螺旋桨602设置有可膨胀的外罩608。因此，可膨胀外罩可以应用于现有类型的风力涡轮机。

图10是替代实施例，其中涡轮机600不由柱支撑。而是，可膨胀的外罩608已被诸如氢气、氦气、氨气或甲烷等轻于空气的气体所膨胀开。这为涡轮机600的自由上升提供了足够的浮力。涡轮机600被与控制器连接的栓绳或绳索610系住，控制器可以使栓绳610伸长或缩短。从而，不需要除栓绳610以外的支撑结构。基体612可以包括用于控制栓绳610的长度的卷轴或绕线架。这样的特征可以提供在过高风速的情况下降低涡轮机600的简单的快速响应装置。

这里所描述的可膨胀部件可以包括若干个用于控制提升量或膨胀程度的内腔。适宜地，这些内腔可以布置为围绕可膨胀部件的周围，或者从可膨胀部件的一端布置到另一端。

用于形成外罩和/或喷射器的可膨胀部件以及外膜的薄膜材料可以基本上由任意的聚合物材料或织物材料制成。典型的材料包括聚氨酯、聚氟聚合物以及类似成分的多层膜。还可以采用诸如氨纶弹力织物(spandex-type fabrics)等可伸缩的织物。

聚氨酯膜坚固并且具有良好的耐气候性。与聚醚型聚氨酯相比，聚酯型聚氨酯膜对亲水性的降低(hydrophilic degradation)更加敏感。这些聚氨酯膜的脂肪族形式(aliphatic version)通常还具有抗紫外线性。

典型的聚氟聚合物包括聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚氟乙烯(PVF)。市售的形式为KYNAR和TEDLAR。聚氟聚合物通常具有非常低的表面能，这使得与具有较高表面能的材料相比，聚氟聚合物的表面能一定程度地保持无污垢、无碎屑并且更容易脱冰。

也可以设想到用膜/织物复合材料连同诸如泡沫等垫料来制造可膨胀部件或者外膜。

可膨胀部件还可以由氨基甲酸乙酯膜囊构成，囊具有增强其强度和耐用性的机织或编织的盖。机织或编织材料可以是聚酯、预应力聚酯、聚芳酯(商品名：VECTRAN

，由日本的Kuraray制造)，对亚苯基对苯二酰胺(PpPTA)(商品名：TWARON，由Akzo制造)，PPTA(聚对苯二甲酰对苯二胺)(商品名：KEVLAR，由DuPont制造)，以及聚对苯二甲酸丙二醇酯(商品名：CORTERRA，由Shell制造)。机织或编织的盖可以覆有各种聚合物，诸如顺聚异戊二烯、聚氨酯、环氧树脂或聚氯乙烯。这可以保护机制或编织的纤维免受诸如紫外线、或者沙尘或其他会损坏纤维的材料的磨损等环境的侵蚀。制造商包括：Federal Fabrics-Fibers of Lowell，MA；Warwick Mills of New Ipswich，NH；Vertigo lnc of Lake Elsinore，CA；和ILC Dover of Frederica，DE。还可以通过使用反应性聚合物浸渍法、使用真空辅助树脂传递模塑法(VARTM)或者对预先浸渍的诸如不饱和聚酯、环氧树脂、丙烯酸酯、或尿烷等聚合物的固化来部分或完全地加强可膨胀部件，上述固化步骤用辐射、自由基引发或异氰酸盐交联来进行。

本发明的风力涡轮机的外罩和/或喷射器的可膨胀构造使本发明的涡轮机明显轻于常规的涡轮机。从而，可以使用坚固度较低的支撑塔。

已经参考示例性实施例对本发明的***和方法进行了说明。显然地，在阅读和理解上述详细说明的基础上，本领域技术人员可以进行修改和变型。示例性实施例应解释为包括落入所附权利要求书及其等同内容所限定的范围以内的所有修改与变型。

Claims (22)

1.一种风力涡轮机，包括：

叶轮；以及

涡轮机外罩，其围绕所述叶轮而设置，所述涡轮机外罩包括可膨胀部件。

2.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述涡轮机外罩还包括第一刚性结构部件，所述第一刚性结构部件连接至所述可膨胀部件。

3.如权利要求2所述的风力涡轮机，其中，所述外罩第一刚性结构部件包括中空内部，所述外罩可膨胀部件能够***所述中空内部中。

4.如权利要求2所述的风力涡轮机，其中，所述外罩第一刚性结构部件限定所述涡轮机外罩的前缘。

5.如权利要求2所述的风力涡轮机，其中，所述涡轮机外罩还包括第二刚性结构部件，所述第二刚性结构部件与所述外罩第一刚性结构部件相反地连接至所述外罩可膨胀部件，所述第二刚性结构部件限定所述涡轮机外罩的后缘。

6.如权利要求5所述的风力涡轮机，其中，所述外罩第二刚性结构部件形成为，为所述涡轮机外罩设置多个混合瓣。

7.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述外罩可膨胀部件形成为围绕所述涡轮机外罩的后缘设置多个混合瓣。

8.如权利要求1所述的风力涡轮机，还包括喷射器外罩，所述喷射器外罩设置为同轴地围绕所述涡轮机外罩，并且所述喷射器外罩包括可膨胀部件。

9.如权利要求8所述的风力涡轮机，其中，所述喷射器外罩还包括第一刚性结构部件，所述第一刚性结构部件连接至所述喷射器可膨胀部件。

10.如权利要求9所述的风力涡轮机，其中，所述喷射器第一刚性结构部件包括中空内部，所述喷射器可膨胀部件能够***所述中空内部中。

11.如权利要求9所述的风力涡轮机，其中，所述喷射器第一刚性结构部件限定所述喷射器外罩的前缘。

12.如权利要求9所述的风力涡轮机，其中，所述喷射器外罩还包括第二刚性结构部件，所述第二刚性结构部件与所述喷射器第一刚性结构部件相反地连接至所述喷射器可膨胀部件，所述第二刚性结构部件限定所述喷射器外罩的后缘。

13.如权利要求12所述的风力涡轮机，其中，所述喷射器第二刚性结构部件形成为，为所述喷射器外罩设置多个混合瓣。

14.如权利要求8所述的风力涡轮机，其中，所述喷射器可膨胀部件构造成当所述喷射器可膨胀部件部分地膨胀时，由所述喷射器可膨胀部件的后缘所界定的面积小于由所述喷射器可膨胀部件的前缘所界定的面积。

15.如权利要求8所述的风力涡轮机，其中，所述喷射器可膨胀部件形成为围绕所述喷射器外罩的后缘设置多个混合瓣。

16.如权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述可膨胀部件具有环形翼的形状。

17.一种风力涡轮机，包括：

涡轮机外罩；以及

喷射器外罩，所述喷射器外罩设置为同轴地围绕所述涡轮机外罩；

所述涡轮机外罩包括外罩圆形部件、与所述外罩圆形部件接合的多个外罩第一肋部件、以及外罩外膜，其中，所述外罩圆形部件和所述多个外罩第一肋部件限定所述涡轮机外罩的进气端和排气端；并且

所述喷射器外罩包括喷射器圆形部件、与所述喷射器圆形部件接合的多个喷射器第一肋部件、以及喷射器外膜，所述喷射器圆形部件和所述多个喷射器第一肋部件限定所述喷射器外罩的进气端和排气端。

18.如权利要求17所述的风力涡轮机，其中，所述涡轮机外罩还包括多个外罩第二肋部件，每个外罩第二肋部件在所述外罩圆形部件和所述喷射器圆形部件之间延伸；并且

所述多个外罩第一肋部件和所述多个外罩第二肋部件一起限定所述涡轮机外罩的排气端处的多个混合器瓣。

19.如权利要求17所述的风力涡轮机，其中，所述喷射器外罩还包括多个喷射器第二肋部件，所述喷射器第二肋部件与所述喷射器圆形部件接合；并且

所述多个喷射器第一肋部件和所述多个喷射器第二肋部件一起限定所述喷射器外罩的排气端处的多个混合器瓣。

20.如权利要求17所述的风力涡轮机，其中，所述喷射器第一肋部件包括固定部件和致动部件，所述固定部件和所述致动部件在枢轴处连接在一起，以改变所述固定部件与所述致动部件之间的角度。

21.如权利要求17所述的风力涡轮机，其中，所述喷射器第一肋部件包括固定部件和致动部件，所述固定部件和所述致动部件接合在一起，使所述喷射器第一肋部件的长度能够改变。

22.一种风力涡轮机，包括：

叶轮；

涡轮机外罩，所述涡轮机外罩围绕所述叶轮而设置并且具有多个围绕排气端而设置的混合瓣；以及

喷射器外罩，所述喷射器围绕所述涡轮机外罩而设置，所述喷射器外罩包括可膨胀部件。

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