專利名稱：自調(diào)角度迎風(fēng)葉片的風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電裝置，特別是一種自調(diào)角度迎風(fēng)葉片的風(fēng)力發(fā)電裝置。 技術(shù)背景風(fēng)能是可再生能源中發(fā)展最快的清潔能源，也是最具有大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā)展 前景的發(fā)電方式。1993年到2003年的10年間，世界風(fēng)力發(fā)電的年增長(zhǎng)率達(dá)到29.7 %。到2006年末，全球風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到7422. 3萬(wàn)千瓦，風(fēng)力發(fā)電量占到世界總電 量的0.5%。其中歐洲總裝機(jī)容量為4854.5萬(wàn)千瓦，占世界風(fēng)電裝機(jī)容量的65.4%。 2006年德國(guó)風(fēng)力發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到2062. 2萬(wàn)千瓦，占全世界的1 / 4以上。2006 年印度累計(jì)風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量也已達(dá)到627萬(wàn)千瓦，排世界第4位,居發(fā)展中國(guó)家的 首位。歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)在近期的一份報(bào)告中，用詳實(shí)的數(shù)據(jù)和精辟的分析描述了未來(lái)世 界風(fēng)力發(fā)電的情景，并預(yù)計(jì)到2020年風(fēng)力發(fā)電將占世界電力總量的12%。風(fēng)能作為 未來(lái)能源供應(yīng)重要組成部分的戰(zhàn)略地位受到世界各國(guó)的普遍重視。我國(guó)風(fēng)能資源儲(chǔ)量豐富，據(jù)初步估算，我國(guó)陸上離地面10米高度層的風(fēng)能資源 可開發(fā)量為2. 53億千瓦；近海區(qū)域離海面10米高度層的風(fēng)能儲(chǔ)量約為7. 5億千瓦。 從宏觀上看，我國(guó)具備大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的資源條件。到2004年底，我國(guó)風(fēng)力發(fā) 電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到76. 4萬(wàn)千瓦，國(guó)家發(fā)改委規(guī)劃2005年并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)到100 萬(wàn)千瓦，2010年達(dá)到300萬(wàn)千瓦，2020年達(dá)到3,000萬(wàn)千瓦?，F(xiàn)有的達(dá)里厄升力型風(fēng)力機(jī)，如圖l，風(fēng)向從左向右，當(dāng)風(fēng)葉處于A,B， C，D位置 時(shí)，葉片上受到的氣動(dòng)力為FA、 Fb、 F。禾QFd。相對(duì)于旋轉(zhuǎn)的主軸，風(fēng)輪上受到的力FA、 FB、 F。和FD將使主軸沿圖1中所示的轉(zhuǎn)動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)，然而，F(xiàn)A、 FB對(duì)主軸形成的扭矩 卻可能與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。也就是說，葉片旋轉(zhuǎn)過程中，在某些區(qū)域，氣動(dòng)力可能做 負(fù)功，導(dǎo)致達(dá)里厄升力型風(fēng)力機(jī)整體的風(fēng)能利用率較低。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述根本性的問題而提供一種自調(diào)角度迎風(fēng)葉片的風(fēng)力 發(fā)電裝置，它能夠最大程度地迎著風(fēng)向，克服風(fēng)力機(jī)的葉片在某些位置處做負(fù)功的狀 態(tài)，提高風(fēng)能利用率。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案及其旋轉(zhuǎn)軸，其特征在于葉片的旋轉(zhuǎn)軸通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接風(fēng)輪主軸，使葉片繞風(fēng)輪主 軸旋轉(zhuǎn)一周，葉片繞自身的旋轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)半周。葉片旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)輪主軸之間連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、或齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、 或電控傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。對(duì)于圖2所示的來(lái)流風(fēng)向，當(dāng)平板葉片在A、 B、 C、 D四點(diǎn)的位置時(shí)，平板所受 到的氣動(dòng)力對(duì)主軸形成一個(gè)扭矩，而且這些扭矩的方向是一致，對(duì)主軸始終做正功。 當(dāng)葉片處于E、 F、 G、 H點(diǎn)所在的位置，除了在H點(diǎn)葉片不做功外，其余狀態(tài)葉片都 處于做正功狀態(tài)。上述風(fēng)輪的葉片形狀是翼型或者平板型，繞著風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)中心2—3000個(gè)中心對(duì)稱安置。上述的風(fēng)輪轉(zhuǎn)子的半徑為0.001m—1000m，立軸風(fēng)輪的垂直高度為 0. 001m—1000m。上述立軸風(fēng)電機(jī)組有上面板與下面板。兩塊面板之間安裝風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)軸和葉片的旋 轉(zhuǎn)軸，以及連接兩者之間的的支撐骨架，由普通軸承或磁懸浮支撐。上面板中心開比 轉(zhuǎn)子直徑略大的孔，上端蓋用螺絲固定于上面板上,便于轉(zhuǎn)子部分的安裝與維護(hù)。上述立軸風(fēng)電機(jī)組也可以無(wú)上面板與下面板，風(fēng)輪豎直安裝在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的 基礎(chǔ)上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的實(shí)質(zhì)性突出特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn) 本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電裝置，適用于任意來(lái)流風(fēng)向，風(fēng)輪的葉片通過自調(diào)角度使 其處于迎風(fēng)狀態(tài)，能夠克服風(fēng)力機(jī)的葉片在某些位置處于做負(fù)功的狀態(tài)，風(fēng)能利用率咼。


圖1是已有技術(shù)的達(dá)里厄升力型風(fēng)力機(jī)原理示意圖。 圖2是本發(fā)明自調(diào)角度迎風(fēng)葉片的風(fēng)力發(fā)電裝置原理圖。 圖3是本發(fā)明自調(diào)角度迎風(fēng)葉片的風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是圖3中風(fēng)輪立軸與葉片自身旋轉(zhuǎn)軸的傳動(dòng)為鏈條傳動(dòng)G—G處剖面圖。 圖5是圖3中風(fēng)輪立軸與葉片自身旋轉(zhuǎn)軸的傳動(dòng)為齒輪傳動(dòng)G—G處剖面圖。 圖6是圖3中上端蓋剖面圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是參見圖3、圖4和圖6,本自調(diào)角度迎風(fēng)葉片的風(fēng)力發(fā)電裝置，由風(fēng)輪主軸1及其驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)5、葉片4及其旋轉(zhuǎn)軸3、以及主軸l與 旋轉(zhuǎn)軸3之間的連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2組成。風(fēng)輪葉片4的形狀為翼型或者直板型，繞風(fēng)輪 主軸中心對(duì)稱安裝，個(gè)數(shù)為2-3000個(gè)。風(fēng)輪葉片4繞風(fēng)輪主軸1旋轉(zhuǎn)一周，葉片4 繞旋轉(zhuǎn)軸3自轉(zhuǎn)半周。葉片4的自轉(zhuǎn)是通過風(fēng)輪立軸1的控制的，它們之間的連接傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)為鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖4)或者齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖5)或電動(dòng)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)比 為2: 1,風(fēng)輪轉(zhuǎn)子11的半徑為0. 001m—1000m，立軸風(fēng)輪垂直高度為0. 001m—lOOOm。 本裝置有固定底座8，其上是連接筒式安裝架10，筒式安裝架10上固定安裝一塊圓 形下面板6，下面板6的上方有一塊與其同樣形狀和大小的圓形上面板7，上下面板 6、 7中心區(qū)通過軸承安裝風(fēng)輪立軸1，筒式安裝架10處于下面板6下面的中心區(qū)， 筒式安裝架10內(nèi)安裝風(fēng)輪立軸1驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)5。上面板7中心開比風(fēng)輪轉(zhuǎn)子直徑 略大的孔，由一塊上端蓋9用螺釘固定封住孔口，便于轉(zhuǎn)子部分的安裝和維修。
權(quán)利要求
1. 一種自調(diào)角度迎風(fēng)葉片的風(fēng)力發(fā)電裝置，包括風(fēng)輪主軸(1)及其驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)(5)、葉片(4)及其旋轉(zhuǎn)軸(3)，其特征在于葉片(4)的旋轉(zhuǎn)軸(3)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接風(fēng)輪主軸(1)，使葉片(4)繞風(fēng)輪主軸(1)旋轉(zhuǎn)一周，葉片(4)繞自身的旋轉(zhuǎn)軸(3)旋轉(zhuǎn)半周。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自調(diào)角度迎風(fēng)葉片的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于葉片(4) 旋轉(zhuǎn)軸(3)與風(fēng)輪主軸(1)之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、或齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 或電控傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自調(diào)角度迎風(fēng)葉片的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于風(fēng)輪轉(zhuǎn)子(10)的半徑為0.001m—1000m，立軸風(fēng)輪的垂直高度為0.001m—1000m。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自調(diào)角度迎風(fēng)葉片的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于風(fēng)輪的葉 片(4)形狀是翼型或平板型，繞著風(fēng)輪主軸(1)對(duì)稱安裝2—3000個(gè)中心對(duì)稱 的葉片(4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自調(diào)角度迎風(fēng)葉片的風(fēng)力發(fā)電裝置。它包括風(fēng)輪主軸及其驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)、葉片及其旋轉(zhuǎn)軸，葉片的旋轉(zhuǎn)軸通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接風(fēng)輪主軸，使葉片繞風(fēng)輪主軸旋轉(zhuǎn)一周，葉片繞自身旋轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)半周。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電裝置適用于任意來(lái)流風(fēng)向，風(fēng)輪的葉片通過自調(diào)角度使其處于迎風(fēng)狀態(tài)，能夠克服風(fēng)力機(jī)的葉片在某些位置處于做負(fù)動(dòng)的狀態(tài)，風(fēng)能利用率高。
文檔編號(hào)F03D7/06GK101260865SQ20081003636
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者曹紫胤, 黃典貴 申請(qǐng)人:上海大學(xué)