專利名稱：一種聚能回收式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型聚能回收式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為清潔能源的一種，在資源的可再生性、安全性方面優(yōu)于火電和核電。目前主流結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)有兩種，即水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和豎直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率大，單位發(fā)電量成本較低，是目前大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要結(jié)構(gòu)型式。相比較于大型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，中小型豎直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)與之形成了風(fēng)能利用的互補(bǔ)。豎直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)更適用于風(fēng)向不定、風(fēng)速不高的場(chǎng)合，例如居民住宅、企業(yè)辦公樓、偏遠(yuǎn)地帶或沒有電力供應(yīng)的小型儀器設(shè)備供電、路燈、風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)設(shè)備、 風(fēng)-光/熱等互補(bǔ)發(fā)電等領(lǐng)域。目前的豎直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，多數(shù)是通過自然風(fēng)直接吹動(dòng)葉片產(chǎn)生的扭矩帶動(dòng)立軸旋轉(zhuǎn)，最終帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種發(fā)電模式存在風(fēng)能提取方式單一，利用率偏低的問題， 通常在1-2級(jí)風(fēng)的情況下難以正常使用。但現(xiàn)實(shí)需求中豎直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)啟動(dòng)風(fēng)速以及風(fēng)向要求常常偏高，比如生活區(qū)路燈所處的場(chǎng)所的自然風(fēng)風(fēng)速一般不大、且方向不定、風(fēng)能利用效率不高，導(dǎo)致普通的立軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)難當(dāng)重任，所以開發(fā)一種新型高效的豎直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)迫在眉睫。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種新型聚能回收式風(fēng)力發(fā)電裝置，解決了豎直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在較低風(fēng)速下無法啟動(dòng)，風(fēng)能利用率以及發(fā)電效率偏低的缺點(diǎn)。此種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作機(jī)理為外罩具有收集“散風(fēng)”和風(fēng)力加速的作用，同時(shí)罩體上下面鑲有密封環(huán)，防止風(fēng)力的縱向流失。內(nèi)部旋轉(zhuǎn)筒壁面安裝有中空的升力型葉片，在來流推動(dòng)下帶動(dòng)旋筒旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生扭矩，進(jìn)行第一次能量的提取。在旋轉(zhuǎn)過程中根據(jù)渦旋理論在中空的筒內(nèi)形成的低壓區(qū)，在縱向吸氣排氣的過程中，推動(dòng)出入口處水平軸扇葉做功，實(shí)現(xiàn)第二次能量的回收式提取。本實(shí)用新型將水平軸和豎直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行了結(jié)合，同時(shí)中空的升力型葉片充分保證了采用豎直軸部分的效率，風(fēng)能的多次提取和回收實(shí)現(xiàn)了風(fēng)能利用率的改進(jìn)。同時(shí)聚風(fēng)罩解決了風(fēng)向不定以及風(fēng)力微弱導(dǎo)致的風(fēng)力機(jī)不易啟動(dòng)的問題。 機(jī)體易于拆卸和組裝，材料簡(jiǎn)單，重量較輕。低廉的成本適合向中小型企業(yè)和家用推廣，同時(shí)也可作為特殊機(jī)械的臨時(shí)供電補(bǔ)給。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是此種聚能回收式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由導(dǎo)流靜葉片，聚能加速罩，密封環(huán)，動(dòng)葉片，旋轉(zhuǎn)筒，筒壁單向活閥，立軸，扇葉組成。機(jī)體總體分為內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)， 結(jié)構(gòu)部件安裝位置關(guān)系如下外部裝有聚能加速罩，同時(shí)聚能加速罩上下面鑲有防止軸向風(fēng)力損失的密封環(huán)，罩體壁面為固定的導(dǎo)流靜葉片，靜葉片根部固定于外罩上；機(jī)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)筒，內(nèi)部旋轉(zhuǎn)筒結(jié)構(gòu)的外壁固定有升力型動(dòng)葉片，動(dòng)葉內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，兩兩動(dòng)葉片之間的筒壁部分裝有單向活閥，旋轉(zhuǎn)筒的上下面配置風(fēng)能回收的兩片扇葉，筒下部和立
3軸連接。結(jié)構(gòu)的每一部分特點(diǎn)如下所述的導(dǎo)流靜葉片，葉根固定在導(dǎo)流靜葉片外罩上，靜葉片兩兩之間形成收縮型槽道、整周對(duì)稱分布、與圓周半徑呈60度夾角，當(dāng)較低的散風(fēng)吹過時(shí)，所采用的角度開口有利于風(fēng)力的匯集，同時(shí)在風(fēng)速較低的風(fēng)流過收縮型的靜葉片槽道時(shí)，會(huì)產(chǎn)生加速的效果。其目的在于保證內(nèi)部轉(zhuǎn)筒在較低的風(fēng)速下依然能夠旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)。所述的動(dòng)葉片，根部固定于旋轉(zhuǎn)筒壁，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為空心結(jié)構(gòu)，減小啟動(dòng)時(shí)的慣性， 同時(shí)減輕了機(jī)身重量。葉片采用升力型翼型，沿筒壁對(duì)稱分布安裝。此種設(shè)計(jì)的動(dòng)葉片有兩個(gè)作用，其一是受到經(jīng)過加速的風(fēng)力的吹動(dòng)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)，傳遞扭矩實(shí)現(xiàn)第一次能量的轉(zhuǎn)化。其二是充當(dāng)剩余風(fēng)力的導(dǎo)流葉片，將其匯入旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)增加空氣流量。同時(shí)在導(dǎo)流的過程中，翼型上下面的壓力差會(huì)產(chǎn)生和旋轉(zhuǎn)方向一致的升力，減少了葉片阻力產(chǎn)生的風(fēng)能損失。所述的旋轉(zhuǎn)筒，其內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，外壁面上裝有動(dòng)葉片，在兩兩動(dòng)葉片之間的筒壁部分裝有單向活閥，用于由動(dòng)葉片引導(dǎo)的，具有一定風(fēng)速剩余風(fēng)力的進(jìn)入，同時(shí)可以阻止筒內(nèi)氣體的反向漏出。在旋轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)過程中，筒內(nèi)會(huì)形成類似龍卷風(fēng)式的氣旋，迫使外界氣流從筒的一段吸入，另一端排除。在吸入和排除端配置兩片水平軸扇葉，扇葉的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)模式的第二次能量傳遞，稱其為能量的回收過程。本實(shí)用新型的效果和益處是實(shí)現(xiàn)了多處的能量的提取和回收，使風(fēng)能得到了更充分的利用。同時(shí)聚風(fēng)罩的設(shè)計(jì)，以及升力翼型的采用，保證了此種風(fēng)力發(fā)電機(jī)在苛刻條件下的依然會(huì)有較好的發(fā)電效率。拆卸組裝簡(jiǎn)便，重量輕，成本較低。

圖1是本實(shí)用新型的新型聚能回收式風(fēng)力發(fā)電機(jī)橫截面示意圖。圖2是本實(shí)用新型的新型聚能回收式風(fēng)力發(fā)電機(jī)3維分解示意圖。圖3是本實(shí)用新型的新型聚能回收式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝3維示意圖(視角一)。圖4是本實(shí)用新型的新型聚能回收式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組裝3維示意圖(視角二)。圖中1導(dǎo)流靜葉片；2聚能加速罩；3密封環(huán)；4動(dòng)葉片；5旋轉(zhuǎn)筒；6筒壁單向活閥；7立軸；8扇葉。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。按照?qǐng)D2所示，找到風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的包括導(dǎo)流靜葉片，聚能加速罩，密封環(huán)，動(dòng)葉片，旋轉(zhuǎn)筒，筒壁單向活閥，立軸，扇葉構(gòu)成組成部件，按照?qǐng)D3所示的結(jié)構(gòu)開始組裝，首先為外部結(jié)構(gòu)聚能加速罩的組裝，將所述的導(dǎo)流靜葉片，葉根固定在導(dǎo)流靜葉片外罩上，靜葉片兩兩之間形成收縮型槽道、整周對(duì)稱分布、與圓周半徑呈60度夾角。然后安裝上下密封環(huán)。然后組裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)筒，先安裝筒壁上的動(dòng)葉片，8個(gè)葉片采用升力型翼型，沿筒壁對(duì)稱分布安裝。之后安裝筒壁單向活閥，充當(dāng)動(dòng)葉片間的筒壁，同時(shí)在旋轉(zhuǎn)筒的上下開口處安裝兩個(gè)扇葉，最后讓筒下部與立軸組裝完成整機(jī)的安裝。
權(quán)利要求1. 一種聚能回收式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括導(dǎo)流靜葉片、聚能加速罩、密封環(huán)、動(dòng)葉片、旋轉(zhuǎn)筒、筒壁單向活閥、立軸、扇葉；其特征在于外部裝有聚能加速罩，靜葉片根部固定于外罩上，兩兩葉片之間形成收縮型槽道、整周對(duì)稱分布，與圓周半徑呈60度夾角，同時(shí)聚能加速罩上下面鑲有防止軸向風(fēng)力損失的密封環(huán)；內(nèi)部旋轉(zhuǎn)筒結(jié)構(gòu)的外壁固定有升力型動(dòng)葉片，動(dòng)葉內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，8片葉片沿筒壁對(duì)稱分布，兩兩動(dòng)葉片之間的筒壁部分裝有單向活閥，旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，下部固定于立軸，旋轉(zhuǎn)筒的上下面配置風(fēng)能回收的兩片扇葉。
專利摘要一種聚能回收式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。其特征是外部裝有聚能加速罩，用于收集“散風(fēng)”和增加風(fēng)速，靜葉片根部固定于外罩上，兩兩葉片之間形成收縮型槽道、整周對(duì)稱分布，與圓周半徑呈60度夾角，加速罩上下面鑲有密封環(huán)，防止風(fēng)力縱向的流失；內(nèi)部旋轉(zhuǎn)筒結(jié)構(gòu)的外壁固定有升力型動(dòng)葉片，動(dòng)葉內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，8片葉片沿筒壁對(duì)稱分布，旋轉(zhuǎn)筒內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，下部固定于立軸，旋轉(zhuǎn)筒的上下面配置風(fēng)能回收的兩片扇葉。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了多處的能量的提取和回收，同時(shí)聚風(fēng)罩的設(shè)計(jì)，以及中空升力翼型的采用，保證了此種風(fēng)力發(fā)電機(jī)在苛刻條件下的依然有較好的發(fā)電效率。拆卸組裝簡(jiǎn)便，重量輕，成本較低，適合在中小型企業(yè)和家用推廣。
文檔編號(hào)F03D9/00GK202215432SQ20112009671
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者王明波, 田夫, 趙廣, 馬明 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)