專利名稱：一種碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機，具體說是將碟盤式的風(fēng)動機構(gòu)與發(fā)電機定/轉(zhuǎn)子集成為一體的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，為減少對自然資源的過度開發(fā)、利用，目前世界各國都比較重視利用風(fēng)力來進行發(fā)電。傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機裝置中，風(fēng)動機構(gòu)與發(fā)電機通常都是作為獨立的裝置分別設(shè)計，然后再利用變速箱或其它機構(gòu)將風(fēng)動機構(gòu)的輸出軸與發(fā)電機的輸入軸連接在一起，實現(xiàn)風(fēng)能向電能的轉(zhuǎn)化。這種風(fēng)力發(fā)電裝置雖然具有靈活的裝配特性，但由于其連接機構(gòu)較多，風(fēng)能需要依次經(jīng)過風(fēng)動機構(gòu)、變速箱等，才能傳遞至發(fā)電機發(fā)電，其中的能量損耗較大，使得風(fēng)能的利用率較低。另外，在這種風(fēng)力發(fā)電裝置中，還需要專門為發(fā)電機設(shè)置降溫設(shè)備，以避免發(fā)電機長期運轉(zhuǎn)而出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的問題是提供一種碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置，利用該裝置進行風(fēng)力發(fā)電，可減少能量的損耗，提高風(fēng)能利用率，而且無需為發(fā)電機設(shè)置降溫設(shè)備，可降低成本。為解決上述問題，采取以下方案: 本實用新型的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置的特點是包括基柱，該基柱呈豎向布置，其上端面中心位置處有支撐軸。所述支撐軸上套有輪轂，輪轂的軸向一端有輪輻，輪轂通過輪輻支撐在基柱的上端面上，輪轂與支撐軸間呈可轉(zhuǎn)動狀配合。所述輪轂內(nèi)側(cè)固定有發(fā)電機轉(zhuǎn)子，在輪轂內(nèi)的那段支撐軸或基柱外壁上固定有發(fā)電機定子，發(fā)電機轉(zhuǎn)子和發(fā)電機定子的位置對應(yīng)，且發(fā)電機轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑大于發(fā)電機定子的外徑。所述輪轂的外周套有至少兩個碟盤，碟盤均為圓形，其周邊上均布有用于使碟盤形成近似于梅花花瓣的喇叭形豁口。所述碟盤上有中心孔，中心孔的直徑大于輪轂的直徑，碟盤的中心孔與輪轂間沿周向均布有徑向支架，碟盤通過徑向支架固定在輪轂上。相鄰的碟盤間沿周向均布有隔塊，隔塊和碟盤的對應(yīng)位置上均有軸孔，隔塊和碟盤間借助軸孔和支柱緊固在一起。所述碟盤外有筒狀外殼，筒狀外殼與基柱間呈同心固定連接。所述筒狀外殼的開口端有蓋板，徑向支架所在的環(huán)形區(qū)域?qū)?yīng)的蓋板和/或筒狀外殼底板上均布有扇形孔。所述筒狀外殼的外周均布有導(dǎo)風(fēng)管，導(dǎo)風(fēng)管與筒狀外殼間呈切向連接。本實用新型的進一步改進方案是最外面的碟盤外側(cè)均有加強板，加強板均為圓形，其上有中心孔，該中心孔與碟盤的中心孔直徑相等，加強板也通過徑向支架固定在輪轂上。所述支柱的兩端均固定在加強板上，加強板與相鄰碟盤間的支柱上套有隔塊。利用加強板可加強徑向支架、碟盤、支柱和隔塊間的連接剛性，延長使用壽命。本實用新型的進一步改進方案是所述碟盤均含有至少三塊扇形板，扇形板的外邊沿與其兩徑向邊間呈圓弧過渡，以便在相鄰兩扇形板外邊沿間構(gòu)成所述喇叭形豁口 ；所述扇形板的徑向邊上均有用作半個軸孔的半圓形豁口，相鄰兩個扇形板徑向邊上的半圓形豁口相對應(yīng)并與所述支柱相配合。每個扇形板的徑向邊上的半圓形豁口均有兩個且分別處于扇形板徑向邊的兩頭。將碟盤設(shè)計成多塊扇形板的組合結(jié)構(gòu)，可縮小零件尺寸，便于加工和運輸。每個扇形板的徑向邊上加工兩個半圓形豁口，即在裝配狀態(tài)下，使得每個扇形板都是四點制成，這樣可增加碟盤的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。本實用新型的進一步改進方案是所述導(dǎo)風(fēng)管自入口端到其與筒狀外殼連接的一端的口徑逐漸變小。即利用狹管效應(yīng)對進入導(dǎo)風(fēng)管的氣流實施增速處理，從而增加裝置的發(fā)電量。本實用新型的進一步改進方案是所述導(dǎo)風(fēng)管的數(shù)量不少于兩個，它們沿筒狀外殼周向均勻布置。多個導(dǎo)風(fēng)管的均勻布置，可使得碟盤受力均勻，轉(zhuǎn)動順暢。更進一步的，所述導(dǎo)風(fēng)管的數(shù)量為三個，其中兩個導(dǎo)風(fēng)管呈彎曲狀繞在筒狀外殼外，并最終與第三個導(dǎo)風(fēng)管一起呈并排狀連接在一個總風(fēng)管上。位于外側(cè)的兩個導(dǎo)風(fēng)管的入口處均有調(diào)風(fēng)板，調(diào)風(fēng)板與總風(fēng)管管壁鉸接在一起。在調(diào)風(fēng)板對應(yīng)的導(dǎo)風(fēng)管管壁上有液壓裝置，該液壓裝置可控制調(diào)風(fēng)板的傾斜角度，使其對應(yīng)的導(dǎo)風(fēng)管開啟或關(guān)閉。三個導(dǎo)風(fēng)管的入口并排連接在同一個總風(fēng)管上，便于對同向風(fēng)的采集；而且兩側(cè)的導(dǎo)風(fēng)管可以通過調(diào)風(fēng)板來調(diào)節(jié)風(fēng)量，使得該裝置的進風(fēng)口具有靈活多變性。本實用新型的更進一步改進方案是所述基柱上端面和輪轂的輪輻間有推力圓柱滾子軸承，推力圓柱滾子軸承的下部固定在基柱上端面上，推力圓柱滾子軸承的上部與輪轂的輪輻間呈固定連接，使得輪轂?zāi)軌蛞灾屋S為中心轉(zhuǎn)動。采取上述方案，具有以下優(yōu)點:由于本實用新型的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置在其輪轂內(nèi)側(cè)固定有發(fā)電機轉(zhuǎn)子，而碟盤固定在輪轂外周，即將碟盤通過輪轂與發(fā)電機緊密結(jié)合，可高效地把風(fēng)能轉(zhuǎn)化來的機械能傳遞給發(fā)電機，減少能量的損耗，提高風(fēng)能利用率。另外，氣流從導(dǎo)風(fēng)管進入，在流經(jīng)相鄰碟盤間的間隙時，推動碟盤轉(zhuǎn)動，其尾流再通過徑向支架間的間隙和蓋板上的扇形孔排出。氣流在徑向支架 間的間隙處流動時，直接可對輪轂和發(fā)電機轉(zhuǎn)子實施降溫，即其本身具有對發(fā)電機的風(fēng)冷降溫功能。因此，無需再另外設(shè)置降溫設(shè)備，可降低成本。

圖1是本實用新型的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A向的剖視放大示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細(xì)說明:如圖1和圖2所示，本實用新型的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置包括基柱18，該基柱18呈豎向布置，其上端面中心位置處有支撐軸6，支撐軸6與基柱18為一體結(jié)構(gòu)。所述支撐軸6上套有輪轂14，輪轂14的上端有輪輻7，基柱18上端面和輪輻7間有推力圓柱滾子軸承5，推力圓柱滾子軸承5的下部固定在基柱18上端面上，推力圓柱滾子軸承5的上部與輪輻7間呈固定連接，使得輪轂14支撐在基柱18的上端面上，且輪轂14能夠以支撐軸6為中心轉(zhuǎn)動。所述輪轂14內(nèi)側(cè)固定有發(fā)電機轉(zhuǎn)子16，在輪轂14內(nèi)的那段基柱18上固定有發(fā)電機定子15，發(fā)電機轉(zhuǎn)子16和發(fā)電機定子15的位置對應(yīng)，且發(fā)電機轉(zhuǎn)子16的內(nèi)徑大于發(fā)電機定子15的外徑。也可將輪輻7設(shè)置在輪轂14下端，即將上述結(jié)構(gòu)中的輪轂14上下顛倒設(shè)置，并在支撐軸6上固定發(fā)電機定子15，同樣也可達(dá)到相同的實用新型目的。所述輪轂14的外周套有至少兩個碟盤8，碟盤8上有中心孔，中心孔的直徑大于輪轂14的直徑，碟盤8的中心孔與輪轂14間沿周向均布有徑向支架10，碟盤8通過徑向支架10固定在輪轂14上。本實施例中，碟盤8均含有至少三塊扇形板，扇形板的外邊沿與其兩徑向邊間呈圓弧過渡，以便在相鄰兩扇形板外邊沿間構(gòu)成喇叭形豁口，使得碟盤8整體為圓形，且其外邊沿近似于梅花花瓣狀。所述扇形板的徑向邊的兩頭均有半圓形豁口，相鄰兩個扇形板徑向邊上的半圓形豁口相對應(yīng)并組成碟盤8的軸孔。相鄰的碟盤8間沿周向均布有隔塊19，隔塊19上也有軸孔，隔塊19和碟盤8間借助軸孔和支柱9緊固在一起。所述碟盤8外有筒狀外殼20，基柱18固定在筒狀外殼20的底板上，且二者呈同心布置。所述筒狀外殼20的開口端有蓋板11，徑向支架10所在的環(huán)形區(qū)域?qū)?yīng)的蓋板11或筒狀外殼20上均布有扇形孔4，或者蓋板11和筒狀外殼20底板上都均布有扇形孔4。所述筒狀外殼20的外周均布有導(dǎo)風(fēng)管3，導(dǎo)風(fēng)管3與筒狀外殼20間呈切向連接。導(dǎo)風(fēng)管3自入口端到其與筒狀外殼20連接的一端的口徑逐漸變小。為了加強徑向支架10、碟盤8、支柱9和隔塊19間的連接剛性，延長使用壽命，本實施例在最外面的碟盤8外側(cè)均設(shè)置有加強板17，加強板17均為圓形，其上有中心孔，該中心孔與碟盤8的中心孔直徑相等，加強板17也通過徑向支架10固定在輪轂14上。所述支柱9的兩端均固定在加強板17上，加強板17與相鄰碟盤8間的支柱9上也套有隔塊19。為了使該裝置在采集同向風(fēng)的同時，能夠確保碟盤8受力均勻，轉(zhuǎn)動順暢，導(dǎo)風(fēng)管
3的數(shù)量不少于兩個，它們沿筒狀外殼20周向均勻布置。本實施例中設(shè)置有三個導(dǎo)風(fēng)管3，其中兩個導(dǎo)風(fēng)管3呈彎曲狀繞在筒狀外殼20外，并最終與第三個導(dǎo)風(fēng)管3 —起呈并排狀連接在一個總風(fēng)管I上。位于外側(cè)的兩個導(dǎo)風(fēng)管3的入口處均有調(diào)風(fēng)板2，調(diào)風(fēng)板2與總風(fēng)管I管壁鉸接在一起。在調(diào)風(fēng)板2對應(yīng)的導(dǎo)風(fēng)管3管壁上有液壓裝置12，液壓裝置12的液壓桿13伸入在導(dǎo)風(fēng)管 3內(nèi)部，并與調(diào)風(fēng)板2的背風(fēng)面相抵，液壓桿13的伸縮可控制調(diào)風(fēng)板2的傾斜角度，使其對應(yīng)的導(dǎo)風(fēng)管3開啟或關(guān)閉。調(diào)風(fēng)板2的設(shè)置，便于在不同使用狀態(tài)下，調(diào)整兩側(cè)導(dǎo)風(fēng)管3內(nèi)風(fēng)量和風(fēng)速的大小，或者是調(diào)整導(dǎo)風(fēng)管3的數(shù)量，使得該裝置具有靈活多變性。另外，本實施例將基柱18和支撐軸6設(shè)計成中空狀，這樣可降低該發(fā)電裝置的重量。使用時，自然風(fēng)從本實用新型的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置的導(dǎo)風(fēng)管3進入，在導(dǎo)風(fēng)管3內(nèi)流動時，其流動口徑不斷縮小，速度不斷提高。增速后的氣流進入筒狀外殼20內(nèi)，利用碟盤8間的間隙和氣體的粘滯力推動碟盤8使輪轂14轉(zhuǎn)動，固定在輪轂14內(nèi)的發(fā)電機轉(zhuǎn)子16也隨之轉(zhuǎn)動，由于發(fā)電機定子15始終固定在基柱18或支撐軸6上保持靜止，發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子的相對運動就產(chǎn)生了電能，從而完成風(fēng)能向機械能，并最終向電能的轉(zhuǎn)換。流經(jīng)碟盤8后的氣流受到后續(xù)氣流的推力而進入到徑向支架10間的空隙處，并最終由蓋板11和/或筒狀外殼20底板上的扇形孔4排出，即氣流的排出路徑可以是從一端排出或者兩端同時排出。氣流在徑向支架10間流動時，可對轉(zhuǎn)動的輪轂14實施風(fēng)冷降溫，使得輪轂14和發(fā)電機轉(zhuǎn)子16不會應(yīng)高速轉(zhuǎn)動而出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。
權(quán)利要求1.一種碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于包括基柱(18)，該基柱(18)呈豎向布置，其上端面中心位置處有支撐軸(6);所述支撐軸(6)上套有輪轂(14),輪轂(14)的軸向一端有輪輻(7)，輪轂(14)通過輪輻(7)支撐在基柱(18)的上端面上，輪轂(14)與支撐軸(6)間呈可轉(zhuǎn)動狀配合；所述輪轂(14)內(nèi)側(cè)固定有發(fā)電機轉(zhuǎn)子(16)，在輪轂(14)內(nèi)的那段支撐軸(6)或基柱(18)外壁上固定有發(fā)電機定子(15),發(fā)電機轉(zhuǎn)子(16)和發(fā)電機定子(15)的位置對應(yīng)，且發(fā)電機轉(zhuǎn)子(16)的內(nèi)徑大于發(fā)電機定子(15)的外徑；所述輪轂(14)的外周套有至少兩個碟盤(8)，碟盤(8)均為圓形，其周邊上均布有用于使碟盤(8)形成近似于梅花花瓣的喇叭形豁口 ；所述碟盤(8)上有中心孔，中心孔的直徑大于輪轂(14)的直徑，碟盤(8)的中心孔與輪轂(14)間沿周向均布有徑向支架(10)，碟盤(8)通過徑向支架(10)固定在輪轂(14)上；相鄰的碟盤(8)間沿周向均布有隔塊(19)，隔塊(19)和碟盤(8)的對應(yīng)位置上均有軸孔，隔塊(19)和碟盤(8)間借助軸孔和支柱(9)緊固在一起；所述碟盤(8)外有筒狀外殼(20)，筒狀外殼(20)與基柱(18)間呈同心固定連接；所述筒狀外殼(20)的開口端有蓋板(11)，徑向支架(10)所在的環(huán)形區(qū)域?qū)?yīng)的蓋板(11)和/或筒狀外殼(20)底板上均布有扇形孔(4);所述筒狀外殼(20)的外周均布有導(dǎo)風(fēng)管(3)，導(dǎo)風(fēng)管(3)與筒狀外殼(20)間呈切向連接。
2.如權(quán)利要求1所述的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于最外面的碟盤(8)外側(cè)均有加強板(17)，加強板(17)均為圓形，其上有中心孔，該中心孔與碟盤(8)的中心孔直徑相等，加強板(17)也通過徑向支架(10)固定在輪轂(14)上；所述支柱(9)的兩端均固定在加強板(17)上，加強板(17)與相鄰碟盤(8)間的支柱(9)上套有隔塊(19)。
3.如權(quán)利要求1所述的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述碟盤(8)均含有至少三塊扇形板，扇形板的外邊沿與其兩徑向邊間呈圓弧過渡，以便在相鄰兩扇形板外邊沿間構(gòu)成所述喇叭形豁口 ；所述扇形板的徑向邊上均有用作半個軸孔的半圓形豁口，相鄰兩個扇形板徑向邊上的半圓形豁口相對應(yīng)并與所述支柱(9)相配合。
4.如權(quán)利要求3所述的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于每個扇形板的徑向邊上的半圓形豁口均有兩個且分別處于扇形板徑向邊的兩頭。
5.如權(quán)利要求1所述的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述導(dǎo)風(fēng)管(3)自入口端到其與筒狀外殼(20 )連接的一端的口徑逐漸變小。
6.如權(quán)利 要求1所述的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述導(dǎo)風(fēng)管(3)的數(shù)量不少于兩個，它們沿筒狀外殼(20)周向均勻布置。
7.如權(quán)利要求6所述的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述導(dǎo)風(fēng)管(3)的數(shù)量為三個，其中兩個導(dǎo)風(fēng)管(3)呈彎曲狀繞在筒狀外殼(20)外，并最終與第三個導(dǎo)風(fēng)管(3)一起呈并排狀連接在一個總風(fēng)管(I)上；位于外側(cè)的兩個導(dǎo)風(fēng)管(3)的入口處均有調(diào)風(fēng)板(2)，調(diào)風(fēng)板(2)與總風(fēng)管(I)管壁鉸接在一起；在調(diào)風(fēng)板(2)對應(yīng)的導(dǎo)風(fēng)管(3)管壁上有液壓裝置(12)，該液壓裝置(12)可控制調(diào)風(fēng)板(2)的傾斜角度，使其對應(yīng)的導(dǎo)風(fēng)管(3)開啟或關(guān)閉。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述基柱(18)上端面和輪轂的輪輻(7)間有推力圓柱滾子軸承(5)，推力圓柱滾子軸承(5)的下部固定在基柱(18)上端面上，推力圓柱滾子軸承(5)的上部與輪轂的輪輻(7)間呈固定連接，使得輪轂(14)能夠以支撐軸(6)為中心轉(zhuǎn)動。
專利摘要本實用新型涉及一種碟盤耦合式風(fēng)力發(fā)電裝置。它的特點是包括基柱，基柱上有支撐軸。支撐軸上套有輪轂，輪轂與支撐軸間呈可轉(zhuǎn)動狀配合。輪轂內(nèi)側(cè)固定有發(fā)電機轉(zhuǎn)子，基柱外壁上固定有發(fā)電機定子。輪轂的外周套有至少兩個圓形的碟盤，其周邊上均布有喇叭形豁口。碟盤的中心孔與輪轂間沿周向均布有徑向支架，碟盤通過徑向支架固定在輪轂上。相鄰的碟盤間有隔塊，隔塊和碟盤間借助支柱緊固在一起。碟盤外有筒狀外殼，筒狀外殼與基柱間呈同心固定連接。筒狀外殼上有蓋板，與徑向支架對應(yīng)的蓋板上均布有扇形孔。筒狀外殼的外周均布有導(dǎo)風(fēng)管，導(dǎo)風(fēng)管與筒狀外殼間呈切向連接。利用該裝置進行風(fēng)力發(fā)電，可提高風(fēng)能利用率，降低設(shè)備成本。
文檔編號F03D9/00GK203146233SQ20132011864
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者李勇強, 姚伯龍, 陳志剛, 楊偉濤, 張紅旭 申請人:江蘇中蘊風(fēng)電科技有限公司