垂直軸風(fēng)力機(流葉型)的制作方法
【專利摘要】一種垂直風(fēng)力機(流葉型)其結(jié)構(gòu)包括葉片9、葉片軸承固定板6、葉片發(fā)電機固定板8、軸承5、軸承固定板4、聯(lián)軸器2、風(fēng)輪軸3、發(fā)電機1(發(fā)電型發(fā)電機)等組成風(fēng)輪。與風(fēng)機控制逆變器、動力電池等組成垂直軸幾力機(流葉型)系統(tǒng)。垂直軸風(fēng)力機(流葉型)工作(發(fā)電)時，可以自動接受各個方向的自然風(fēng)，當(dāng)風(fēng)速大于2米/秒時，風(fēng)能都可以推動風(fēng)輪中的葉片圍線風(fēng)輪軸旋轉(zhuǎn)，把流動空氣具有的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，由于風(fēng)輪軸由聯(lián)接器直接與發(fā)電機(發(fā)電型電機)主軸相聯(lián)，驅(qū)動發(fā)電機(發(fā)電型電機)發(fā)電，使機械能轉(zhuǎn)換為電能(發(fā)電)，發(fā)出的電能通過風(fēng)機控制逆變器向動力電池充電，貯存電能以備用。
【專利說明】垂直軸風(fēng)力機(流葉型)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力機，尤其是一種垂直軸風(fēng)力機，屬于風(fēng)能【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]中國作為發(fā)展中大國，能源短缺是長期國情，缺油少氣是我國能源資源無法回避的國情，過度依賴煤炭導(dǎo)致大氣污染，造成人民群眾“心肺之患”，加快發(fā)展可再生能源(太陽能、風(fēng)能)成為我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。
[0003]風(fēng)是一種由太陽輻射熱引起的自然現(xiàn)象，風(fēng)能資源十分豐富，若地球上1%的風(fēng)能被利用，則能滿足全球能源的需求。風(fēng)能是可再生能源，具有不需要燃料，不占耕地，運行成本低的優(yōu)點，可直接開發(fā)和利用，不用開采和運輸。不會污染環(huán)境，蘊藏豐富，永不枯竭，是取之不盡，用之不竭的自然資源。風(fēng)能利用有風(fēng)能動力和風(fēng)力發(fā)電兩種主要形式，其中又以風(fēng)力發(fā)電為主，根據(jù)風(fēng)力機的軸的方向，可分為“水平軸”型，“垂直軸”型兩大類，“垂直軸”型的風(fēng)務(wù)發(fā)電機的軸相對地面成垂直狀，“水平軸”型的風(fēng)力發(fā)電機的軸相對地面成水平狀。
[0004]目前，水平軸風(fēng)力機的應(yīng)用廣泛，居主要地位，但固其造價和維護費用高，導(dǎo)致發(fā)電成本高。垂直軸風(fēng)力機出現(xiàn)羅晚，因風(fēng)能利用率低于水平軸，因而長期未得重視。風(fēng)能利用率是衡量風(fēng)力機性能的一個主要標(biāo)準(zhǔn)。它代表能有多少風(fēng)能可以被風(fēng)力機吸收，目前國內(nèi)外對于水平軸風(fēng)力機來說，風(fēng)能利用率在0.4-0.5之間，垂直軸風(fēng)力機風(fēng)能利用率為
0.20_0.25 ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題:是為了解決垂直軸風(fēng)力機，風(fēng)能利用率低(0.20-0.25)，是提供一種具有輕快旋轉(zhuǎn)的葉片，擴大迎風(fēng)面(使用2次風(fēng))的垂直軸風(fēng)力機(葉流型)，使發(fā)電裝置自然迎合不同風(fēng)向，充分利用風(fēng)能。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采有的技術(shù)方案是:
[0007]由葉片組成的風(fēng)輪是風(fēng)力機的主要部件，是風(fēng)力機的心臟，風(fēng)輪又稱轉(zhuǎn)輪，工作輪，葉片又是風(fēng)輪的關(guān)鍵部分，它的設(shè)計、制造質(zhì)量將會嚴(yán)重影響風(fēng)力機的性能、效率與輸出功率，要獲得較大的風(fēng)能利用率，其關(guān)鍵在于要具有輕快旋轉(zhuǎn)的葉片，所以葉片的幾何尺寸，結(jié)構(gòu)形式直接影響風(fēng)力機的發(fā)電效率，是風(fēng)力機中最核心技術(shù)。
[0008]本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)的進一步改進在于風(fēng)力機葉片的幾何尺寸，(葉片直徑、葉片曲線、旋轉(zhuǎn)直徑、葉片高度)設(shè)計，結(jié)構(gòu)形式。垂直軸風(fēng)務(wù)機(流線型)葉片截面呈[]形狀，前緣有很好的半圓形，曲線慢慢的向旋轉(zhuǎn)直徑靠近，后方部分沒有封閉，后緣在旋轉(zhuǎn)直徑上。這個便呈[]形狀的部分可以受到空氣動能(阻力)并同時利用其空氣動能(升力)，本發(fā)明其原理是既利用了空氣動能(阻力)又利用了空氣動能(升力)，即通過“使用二次風(fēng)力”來提聞風(fēng)能利用率，如圖5所【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1、垂直軸風(fēng)力機(流葉型)結(jié)構(gòu)示意圖
[0010]圖2、是圖1的A-A剖視圖
[0011]圖3、垂直軸風(fēng)力機(流葉型)原理示意圖
[0012]圖4、垂直軸風(fēng)力機(流葉型)葉片截面圖
[0013]圖5、垂直軸風(fēng)力機(流葉型)工作(發(fā)電)示意圖
[0014]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進步是
[0015]1、安裝靈活
[0016]本發(fā)明是一種全方位的代風(fēng)速發(fā)電機，無需對風(fēng)，結(jié)構(gòu)簡單，以及維護方便，可以在任何有風(fēng)的地方輕易安裝。
[0017]2、葉片制造工藝簡單
[0018]本發(fā)明的葉片截面不變，也不扭曲，可通過機械化批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。
[0019]3、本發(fā)明讓風(fēng)輪中的風(fēng)輪軸3直接同發(fā)電機I的主軸聯(lián)接，來驅(qū)動發(fā)電，這樣不僅結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時更進一步提高了轉(zhuǎn)化效率，使用2次風(fēng)力提高了垂直軸風(fēng)力機的風(fēng)能利用率。
[0020]4、本發(fā)明工作(發(fā)電)時非常安靜，沒有任何有害氣體排出，沒有漏電，沒有油污，沒有火災(zāi)危險。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0022]圖1、2、3所示，本發(fā)明結(jié)構(gòu)包括I發(fā)電機、2聯(lián)軸器、3風(fēng)輪軸、4軸承固定板、5軸承、6葉片軸承固定板、7支架、8葉片發(fā)電機固定板、9葉片等組成風(fēng)輪。與風(fēng)機控制逆變器，動力電池等組成垂直軸風(fēng)力機(流葉型)系統(tǒng)如圖3所示。
[0023]葉片8，具有合理的形狀，為了減少阻力，擴大迎風(fēng)面，其斷面是流葉型，如圖4所示，前緣有很好的半圓形，曲線慢慢地向旋轉(zhuǎn)直徑靠近，后方部分沒有封閉，后緣在旋轉(zhuǎn)直徑上,表面光滑,風(fēng)吹來時產(chǎn)生合力(阻力、升力)驅(qū)動風(fēng)輪輕快地轉(zhuǎn)動，如圖5所示
[0024]1、圖為正上方看垂直軸風(fēng)力機(流葉型)的剖面圖
[0025]2、在圖中葉片從左側(cè)受力旋轉(zhuǎn)，空氣流動產(chǎn)生的動能(阻力)在120°之間，效率為80%，稱阻力(外空氣動力，風(fēng)能利用率從圖知為0.25+0.0833 = 0.3333
[0026]0.3333X0.8-0.2666
[0027]也可以這樣理解，車輛在行駛時垂直軸風(fēng)力機(流葉型)能回收空氣阻力0.2666
[0028]3、圖中大部分中片受內(nèi)空氣動能(升力)而旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角為170°效率50%，風(fēng)能利用率為23.66，其中10°由慣性而轉(zhuǎn)動為O。
[0029]4、圖中右下葉片受慣性而旋轉(zhuǎn)了阻力區(qū)，其阻力系數(shù)為0.3%，風(fēng)能利用率為25X-0.3 =-7.5，其中5°由慣性而轉(zhuǎn)動為O。
[0030]5、圖中葉片全部風(fēng)能利用率 0.2666。+0.2366。+0-0.075° = 0.4283。
[0031]6、您可以這樣理解其原理是同時有效地利用[]型葉片各自動接受外空氣動能(阻力)內(nèi)空氣動能(升力)，即通過擴大迎風(fēng)面(使用2次空氣動能)來提高風(fēng)能利用率，所以這種風(fēng)力機在微風(fēng)中就可以發(fā)電。
【權(quán)利要求】
1.一中垂直軸風(fēng)力機(流葉型)，其結(jié)構(gòu)包括葉片9，葉片軸承固定板6，葉片發(fā)電機固定板8，軸承5，軸承固定板4，聯(lián)軸器2，風(fēng)輪軸3，發(fā)電機I (發(fā)電型風(fēng)電機)等組成風(fēng)輪與風(fēng)機控制逆變器，動力電池等組成垂直軸風(fēng)力機(流葉型)系統(tǒng)。 垂直軸風(fēng)力機(流葉型)工作(發(fā)電)時，可以自動接受各個方向的自然風(fēng)，當(dāng)風(fēng)速大于2米/m時，風(fēng)能都可以推動風(fēng)輪中的葉片圍繞風(fēng)輪軸旋轉(zhuǎn)，把流動空氣具有的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，由于風(fēng)輪軸由聯(lián)接器直接與發(fā)電機(發(fā)電型電機)主軸相聯(lián)，驅(qū)動發(fā)電機(發(fā)電型電機)發(fā)電，使機械能轉(zhuǎn)換為電能(發(fā)電)發(fā)出的電能通過風(fēng)機控制逆變器向動力電池充電，貯存電能以備用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風(fēng)力機(葉流型)，其特征在于可讓風(fēng)輪的風(fēng)輪軸不通過其他轉(zhuǎn)化裝置而直接同發(fā)電機的主軸相連來驅(qū)動發(fā)電，這樣不僅結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時更進一步提高了轉(zhuǎn)化效率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風(fēng)力機(葉流型)提供的是廉價且清潔的能源，啟動風(fēng)速低于2.3m/s，最高風(fēng)速高于45m/s。這種全方位低風(fēng)速發(fā)電機，可以在任何有風(fēng)的地方輕易地安裝。
【文檔編號】F03D3/06GK103912445SQ201410120638
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】熊國權(quán) 申請人:熊國權(quán)