一種風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，包括：呈中心對(duì)稱的并且旋轉(zhuǎn)面為豎直平面的兩個(gè)風(fēng)輪葉片、與之相同中心并且呈中心對(duì)稱的前導(dǎo)流板和后導(dǎo)流板；風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置還包括風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，兩個(gè)風(fēng)輪葉片由風(fēng)輪葉片的外沿分別向兩個(gè)風(fēng)輪葉片的中線旋轉(zhuǎn)軸延伸一段距離后設(shè)置有關(guān)于中線旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的鏤空區(qū)域，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)設(shè)置在鏤空區(qū)域，并且兩個(gè)風(fēng)輪葉片與風(fēng)輪發(fā)電機(jī)不發(fā)生接觸，兩個(gè)風(fēng)輪葉片的中線旋轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接風(fēng)輪發(fā)電機(jī)。本發(fā)明的有益效果在于，可以解決提高高徑比低于1.0的垂直風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用效能，而且也可解決對(duì)于前后兩個(gè)方向都需要進(jìn)行風(fēng)能發(fā)電的問題。
【專利說明】一種風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，屬于風(fēng)力發(fā)電的【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 垂直風(fēng)力機(jī)中的Savonius風(fēng)輪，其屬于阻力型風(fēng)力機(jī)，利用凹面和凸面對(duì)空氣流 阻力之差來驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，從而將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。與其他類型的風(fēng)輪相比，它的啟動(dòng)力 矩大，葉片結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，但是一般其葉尖速比低，風(fēng)能利用效率偏低。如果在基本尺寸 要求被限制，如風(fēng)輪高徑比，偏心率等，改變風(fēng)輪葉片的外形，同時(shí)配合設(shè)計(jì)出導(dǎo)流板，可以 提高其風(fēng)能利用率，從而增大風(fēng)輪發(fā)電量，而風(fēng)力機(jī)發(fā)電量高低決定了一款風(fēng)力機(jī)在市場(chǎng) 上的優(yōu)劣。
[0003] 針對(duì)Savonius風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能提高，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)進(jìn)行了不少的研宄工作，如增 加風(fēng)輪的層數(shù)、改變?nèi)~片的扭角、根據(jù)高度限制優(yōu)化出最優(yōu)風(fēng)輪半徑、或者根據(jù)半徑的限制 優(yōu)化出最優(yōu)高度、改變偏心率等。對(duì)于現(xiàn)在Savonius風(fēng)力機(jī)的發(fā)電量提高，出現(xiàn)的方法較 多，但是基本上是和外形尺寸大小，葉片數(shù)量有關(guān)，然而，對(duì)于某些特殊用途的情況，特別是 對(duì)風(fēng)輪外形尺寸有限制，很多提高風(fēng)輪風(fēng)能利用率的方法不可用，這時(shí)風(fēng)輪要提高發(fā)電效 率，優(yōu)化葉片外形成為關(guān)鍵，同時(shí)合理布局導(dǎo)流板也可以起到輔助作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，可以解決提高高徑比低于 1.0的垂直風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用效能，而且也可解決對(duì)于前后兩個(gè)方向都需要進(jìn)行風(fēng)能發(fā)電 的問題。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
[0006] 一種風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，包括：
[0007] 呈中心對(duì)稱的并且旋轉(zhuǎn)面為豎直平面的兩個(gè)風(fēng)輪葉片、與之相同中心并且呈中心 對(duì)稱的前導(dǎo)流板和后導(dǎo)流板；
[0008] 風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置還包括風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，上述兩個(gè)風(fēng)輪葉片由風(fēng)輪葉片的外沿分別向 兩個(gè)風(fēng)輪葉片的中線旋轉(zhuǎn)軸延伸一段距離后設(shè)置有關(guān)于上述中線旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的鏤空區(qū)域， 上述風(fēng)輪發(fā)電機(jī)設(shè)置在上述鏤空區(qū)域，并且上述兩個(gè)風(fēng)輪葉片與上述風(fēng)輪發(fā)電機(jī)不發(fā)生接 觸，兩個(gè)風(fēng)輪葉片的中線旋轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接上述風(fēng)輪發(fā)電 機(jī)。
[0009] 進(jìn)一步地，上述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)軸、套裝在旋轉(zhuǎn)軸的軸承座，連接風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其旋轉(zhuǎn)軸兩端分別連接上述風(fēng)輪葉片與風(fēng)輪發(fā)電機(jī)。
[0010] 進(jìn)一步地，設(shè)置兩個(gè)端板夾緊兩個(gè)上述風(fēng)輪葉片的中心旋轉(zhuǎn)軸兩端，上述旋轉(zhuǎn)軸 均穿過上述端板，連接風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的軸承座固定在對(duì)應(yīng)的端板的外側(cè)。
[0011] 進(jìn)一步地，上述鏤空區(qū)域設(shè)置在上述兩個(gè)風(fēng)輪葉片的側(cè)方，并且上述鏤空區(qū)域非 封閉式，即上述鏤空區(qū)域的一豎直界限與兩個(gè)風(fēng)輪葉片的側(cè)邊共邊。
[0012] 進(jìn)一步地，兩個(gè)風(fēng)輪葉片的兩側(cè)分別設(shè)置有豎直的側(cè)板，上述風(fēng)輪發(fā)電機(jī)固定在 所對(duì)應(yīng)的側(cè)板內(nèi)表面，上述非連接風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸穿過所對(duì)應(yīng)的側(cè)板，并由軸承座固 定。
[0013] 進(jìn)一步地，上述前導(dǎo)流板、后導(dǎo)流板的兩端均固定在上述兩個(gè)側(cè)板。
[0014] 進(jìn)一步地，計(jì)上述風(fēng)輪葉片的半徑為R，上述前導(dǎo)流板以及后導(dǎo)流板，其寬度為 I. 2R?I. 3R，其延伸至中心點(diǎn)水平面處到中心的距離為2. 4R?2. 5R，其靠近中心點(diǎn)水平面 的邊到中心點(diǎn)水平面的距離為0.8R?0.9R，其與中心點(diǎn)水平面的夾角為70°?80°。
[0015] 進(jìn)一步地，上述風(fēng)輪葉片，計(jì)上述風(fēng)輪葉片的半徑為R，通過固定兩個(gè)端點(diǎn)和控制 4個(gè)中間可動(dòng)點(diǎn)，兩個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)為（0,0)、（2R，0)，可動(dòng)點(diǎn)在X軸上的位置分別是0. 1R、 0. 5R、R和I. 5R，上述風(fēng)輪葉片曲線外形關(guān)系式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于，包括： 呈中心對(duì)稱的并且旋轉(zhuǎn)面為豎直平面的兩個(gè)風(fēng)輪葉片、與之相同中心并且呈中心對(duì)稱 的前導(dǎo)流板和后導(dǎo)流板； 風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置還包括風(fēng)輪發(fā)電機(jī)，所述兩個(gè)風(fēng)輪葉片由風(fēng)輪葉片的外沿分別向兩個(gè) 風(fēng)輪葉片的中線旋轉(zhuǎn)軸延伸一段距離后設(shè)置有關(guān)于所述中線旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的鏤空區(qū)域，所述 風(fēng)輪發(fā)電機(jī)設(shè)置在所述鏤空區(qū)域，并且所述兩個(gè)風(fēng)輪葉片與所述風(fēng)輪發(fā)電機(jī)不發(fā)生接觸， 兩個(gè)風(fēng)輪葉片的中線旋轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接所述風(fēng)輪發(fā)電機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)軸、套 裝在旋轉(zhuǎn)軸的軸承座，連接風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其旋轉(zhuǎn)軸兩端分別連接所述風(fēng)輪葉片 與風(fēng)輪發(fā)電機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于，設(shè)置兩個(gè)端板夾緊兩個(gè)所述 風(fēng)輪葉片的中心旋轉(zhuǎn)軸兩端，所述旋轉(zhuǎn)軸均穿過所述端板，連接風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的軸承座固定 在對(duì)應(yīng)的端板的外側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于，所述鏤空區(qū)域設(shè)置在所述兩 個(gè)風(fēng)輪葉片的側(cè)方，并且所述鏤空區(qū)域非封閉式，即所述鏤空區(qū)域的一豎直界限與兩個(gè)風(fēng) 輪葉片的側(cè)邊共邊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于，兩個(gè)風(fēng)輪葉片的兩側(cè)分別設(shè) 置有豎直的側(cè)板，所述風(fēng)輪發(fā)電機(jī)固定在所對(duì)應(yīng)的側(cè)板內(nèi)表面，所述非連接風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的 旋轉(zhuǎn)軸穿過所對(duì)應(yīng)的側(cè)板，并由軸承座固定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于，所述前導(dǎo)流板、后導(dǎo)流板的兩 端均固定在所述兩個(gè)側(cè)板。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于，計(jì)所述風(fēng)輪葉片的半徑為R， 所述前導(dǎo)流板以及后導(dǎo)流板，其寬度為I. 2R?I. 3R，其延伸至中心點(diǎn)水平面處到中心的距 離為2. 4R?2. 5R，其靠近中心點(diǎn)水平面的邊到中心點(diǎn)水平面的距離為0. 8R?0. 9R，其與 中心點(diǎn)水平面的夾角為70°?80°。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的風(fēng)力機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于，所述風(fēng)輪葉片，計(jì)所述 風(fēng)輪葉片的半徑為R，通過固定兩個(gè)端點(diǎn)和控制4個(gè)中間可動(dòng)點(diǎn)，兩個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)為（0, 0)、 (2R，0)，可動(dòng)點(diǎn)在X軸上的位置分別是0. 1R、0. 5R、R和I. 5R，所述風(fēng)輪葉片曲線外形關(guān)系 式為：
Mj= [-6. 445 -6. 608 -1. 875 -0? 522 -1. 102 -0? 565]， 六個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)為：（0, 0)、（〇?IR, 〇? 275R)、（0? 5R, 0? 702R)、（I. 0R，0? 685R) (I. 5R，0? 457R)、（2.OR, 0)。
【文檔編號(hào)】F03D3/06GK104500340SQ201410612952
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】曹九發(fā), 張永強(qiáng), 王同光, 吳永健, 李義金, 張洋, 張永浩, 王攀 申請(qǐng)人:安徽和迅軌道交通應(yīng)用技術(shù)有限公司