專利名稱：密封輪斗式風力發(fā)電機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效率，大功率的風力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
已有的各種風力發(fā)電裝置都存在著功率小，效率低，實用價值不大的缺點，由于一次能源日漸減少石油資源面臨枯竭，油價將長期在高位運行，且環(huán)境污柒，溫室效應等問題，開發(fā)和充分利用可再生的潛力巨大的清潔能源——風能，也已成為十分迫切的課題了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制造一種功率大，效率高的風力發(fā)電機組，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制造，幾乎沒有發(fā)電成本，即能在農(nóng)村，山區(qū)，邊遠地區(qū)，邊防消所、海島等輸電架線困難，能源短缺地區(qū)，又能在北方，尤其是多風寒冷地區(qū)的大、中、小城市更能發(fā)揮重要作用的風力發(fā)電裝置。
密封輪斗式風力發(fā)電機組的主要部件是一、引風筒，引風筒的構(gòu)造如圖一、二所示構(gòu)造十分簡單，就是用鐵皮水泥預制板等圍成一個喇叭口(圖1)水泥預制板兩側(cè)同大地緊緊連結(jié)鐵皮和與地面連接的固定架做頂蓋，這種喇叭口方向是可調(diào)節(jié)的，可以正對著風向接受風力，把大面積，大體積的風量集中起來加以利用，也可以把房子，尤其是樓房與引風筒聯(lián)合組成一個或多個大喇叭口如圖二、三、所示。因為房子，尤其是樓房本身就是未被利用的能擋風的特大墻，一排房子或一座，兩座，或多座樓房的面積，體積很大很大，能把風能集中起來后具有令人驚嘆的巨大能量，這就為多臺發(fā)電機發(fā)出強大的電力提供了免費的清潔能源。平房，樓房絕大多數(shù)是座北朝南的，風、一般多為北風、西北風、和偏北風，門一般多為面南而開，風吹在北墻，一般家庭或辦公樓窗戶密封較好，冬季在北方地區(qū)，尤其是大風時期，是沒有人會開窗戶的，因此利用平房或樓房順便做成引風性能的形式與人們的生活習慣沒有任何矛盾，而且給這些人們帶來了電費很低的電能家用，尤其是冬季的取暖洗浴，給這些人們帶來了幸福和金錢，給國家解決了燃料和運輸問題，在大風時期由于風力很大集中后的能量非常大，可把多余電能儲存起來，或向電網(wǎng)送電。
二、密封輪斗機(風車)，如圖，一、四所示，結(jié)構(gòu)很簡單，角鋼做骨架，鐵皮做輪斗，被引風導筒包圍了半周間隙由大到小即可，引風導筒三面包圍輪斗的三個面形成一個凹形槽與輪斗的“咬合體”。
由于有了大面積的喇叭口，偉大的大氣層的風云變換把大量的空氣分子自動“壓入”引風筒，體積由大變小，根據(jù)玻意耳——馬略特定律“一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時，氣體的壓強跟它的體積成反比”，這就是說，結(jié)構(gòu)極簡單的投資極少的喇叭口原來實際上是一個自動化的壓縮機，設(shè)它的體積為V1時壓強為P1，體積為V2時壓強為P2，那么P1V1＝P2V2所以說風流到了密封輪斗機做功時，它的壓強增加了許多倍，也就是說引風筒把大面積大體積的分散風能集中到了一個焦點，而成為一個巨大的即熟悉又陌生的“新”能源。
由于喇叭口的作用二、三級風通過齒輪變速就可以發(fā)電，啟動一臺或兩臺，七八級以上大風時，集中后的風能極大極大，通過齒輪傳動變速必須安裝多臺發(fā)電機，風大時啟動若干臺機發(fā)電。
密封輪斗機(風車)的大軸(圖一中的8)安裝在地平面以上的半個輪斗接受集中后風力做功，地平面以下的半個輪斗與傳動齒輪一起帶動發(fā)電機發(fā)電，發(fā)電機工作室在城市或人多地少的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，可設(shè)在地下，因為大風多發(fā)生在北方地區(qū)，而北方嚴寒，即可便于保溫，減少基建投資，又可減少地面建筑，節(jié)省用地。
三、傳動齒輪和發(fā)電機，由于二、三級風和七八級大風的能量之差太大，而發(fā)電機的轉(zhuǎn)速是固定的，它們之間的功率和轉(zhuǎn)速，全靠傳動齒輪的調(diào)節(jié)，機房應有人照著，調(diào)節(jié)。


圖1是本發(fā)明主要部件組裝示意圖。
圖2是本發(fā)明利用平房做引風筒的示意圖。
圖3是本發(fā)明利用兩排平房或兩座樓房做引風筒的示意圖。
圖4是本發(fā)明密封輪斗機剖面工作原理示意圖。
圖5是已有葉片式風車剖面工作原理示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的祥細描述圖1中的10是東西各一個的發(fā)電機，東西各一個發(fā)電機的增速傳動齒輪9、風機大軸8、傳動大齒輪7、輪斗6。
圖1中箭頭所指的方向是風向1、東部水泥預制板引風墻2、西部水泥預制板引風墻3、東西兩部固定水泥預制板的角鋼架4、半園形的引風頂蓋和與地面固定的骨架結(jié)構(gòu)5、這五個部件就可以把分散的風能集中到一個焦點部分。輪斗6、被引風筒三面包圍自然形成一個凹形槽。凹形槽與輪斗的間隙由大到小雖然只包圍了半周到出口之前已經(jīng)形成了間隙很小的密封關(guān)系，可對照圖四本機的工作原理圖，那么到底本機幾級風能發(fā)出多少電量？它是不是一個發(fā)明呢？這就不得不同已有的風力發(fā)電機進行比較了。已有的風力發(fā)電機沒有引風筒，更沒有利用房子來做引風筒的，這很容易比較出，本機的引風筒結(jié)構(gòu)能把大面積的風能集中起來，現(xiàn)有的葉片式(軸流式)的風機，葉片的直徑只有幾米，就以4-6米為例，它的園面積只有12.56——28平方米多一點，而本機的喇叭口寬至少設(shè)計為20米，高10米，它的面積就是200平方米，是已有風機的7——15.9倍若利用房子，尤其是多座樓房擋風與引風筒聯(lián)合組成特大型的喇叭口，可能就是它的100多倍或1000多倍，更重要的是它的工作原理，葉片式的風力發(fā)電機，它的工作原理如圖五所示，圖中是葉片斷面的剖面圖，盡管風向垂直而來，到了流線型的葉片上形成一個夾角α那么葉片所能接受的力只有風速的力乘以Cosα，也就是說風流所具有的能量只有一小部分能量交給了葉片做功，大部分能量只是同葉片“擦肩而過”，一走了之，沒有對葉片做功，也就是說12.56——28平方米面積中通過風流的能量再乘以Cosα，設(shè)風力在風機轉(zhuǎn)動后的園面積內(nèi)具有的能量為P葉片做為能量交換器接受到的能量為W。
即W＝P Cosα只有一小部分風能被利用，而密封輪斗是在密封狀況下的壓動，推動，也就說是輪斗的面積乘以風力(壓強)。除了極少數(shù)的漏風現(xiàn)象損失一點點能量，絕大部分能量作用在壓，推輪斗上，設(shè)輪斗的面積為S，風力的壓強為P。輪斗做為能量交換器的容器所能接受到的能量W(力)減去1-2％的間隙漏氣。
即W＝SP--SP2％所以密封輪斗機的效率為90％以上，絕大部分風能被利用，這不能不說這是一個巨大的進步！所謂輪斗的“斗”說明是一個容器，能把風(大氣分子)裝在里面，少等片刻留下動能再走不遲。這就是能量(或力)的交換需要時間，需要物體的“宏觀位移”。而絕不是“擦肩而過”，“一走了之”。
由于引風筒集中的風能是已還有風力發(fā)電機的7——15.9倍和70倍、700倍。輪斗機的效率是葉片式機效率的兩倍以上，可以說密封輪斗式風力發(fā)電機組每一個的功率至少是已有各種風力發(fā)電機每一個功率的20多倍到1000多倍。
權(quán)利要求
1.一種密封輪斗式風力發(fā)電機組，它主要由引風筒，引風墻(包括利用平房和樓房)引風頂蓋，密封輪斗式風車，傳動齒輪和發(fā)電機組成，其特征在于，引風筒，引風墻(包括利用平房和樓房)引風頂蓋，能把大自然中巨大而分散的風能集中起來為開發(fā)利用創(chuàng)造了一個必不可少的條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封輪斗式風力發(fā)電機組，其特征在于，由凹形槽和密封輪斗咬合組成，可把風力的絕大部分動能轉(zhuǎn)換成機械能，發(fā)電或直接帶動各種機器做功。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種密封輪斗式風力發(fā)電機組，它利用引風筒，也可以利用平房、樓房和引風筒聯(lián)合組成大型引風器，把風能集中起來用密封輪斗式風力發(fā)電機組發(fā)電，可用于北方寒冷地區(qū)、山區(qū)、邊遠地區(qū)、邊防哨所、海島、農(nóng)村和北方的大、中、小城市供電、取暖。大風時期可向電網(wǎng)輸電的風力發(fā)電裝置。
文檔編號F03D11/04GK1614231SQ20041009847
公開日2005年5月11日 申請日期2004年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者丁陶生 申請人:丁陶生