專利名稱：液浮風(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把風(fēng)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置，特別適用于低風(fēng)速(最小風(fēng)速可達0.8米/秒)的風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
人類社會的發(fā)展與對能源的開發(fā)利用有直接關(guān)系。電能是今天人類利用能源的主要形式。傳統(tǒng)熱力發(fā)電消耗有限的化石材料，發(fā)電過程中產(chǎn)生有害氣體，污染環(huán)境；水力發(fā)電一次性投資巨大，易導(dǎo)致生態(tài)失衡；核電的輻射潛在危害令人心有余悸；潮汐發(fā)電投入大，有些關(guān)鍵技術(shù)尚未解決。而風(fēng)力發(fā)電無污染、可再生，被譽為“干凈的再生能源”。
我國從20世紀(jì)80年代初就把風(fēng)力發(fā)電作為實現(xiàn)農(nóng)村電氣化的措施之一，主要研制、開發(fā)和示范應(yīng)用充電用風(fēng)力發(fā)電機，供農(nóng)民一家一戶使用。
現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電裝置一般包括風(fēng)葉、發(fā)電機、尾翼和支架，風(fēng)葉經(jīng)轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子連接，轉(zhuǎn)動軸由軸承支承使發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與定子保持間隙配合，風(fēng)葉隨著風(fēng)的到來而轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)電機工作，如圖1所示。
然而，風(fēng)能有時候難以利用?，F(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電裝置工作風(fēng)速大多不能低于3米/秒，額定風(fēng)速一般也在6米/秒以上。而很多地區(qū)大部份時間達不到這樣的風(fēng)速，風(fēng)力發(fā)電機無法工作，因而限制了風(fēng)力發(fā)電裝置的廣泛應(yīng)用。雖然專利87206813記載了一種適應(yīng)低風(fēng)速(年平均風(fēng)速為2.5米/秒)的風(fēng)力發(fā)電裝置，利用獨特的蓄電池充電的功能，實現(xiàn)了風(fēng)輪啟動后在1.5米/秒的風(fēng)速也能正常工作。但是該專利還是沒有解決風(fēng)力發(fā)電裝置在低風(fēng)速(一級風(fēng))地區(qū)能夠啟動的問題。雖然，專利89218747記載了一種可以在一級風(fēng)或者是微風(fēng)情況下啟動的風(fēng)力發(fā)電裝置，但是該風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電裝置只能在較大的風(fēng)力情況下才可以啟動，主要原因之一是轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機的接觸處摩擦力太大而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機在小風(fēng)速的時候無法啟動。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的是提供一種在低風(fēng)速(一級風(fēng))情況下可以啟動的風(fēng)力發(fā)電裝置。
因為轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機的接觸處摩擦力太大而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機在小風(fēng)速的時候無法啟動。所以，如何減小轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機的接觸處摩擦力，特別是靜摩擦力是本發(fā)明所要解決的主要問題。根據(jù)摩擦力＝重量×摩擦系數(shù)，要減輕摩擦力，最有效的方法就是減小風(fēng)葉，轉(zhuǎn)子以及風(fēng)作用到轉(zhuǎn)動軸上的重量和轉(zhuǎn)動軸的自重等總重量。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種液浮風(fēng)力發(fā)電裝置，包括風(fēng)葉、發(fā)電機、尾翼和支架，風(fēng)葉經(jīng)轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子連接，轉(zhuǎn)動軸由軸承支承使發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與定子保持間隙配合，在轉(zhuǎn)動軸的重力方向上設(shè)有液浮支撐裝置，該液浮支撐裝置包括箱體和滾筒，滾筒為中空密封結(jié)構(gòu)，箱體中裝有液體，滾筒同軸固定在轉(zhuǎn)動軸上，并部分或全部浸在液體中。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、所述滾筒下方還設(shè)有一個中空密封的下滾筒，該下滾筒全部浸在液體中，且浮動支撐在上方滾筒的底部；所述兩個滾筒為圓柱形，其中下滾筒的直徑是上方滾筒的1～4倍，優(yōu)選的是2～3倍；所述滾筒下方還設(shè)有兩個中空密封的下滾筒，兩個下滾筒全部浸在液體中，且并列浮動支撐在上方滾筒的底部，形成三角形排列；所述三個滾筒均為圓柱形，其中，兩個下滾筒直徑相等，且是上方滾筒的1～4倍，優(yōu)選的是2～3倍。
2、所述下滾筒的浮動支撐為下滾筒的兩端分別設(shè)有轉(zhuǎn)軸，兩個轉(zhuǎn)軸分設(shè)在箱體上的縱向滑槽中。
3、所述液浮支撐裝置的作用點設(shè)在風(fēng)葉與發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)動軸上。
4、所述液浮支撐裝置采用兩套結(jié)構(gòu)，其中，一套結(jié)構(gòu)的作用點設(shè)在風(fēng)葉與發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)動軸上，另一套結(jié)構(gòu)的作用點設(shè)在發(fā)電機后端的轉(zhuǎn)動軸上。
5、所述的兩個滾筒浸在水面下的部位所排開水的重量為50克～8噸，其中排開水的重量為50克～3噸的適合于民用，排開水的重量為3～8噸的適合于工業(yè)用，工業(yè)用優(yōu)選為4～6噸。
6、上述箱體中可以裝水或油，如果該裝置用于北方地區(qū)，為了防止水或油凝固可以在其中加入防凍液。
7、上述滾筒是中空密封的，其目的是減輕他們的自重，它們的大小可以由排開水的重量所決定，該量量可根據(jù)風(fēng)葉，轉(zhuǎn)子以及風(fēng)作用到轉(zhuǎn)動軸上的重量和轉(zhuǎn)動軸的自重等總重量來計算。主要的目的是滾筒排開水所產(chǎn)生的向上的浮力抵消作用到轉(zhuǎn)動軸上總的重量，進而減小摩擦力。
本實用新型的工作原理是利用滾筒排開水所產(chǎn)生的浮力來減輕作用在轉(zhuǎn)動軸上總的重量。因為，根據(jù)受力分析摩擦力＝重量×摩擦系數(shù)，若減輕轉(zhuǎn)動軸上總的重量，則轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機的摩擦力，特別是靜摩擦力就會得到大幅的下降，從而使風(fēng)葉在超低的風(fēng)速情況下就可以啟動，并帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)。
由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點和效果1、本實用新型所采用的液浮支撐裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，可以直接對現(xiàn)有的發(fā)電裝置進行改進，而不需要安裝額外的其他裝置。
2、本實用新型所采用的液浮支撐裝置減少了轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機之間的摩擦力，特別是靜摩擦力，可以使風(fēng)葉在超低的風(fēng)速(一級風(fēng))下啟動，甚至可以在0.8米/秒的風(fēng)速下啟動，改變了原來需要二級風(fēng)才能啟動的現(xiàn)狀，更加有利于風(fēng)力發(fā)電裝置的推廣和應(yīng)用。


附圖1為現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為帶有一個液浮支撐裝置的風(fēng)力發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為帶有兩個液浮支撐裝置的風(fēng)力發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為實施例1中帶有一個液浮支撐裝置的液浮風(fēng)力發(fā)電裝置立體示意圖；附圖5為實施例2中帶有兩個液浮支撐裝置的液浮風(fēng)力發(fā)電裝置立體示意圖；以上附圖中1、風(fēng)葉；2、發(fā)電機；3、轉(zhuǎn)動軸；4、尾翼；5、塔架；6、上滾筒；7、下滾筒；8、水箱；9、滑軌；10、軸承具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述所述的在轉(zhuǎn)動軸重力方向上設(shè)有的液浮支撐裝置包括箱體和滾筒，滾筒為中空密封結(jié)構(gòu)，箱體中裝有液體，滾筒同軸固定在轉(zhuǎn)動軸上，并部分或全部浸在液體中。
實施例1一種液浮風(fēng)力發(fā)電裝置如附圖4所示，包括風(fēng)葉1、發(fā)電機2、尾翼4和支架5，風(fēng)葉1經(jīng)轉(zhuǎn)動軸3與發(fā)電機2的轉(zhuǎn)子連接，轉(zhuǎn)動軸3由軸承支承使發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與定子保持間隙配合，還包括一個液浮支撐裝置，作用點設(shè)在風(fēng)葉與發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)動軸上，所述的液浮支撐裝置包括一個箱體8和兩個圓柱形的滾筒6、7，滾筒6同軸固定在轉(zhuǎn)動軸3上；所述滾筒6下方還設(shè)有一個中空密封的下滾筒7，該下滾筒7全部浸在液體中，且浮動支撐在上方滾筒6的底部，下滾筒7的兩端分別設(shè)有轉(zhuǎn)軸，兩個轉(zhuǎn)軸分設(shè)在箱體8上的縱向滑槽9中，可沿著滑槽9上下滑動。所述液浮支撐裝置的下方滾筒7的直徑是上方滾筒6的直徑的4倍。
實施例2一種液浮風(fēng)力發(fā)電裝置如附圖5所示，包括風(fēng)葉1、發(fā)電機2、尾翼4和支架5，風(fēng)葉1經(jīng)轉(zhuǎn)動套軸3與發(fā)電機2的轉(zhuǎn)子連接，轉(zhuǎn)動軸3由軸承支承使發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與定子保持間隙配合，還包括兩套液浮支撐裝置，其中，一套結(jié)構(gòu)的作用點設(shè)在風(fēng)葉與發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)動軸上，另一套結(jié)構(gòu)的作用點設(shè)在發(fā)電機后端的轉(zhuǎn)動軸上，所述的每套液浮支撐裝置包括一個箱體8和兩個圓柱形的滾筒6、7，滾筒6同軸固定在轉(zhuǎn)動軸3上；滾筒7位于滾筒6的下方，滾筒7的兩端分別設(shè)有轉(zhuǎn)軸，兩個轉(zhuǎn)軸分設(shè)在箱體8上的縱向滑槽9中，可沿著滑槽9上下滑動。所述液浮支撐裝置的滾筒7的直徑是滾筒6的直徑的2倍。
實施例3一種液浮風(fēng)力發(fā)電裝置，包括風(fēng)葉1、發(fā)電機2、尾翼4和支架5，風(fēng)葉1經(jīng)轉(zhuǎn)動軸3與發(fā)電機2的轉(zhuǎn)子連接，轉(zhuǎn)動軸3由軸承支承使發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與定子保持間隙配合，還包括一個液浮支撐裝置，作用點設(shè)在風(fēng)葉與發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)動軸上，所述的液浮支撐裝置包括一個箱體8和三個圓柱形滾筒6、7，滾筒6同軸固定在轉(zhuǎn)動軸3上，所述滾筒6下方還設(shè)有兩個中空密封的下滾筒7，兩個下滾筒7全部浸在液體中，且并列浮動支撐在上方滾筒6的底部，形成三角形排列(未給出圖示)。所述兩個下滾筒7直徑相等，且是上方滾筒6的1～4倍。
上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種液浮風(fēng)力發(fā)電裝置，包括風(fēng)葉、發(fā)電機、尾翼和支架，風(fēng)葉經(jīng)轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子連接，轉(zhuǎn)動軸由軸承支承使發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與定子保持間隙配合，其特征在于轉(zhuǎn)動軸在重力方向上設(shè)有液浮支撐裝置，該液浮支撐裝置包括箱體和滾筒，滾筒為中空密封結(jié)構(gòu)，箱體中裝有液體，滾筒同軸固定在轉(zhuǎn)動軸上，并部分或全部浸在液體中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液浮風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述滾筒下方還設(shè)有一個中空密封的下滾筒，該下滾筒全部浸在液體中，且浮動支撐在上方滾筒的底部；所述兩個滾筒為圓柱形，其中，下滾筒的直徑是上方滾筒的1～4倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液浮風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述滾筒下方還設(shè)有兩個中空密封的下滾筒，兩個下滾筒全部浸在液體中，且并列浮動支撐在上方滾筒的底部，形成三角形排列；所述三個滾筒均為圓柱形，其中，兩個下滾筒直徑相等，且是上方滾筒的1～4倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的液浮風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述下滾筒的浮動支撐為下滾筒的兩端分別設(shè)有轉(zhuǎn)軸，兩個轉(zhuǎn)軸分設(shè)在箱體上的縱向滑槽中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的液浮風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述下滾筒的直徑是上方滾筒的2～3倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液浮風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述液浮支撐裝置的作用點設(shè)在風(fēng)葉與發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)動軸上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液浮風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述液浮支撐裝置采用兩套結(jié)構(gòu)，其中，一套結(jié)構(gòu)的作用點設(shè)在風(fēng)葉與發(fā)電機之間的轉(zhuǎn)動軸上，另一套結(jié)構(gòu)的作用點設(shè)在發(fā)電機后端的轉(zhuǎn)動軸上。
專利摘要本實用新型涉及一種液浮風(fēng)力發(fā)電裝置，包括風(fēng)葉、發(fā)電機、尾翼和支架，風(fēng)葉經(jīng)轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子連接，轉(zhuǎn)動軸由軸承支承使發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與定子保持間隙配合，其特征在于轉(zhuǎn)動軸在重力方向上設(shè)有液浮支撐裝置，該液浮支撐裝置包括箱體和滾筒，滾筒為中空密封結(jié)構(gòu)，箱體中裝有液體，滾筒同軸固定在轉(zhuǎn)動軸上，并部分或全部浸在液體中。本實用新型利用滾筒排開水所產(chǎn)生的浮力來減輕作用在轉(zhuǎn)動軸上總的重量，進而降低轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機的摩擦力，從而使風(fēng)葉在超低的風(fēng)速情況下，特別是在0.8米/秒的風(fēng)速下就可以啟動，并帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，該液浮風(fēng)力發(fā)電裝置更加有利于風(fēng)力發(fā)電裝置的推廣和應(yīng)用。
文檔編號F03D9/00GK2777236SQ200520069278
公開日2006年5月3日 申請日期2005年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月22日
發(fā)明者王繼杰 申請人:王繼杰