專利名稱：超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種風(fēng)能利用裝置，涉及新能源領(lǐng)域，它特別涉及一種全新結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)方式的超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
能源是人類社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)前，世界范圍內(nèi)存在著化石能源日益短缺、環(huán)境嚴(yán)重污染的問題，由于能源和環(huán)境的危機(jī)，時(shí)代需要我們建立一個(gè)新型的能源系統(tǒng)以繼續(xù)支撐人類文明的延續(xù)，而可再生能源勢必成為其中關(guān)鍵的組成部分。風(fēng)能和靜磁是人類最早利用的能源，作為潔凈的可再生能源，它們代表著21世紀(jì)能源的發(fā)展方向。隨著技術(shù)的逐步成熟，風(fēng)力發(fā)電必定會(huì)取代火電的優(yōu)勢地位，發(fā)展前景將十分廣闊。
目前世界上用于發(fā)電的風(fēng)機(jī)主要有兩大類，一類是升力型水平軸結(jié)構(gòu)，采用螺旋槳式葉片；一類是阻力型豎軸結(jié)構(gòu)，采用風(fēng)帆式或旋轉(zhuǎn)翼板式葉片。風(fēng)電的優(yōu)勢激勵(lì)著人們不斷探索更好的技術(shù)方案，但是由于升力型水平軸風(fēng)機(jī)技術(shù)較為成熟而被廣泛使用。自從1891年丹麥發(fā)明了世界上第一座用于風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)機(jī)以來，風(fēng)輪仍然延用著螺旋槳葉這一古老模式。傳統(tǒng)螺旋槳式風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在三大問題一、結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致風(fēng)翼有效迎風(fēng)面積小、阻力大、風(fēng)能利用率低，而且制造大型螺旋槳難度大，對(duì)材料性能要求高，制造成本高。二、受風(fēng)力因素制約，設(shè)計(jì)重心高，電機(jī)功率小，安裝維修困難。三、機(jī)械構(gòu)造復(fù)雜、體積龐大，穩(wěn)固高大的塔架又將增加風(fēng)機(jī)造價(jià)。而現(xiàn)有的豎軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)雖然不受風(fēng)向的限制，但由于要克服逆風(fēng)半周的阻力大大降低了風(fēng)能利用率，而且葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造安裝難度大，不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。正是現(xiàn)有風(fēng)機(jī)發(fā)電效率低、造價(jià)高、安裝難度大的缺點(diǎn)導(dǎo)致風(fēng)電成本比火電高出近一倍，無法取代火電的優(yōu)勢地位。

發(fā)明內(nèi)容
由于中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)起步較晚，國產(chǎn)設(shè)備技術(shù)落后，目前風(fēng)電市場所用設(shè)備多數(shù)依賴進(jìn)口，造價(jià)昂貴，運(yùn)輸成本高，設(shè)備維修周期長，致使我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)化程度低，不具備與火電競爭的能力，這也嚴(yán)重制約了我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。中國風(fēng)電市場急需具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、性能優(yōu)異、造價(jià)合理的新型風(fēng)能設(shè)備，本發(fā)明將從根本上改變目前風(fēng)力發(fā)電依賴進(jìn)口、不能大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化的局面。
本發(fā)明所提供的超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電機(jī)，徹底打破了傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)模式，新型扇葉擁有理想的有效迎風(fēng)面積，能最大限度的利用風(fēng)能；扇葉組及發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸利用靜磁懸浮技術(shù)做失重運(yùn)動(dòng)，發(fā)電效率極高，功率甚至可提高幾十倍到上百倍，能很好地克服現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電裝置存在的缺陷。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一、扇葉為兩個(gè)垂直相切的圓，扇葉邊緣安裝有定向風(fēng)翼，扇葉與定軸焊接構(gòu)成風(fēng)葉組。當(dāng)風(fēng)壓垂直作用在第一面扇葉上時(shí)，第二面扇葉與風(fēng)向平行，第一面扇葉迎風(fēng)面與背風(fēng)面產(chǎn)生壓差推動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)至與風(fēng)向平行位置時(shí)，第二面扇葉與風(fēng)向垂直，作用在扇葉上的壓差推動(dòng)扇葉旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)扇葉組做連續(xù)切圓運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)定軸末端通過傘形齒輪嚙合或接頭連接的發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。二、在扇葉定軸與發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸上安裝靜磁懸浮裝置利用靜磁力使整個(gè)扇葉組及其定軸、發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸做失重運(yùn)動(dòng)。三、發(fā)電機(jī)組建在地面或機(jī)房底座上。
本發(fā)明的有益效果是一、圓形扇葉面受力面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通螺旋槳葉，理想的有效迎風(fēng)面積極大的提高了風(fēng)能利用率，將風(fēng)力因素的制約降到了最低；葉片結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)金屬材料要求低，取材容易，加工制造簡單，生產(chǎn)成本低，易大批量生產(chǎn)。二、定向風(fēng)翼保證扇葉在風(fēng)向發(fā)生改變時(shí)仍能保持固定的旋轉(zhuǎn)方向。三、扇葉定軸與發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸失重減小了軸承的摩擦阻力。四、超大功率發(fā)電機(jī)安裝在地面或機(jī)房底座上，不需要建造塔架，改變了傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)頭重腳輕的狀況，安裝維修方便，提高了使用的安全可靠性，非常容易實(shí)現(xiàn)大型化。五、根據(jù)地形、風(fēng)向及實(shí)際建造的需要，有坐式、立式和臥式三種實(shí)施方案。在實(shí)際建造時(shí)，還可在扇葉組加裝卸載自動(dòng)保護(hù)裝置以應(yīng)對(duì)大風(fēng)時(shí)的破壞作用，在定軸上加裝剎車裝置用于停機(jī)檢修。


下面結(jié)合附圖本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施方案一的立體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施方案一顯示機(jī)房內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)透視圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施方案一顯示機(jī)房內(nèi)部結(jié)構(gòu)的主視圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施方案一的機(jī)房局部放大圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施方案一圖3的A-A剖面示意圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施方案一的俯視圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施方案一的側(cè)視圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施方案二顯示機(jī)房內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)透視圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施方案二顯示機(jī)房內(nèi)部結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖10是本發(fā)明實(shí)施方案三顯示機(jī)房內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)透視圖。
附圖中，1.扇葉a，2.扇葉b，3.焊接口，4.定軸，5.銅套a，6.大傘形齒輪，7.小傘形齒輪，8.支撐體a，9.圓形動(dòng)磁體a，10.圓形靜磁體b，11.支撐體b，12.銅套b，13.圓柱形動(dòng)磁體，14.U形靜磁體，15.發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸，16.發(fā)電機(jī)，17.底座，18.軸承擋板，19.機(jī)房，20.接頭，21.機(jī)房底座，22.風(fēng)翼a，23.風(fēng)翼b，24.風(fēng)翼c，25.風(fēng)翼d，26.延伸懸浮軸。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述實(shí)施方案一、一種超大功率懸浮切圓風(fēng)能利用裝置，屬坐式結(jié)構(gòu)，如附圖1至附圖7所示，圓形扇葉a(1)與圓形扇葉b(2)通過焊接口(3)垂直相切并與定軸(4)焊接構(gòu)成風(fēng)葉組。以圓形扇葉a(1)的縱向中軸線為對(duì)稱軸，沿半圓邊緣垂直安裝風(fēng)翼a(22)，并在沿縱向中軸線旋轉(zhuǎn)180°的背面半圓邊緣垂直安裝風(fēng)翼b(23)進(jìn)行定向；以圓形扇葉b(2)的縱向中軸線為對(duì)稱軸，沿圓形扇葉b(2)的半圓邊緣垂直安裝風(fēng)翼c(24)，并在沿縱向中軸線旋轉(zhuǎn)180°的背面半圓邊緣垂直安裝風(fēng)翼d(25)進(jìn)行定向。定軸(4)穿過銅套a(5)用鍵連接大傘形齒輪(6)，銅套a(5)與銅套b(12)保持定軸垂直。穿過定軸(4)并用鍵連接的圓形動(dòng)磁體a(9)由支撐體a(8)連接支撐，穿過定軸(4)的圓形靜磁體b(10)與支撐體b(11)連接，通過底座(17)固定在地面上。大傘形齒輪(6)與小傘形齒輪(7)嚙合，小傘形齒輪(7)通過發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸(15)與發(fā)電機(jī)(16)連接，發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸(15)的另一側(cè)末端成圓錐狀頂住軸承擋板(18)。在發(fā)電機(jī)(16)兩側(cè)的發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸(15)安裝圓柱形靜磁體(13)，U形靜磁體(14)位于圓柱形動(dòng)磁體(13)的正下方，通過靜磁力使發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸(15)懸浮。U形靜磁體(14)及發(fā)電機(jī)(16)通過底座(17)固定在地面上。除風(fēng)葉組外其它設(shè)備均建在機(jī)房(19)內(nèi)。
實(shí)施方案二、一種超大功率懸浮切圓風(fēng)能利用裝置，屬立式結(jié)構(gòu)，如附圖8、附圖9所示，圓形扇葉a(1)與圓形扇葉b(2)通過焊接口(3)垂直相切并與定軸(4)焊接構(gòu)成風(fēng)葉組，以圓形扇葉a(1)的縱向中軸線為對(duì)稱軸，沿半圓邊緣垂直安裝風(fēng)翼a(22)，并在沿縱向中軸線旋轉(zhuǎn)180°的背面半圓邊緣垂直安裝風(fēng)翼b(23)進(jìn)行定向，以圓形扇葉b(2)的縱向中軸線為對(duì)稱軸，沿圓形扇葉b(2)的半圓邊緣垂直安裝風(fēng)翼c(24)，并在沿縱向中軸線旋轉(zhuǎn)180°的背面半圓邊緣垂直安裝風(fēng)翼d(25)進(jìn)行定向。定軸(4)穿過銅套(5)通過接頭(20)與發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸(15)相連，發(fā)電機(jī)(16)豎向安裝并由底座(17)固定支撐，穿過發(fā)電機(jī)軸承的圓形動(dòng)磁體a(9)由支撐體a(8)連接支撐，穿過發(fā)電機(jī)軸承的圓形靜磁體b(10)與支撐體b(11)連接并通過底座(17)固定在地面上。除風(fēng)葉組外其它設(shè)備均建在機(jī)房(19)內(nèi)。
實(shí)施方案三、一種超大功率懸浮切圓風(fēng)能利用裝置，屬臥式結(jié)構(gòu)，如附圖10所示，圓形扇葉a(1)與圓形扇葉b(2)通過焊接口(3)垂直相切并與定軸(4)焊接構(gòu)成風(fēng)葉組，以圓形扇葉a(1)的橫向中軸線為對(duì)稱軸，沿半圓邊緣垂直安裝風(fēng)翼a(22)，并在沿橫向中軸線旋轉(zhuǎn)180°的背面半圓邊緣垂直安裝風(fēng)翼b(23)進(jìn)行定向；以圓形扇葉b(2)的橫向中軸線為對(duì)稱軸，沿圓形扇葉b(2)的半圓邊緣垂直安裝風(fēng)翼c(24)，并在沿橫向中軸線旋轉(zhuǎn)180°的背面半圓邊緣垂直安裝風(fēng)翼d(25)進(jìn)行定向。兩組與定軸(4)焊接的扇葉分別穿過銅套(5)通過接頭(20)與發(fā)電機(jī)兩側(cè)的傳動(dòng)軸(15)焊接，發(fā)電機(jī)(16)兩側(cè)的傳動(dòng)軸(15)上分別對(duì)稱安裝圓柱形動(dòng)磁體(13)，并在其正下方安裝U形靜磁體(14)使發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸(15)處于失重狀態(tài)。沿兩組扇葉橫向中軸線在圓形扇葉a(1)頂端對(duì)稱安裝延伸懸浮軸(26)，并在延伸懸浮軸(26)末端安裝圓柱形靜磁體(13)，其正下方安裝U形靜磁體(14)使定軸(4)及扇葉組處于失重狀態(tài)，U形靜磁體(14)通過底座(17)固定支撐在地面上。發(fā)電機(jī)組建在機(jī)房(19)內(nèi)并由機(jī)房底座(21)支撐。
權(quán)利要求
1.一種超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電裝置，由扇葉、定向風(fēng)翼、定軸、傘形齒輪或接頭、旋轉(zhuǎn)的動(dòng)磁體、由支撐體或底座支撐的靜磁體、傳動(dòng)軸、發(fā)電機(jī)及機(jī)房構(gòu)成。其特征在于兩個(gè)垂直相切的圓形扇葉與定軸焊接構(gòu)成風(fēng)葉組，風(fēng)葉在風(fēng)壓作用下旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)定軸末端通過傘形齒輪或接頭相連的傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。定軸與發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸均利用靜磁懸浮技術(shù)做失重運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述的扇葉是在同一軸向上呈90°垂直相切的同形狀等面積且中心對(duì)稱的兩個(gè)面為一組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于每個(gè)扇葉上有兩枚定向風(fēng)翼且分別位于扇葉的兩面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于定向風(fēng)翼是同一軸向上呈中心對(duì)稱并與扇葉90°垂直的面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于定向風(fēng)翼是同一軸向上沿扇葉半圓邊緣安裝呈半圓形的弧面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于利用同極相對(duì)的圓形動(dòng)磁體及位于其正下方的大小相等的圓形靜磁體產(chǎn)生的靜磁力或同極相對(duì)的圓柱形動(dòng)磁體及位于其正下方的U形靜磁體產(chǎn)生的靜磁力使扇葉及與其相連的定軸做失重運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于利用同極相對(duì)的圓柱形動(dòng)磁體及位于其正下方的U形靜磁體產(chǎn)生的靜磁力使發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸做失重運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于超大功率發(fā)電機(jī)安裝在地面機(jī)房內(nèi)或機(jī)房底座上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電裝置。它由兩個(gè)垂直相切的圓形扇葉與定軸焊接構(gòu)成風(fēng)葉組，風(fēng)葉在風(fēng)壓作用下帶動(dòng)定軸旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而帶動(dòng)定軸末端通過傘形齒輪或接頭相連的發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；定軸與發(fā)電機(jī)傳動(dòng)軸均利用靜磁懸浮技術(shù)做失重運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明所提供的超大功率懸浮切圓風(fēng)力發(fā)電裝置徹底打破了傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)模式，處于失重狀態(tài)的圓形扇葉擁有理想的有效迎風(fēng)面積，不受風(fēng)力大小和方向的限制，能最大限度的利用風(fēng)能，因而風(fēng)能利用率極高。超大功率發(fā)電機(jī)安裝在地面機(jī)房內(nèi)或機(jī)房底座上，改變了傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)頭重腳輕的狀況，安裝維修十分方便。這種裝置風(fēng)能利用率極高、工藝簡單、安裝維修方便、成本造價(jià)低廉，非常容易實(shí)現(xiàn)大型化。中國風(fēng)電市場急需具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、性能優(yōu)異、造價(jià)合理的新型風(fēng)能設(shè)備；本發(fā)明將從根本上改變目前風(fēng)力發(fā)電依賴進(jìn)口、不能大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化的局面。
文檔編號(hào)F03D9/00GK1924350SQ20061007299
公開日2007年3月7日 申請日期2006年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者郭曉青 申請人:郭曉青