專利名稱：多同心風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電裝置，特別是一種多同心風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是可再生能源中發(fā)展最快的清潔能源，也是最具有大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā)展 前景的發(fā)電方式。1993年到2003年的10年間，世界風(fēng)力發(fā)電的年增長率達到29.7 %。到2003年末，全球風(fēng)電裝機容量達到4,030萬千瓦，風(fēng)力發(fā)電量占到世界總電 量的0. 5%。其中歐洲總裝機容量為2， 871萬千瓦，占世界風(fēng)電裝機容量的73%。 2003 年德國風(fēng)力發(fā)電累計裝機容量達到1, 461萬千瓦，占全世界的1 / 3以上。2003年印 度累計風(fēng)力發(fā)電裝機容量也已達到213萬千瓦，排世界第5位,居發(fā)展中國家的首位。 歐洲風(fēng)能協(xié)會在近期的一份報告中，用詳實的數(shù)據(jù)和精辟的分析描述了未來世界風(fēng)力 發(fā)電的情景，并預(yù)計到2020年風(fēng)力發(fā)電將占世界電力總量的12%。風(fēng)能作為未來能 源供應(yīng)重要組成部分的戰(zhàn)略地位受到世界各國的普遍重視。
我國風(fēng)能資源儲量豐富，據(jù)初步估算，我國陸上離地面10米高度層的風(fēng)能資源 可開發(fā)量為2. 53億千瓦；近海區(qū)域離海面10米高度層的風(fēng)能儲量約為7. 5億千瓦。 從宏觀上看，我國具備大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的資源條件。到2004年底，我國風(fēng)力發(fā) 電累計裝機容量達到76. 4萬千瓦，國家發(fā)改委規(guī)劃2005年并網(wǎng)風(fēng)電裝機將達到100 萬千瓦,2010年達到300萬千瓦，2020年達到3,000萬千瓦。
對于單風(fēng)輪的立軸風(fēng)力機，如圖7，順風(fēng)段OA做正功?？梢宰C明風(fēng)輪上某處葉 片的線速度與風(fēng)速之比滿足一定關(guān)系(0.5-0. 52)時，風(fēng)輪的風(fēng)能吸收率最大，當(dāng)這個 比值為0或為1時，風(fēng)對該處葉片的做功為0，當(dāng)這個比值大于1時，風(fēng)對該處葉 片做負功。然而，對于單風(fēng)輪轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速一定，風(fēng)輪上葉片的線速度從中心的0增大 到葉尖時最大,通常葉尖速度與風(fēng)速之比大約為1. 0時,整個風(fēng)輪的風(fēng)能吸收率較高。 顯然，這種單轉(zhuǎn)子的風(fēng)力機，葉片上的線速度與風(fēng)速之比是從0變化到1的，在葉片 半徑最大處和葉片根部的風(fēng)能利用率接近為0，只有在葉片中徑處，風(fēng)能吸收率較高。 而整個風(fēng)輪的風(fēng)能吸收率難以提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述根本性的問題而提供一種多同心風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電裝置，
它能夠使得每段風(fēng)輪上葉片的線速度都處于0. 5附近，從而提高風(fēng)能吸收率。 為了達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案 一種多同心轉(zhuǎn)風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電裝置，包括中心軸、風(fēng)輪及其驅(qū)動的發(fā)電機組成，其 特征在于由2-N個同心安裝的風(fēng)輪組成，每個風(fēng)輪上安裝2—30個中心對稱的弧型葉片或角型葉片或活動葉片。上述的每個風(fēng)輪繞中心軸的旋轉(zhuǎn)速度不同，風(fēng)輪轉(zhuǎn)子的半徑越大，其轉(zhuǎn)速越低， 風(fēng)輪轉(zhuǎn)速與半徑成反比。上述的一個內(nèi)圈的風(fēng)輪直接驅(qū)動轉(zhuǎn)軸，其它風(fēng)輪通過變速箱調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速后，驅(qū)動轉(zhuǎn)軸。上述的風(fēng)輪的直徑為0. lm-1000m。 上述的風(fēng)輪周圍安裝進氣導(dǎo)流裝置，構(gòu)成進氣的收縮氣流通道以提高風(fēng)速，風(fēng) 輪的順風(fēng)側(cè)始終位于該收縮氣流通道的下游處，而風(fēng)輪的逆風(fēng)側(cè)始終位于進氣導(dǎo)流裝 置下游處的避風(fēng)區(qū)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出的實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點本發(fā)明的風(fēng)機具有多個同心的風(fēng)輪與中心軸連接，能夠使每個風(fēng)輪上葉片的線速度與來流風(fēng)速之比處于最佳值，達到提高風(fēng)能利用率的目的。


圖1是兩個同心風(fēng)輪的風(fēng)力機示意2是兩個同心風(fēng)輪風(fēng)力機的一個水平剖面圖 圖3是增速箱原理4帶有聚能導(dǎo)流裝置的的多同心風(fēng)輪風(fēng)力機水平剖面圖 圖5活動葉片示意圖 圖6角型葉片示意圖 圖7傳統(tǒng)S型葉片示意圖具體實施方式
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例結(jié)合附圖詳述如下參見圖1、圖2和圖3，兩個同心風(fēng)輪1和2組成一個風(fēng)力機，內(nèi)風(fēng)輪直徑為lm,外風(fēng)輪內(nèi)徑1. 05m,外徑2m。內(nèi)風(fēng)輪 對稱安裝三個弧形葉片(圖7)或角型葉片(圖6)或活動葉片(圖5)，外風(fēng)輪對稱 安裝4個弧形葉片或角型葉片或活動葉片。內(nèi)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速120rpm,外風(fēng)輪轉(zhuǎn)速40rpm。 外風(fēng)輪用3倍的齒輪增速機構(gòu)6增速，達到120rpm。齒輪增速箱6中，內(nèi)轉(zhuǎn)子直接固定在軸10上，而外轉(zhuǎn)子固定在環(huán)形圓盤9上，環(huán)形圓盤9驅(qū)動齒輪13轉(zhuǎn)動，齒輪 13帶動齒輪12轉(zhuǎn)動，齒輪12驅(qū)動固定在軸10上的齒輪11轉(zhuǎn)動。參見圖4，在兩個同心風(fēng)輪1和2組成一個風(fēng)力機的外圍，安裝流道板或?qū)Я鲏?16，構(gòu)成進氣的收縮氣流通道以提高風(fēng)速。風(fēng)輪的順風(fēng)側(cè)始終位于該收縮氣流通道的 下游處，而風(fēng)輪的逆風(fēng)側(cè)始終位于進氣導(dǎo)流裝置下游處的避風(fēng)區(qū)。
權(quán)利要求
1、一種多同心轉(zhuǎn)風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電裝置，包括中心軸(10)、風(fēng)輪(1、2、……)及其驅(qū)動的發(fā)電機(7)組成，其特征在于由2-N個同心安裝的風(fēng)輪(1、2、……)組成，每個風(fēng)輪(1、2、……)上安裝2-30個中心對稱的弧型葉片或角型葉片或活動葉片。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多同心轉(zhuǎn)風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于每個風(fēng)輪(l、 2、……)繞中心軸(10)的旋轉(zhuǎn)速度不同，風(fēng)輪轉(zhuǎn)子的半徑越大，其轉(zhuǎn)速越低， 風(fēng)輪轉(zhuǎn)速與半徑成反比。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多同心轉(zhuǎn)風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于一個內(nèi)圈的風(fēng)輪(1)直接驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(10)，其它風(fēng)輪(2、……)通過變速箱(6)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速后，驅(qū) 動轉(zhuǎn)軸(10)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多同心轉(zhuǎn)風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述的風(fēng)輪(l、 2、……)的直徑為0. lm-1000m。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多同心轉(zhuǎn)風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述的風(fēng)輪(l、 2、……)周圍安裝進氣導(dǎo)流裝置(16)，構(gòu)成進氣的收縮氣流通道以提高風(fēng)速，風(fēng) 輪(l、 2、……)的順風(fēng)側(cè)始終位于該收縮氣流通道的下游處，而風(fēng)輪(l、 2、……) 的逆風(fēng)側(cè)始終位于進氣導(dǎo)流裝置下游處的避風(fēng)區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多同心風(fēng)輪風(fēng)力發(fā)電裝置，它包括中心軸、風(fēng)輪及其驅(qū)動的發(fā)電機組成，其特征在于由2-N個同心安裝的風(fēng)輪組成，每個風(fēng)輪上安裝2-30個中心對稱的弧型葉片或角型葉片或活動葉片。每個風(fēng)輪繞中心軸旋轉(zhuǎn)的速度不同，半徑越大的風(fēng)輪其轉(zhuǎn)速越小，使得每個風(fēng)輪上的葉片的線速度與來流風(fēng)速之比處于最佳值，達到提高風(fēng)能利用率之目的。
文檔編號F03D3/04GK101117948SQ20071004592
公開日2008年2月6日 申請日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月13日
發(fā)明者黃典貴 申請人:上海大學(xué)