專利名稱：磁懸浮鋼筋混凝土筑造沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁懸浮鋼筋混凝土筑造的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機，尤其涉及到?jīng)_壓噴氣式翼形風(fēng)帆的風(fēng)帆結(jié)構(gòu)的技術(shù)方法。
背景技術(shù)：
雖然風(fēng)力資源是水力資源的10倍以上！但由于風(fēng)力資源分部空間廣闊、不像水力資源那樣相對集中；空氣的密度也僅為水密度的800份之一、而且空氣又是可壓縮性的，兩者的物理特性差異太大！這就給人類大規(guī)模利用風(fēng)能資源帶來了許多技術(shù)障礙。目前世界廣泛應(yīng)用的主流水平軸旋翼風(fēng)力發(fā)電機、一直采用的是傳統(tǒng)的風(fēng)車原理，風(fēng)能的轉(zhuǎn)換、僅靠旋翼葉片有限的受風(fēng)面積和風(fēng)輪的掃風(fēng)面積，來捕捉風(fēng)能。人們?yōu)榱颂岣唢L(fēng)電的轉(zhuǎn)換效率、又不得不加大風(fēng)車葉片的有效直徑、這樣做雖然增加了一些風(fēng)電功率、但隨之也帶來了一系列的、難以解決的矛盾；直徑的增大、葉尖處的線速和風(fēng)速比也隨之增大，從而使現(xiàn)代高科技新材料和物理結(jié)構(gòu)被迫承受極限的打擊；即使增加葉片的數(shù)量、葉輪水平軸.及風(fēng)車整體結(jié)構(gòu)也擺脫不了同樣的命運，不僅如此、由于以上的物理結(jié)構(gòu)特點，還帶來了聲波噪音；生態(tài)的破壞；三維空間的運動污染等，還有工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、使用壽命周期短，同時風(fēng)力發(fā)機的發(fā)電功率也很難做大。翻開人類三千年的風(fēng)能應(yīng)用史、不難發(fā)現(xiàn)只有古老的風(fēng)帆結(jié)構(gòu)似乎才能夠大面積的捕捉風(fēng)能，但是隨著風(fēng)帆面積的增大、隨之而來的風(fēng)帆面迎面阻力也加大；同時也帶來大型結(jié)構(gòu)、材料、生產(chǎn)工藝和制造性價比等一系列的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對以上的不足、從風(fēng)帆內(nèi)部入手，綜合現(xiàn)代空氣動力學(xué)的設(shè)計理念、在保留傳統(tǒng)翼形風(fēng)帆的基礎(chǔ)上，徹底改變了風(fēng)帆的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它們是由翼形風(fēng)帆內(nèi)部的多個單元射流氣道組成的沖壓噴氣系統(tǒng)，當(dāng)氣流沖壓風(fēng)帆一個面時、形成高壓區(qū)；而對應(yīng)風(fēng)帆的另一面則形成低壓區(qū)。風(fēng)帆高壓區(qū)面的一部分高壓氣流、經(jīng)由翼形風(fēng)帆面的導(dǎo)向而分流、另一部分高壓氣流則直接進入翼形風(fēng)帆面上的沖壓孔、同時也吸引風(fēng)帆頭部的進氣道的氣流；由于風(fēng)帆對應(yīng)的另一面是低壓區(qū)、因此沖壓的氣流、夾帶著風(fēng)帆頭部進氣道的氣流、經(jīng)向?qū)?yīng)風(fēng)帆另一面的噴氣孔低壓區(qū)噴出，不但使整個風(fēng)帆增強了向風(fēng)帆頭部方向運動的合力，同時也降低風(fēng)帆面的迎風(fēng)阻力。
因為采用了大面積的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆的技術(shù)原理、使風(fēng)力發(fā)電機實際捕風(fēng)的面積大增，所以也大幅度的提高了單座風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電功率。本發(fā)明不僅采用了沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)結(jié)構(gòu)，還結(jié)合了現(xiàn)代磁懸浮地基軌道技術(shù)、機電一體控制技術(shù)和傳統(tǒng)廉價的、經(jīng)久耐用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)筑造的生產(chǎn)工藝。從而使整個風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)、不但有利于高效率大功率發(fā)電，而且還具有無機械摩擦；無噪音；無生態(tài)污染；使用壽命周期長，因沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機的主體結(jié)構(gòu)、是完全由鋼筋混凝土筑造，因而也省去復(fù)雜的機械加工、降低了生產(chǎn)制造成本。


附圖1沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆平面示意圖。
附圖2鋼筋混凝土筑造沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆立體示意圖。
附圖3六級沖壓噴氣單元立體結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4、5、6、7、8、9、10、11是風(fēng)帆圓周運動分解示意圖。
附圖12磁懸浮沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機平面示意圖。
附圖13鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及磁懸浮沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機截面示意圖。
附圖14鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及磁懸浮沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中表示1.射流氣道 2.風(fēng)帆俯視平面圖 3.風(fēng)帆面平面圖 4.風(fēng)帆頭部平面圖 5.風(fēng)帆面A 6.風(fēng)帆面B 7.電控氣流調(diào)節(jié)卷閘門 8.沖壓噴氣孔 9.風(fēng)帆面沖壓噴氣孔群組 10.風(fēng)帆尾11.風(fēng)帆頭 12.風(fēng)帆頭部進氣道電控氣流調(diào)節(jié)卷閘門13.風(fēng)帆頭部進氣孔 14.風(fēng)帆頭進氣孔群組 15.單元六級沖壓噴氣孔A 16.單元六級沖壓噴氣孔B 17.單元風(fēng)帆頭部進氣孔 18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29.風(fēng)帆平面圖組 30.內(nèi)外環(huán)磁懸浮軌道 31.環(huán)形磁懸浮運轉(zhuǎn)平臺 32.風(fēng)帆截面 33.地下基礎(chǔ) 34.地上基座 35.磁懸浮地錨A 36.液壓制動系統(tǒng) 37.磁電減速系統(tǒng) 38.直線發(fā)電機組系統(tǒng) 39.鋼筋混凝土運轉(zhuǎn)平臺截面 40.磁懸浮地錨B 41.工程地道 42、43.主混凝土鋼筋系統(tǒng) 44、45.封閉式磁懸浮導(dǎo)向軌道系統(tǒng) 46.通道大門A 47.地上混凝土基礎(chǔ)平臺 48.鋼筋混凝土運轉(zhuǎn)平臺系統(tǒng) 49.通道大門B 50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61.鋼筋混凝土澆注的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆組。
具體實施例方式
如圖1、圖2、圖3所示的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆、主要是由翼形風(fēng)帆中的1.射流氣道和附圖，3六級沖壓噴氣單元組成，并由沖壓噴氣單元在5.風(fēng)帆面A 6.風(fēng)帆面B的兩個面上排列成陣列，構(gòu)成附圖2鋼筋混凝土筑造的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆立體結(jié)構(gòu)。18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29每座沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆都是用鋼筋混凝土是直接澆注、并均勻分布在磁懸浮鋼筋混凝土筑造的環(huán)形運轉(zhuǎn)平臺上，見圖14中的50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61和48所示。鋼筋混凝土環(huán)形運轉(zhuǎn)平臺48、懸浮在六維導(dǎo)向的封閉式磁懸浮軌道上見44、45，35、40，磁懸浮可以是永磁斥力懸浮、也可以是電磁斥力懸浮。地上.地下鋼筋混凝土地基見附圖13中的33、34和42、43組成，38.是直線發(fā)電機組系統(tǒng)、并由運轉(zhuǎn)平臺下面的永磁體直接驅(qū)動直線發(fā)電機組。37、36分別構(gòu)成磁電減速和液壓制動系、必要時38永磁直線發(fā)電機組系統(tǒng)也可參與磁電減速。當(dāng)磁懸浮運轉(zhuǎn)平臺需要制動時、先啟動磁電減速系統(tǒng)、使運轉(zhuǎn)速度降低到規(guī)定值以下、然后再啟動液壓制動系統(tǒng)、最后使運轉(zhuǎn)平臺完全制動。以上組合、構(gòu)成了磁懸浮鋼筋混凝土筑造的、沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機的完整系統(tǒng)。
磁懸浮鋼筋混凝土筑造的、沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機的動力來源、主要是靠磁懸浮運轉(zhuǎn)平臺上的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆、對風(fēng)能大面積的高效率的轉(zhuǎn)換，見附圖12磁懸浮沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機平面示意圖以及附圖4、5、6、7、8、9、10、11風(fēng)帆圓周運動分解示意圖可知，沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆、在東、南、西、北、各不同方向的圓周運動、對風(fēng)的不同迎角都有良好的前進運動合力導(dǎo)向；當(dāng)風(fēng)帆運行到圖4位置時、氣流沖壓風(fēng)帆一個面時、形成高壓區(qū)、而對應(yīng)風(fēng)帆的另一面則形成低壓區(qū)。風(fēng)帆高壓區(qū)面的高壓氣流、一部分直接進入翼形風(fēng)帆面上的沖壓孔、同時也吸引風(fēng)帆頭部的進氣道的氣流、由于風(fēng)帆對應(yīng)的另一面是低壓區(qū)、因此沖壓的氣流、夾帶著風(fēng)帆頭部進氣道的氣流、經(jīng)向?qū)?yīng)風(fēng)帆另一面噴氣孔的低壓區(qū)噴出，不但使整個風(fēng)帆增強了向風(fēng)帆頭部方向運動的合力，同時也降低風(fēng)帆面的迎風(fēng)阻力。由于翼形面的風(fēng)帆本生也具有向前運動的合力，同時加上本發(fā)明的沖壓噴氣射流氣道產(chǎn)生的合力，可使合力效率增加20％以上。風(fēng)帆運行至圖6、圖8、圖10位置時基本原理相同、只是運動方向不同；當(dāng)風(fēng)帆運行到圖5位置時、風(fēng)帆相對順風(fēng)狀態(tài)，因所有風(fēng)帆都均勻分布并固定在同一磁懸浮運動平臺上互相制約著、這里我們只能假設(shè)風(fēng)速大于圖5風(fēng)帆的運動速，這時風(fēng)經(jīng)風(fēng)帆左右兩邊的翼尾面導(dǎo)向同時斜沖壓噴氣孔.加上進氣道氣流的合力，使風(fēng)帆左右的沖壓噴氣孔周邊形成向前運動的滾動氣旋；當(dāng)風(fēng)帆運行到圖9位置時、頂風(fēng)氣流沖壓風(fēng)帆頭部的進氣道.并逐級分別由風(fēng)帆左右兩邊的噴氣孔噴出；同時頂風(fēng)氣流因風(fēng)帆兩邊的翼面導(dǎo)向，致使頂風(fēng)氣流分別將風(fēng)帆兩面的噴氣孔噴出的氣流連推帶拉使整個風(fēng)帆形成向前運動的合力、由于風(fēng)帆頭部開設(shè)的進氣道也使翼形風(fēng)帆的頭部阻力大大降低；當(dāng)風(fēng)帆運行到圖7位置和圖11位置時，此時一個風(fēng)帆面正對風(fēng)壓氣流、形成較大正壓區(qū)、同時在風(fēng)帆的另一面也形成較大的負壓區(qū)、也產(chǎn)生很大的阻力，同時沖壓噴氣射流系統(tǒng)也將發(fā)揮最大的效率、即將30％左右的阻力直接導(dǎo)向成向前運動的合力。
5.風(fēng)帆面A、6.風(fēng)帆面B上的沖壓噴氣孔群組和14風(fēng)帆頭部的進氣孔群組、分別裝有7.電控氣流調(diào)節(jié)卷閘門、12.風(fēng)帆頭進氣道電控氣流調(diào)節(jié)卷閘門，以供在不同風(fēng)速下電控同步調(diào)節(jié)沖壓噴氣孔和進氣口的氣流大小，使風(fēng)帆的動力性能達到最優(yōu)化。從降低系統(tǒng)成本考慮、所有氣流孔也可不安裝電控氣流調(diào)節(jié)卷閘門，直接優(yōu)化設(shè)計成固定大小尺寸的氣流孔。
本發(fā)明不光局限于上述的具體實施方式
，還可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代航空飛行器，、流體力學(xué)、陸地風(fēng)帆、航海風(fēng)帆、船身結(jié)構(gòu)以及多功能沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆的建筑領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種磁懸浮鋼筋混凝土筑造的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機，包括由鋼筋混凝土筑造的噴氣式翼形風(fēng)帆，其特征在于所述的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆。
2.按照權(quán)利要求1所述的磁懸浮鋼筋混凝土筑造的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于沖壓噴氣式風(fēng)帆和磁懸浮運轉(zhuǎn)平臺均由鋼筋混凝土澆筑。
3.按照權(quán)利要求1所述的磁懸浮鋼筋混凝土筑造的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于電控氣流調(diào)節(jié)卷閘門(7)、風(fēng)帆頭部進氣道電控氣流調(diào)節(jié)卷閘門(12)，其特征還在于從降低系統(tǒng)成本考慮、所有風(fēng)帆面上的氣流孔也可不安裝電控氣流調(diào)節(jié)卷閘門，直接優(yōu)化設(shè)計成固定大小的尺寸氣流孔。
4.按照權(quán)利要求1所述的磁懸浮鋼筋混凝土筑造的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于封閉式磁懸浮的軌道(44)(45)(35)(40)，磁懸浮可以是永磁斥力懸浮、也可以是電磁斥力懸浮。
5.按照權(quán)利要求1所述的磁懸浮鋼筋混凝土筑造的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于所述的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆，可應(yīng)用于航空飛行器，陸地風(fēng)帆，航海風(fēng)帆及船身結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁懸浮鋼筋混凝土筑造的沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機，是綜合現(xiàn)代空氣動力學(xué)的設(shè)計理念、在保留傳統(tǒng)翼形風(fēng)帆的基礎(chǔ)上，徹底改變了風(fēng)帆的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因為采用了大面積的、沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆的技術(shù)原理、使風(fēng)力發(fā)電機實際捕風(fēng)的面積大增，所以也大幅度的提高了單座風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電功率。本發(fā)明不僅采用了沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)結(jié)構(gòu)，還結(jié)合了現(xiàn)代磁懸浮地基軌道技術(shù)、機電一體控制技術(shù)和傳統(tǒng)廉價的、經(jīng)久耐用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)筑造的生產(chǎn)工藝。從而使整個風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)、不但有利于高效率大功率發(fā)電，而且還具有無機械摩擦；無噪音；無生態(tài)污染；使用壽命周期長，因沖壓噴氣式翼形風(fēng)帆風(fēng)力發(fā)電機的主體結(jié)構(gòu)、是完全由鋼筋混凝土筑造，因而也省去復(fù)雜的機械加工、降低了生產(chǎn)制造成本。
文檔編號F03D7/00GK101054950SQ20071010574
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者李進 申請人:李進