專利名稱：組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新能源利用.兩個(gè)或多個(gè)大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)由小尺寸球形空腔渦 輪式風(fēng)力機(jī)和其它類型的垂直軸風(fēng)力機(jī)連接，形成一種組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)。這些其它
類型的垂直軸風(fēng)力機(jī)包括各種Darrieus式風(fēng)力機(jī)如Darrieus式巾型、Darrieus式H型等以 及各種阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)如Lafond渦輪、S型風(fēng)輪等。小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)和其 它類型的垂直軸風(fēng)力機(jī)安裝在兩個(gè)大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)之間，兩個(gè)大尺寸球形空腔 渦輪式風(fēng)力機(jī)之間相當(dāng)于形成一個(gè)縮放噴嘴，根據(jù)流體連續(xù)性方程，截面積大的地方流速小， 截面積小的地方流速大，因此流經(jīng)小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)和其它類型的垂直軸風(fēng)力機(jī) 的氣流的流速會(huì)增大。球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)具有啟動(dòng)風(fēng)速低、安全風(fēng)速高、定向轉(zhuǎn)動(dòng)等的 優(yōu)點(diǎn)，組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)能增大風(fēng)力機(jī)組的合轉(zhuǎn)矩，組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)亦能增 大風(fēng)力機(jī)組的受風(fēng)面積，把這種組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)組成的組合式共軸垂直軸 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝在塔架上，或通過氦氣球升上高空，能更有效地利用風(fēng)能發(fā)電。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力機(jī)離地面不高，在地表沒什么大風(fēng)的地區(qū)不能使用。另外，現(xiàn)有技術(shù)的 風(fēng)力發(fā)電還存在發(fā)電成本高，設(shè)備安裝困難等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供一種能有效地利用風(fēng)能的發(fā)電裝置。
本發(fā)明使用與普通風(fēng)力機(jī)不同的球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)，球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)是這樣 的一種裝置參照?qǐng)D3，空腔渦輪呈球形，球形空腔渦輪的球形狀結(jié)構(gòu)外殼由多個(gè)輕薄的弧 形葉片16組成，弧形葉片16以一定角度固定在上支承板21和下支承板22之間，以確保球 形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)能以一個(gè)確定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，軸承17安裝在上支承板21和下支承板22上， 并用中心軸18連接?；⌒稳~片16之間有縫隙，縫隙有類似于噴嘴的作用，可讓氣流加速進(jìn) 入球形空腔渦輪風(fēng)力機(jī)內(nèi)部并對(duì)弧形葉片16的凹面施加一個(gè)作用力，由于弧形葉片16之間 的縫隙很小，進(jìn)入球形空腔渦輪風(fēng)力機(jī)內(nèi)部的氣流不容易通過縫隙流出球形空腔渦輪風(fēng)力機(jī)， 因而可以對(duì)弧形葉片16的凹面多次施加作用力，弧形葉片16的凹面及凸面在在受到風(fēng)力作 用時(shí)空氣阻力系數(shù)差別很大，凹面的空氣阻力系數(shù)遠(yuǎn)大于凸面的空氣阻力系數(shù)，因而作用于 球形空腔渦輪風(fēng)力機(jī)內(nèi)部弧形葉片16的凹面的力遠(yuǎn)大于作用于球形空腔渦輪風(fēng)力機(jī)外部弧 形葉片16的凸面的力，從而使球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)具有啟動(dòng)風(fēng)速低的優(yōu)點(diǎn)。球形空腔渦輪 式風(fēng)力機(jī)屬于垂直軸風(fēng)力機(jī)；球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)還具有安全風(fēng)速高、定向轉(zhuǎn)動(dòng)等的優(yōu)點(diǎn)。
兩個(gè)或多個(gè)大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)由小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)和其它類型的 垂直軸風(fēng)力機(jī)連接，形成一種組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)，這些其它類型的垂直軸風(fēng)力機(jī)包括 各種Darrieus式風(fēng)力機(jī)如Darrieus式O型、Darrieus式H型等以及各種阻力型垂直軸風(fēng)力 機(jī)如Lafond渦輪、S型風(fēng)輪等。小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)和其它類型的垂直軸風(fēng)力機(jī)安 裝在兩個(gè)大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)之間，形成一種組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)，兩個(gè)大尺 寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)之間相當(dāng)于形成一個(gè)縮放噴嘴，根據(jù)流體連續(xù)性方程，截面積大的 地方流速小，截面積小的地方流速大，因此流經(jīng)小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)和其它類型的 垂直軸風(fēng)力機(jī)的氣流的流速會(huì)增大。球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)具有啟動(dòng)風(fēng)速低、安全風(fēng)速高、 定向轉(zhuǎn)動(dòng)等的優(yōu)點(diǎn)，組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)能增大風(fēng)力機(jī)組的合轉(zhuǎn)矩，組合式共軸垂直軸 風(fēng)力機(jī)亦能增大風(fēng)力機(jī)組的受風(fēng)面積，把這種組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)組成的組合 式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝在塔架上，或通過氦氣球升上高空，能更有效地利用風(fēng)能發(fā) 電。
本發(fā)明使用的風(fēng)力機(jī)屬于垂直軸風(fēng)力機(jī)，不需要跟蹤風(fēng)向的變化，無論風(fēng)向如何都能定
向轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，因而不需要配置風(fēng)向舵或偏航軸承總成，可節(jié)省不少費(fèi)用。 本發(fā)明有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電的諸多問題。


圖1是本發(fā)明組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的示意圖一。
圖中1、気氣球；2、載荷鋼索；3、發(fā)電機(jī)；4、大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)；5、小 尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)6、電纜；7、控制器；8、變壓器；9、蓄電池；10、氣泵；11、 備用氮?dú)馇颍?2、導(dǎo)氣管；13、地面；14、固定繩索。18、中心軸；19、阻力型垂直軸風(fēng)力
機(jī)
圖2是本發(fā)明組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的示意圖二。
圖中3、發(fā)電機(jī)；4、大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)；5、小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī); 6、電纜；7、控制器；8、變壓器；9、蓄電池；13、地面；15、塔架。18、中心軸；19、阻 力型垂直軸風(fēng)力機(jī)。
圖3是本發(fā)明球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)的示意圖。
圖中16、葉片；17、軸承；18、中心軸；21、上支承板；22、下支承板。 圖4是本發(fā)明組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)的放大示意圖。
圖中4、大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)；5、小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)；16、葉片； 17、軸承；18、中心軸；19、阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)；20、阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)的葉片。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種能有效地利用風(fēng)能的發(fā)電裝置。參照?qǐng)Dl、圖2、圖3、圖4,它由気氣 球l、載荷鋼索2、發(fā)電機(jī)3、大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)4、小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力 機(jī)5、電纜6、控制器7、變壓器8、蓄電池9、氣泵10、備用兔氣球11、導(dǎo)氣管12、地面 13、固定繩索14、塔架15、阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)19等部分組成。
球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)是這樣的一種裝置參照?qǐng)D3,空腔渦輪呈球形，球形空腔渦輪 的球形狀結(jié)構(gòu)外殼由多個(gè)輕薄的弧形葉片16組成，弧形葉片16以一定角度固定在上支承板 21和下支承板22之間，以確保球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)能以一個(gè)確定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，軸承17安 裝在上支承板21和下支承板22上，并用中心軸18連接。弧形葉片16之間有縫隙，縫隙有 類似于噴嘴的作用，可讓氣流加速進(jìn)入球形空腔渦輪風(fēng)力機(jī)內(nèi)部并對(duì)弧形葉片16的凹面施加 一個(gè)作用力，由于弧形葉片16之間的縫隙很小，進(jìn)入球形空腔渦輪風(fēng)力機(jī)內(nèi)部的氣流不容易 通過縫隙流出球形空腔渦輪風(fēng)力機(jī)，因而可以對(duì)弧形葉片16的凹面多次施加作用力，弧形葉 片16的凹面及凸面在在受到風(fēng)力作用時(shí)空氣阻力系數(shù)差別很大，凹面的空氣阻力系數(shù)遠(yuǎn)大于 凸面的空氣阻力系數(shù)，因而作用于球形空腔渦輪風(fēng)力機(jī)內(nèi)部弧形葉片16的凹面的力遠(yuǎn)大于作 用于球形空腔渦輪風(fēng)力機(jī)外部弧形葉片16的凸面的力，從而使球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)具有啟 動(dòng)風(fēng)速低的優(yōu)點(diǎn)。球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)屬于垂直軸風(fēng)力機(jī)；球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)還具有 安全風(fēng)速高、定向轉(zhuǎn)動(dòng)等的優(yōu)點(diǎn)。
組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)是這樣的一種裝置參照?qǐng)D4，各個(gè)風(fēng)力機(jī)之間用中心軸18互 相連接，大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)4的上支承板和下支承板連接阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)19 的葉片20,阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)19的葉片20連接小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)5的上支承 板和下支承板。各個(gè)風(fēng)力機(jī)的連接順序依次是大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)4-阻力型垂直軸 風(fēng)力機(jī)19-小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)5-阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)19-大尺寸球形空腔渦輪式 風(fēng)力機(jī)4。
作為另一些類型的組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)，可用Darrieus式風(fēng)力機(jī)代替小尺寸球形空 腔渦輪式風(fēng)力機(jī)5和阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)19。
把這種組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)組成的組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安裝在
塔架14上；或用氦氣球1通過載荷鋼索2將這種組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)組成的組 合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組升上高空，利用高空強(qiáng)大風(fēng)力以及球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)具有 啟動(dòng)風(fēng)速低、安全風(fēng)速高、定向轉(zhuǎn)動(dòng)等的優(yōu)點(diǎn)，充分地利用高空的風(fēng)能發(fā)電.
在風(fēng)力作用下，組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)3的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而發(fā)電。多
個(gè)風(fēng)力機(jī)組成的組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)將產(chǎn)生更大的合轉(zhuǎn)矩，并且能增大風(fēng)力機(jī)組的受風(fēng)
面積，因而能產(chǎn)生更多的電能，電能通過變壓器變壓輸送到蓄電池。電能通過電纜6輸送到 在地面13的變壓器8，變壓后再輸送到蓄電池9。
為了使組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不被高空強(qiáng)風(fēng)吹走，用固定繩索14連接氦氣球1 與地面13。
當(dāng)需要把組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組降落到地面13時(shí)，可用氣泵10通過導(dǎo)氣管12把氦 氣和空氣的混合氣體抽到備用氦氣球ll內(nèi)；當(dāng)需要把組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組升上高 空時(shí)，亦可用氣泵10通過導(dǎo)氣管12把氦氣和空氣的混合氣體泵入氦氣球1內(nèi)，氦氣球1和 備用氦氣球ll是互為備用關(guān)系。
控制器7具有避免風(fēng)力機(jī)空轉(zhuǎn)、風(fēng)大自動(dòng)卸荷、過壓自動(dòng)剎車，蓄電池?fù)p害保護(hù)等的功能。
權(quán)利要求
1.一種組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于包括氦氣球1，由小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)和其它類型的垂直軸風(fēng)力機(jī)連接兩個(gè)或多個(gè)大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)形成的組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)組，發(fā)電機(jī)3。
2,根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的球形空腔 渦輪式風(fēng)機(jī)由球形空腔渦輪外殼、中心軸18、軸承17、上支承板21、下支承板22組成；空 腔渦輪呈球形，球形空腔渦輪的球形狀結(jié)構(gòu)外殼由多個(gè)輕薄的弧形葉片16組成，弧形葉片 16以一定角度固定在上支承板21和下支承板22之間，以確保球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)能以一 個(gè)確定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，軸承，17安裝在上支承板21和下支承板22上，并用中心軸18連接； 弧形葉片16之間有縫隙，縫隙有類似于噴嘴的作用，可讓氣流加速進(jìn)入球形空腔渦輪風(fēng)力機(jī) 內(nèi)部并對(duì)弧形葉片16的凹面施加一個(gè)作用力。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的組合式共 軸垂直軸鳳力機(jī)組中各個(gè)風(fēng)力機(jī)之間用中心軸18互相連接，大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)4 的上支承板和下支承板連接阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)19的葉片20,阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)19的葉 片20連接小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)5的上支承板和下支承板。各個(gè)風(fēng)力機(jī)的連接麒序依 次是大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)4"阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)19-小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī) 5-阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)19-大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)4。
4，根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)組，其特征在于所述的大尺寸球形 空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)4之間可用Dairieus式風(fēng)力機(jī)或阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)直接連接。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的發(fā)電機(jī)3 安裝在組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)組的底部。
6，根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的気氣球1 用載荷鋼索2連接組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)組。
全文摘要
本發(fā)明名稱為組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，涉及新能源利用。它包括由小尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)和其它類型的垂直軸風(fēng)力機(jī)連接兩個(gè)或多個(gè)大尺寸球形空腔渦輪式風(fēng)力機(jī)形成的組合式共軸垂直軸風(fēng)力機(jī)、發(fā)電機(jī)、塔架或氦氣球。把這組合式共軸垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在塔架上，或通過氦氣球升上高空，能有效地利用風(fēng)能發(fā)電。
文檔編號(hào)F03D3/00GK101368544SQ200810030078
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者龔炳新 申請(qǐng)人:龔炳新