專利名稱：太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)發(fā)電裝置，尤指一種能讓空氣流動，并讓流動的空氣加速， 使有效提升發(fā)電功率，并大幅減少發(fā)電渦輪機(jī)的重量以及體積的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
近年來由于地球的石化能源即將面臨耗盡的危機(jī)，世界各國都不斷的積極開發(fā)風(fēng)力、水力、地?zé)峄蛱柲艿壤锰烊毁Y源以產(chǎn)生電力能量的方法，以此來緩減石油能源消耗的速度。其中，針對風(fēng)力發(fā)電而言，一般是以增大發(fā)電渦輪機(jī)的渦輪葉片掃風(fēng)面積作為增加發(fā)電功率的努力方向，而依據(jù)發(fā)電功率的計(jì)算公式發(fā)電功率=1/2(渦輪有效系數(shù))X (空氣密度)X (圓周率)X (渦輪半徑)2X (風(fēng)速)3，可知增加渦輪半徑而使得渦輪葉片的掃風(fēng)面積增加確實(shí)可以提高發(fā)電功率。然而，在實(shí)際應(yīng)用時，渦輪半徑增加得太大， 相對的將使得整個發(fā)電渦輪機(jī)的體積重量加大，而占用太多的有限使用空間，且大幅增加制造成本。有鑒于此，為了改善上述的缺點(diǎn)，使太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置不但能有效提升發(fā)電功率，且可減少整組發(fā)電裝置的重量、體積，發(fā)明人積多年的經(jīng)驗(yàn)以及不斷的研發(fā)改進(jìn)，遂有本發(fā)明的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在提供一種渦輪機(jī)發(fā)電裝置，憑借以太陽能加熱的手段讓空氣上升并通過直立錐形管的結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生空氣的流動，讓發(fā)電渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電。本發(fā)明的次要目的在提供一種能讓通過直立錐形管內(nèi)的空氣產(chǎn)生雙重的空氣加速作用，以提高發(fā)電功率的渦輪機(jī)發(fā)電裝置。本發(fā)明的又一目的在提供一種能讓通過直立錐形管內(nèi)的空氣形成穩(wěn)定的層流，以提高發(fā)電功率的渦輪機(jī)發(fā)電裝置。本發(fā)明的再一目的在提供一種能在強(qiáng)風(fēng)狀態(tài)下，避免產(chǎn)生過多加速的風(fēng)力，以確保發(fā)電渦輪機(jī)正常運(yùn)作的渦輪機(jī)發(fā)電裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于包括一上粗下細(xì)的直立錐形管以及設(shè)在所述的錐形管頂端上方的一風(fēng)力渦輪機(jī)，所述的錐形管的內(nèi)部設(shè)有同軸向的一發(fā)電渦輪機(jī)以及一增速排氣機(jī)，所述的發(fā)電渦輪機(jī)連接一發(fā)電機(jī)，以在發(fā)電渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動時進(jìn)行發(fā)電，所述的增速排氣機(jī)的頂端連接一加速裝置，所述的加速裝置的頂端連接所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，并憑借一太陽能加熱手段用來對所述的錐形管進(jìn)行加熱，以在錐形管的溫度上升時，讓空氣由錐形管的底端進(jìn)入后向上流動，并在風(fēng)力渦輪機(jī)迎風(fēng)轉(zhuǎn)動時，讓增速排氣機(jī)加速轉(zhuǎn)動，使錐形管內(nèi)的空氣加速，從而提高發(fā)電渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)動速率。
實(shí)施時，所述的增速排氣機(jī)設(shè)在錐形管較粗一端的內(nèi)部，而所述的發(fā)電渦輪機(jī)設(shè)在錐形管較細(xì)一端的內(nèi)部。實(shí)施時，所述的加速裝置是一齒輪變速箱。實(shí)施時，更包括一下錐形管，所述的下錐形管較細(xì)的一端連結(jié)錐形管較細(xì)的一端， 以使空氣經(jīng)由下錐形管較粗的一端上升到達(dá)前錐形管較細(xì)的一端時，讓推動發(fā)電渦輪機(jī)的風(fēng)速增加，以提高發(fā)電渦輪機(jī)發(fā)電的功率。實(shí)施時，所述的錐形管的周緣包覆一透明外殼，且所述的透明外殼與錐形管的周緣之間是形成一空間。實(shí)施時，所述的錐形管是一黑色物體，供吸收太陽能的熱量。實(shí)施時，所述的太陽能加熱手段包括一設(shè)置在錐形管底端下方周圍的反光片，供反射陽光給錐形管。實(shí)施時，所述的太陽能加熱手段更包括一透明采光罩，所述的透明采光罩設(shè)置在錐形管頂端上方，供陽光穿透而照射在錐形管上。實(shí)施時，所述的錐形管的內(nèi)部設(shè)有復(fù)數(shù)個層流管，供導(dǎo)引空氣由下向上流動。實(shí)施時，所述的層流管是金屬導(dǎo)熱材質(zhì)所制成。實(shí)施時，所述的風(fēng)力渦輪機(jī)包括一主桿、一移動桿、一風(fēng)力連動結(jié)構(gòu)、復(fù)數(shù)個連動桿以及復(fù)數(shù)個風(fēng)扇葉片，所述的主桿的底端連接加速裝置，所述的移動桿是以可相對上下移動的方式連結(jié)在主桿的頂端，所述的風(fēng)力連動結(jié)構(gòu)連結(jié)在移動桿的頂端，用來在強(qiáng)風(fēng)時讓移動桿向上移動，所述的連動桿的一端以可相對轉(zhuǎn)動的方式連結(jié)在主桿上，而所述的風(fēng)扇葉片樞接于連動桿的另一端。實(shí)施時，所述的主桿的頂端設(shè)有一容納空間，所述的容納空間內(nèi)容置一回復(fù)件，且回復(fù)件的頂端連結(jié)在移動桿的底端，以讓移動桿可相對于主桿的頂端上下移動。實(shí)施時，所述的風(fēng)力連動結(jié)構(gòu)是一圓盤，所述的圓盤的底面連結(jié)在移動桿的頂端， 所述的圓盤的頂面是一凸面，用來在強(qiáng)風(fēng)時讓移動桿向上移動。實(shí)施時，所述的移動桿是一齒條，而所述的連動桿的一端設(shè)有一齒輪，所述的齒輪齒合在所述的齒條上，以讓連動桿的一端以可相對轉(zhuǎn)動的方式連結(jié)在主桿上。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是1、本發(fā)明是以太陽能加熱的方式讓空氣自然上升而發(fā)電，因此，能在無風(fēng)狀態(tài)下也可達(dá)到風(fēng)力發(fā)電的效果。2、本發(fā)明是以加速裝置讓增速排氣機(jī)加速轉(zhuǎn)動，因此，在有風(fēng)狀態(tài)下，能讓通過直立錐形管內(nèi)的空氣產(chǎn)生雙重的空氣加速作用，不但可提高發(fā)電的功率，且可有效降低整組發(fā)電裝置的重量、體積，并降低生產(chǎn)成本。3、本發(fā)明能在強(qiáng)風(fēng)時，讓風(fēng)扇葉片收折，因此，可有效避免發(fā)電渦輪機(jī)產(chǎn)生超過負(fù)載的轉(zhuǎn)速，以確保發(fā)電渦輪機(jī)能正常運(yùn)作。4、本發(fā)明能讓通過直立錐形管內(nèi)的空氣因其內(nèi)部眾多小錐形管的引導(dǎo)而形成穩(wěn)定的層流，因此，讓增速排氣機(jī)以及發(fā)電渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動順暢，以延長使用壽命。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的剖面示意圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施例的使用狀態(tài)圖；圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施例的剖面示意圖；圖4是本發(fā)明的第三實(shí)施例的部份剖面示意圖；圖5是本發(fā)明的第三實(shí)施例的使用狀態(tài)圖。附圖標(biāo)記說明太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置1 ；錐形管2 ；排氣端21 ；進(jìn)氣端22 ；透明外殼23 ；空間M ；層流管25 ；反光片沈；透明采光罩27 ；下錐形管觀；增速排氣機(jī)3 ；加速裝置4 ；風(fēng)力渦輪機(jī)5 ；風(fēng)扇葉片51 ；主桿52 ；容納空間521 ；回復(fù)件53 ；移動桿 54 ；風(fēng)力連動結(jié)構(gòu)55 ；連動桿56 ；齒輪561 ；發(fā)電渦輪機(jī)6 ；發(fā)電機(jī)7。
具體實(shí)施例方式請參閱圖1所示，其為本發(fā)明太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置1的第一實(shí)施例，包括一錐形管2、一增速排氣機(jī)3、一加速裝置4、一風(fēng)力渦輪機(jī)5、一發(fā)電渦輪機(jī)6以及一發(fā)電機(jī)7。所述的錐形管2是呈直立狀的黑色物體，供吸收太陽能的熱量，其上端較粗，下端較細(xì)，較粗的上端作為排氣端21，較細(xì)的下端作為進(jìn)氣端22。所述的排氣端21的內(nèi)部設(shè)置一增速排氣機(jī)3，所述的增速排氣機(jī)3的頂端連接加速裝置4，所述的加速裝置4是一齒輪變速箱，所述的齒輪變速箱由數(shù)個具不同齒數(shù)的齒輪所組成，以憑借不同齒數(shù)比提高輸出轉(zhuǎn)速。所述的加速裝置4也可為數(shù)個具不同直徑的皮帶輪以皮帶連結(jié)而成，同樣可以在風(fēng)力渦輪機(jī)5轉(zhuǎn)動時，經(jīng)由加速裝置4提高增速排氣機(jī)3的轉(zhuǎn)動速率。所述的風(fēng)力渦輪機(jī)5連接于加速裝置4的頂端，所述的風(fēng)力渦輪機(jī)5包括數(shù)個風(fēng)扇葉片51，供迎風(fēng)轉(zhuǎn)動。而所述的發(fā)電渦輪機(jī)6容置定位于所述的進(jìn)氣端22的內(nèi)部，且發(fā)電渦輪機(jī)6與增速排氣機(jī)3同軸向設(shè)置；所述的發(fā)電渦輪機(jī)6是向下連接發(fā)電機(jī)7，以在發(fā)電渦輪機(jī)6轉(zhuǎn)動時進(jìn)行發(fā)電。所述的錐形管2的周緣是包覆一透明外殼23，所述的透明外殼23與錐形管2的周緣之間形成一空間對，所述的空間M較佳是抽成真空，以提升錐形管2的吸熱效率。又，所述的錐形管2的內(nèi)部設(shè)有復(fù)數(shù)個層流管25，所述的層流管25是金屬導(dǎo)熱材質(zhì)所制成，且各層流管25是以順氣流方向鋪設(shè)的小錐形管，各層流管25的截面積由下而上逐漸擴(kuò)大，所述的層流管25的截面概略組合呈蜂巢狀，所述的層流管25的截面也可組合呈放射狀或多邊形。且所述的錐形管2是憑借一太陽能加熱手段對所述的錐形管2進(jìn)行加熱。實(shí)施時，所述的太陽能加熱手段是憑借一設(shè)置在錐形管2底端下方的反光片沈的反射作用，將陽光反射給錐形管2。其中，所述的反光片沈較佳是包括數(shù)個內(nèi)短外長，并呈內(nèi)凹弧狀的片體，以增加反光效率。所述的太陽能加熱手段也可同時包括一透明采光罩27， 所述的透明采光罩27是固定在錐形管2頂端的上方與風(fēng)力渦輪機(jī)5的下方之間，以讓陽光穿透而照射在錐形管2上，并阻隔錐形管2向上噴出的空氣，使避免干擾透明采光罩27上方氣流，以保持風(fēng)力渦輪機(jī)5順利運(yùn)轉(zhuǎn)。如此，如圖2所示，當(dāng)太陽光照射在反光片沈時，經(jīng)由反光片沈的反射，可對錐形管2的外部進(jìn)行加熱，而當(dāng)太陽光穿透透明采光罩27，并照射在錐形管2的上方時，則可同時對錐形管2以及錐形管2內(nèi)部的層流管25加熱，并由于錐形管2以及層流管25的溫度上升，讓錐形管2內(nèi)部的空氣因體積膨脹而上升，同時讓錐形管2外部的空氣經(jīng)由錐形管2的進(jìn)氣端22進(jìn)入后向上流動，帶動發(fā)電渦輪機(jī)6轉(zhuǎn)動以進(jìn)行發(fā)電。而當(dāng)風(fēng)力渦輪機(jī)5受到風(fēng)力的作用而轉(zhuǎn)動時，經(jīng)由加速裝置4的加速作用，將使得增速排氣機(jī)3加速轉(zhuǎn)動，使錐形管2內(nèi)的空氣加速向上流動，從而提高發(fā)電渦輪機(jī)6的轉(zhuǎn)動速率。而在空氣加速向上流動的過程中，由于復(fù)數(shù)個層流管25的導(dǎo)引，則可形成多道層流，讓空氣流動順暢。請參閱圖3所示，其為本發(fā)明太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置1的第二實(shí)施例，其與第一實(shí)施例不同的處在于所述的錐形管2的進(jìn)氣端22是向下連結(jié)在一下錐形管 28的上端，使概略呈一文氏管的形狀。如此，當(dāng)空氣經(jīng)由下錐形管觀較粗的下端上升到達(dá)錐形管2的進(jìn)氣端22時，即可經(jīng)由下錐形管觀截面積的逐漸縮小，讓推動發(fā)電渦輪機(jī)6的風(fēng)速增加，以提高發(fā)電渦輪機(jī)6發(fā)電的功率。而當(dāng)風(fēng)力渦輪機(jī)5同時迎風(fēng)轉(zhuǎn)動時，則可讓下錐形管觀內(nèi)已加速的空氣再加速一次，達(dá)到雙重的加速效果，更提高發(fā)電渦輪機(jī)6的發(fā)電效率。另請參閱圖4所示，是本發(fā)明太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置1的第三實(shí)施例，其中，所述的風(fēng)力渦輪機(jī)5是包括一主桿52、一回復(fù)件53、一移動桿M、一風(fēng)力連動結(jié)構(gòu) 55、復(fù)數(shù)個連動桿56以及復(fù)數(shù)個風(fēng)扇葉片51。所述的主桿52是一直桿，主桿52的底端連接加速裝置4，所述的主桿52的頂端設(shè)有一容納空間521，供容置一彈簧在其中，所述的彈簧作為回復(fù)件53。所述的移動桿M是一齒條，齒條的底端是抵壓在回復(fù)件53的頂端，以使齒條可相對于主桿52上下移動。所述的風(fēng)力連動結(jié)構(gòu)陽是一圓盤，圓盤的底面中心連結(jié)在移動桿M的頂端，所述的圓盤的頂面是一凸面，凸面的截面是呈機(jī)翼形。而所述的移動桿M的下端是容置在主桿52的容納空間521內(nèi)；所述的連動桿56 的一端是設(shè)有一齒輪561，所述的齒輪561是樞接定位于主桿52的頂端，且所述的齒輪561 齒合在所述的移動桿M上，以讓連動桿56的一端可相對于主桿52轉(zhuǎn)動。另，所述的風(fēng)扇葉片51是樞接于連動桿56的另一端。如此，如圖5所示，在強(qiáng)風(fēng)狀態(tài)下，由于風(fēng)力連動結(jié)構(gòu)55上方的空氣壓力小于風(fēng)力連動結(jié)構(gòu)陽下方的空氣壓力，將使得風(fēng)力連動結(jié)構(gòu)55產(chǎn)生向上升起的力量。而當(dāng)風(fēng)力連動結(jié)構(gòu)55上升的力量大于回復(fù)件53的拉力時，即會帶動移動桿M上升，同時連動該連動桿56—端的齒輪561，讓連動桿56相對于主桿52向下轉(zhuǎn)動，以收折各風(fēng)扇葉片51。如此一來，即可降低增速排氣機(jī)3的轉(zhuǎn)速，避免發(fā)電渦輪機(jī)6因超速而損壞。請參閱下表所示，是本發(fā)明與美國奇異公司生產(chǎn)的LM487型風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電效率比較。
權(quán)利要求
1.一種太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于包括一上粗下細(xì)的直立錐形管以及設(shè)在所述的錐形管頂端上方的一風(fēng)力渦輪機(jī)，所述的錐形管的內(nèi)部設(shè)有同軸向的一發(fā)電渦輪機(jī)以及一增速排氣機(jī)，所述的發(fā)電渦輪機(jī)連接一發(fā)電機(jī)，以在發(fā)電渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動時進(jìn)行發(fā)電，所述的增速排氣機(jī)的頂端連接一加速裝置，所述的加速裝置的頂端連接所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，并憑借一太陽能加熱手段用來對所述的錐形管進(jìn)行加熱，以在錐形管的溫度上升時，讓空氣由錐形管的底端進(jìn)入后向上流動，并在風(fēng)力渦輪機(jī)迎風(fēng)轉(zhuǎn)動時，讓增速排氣機(jī)加速轉(zhuǎn)動，使錐形管內(nèi)的空氣加速，從而提高發(fā)電渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)動速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于所述的增速排氣機(jī)設(shè)在錐形管較粗一端的內(nèi)部，而所述的發(fā)電渦輪機(jī)設(shè)在錐形管較細(xì)一端的內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于所述的加速裝置是一齒輪變速箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于更包括一下錐形管，所述的下錐形管較細(xì)的一端連結(jié)錐形管較細(xì)的一端，以使空氣經(jīng)由下錐形管較粗的一端上升到達(dá)前錐形管較細(xì)的一端時，讓推動發(fā)電渦輪機(jī)的風(fēng)速增加，以提高發(fā)電渦輪機(jī)發(fā)電的功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于所述的錐形管的周緣包覆一透明外殼，且所述的透明外殼與錐形管的周緣之間是形成一空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于所述的錐形管是一黑色物體，供吸收太陽能的熱量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于所述的太陽能加熱手段包括一設(shè)置在錐形管底端下方周圍的反光片，供反射陽光給錐形管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于所述的太陽能加熱手段更包括一透明采光罩，所述的透明采光罩設(shè)置在錐形管頂端上方，供陽光穿透而照射在錐形管上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于所述的錐形管的內(nèi)部設(shè)有復(fù)數(shù)個層流管，供導(dǎo)引空氣由下向上流動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于所述的層流管是金屬導(dǎo)熱材質(zhì)所制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于所述的風(fēng)力渦輪機(jī)包括一主桿、一移動桿、一風(fēng)力連動結(jié)構(gòu)、復(fù)數(shù)個連動桿以及復(fù)數(shù)個風(fēng)扇葉片， 所述的主桿的底端連接加速裝置，所述的移動桿是以可相對上下移動的方式連結(jié)在主桿的頂端，所述的風(fēng)力連動結(jié)構(gòu)連結(jié)在移動桿的頂端，用來在強(qiáng)風(fēng)時讓移動桿向上移動，所述的連動桿的一端以可相對轉(zhuǎn)動的方式連結(jié)在主桿上，而所述的風(fēng)扇葉片樞接于連動桿的另一端。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于所述的主桿的頂端設(shè)有一容納空間，所述的容納空間內(nèi)容置一回復(fù)件，且回復(fù)件的頂端連結(jié)在移動桿的底端，以讓移動桿可相對于主桿的頂端上下移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于 所述的風(fēng)力連動結(jié)構(gòu)是一圓盤，所述的圓盤的底面連結(jié)在移動桿的頂端，所述的圓盤的頂面是一凸面，用來在強(qiáng)風(fēng)時讓移動桿向上移動。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，其特征在于 所述的移動桿是一齒條，而所述的連動桿的一端設(shè)有一齒輪，所述的齒輪齒合在所述的齒條上，以讓連動桿的一端以可相對轉(zhuǎn)動的方式連結(jié)在主桿上。
全文摘要
本發(fā)明是一種太陽能及風(fēng)力混合式渦輪機(jī)發(fā)電裝置，主要包括一直立錐形管，錐形管的頂端上方設(shè)有一風(fēng)力渦輪機(jī)，錐形管的內(nèi)部設(shè)有同軸向的發(fā)電渦輪機(jī)以及增速排氣機(jī)，發(fā)電渦輪機(jī)連接發(fā)電機(jī)，以在發(fā)電渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動時進(jìn)行發(fā)電。而增速排氣機(jī)的頂端連接加速裝置，加速裝置的頂端連接風(fēng)力渦輪機(jī)，并憑借一太陽能加熱手段用來對錐形管進(jìn)行加熱。以在錐形管的溫度上升時，讓空氣由錐形管的底端進(jìn)入后向上流動，并在風(fēng)力渦輪機(jī)迎風(fēng)轉(zhuǎn)動時，讓增速排氣機(jī)加速轉(zhuǎn)動，使錐形管內(nèi)的空氣加速，從而提高發(fā)電渦輪機(jī)的發(fā)電效率。
文檔編號F03D11/00GK102269133SQ20101019094
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者馮以張 申請人:馮以興, 馮以張