專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)カ的利用方法，特別是涉及ー種風(fēng)カ發(fā)電方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在隨著世界能源的緊缺和溫室效應(yīng)的増加，開發(fā)新的能源特別是再生緑色能源越來越重要。風(fēng)カ發(fā)電是ー種重要的再生能源的利用方法，現(xiàn)在風(fēng)カ發(fā)電技術(shù)主要是采用螺旋槳技術(shù)，雖然螺旋槳發(fā)電技術(shù)已經(jīng)得到了大量應(yīng)用，但仍然存在著一些缺陷，主要是風(fēng)カ發(fā)電的品質(zhì)差、抗大風(fēng)安全性差、風(fēng)能利用率低?，F(xiàn)在雖然也有相關(guān)的新發(fā)明提高發(fā)電效率，如中國專利局于1989. 10. 04公開的發(fā)明名稱《擺翼式立軸風(fēng)カ機(jī)》專利申請?zhí)?8109991.0的發(fā)明中公開了ー種方法，該方法利用一種擺翼式立軸風(fēng)カ機(jī)發(fā)電，通過翼片的內(nèi)外擺動，從而得到較好的角度，改善啟動性能提高效率。但是，這種方法所使用的設(shè)備 特別是翼片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在具體的施工和使用中，成本高，控制難，并不能從根本上解決現(xiàn)在風(fēng)カ發(fā)電機(jī)在大風(fēng)下的安全性，特別是在實際使用過程中操作難度大，難以具體實施。又如中國專利局于2003. 08. 27公開的發(fā)明名稱《大型的風(fēng)カ發(fā)電》專利申請?zhí)?3102031. 3公開的一種技術(shù)，該發(fā)明公開了的風(fēng)カ發(fā)電方法，具有成本低的特點；但是這種方法產(chǎn)生的風(fēng)カ轉(zhuǎn)速不均勻，電カ品質(zhì)差，特別是發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差，無法制成大型風(fēng)カ發(fā)電機(jī)，更無法抵抗大風(fēng)的沖擊，使應(yīng)用范圍受到限制?，F(xiàn)在雖然利用風(fēng)カ發(fā)電的方法很多，但大多數(shù)技術(shù)并沒有得到實際地應(yīng)用，其主要原因是其轉(zhuǎn)化率低、產(chǎn)生的風(fēng)カ品質(zhì)低、設(shè)備成本高。因此，現(xiàn)在急需ー種從根本上提高能量轉(zhuǎn)化率、降低發(fā)電設(shè)備成本、安全性高的利用風(fēng)カ發(fā)電的方法及相關(guān)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點，提供ー種發(fā)電效率高、設(shè)備制作エ藝簡單、安全性高、可操作性強(qiáng)的風(fēng)カ發(fā)電方法。為此，本發(fā)明提供了ー種風(fēng)カ發(fā)電方法，所述方法是采用機(jī)翼形狀的漿葉，所謂機(jī)翼形狀的漿葉就是如飛機(jī)的機(jī)翼，飛機(jī)的機(jī)翼在流動的空氣里會產(chǎn)生升力，將兩個或兩個以上的機(jī)翼型漿葉繞著轉(zhuǎn)軸均勻地分布；機(jī)翼型漿葉的葉面與轉(zhuǎn)軸處于同一平面上；整個機(jī)翼型漿葉與轉(zhuǎn)軸平行地固定在轉(zhuǎn)軸上，機(jī)翼型漿葉與轉(zhuǎn)軸通過轉(zhuǎn)軸支架相連并固定；所述轉(zhuǎn)軸的兩端通過支撐軸承與基座相連，支撐基座固定在地面或海面上；在漿葉輪的尾部安裝一個導(dǎo)向舵。在空氣中，當(dāng)風(fēng)カ吹動導(dǎo)向舵吋，由于導(dǎo)向舵的作用使轉(zhuǎn)軸與風(fēng)的方向平行，因為機(jī)翼型漿葉的葉面與轉(zhuǎn)軸處于同一平面上，所以機(jī)翼型漿葉的葉面也與風(fēng)カ的方向平行。根據(jù)伯努里原理，當(dāng)風(fēng)經(jīng)過機(jī)翼型漿葉的葉面時會產(chǎn)生升力，由于機(jī)翼型漿葉的葉面與轉(zhuǎn)軸處于同一平面，所產(chǎn)生的升力與轉(zhuǎn)軸垂直，升力就成了使轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的力，帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；由于轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)相連，從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電；通過這種方法將風(fēng)カ的動能轉(zhuǎn)化為使發(fā)電機(jī)發(fā)電的能量。為了便于敘述，我們把由機(jī)翼型漿葉、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸支架組成ー個漿葉輪；本發(fā)明所述的方法是通過風(fēng)カ發(fā)電設(shè)備實現(xiàn)的，所述風(fēng)カ發(fā)電設(shè)備是由機(jī)翼型漿葉、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸支架、導(dǎo)向舵、支撐基座、發(fā)電機(jī)組成，由于我們將機(jī)翼型漿葉、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸支架組成當(dāng)成漿葉輪；即發(fā)電設(shè)備由漿葉輪、導(dǎo)向舵、支撐基座、發(fā)電機(jī)組成。 在本發(fā)明提供的另ー種風(fēng)カ發(fā)電方法中，所述漿葉輪與支撐基座可以在同一水平面上相對旋轉(zhuǎn)；當(dāng)漿葉輪尾部的導(dǎo)向舵在風(fēng)カ的作用下產(chǎn)生移動時，可以帶動整個漿葉輪相對于基座旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)使葉面與風(fēng)カ的方向平行。因為，只有在平行的條件下，才能產(chǎn)生最大的升力，從而人使風(fēng)カ產(chǎn)生最大的發(fā)電效率。在本發(fā)明提供的另ー種風(fēng)カ發(fā)電方法中，所述轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的連接是采用機(jī)械連接方式；所述機(jī)械連接方式是聯(lián)軸式連接或鏈輪式連接或齒輪式連接。通過機(jī)械連接將風(fēng)力的能量傳遞給發(fā)電機(jī)發(fā)電。當(dāng)然，也可以采用其它的連接方式，如磁偶合或磁齒輪的傳遞方式,這種方式可以提高傳遞效率,但相對而言會增加一定的成本。在本發(fā)明提供的另ー種風(fēng)カ發(fā)電方法中，在所述機(jī)翼型漿葉的尾部安裝導(dǎo)流板，由于導(dǎo)流板的板面與風(fēng)カ成夾角，在風(fēng)カ的吹動下，導(dǎo)流板可以將風(fēng)力的推動作用直接轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)動力，從而提高發(fā)電效率，所述導(dǎo)流板與轉(zhuǎn)軸夾角在5-85° ;所述夾角最優(yōu)角度范固是 40—50 ° ο在本發(fā)明提供的另ー種風(fēng)カ發(fā)電方法中，所述機(jī)翼型漿葉的凸面的邊沿是圓角。采用圓角可以減少漿葉輪在風(fēng)中旋轉(zhuǎn)時的阻力，提高發(fā)電效率。在本發(fā)明提供的另ー種風(fēng)カ發(fā)電方法中，所述漿葉輪放置在一個圓型導(dǎo)流筒里，所述導(dǎo)流筒是由三段組成；大口直徑導(dǎo)流筒、小口直徑導(dǎo)流筒、過度錐形導(dǎo)流筒，過度錐形導(dǎo)流筒將大口直徑導(dǎo)流筒與小口直徑導(dǎo)流筒連接成ー個整體；漿葉輪放置在小口導(dǎo)流筒里。通過導(dǎo)流筒的作用可以風(fēng)カ集中，通過這種集中的作用提高風(fēng)能的密度，從而提高發(fā)電效率。同樣為了保持與風(fēng)カ的平行，在所述導(dǎo)流筒的上部或尾部安裝導(dǎo)向舵，導(dǎo)向舵可以在風(fēng)カ的作用下保持與風(fēng)カ的方向一致。在本發(fā)明提供的另ー種風(fēng)カ發(fā)電方法中，將所述機(jī)翼型漿葉的截面制成等腰梯形結(jié)構(gòu)，靠近轉(zhuǎn)軸的是梯形的小底邊，在外面的是梯形的大底邊。根據(jù)伯努力原理，通過這種等腰梯形的結(jié)構(gòu)可以增大風(fēng)カ通過時的阻カ截面，從而減少風(fēng)通過的截面，提高風(fēng)力在通過時的速度，増加升力，提高發(fā)電效率。本發(fā)明提供的風(fēng)カ發(fā)電方法與現(xiàn)有方法相比具有以下優(yōu)點I.發(fā)電效率高由于本發(fā)明所采用的機(jī)翼型漿葉的升力與葉面的面積成正比，因此，風(fēng)能的能量轉(zhuǎn)化效率聞，從而使發(fā)電效率提聞;2.制造簡單成本低本發(fā)明所采用的機(jī)翼型漿葉制造技術(shù)成熟，成本低；3.安全性高現(xiàn)有的螺旋槳，風(fēng)カ發(fā)電技術(shù)在高速風(fēng)カ的作用下容易折斷，而本發(fā)明所采用的機(jī)翼型漿葉是采用飛機(jī)上成熟的技術(shù)，飛機(jī)的機(jī)翼可以承受高速沖擊，從而保證了本發(fā)明設(shè)備可以在高速風(fēng)カ的作用下保持正常發(fā)電，安全性高。


附圖I是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的ー個原理示意圖；附圖2是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的一個漿葉輪旋轉(zhuǎn)原理示意圖；附圖3是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的一個漿葉輪的截面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的一個漿葉的導(dǎo)流板安裝示意附圖5是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的ー個漿葉的邊沿改進(jìn)示意圖；附圖6是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的一個漿葉的截面改進(jìn)結(jié)構(gòu)示意圖；附圖7是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的一個漿葉輪安裝在變截面的導(dǎo)流筒中的示意圖。
具體實施例方式參照附圖1，附圖I是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的ー個原理示意圖；在空氣的風(fēng)I里放置機(jī)翼型漿葉2，根據(jù)伯努力原理，機(jī)翼型漿葉2在風(fēng)I里會產(chǎn)生升力3。附圖2是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的一個漿葉輪旋轉(zhuǎn)原理示意圖漿葉輪由機(jī)翼型漿葉23、24、支撐架22和轉(zhuǎn)軸21組成。機(jī)翼型漿葉23和24對稱通過支撐架22 固定在轉(zhuǎn)軸21上，在風(fēng)カ的作用下，如果風(fēng)的流動方向與轉(zhuǎn)軸21平行，機(jī)翼型漿葉23會產(chǎn)生一個向下的升力25，機(jī)翼型漿葉24會產(chǎn)生ー個向上的升力26，升力25和升力26的大小相當(dāng)，方向相反，最后升力25和升力26會形成繞轉(zhuǎn)軸21旋轉(zhuǎn)的合力，通過支撐架22，機(jī)翼型漿葉23、24會帶動轉(zhuǎn)軸21旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)軸21與發(fā)電機(jī)(圖中未畫)相連，從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。附圖3是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的一個漿葉輪的截面結(jié)構(gòu)示意圖衆(zhòng)葉輪由多個(本圖中八個)機(jī)翼型漿葉33、轉(zhuǎn)軸31及支撐架32組成。機(jī)翼型漿葉33 (圖中畫的是漿葉的截面圖)對稱地繞著轉(zhuǎn)軸31，機(jī)翼型漿葉33通過支撐架32與轉(zhuǎn)軸31相連，當(dāng)機(jī)翼型漿葉33在風(fēng)カ的作用下產(chǎn)生升力34時，多個機(jī)翼型漿葉33產(chǎn)生的升力34都繞著轉(zhuǎn)軸31形成一個旋轉(zhuǎn)合力，帶動轉(zhuǎn)軸31旋轉(zhuǎn)。附圖4是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的一個漿葉的導(dǎo)流板安裝示意圖在機(jī)翼型漿葉41的尾部安裝導(dǎo)流板44，導(dǎo)流板44與風(fēng)カ42的流動方向成一定夾角(本圖中是50°左右)，當(dāng)機(jī)翼型漿葉41放置在風(fēng)カ42中時，會產(chǎn)生升力43，升力43與風(fēng)カ42的流動方向垂直；同時風(fēng)カ42會對尾部的導(dǎo)流板44產(chǎn)生ー個推力，這個推力被分解成ー個水平分力46和一個垂直分力45,垂直分力45與風(fēng)カ42方向垂直,垂直分力45和升力43同向，二者形成合力，增大了旋轉(zhuǎn)的力量。附圖5是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的ー個漿葉的邊沿改進(jìn)示意圖機(jī)翼型漿葉(截面圖)51放置在風(fēng)中時會產(chǎn)生升力52，同時風(fēng)カ也會對機(jī)翼型漿葉51產(chǎn)生阻力54。機(jī)翼型漿葉51的邊沿53是直角形狀。當(dāng)將機(jī)翼型漿葉51的直角形狀的邊沿53變成圓角邊沿57時，這時機(jī)翼型漿葉55的升力56并沒有產(chǎn)生多大變化，但是風(fēng)カ對機(jī)翼型漿葉55產(chǎn)生的阻力58卻變小了。這樣，通過改變機(jī)翼型漿葉的邊沿，從直角變成圓角減少了風(fēng)カ對機(jī)翼型漿葉的阻力。附圖6是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的一個漿葉的截面改進(jìn)結(jié)構(gòu)示意圖機(jī)翼型漿葉62通過支撐架63與轉(zhuǎn)軸61相連。機(jī)翼型漿葉62的截面由原來的長方形(見附圖3中33的形狀)變成了梯形，梯形可以增加機(jī)翼型漿葉62的截面積，從而増加升力；同吋，由于機(jī)翼型漿葉62的截面積増加，兩個相鄰機(jī)翼型漿葉之間的空隙變小，風(fēng)カ通過這些空隙的速度増加，速度増加使升力増加，升力的増加使轉(zhuǎn)軸61的旋轉(zhuǎn)カ増加，從而使發(fā)電效率增加。附圖7是本發(fā)明提供的ー種風(fēng)カ發(fā)電方法的一個漿葉輪安裝在變截面的導(dǎo)流筒中的示意圖大口直徑導(dǎo)流筒71通過錐形導(dǎo)流筒72與小口直徑導(dǎo)流筒73相連，在小口直徑導(dǎo)流筒73里安裝了漿葉輪74，風(fēng)カ76從大口直徑導(dǎo)流筒71流入，通過錐形導(dǎo)流筒72的收縮過度進(jìn)入小口直徑導(dǎo)流筒73，然后風(fēng)力77流出小口直徑導(dǎo)流筒73，推動漿葉輪74旋轉(zhuǎn)，漿葉輪74通過轉(zhuǎn)軸75將旋轉(zhuǎn)能量輸出。由于小口直徑導(dǎo)流筒73的截面積小于大口直徑導(dǎo)流筒71，所以風(fēng)カ77的流速會加快，漿葉輪74的旋轉(zhuǎn)カ變大，轉(zhuǎn)軸75輸出的能量變大，從而使發(fā)電的效率更高。上面所述實施例是對本發(fā)明進(jìn) 行說明，并非對本發(fā)明進(jìn)行限定。本發(fā)明要求保護(hù)的構(gòu)思、方法和范圍，都記載在本發(fā)明的權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.ー種風(fēng)カ發(fā)電方法，其特征是所述方法是采用機(jī)翼形狀的漿葉，將兩個或兩個以上的機(jī)翼型漿葉繞著轉(zhuǎn)軸均勻地分布；機(jī)翼型漿葉的葉面與轉(zhuǎn)軸處于同一平面上；整個機(jī)翼型漿葉與轉(zhuǎn)軸平行地固定在轉(zhuǎn)軸上，機(jī)翼型漿葉與轉(zhuǎn)軸通過轉(zhuǎn)軸支架相連并固定；由機(jī)翼型漿葉、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸支架組成ー個漿葉輪；所述轉(zhuǎn)軸的兩端通過支撐軸承與基座相連，支撐基座固定在地面或水面上；在漿葉輪的尾部安裝一個導(dǎo)向舵；當(dāng)風(fēng)カ吹動導(dǎo)向舵時，轉(zhuǎn)軸與風(fēng)的方向平行；根據(jù)伯努里原理，風(fēng)經(jīng)過機(jī)翼型漿葉的葉面時會產(chǎn)生升力，由于機(jī)翼型漿葉的葉面與轉(zhuǎn)軸處于同一平面，所產(chǎn)生的升力與轉(zhuǎn)軸垂直，升力就成了使轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的力，帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；由于轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)相連，從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電；通過這種方法將風(fēng)カ的動能轉(zhuǎn)化為使發(fā)電機(jī)發(fā)電的能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)カ發(fā)電方法，其特征是所述方法是通過風(fēng)カ發(fā)電設(shè)備實現(xiàn)的，所述風(fēng)カ發(fā)電設(shè)備是由機(jī)翼型漿葉、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸支架、導(dǎo)向舵、支撐基座、發(fā)電機(jī)組成，即由漿葉輪、導(dǎo)向舵、支撐基座、發(fā)電機(jī)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)カ發(fā)電方法，其特征是所述漿葉輪與支撐基座可以在同一水平面上相對旋轉(zhuǎn)；當(dāng)漿葉輪尾部的導(dǎo)向舵在風(fēng)カ的作用下產(chǎn)生移動時，可以帶動整個漿葉輪相對于基座旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)使葉面與風(fēng)カ的方向平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風(fēng)カ發(fā)電方法，其特征是所述轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的連接是采用機(jī)械連接方式；所述機(jī)械連接方式是聯(lián)軸式連接或鏈輪式連接或齒輪式連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風(fēng)カ發(fā)電方法，其特征是在所述機(jī)翼型漿葉的尾部安裝導(dǎo)流板，導(dǎo)流板的板面與轉(zhuǎn)軸成夾角；所述夾角在5-85°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)カ發(fā)電方法，其特征是所述夾角最優(yōu)角度范圍是40-50。。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風(fēng)カ發(fā)電方法，其特征是所述機(jī)翼型漿葉的凸面的邊沿是圓角。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)カ發(fā)電方法，其特征是所述漿葉輪放置在ー個圓型導(dǎo)流筒里，所述導(dǎo)流筒是由三段組成大口直徑導(dǎo)流筒、小口直徑導(dǎo)流筒、過度錐形導(dǎo)流筒；過度錐形導(dǎo)流筒將大口直徑導(dǎo)流筒與小口直徑導(dǎo)流筒連接成ー個整體；漿葉輪放置在小口導(dǎo)流筒里。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)カ發(fā)電方法，其特征是在所述導(dǎo)流筒的上部或尾部安裝導(dǎo)向舵，導(dǎo)向舵可以在風(fēng)力的作用下保持與風(fēng)カ的方向一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)カ發(fā)電方法，其特征是所述機(jī)翼型漿葉的截面是等腰梯形結(jié)構(gòu)，靠近轉(zhuǎn)軸的是梯形的小底邊，在外面的是梯形的大底邊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電方法。所述方法是采用機(jī)翼形狀的槳葉，將兩個或兩個以上的機(jī)翼型槳葉繞著轉(zhuǎn)軸均勻地安裝；機(jī)翼型槳葉的葉面與轉(zhuǎn)軸在同一平面上；整個機(jī)翼型槳葉與轉(zhuǎn)軸平行地固定在轉(zhuǎn)軸上，機(jī)翼型槳葉與轉(zhuǎn)軸通過轉(zhuǎn)軸支架相連并固定；由機(jī)翼型槳葉、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸支架組成一個槳葉輪。當(dāng)轉(zhuǎn)軸與風(fēng)力方向平行時，風(fēng)力經(jīng)過機(jī)翼型槳葉的葉面時會產(chǎn)生升力，所產(chǎn)生的升力與轉(zhuǎn)軸垂直，帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連，從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。通過這種方法將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)發(fā)電的能量。所述設(shè)備是由機(jī)翼型槳葉、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸支架、發(fā)電機(jī)組成。本發(fā)明用于風(fēng)力發(fā)電。
文檔編號F03D1/06GK102650260SQ20111004820
公開日2012年8月29日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者王武生, 羅恒 申請人:上海奇謀能源技術(shù)開發(fā)有限公司