直立式風(fēng)渦輪的制作方法
【專利摘要】直立式風(fēng)渦輪，是一種由直立式風(fēng)渦輪帶動發(fā)電機(jī)的發(fā)電裝置。它由上蓋板9、下蓋板11、渦輪葉片10、渦輪下軸承座3、渦輪上軸承座7以及上下輪輻6組成，其中心同軸安裝有發(fā)電機(jī)組成風(fēng)力發(fā)動機(jī)發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)電樞4與風(fēng)渦輪可繞發(fā)電機(jī)勵磁組5(與立軸2同心)轉(zhuǎn)動。風(fēng)從正面吹入流道(2個葉片10組成一個流道)流出流道，與從渦輪上面和渦輪下面吹入的氣流在渦輪中央環(huán)形空腔內(nèi)匯混合，再從渦輪背面的各個流道逸出。各個流道不論吹入或流出的氣流都做功，因而效率高。渦輪恒一個方向轉(zhuǎn)動。對于小型渦輪，宜同軸裝在渦輪中心的上面，與渦輪同軸轉(zhuǎn)動。
【專利說明】直立式風(fēng)渦輪所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種由直立式風(fēng)渦輪帶動發(fā)電機(jī)的發(fā)電裝置。
技術(shù)背景
[0002]到目前為止，國內(nèi)外大型利用風(fēng)力作為動力產(chǎn)生電能的發(fā)電裝置，幾乎都是大型的翼型風(fēng)葉片。該葉片是由大型的鍛造設(shè)備鍛出來的。沒有大型的鍛造機(jī)器，就無法鍛造出如此大的槳葉，一般是3個槳葉組成一個葉輪。它只有當(dāng)工作面垂直于迎風(fēng)面才能效率最高的工作。其葉輪是有方向性的，它必須在水平軸的另一側(cè)安有定向葉面以解決槳葉平面垂直于風(fēng)向問題。這就使得機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜起來。當(dāng)風(fēng)向不穩(wěn)定時(即風(fēng)向常變)，在風(fēng)向槳葉面成一角度吹向槳葉時，風(fēng)力的發(fā)電能力大打折扣。只有當(dāng)風(fēng)力風(fēng)向不變時，發(fā)電效力最高。這就是槳型風(fēng)葉片的一大缺點(diǎn)之一。槳型風(fēng)葉片因為是垂直于地面，為安保起見，其旋轉(zhuǎn)中心須距地面很高，要求吊裝設(shè)備更大。由于風(fēng)槳葉輪的葉片是有限的(一般為3槳葉)，其槳葉尖和槳葉根都有動量損失，所以這種風(fēng)機(jī)效率低。由于槳葉的掃風(fēng)面積不可能與葉輪的面積一樣大，功率和系數(shù)Cp (Cp =吸收功率/可用功率)低,所以效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決槳型風(fēng)葉片風(fēng)機(jī)的缺點(diǎn)，本發(fā)明推出一種新的機(jī)器直立式風(fēng)渦輪動力機(jī)器。風(fēng)渦輪的中心線垂直于地面。風(fēng)不論從哪個方向吹來，風(fēng)渦輪恒一個方向被驅(qū)動，用不著附加定向葉面，如附圖。就設(shè)備本身重量而言，立軸2不承受彎曲載荷，因而所有重量都對稱壓載在立軸中心線同心上。風(fēng)吹過來，進(jìn)入渦輪迎風(fēng)面內(nèi)的各個葉片組成的流道，匯集在渦輪的中央 環(huán)形空腔，再從渦輪背風(fēng)面的各個流道逸出。前者做功，后者也做功。每個流道都做功，共同推動渦輪旋轉(zhuǎn)。渦輪的頂面和底面，也都有氣流流入渦輪中央空腔，與正面的(迎風(fēng)面)各流道流入的氣流匯合一起，然后從背風(fēng)面的各流道逸出。利用力學(xué)質(zhì)點(diǎn)系的動量定理和質(zhì)點(diǎn)系的動量矩定理即可算出各流道的力和扭矩，從而可計算出渦輪的功率以及其它的力學(xué)問題。
[0004]本發(fā)明——直立式風(fēng)渦輪不論風(fēng)從哪一個方向吹來，恒一個方向旋轉(zhuǎn)，每個流道都做功，因此效率高。渦輪功率有大有小，無論采用哪一種渦輪，其中央環(huán)形空腔尺寸宜大，目的在于保證來自渦輪上、下和正面迎風(fēng)流道來的風(fēng)在此匯合，從而不干擾氣流向背風(fēng)面各流道逸出做功。當(dāng)環(huán)形空腔的尺寸太小時，也即渦輪的功率太小，宜將發(fā)電機(jī)同軸安裝在渦輪頂部。同樣的，此時的發(fā)電機(jī)勵磁組5與立軸2不動，渦輪帶動發(fā)電機(jī)電樞旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。下面就附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。附圖中，1，立柱安豎于經(jīng)測定風(fēng)力是大而適于安裝機(jī)器的地方，如山崗、平原、海邊、屋頂(建筑設(shè)計已考慮風(fēng)力的影響)；2，立軸安裝在立柱頂上，是固定不動的零件；3，下軸承座3與上軸承座7同裝在立軸2上，在兩個軸承座中間，安裝有發(fā)電機(jī)；立軸2同時穿過發(fā)電機(jī)的勵磁組5 ；發(fā)電機(jī)電樞上端與上軸承座7聯(lián)接，發(fā)電機(jī)的電樞坐落在下軸承座上。軸承座的周邊與輪輻6連接；輪輻有上下之分，上輪輻與渦輪上蓋板9焊接；下輪輻與渦輪下蓋板11焊接。兩蓋板之間沿圓周方向均勻分布有許多葉片10，兩片葉片之間組成一個流道。這是產(chǎn)生風(fēng)動力之源。整個風(fēng)渦輪與發(fā)電機(jī)的電樞都可繞立軸2轉(zhuǎn)動。發(fā)電機(jī)電樞4與渦輪葉片10之間組成中央環(huán)形空腔，這就是迎風(fēng)面的風(fēng)經(jīng)過葉片10吹進(jìn)去的氣流與從渦輪輪輻間(上部和下部)吹進(jìn)來的氣流混合的地方。這個環(huán)形空腔宜大，當(dāng)其太小時，宜把發(fā)電機(jī)電樞4和勵磁組5安裝在渦輪頂部，發(fā)電機(jī)勵磁組與立軸同中心線。頂蓋有防雨導(dǎo)風(fēng)罩8 ;變壓器和蓄電池安裝在地面。下防雨罩13焊在電動煞車系統(tǒng)煞車鼓的腰上，圍繞著立軸2的法蘭盤旋轉(zhuǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種直立式風(fēng)渦輪，安裝在混凝土或鋼柱頂上，其中心線垂直于地面，其特征是:風(fēng)渦輪中心線與發(fā)電機(jī)中心線重合，風(fēng)渦輪與發(fā)電機(jī)電樞可繞發(fā)電機(jī)勵磁組旋轉(zhuǎn)(勵磁組與主軸裝在一起同中心線)，風(fēng)渦輪的上下軸承座與上下輪輻聯(lián)接，上輪輻與風(fēng)渦輪上蓋板聯(lián)接，下輪輻與風(fēng)渦輪下蓋板聯(lián)接，上下兩蓋板之間焊有許多葉片，葉片沿蓋板園周均勻分布，兩片葉片組成一個流道；為防止風(fēng)渦輪在強(qiáng)臺風(fēng)吹轉(zhuǎn)下轉(zhuǎn)速過高而遭破壞，設(shè)有電動煞車系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述，直立式風(fēng)渦輪，其特征是:當(dāng)風(fēng)渦輪尺寸較小時，風(fēng)渦輪葉片與發(fā)電機(jī)之間的環(huán)形空腔太小，則發(fā)電機(jī)可裝在風(fēng)渦輪的上軸承座上，仍應(yīng)與風(fēng)渦輪同中心線；發(fā)電機(jī)電樞固定在風(fēng)渦輪上軸承座上，發(fā)電機(jī)勵磁組與立軸同軸，風(fēng)渦輪帶動發(fā)電機(jī)電樞可圍繞主軸及勵磁組旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述，直立式風(fēng)渦輪其特征是:在風(fēng)渦輪中心頂設(shè)有防雨導(dǎo)風(fēng)罩，其中心角為120度左右。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述直立式風(fēng)渦輪，其特征是:依照力學(xué)質(zhì)點(diǎn)系動量定理及動量矩定理可算出直立式風(fēng)渦輪各流道內(nèi)氣流作用力及力矩、渦輪的功率及其它力學(xué)等問題。
5.根據(jù)權(quán)利要求書記所述，直立式風(fēng)渦輪其特征是:煞車系統(tǒng)的煞車鼓焊在風(fēng)渦輪的下軸承座上，其中心線與軸承座中心線重合，是可動的零件，煞車系統(tǒng)的煞車塊安在立軸上，與軸是固定不動的組件。
【文檔編號】F03D11/00GK103790782SQ201210434483
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月2日
【發(fā)明者】蔡師堯 申請人:蔡師堯