專利名稱：循環(huán)風(fēng)道風(fēng)機(jī)自制風(fēng)、風(fēng)輪、風(fēng)向?qū)Я髌?、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人為自制風(fēng)源，尤其是通過(guò)風(fēng)機(jī)和循環(huán)風(fēng)道來(lái)產(chǎn)生風(fēng)能?，F(xiàn)在我們所處的時(shí)代堪稱“能源時(shí)代”，如果沒(méi)有能源，在我們這“能源時(shí)代”簡(jiǎn)直無(wú)法想像，世界能源結(jié)構(gòu)以化石能源為主，經(jīng)過(guò)人類的開(kāi)發(fā)利用，現(xiàn)在的能源變得越來(lái)越少，不但給環(huán)境造成污染，對(duì)人類長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展帶來(lái)不利的影響，所以現(xiàn)在都在開(kāi)發(fā)可再生、清潔、無(wú)污染新能源，如:風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等可再生能源。在古代人們開(kāi)始利用風(fēng)力表明風(fēng)向，或利用風(fēng)力行船，或利用風(fēng)輪提水灌溉，或利用風(fēng)輪吸海水制鹽，近年來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域已取得巨大成就，并網(wǎng)發(fā)電單機(jī)可達(dá)5兆瓦級(jí)。風(fēng)力發(fā)電，首要是有風(fēng)，沒(méi)有風(fēng)技術(shù)再先進(jìn)也沒(méi)用。風(fēng)的不確定性很多，有時(shí)大有時(shí)小，有時(shí)南有時(shí)北，給風(fēng)力發(fā)電帶來(lái)很大阻力，對(duì)風(fēng)利用率不高。如果通過(guò)直徑60米，長(zhǎng)寬各500米的隨圓風(fēng)道，平放到地面上利用風(fēng)機(jī)吹動(dòng)風(fēng)源，可產(chǎn)生10-25米/s的風(fēng)?？朔艘酝L(fēng)力發(fā)電完全依靠自然氣流高底產(chǎn)生風(fēng)能，來(lái)人為產(chǎn)生穩(wěn)定可調(diào)節(jié)有一定力量的風(fēng)能，并將這種風(fēng)能用來(lái)發(fā)電；
背景技術(shù)：
現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)多種多樣，但歸納起來(lái)可分為兩類:①水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行；②垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或者氣流方向。近年來(lái)，風(fēng)力發(fā)電主流機(jī)型主要有三種:籠型雙速變極異步發(fā)電機(jī)組、繞線式雙饋異步發(fā)電機(jī)組和永磁直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)組。下面著重介紹:48V_750KW定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。風(fēng)輪直徑:47M轉(zhuǎn)速22.5rpm葉片數(shù)3
切入風(fēng)速:4m/s額定風(fēng)速:14_15m/s切出風(fēng)速:25m/s極大風(fēng)速:70m/s葉片端線速度:57m/s
齒輪級(jí)數(shù):一級(jí)平行軸/斜齒傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)比率:1:67 額定功率:750KW 1520-1600/min
制動(dòng)系統(tǒng):主制動(dòng)系統(tǒng)3個(gè)葉尖氣動(dòng)剎車第二制動(dòng)系統(tǒng)高速軸2個(gè)機(jī)械剎車閘控制系統(tǒng):以可編程控制器(PLC)為中心的控制設(shè)備與軟并網(wǎng)可控硅TT430N/22這幾種風(fēng)力發(fā)電機(jī)均需要立柱升入50-60米高空進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，才可并網(wǎng)發(fā)電，風(fēng)力低于起風(fēng)速可脫網(wǎng)安全停機(jī)；

發(fā)明內(nèi)容
風(fēng)看不見(jiàn)，摸不著，在日常生活中可以看到旗幟的飄動(dòng)、樹(shù)枝的搖擺和人跑步時(shí)感覺(jué)面部涼颼颼的等等，這些都是風(fēng)的一種體現(xiàn)，我們都知道大氣有壓力，而大氣壓力在各個(gè)地方是不同的，不同的空氣就會(huì) 從氣壓高的地方流向氣壓底的地方這種空氣流動(dòng)就產(chǎn)生了風(fēng)，風(fēng)為什么到一定距離就會(huì)感覺(jué)不到了呢？那是因?yàn)轱L(fēng)它自己就有阻力，它所有限的風(fēng)力被空氣所阻擋，風(fēng)就散開(kāi)，所以要產(chǎn)生較大的風(fēng)，就要有一定空間和較大的力，才能產(chǎn)生風(fēng)。風(fēng)有阻力，到一定距離就會(huì)散開(kāi)，那為什么風(fēng)道建設(shè)成隨圓就可以利用風(fēng)來(lái)發(fā)電呢？這就要說(shuō)到阻力和動(dòng)力關(guān)系了，在人們認(rèn)知中，風(fēng)阻有多面性，用風(fēng)阻來(lái)實(shí)現(xiàn)飛向藍(lán)天的夢(mèng)想，也有用風(fēng)阻來(lái)減持速度等，它還有作用是我們沒(méi)有想到的，經(jīng)過(guò)我的仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)其實(shí)風(fēng)阻到一定空間里一定速度它會(huì)轉(zhuǎn)化成動(dòng)力，能轉(zhuǎn)化成動(dòng)力，就能被人們所利用，最終來(lái)發(fā)電，為什么阻力最后成為動(dòng)力，舉一個(gè)簡(jiǎn)單例子:在人們?nèi)粘Ｉ钪校蠹以缟掀饋?lái)洗臉都要用到臉盆來(lái)盛水，有時(shí)用手到臉盆里把水打圈圈轉(zhuǎn)，開(kāi)始轉(zhuǎn)時(shí)水轉(zhuǎn)的范為少有一點(diǎn)小小阻力不怎么轉(zhuǎn)的動(dòng)，當(dāng)你轉(zhuǎn)滿一圈后把所有的水都帶動(dòng)了速度越來(lái)越快那就會(huì)很輕松了，你速度慢了水還會(huì)反過(guò)來(lái)帶動(dòng)你的手，會(huì)有很大的推力，你不來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)它也會(huì)循環(huán)持續(xù)很久才會(huì)停下來(lái)?？諝庖惨粯赢?dāng)你把它放到一個(gè)密封風(fēng)道中與外界風(fēng)阻隔開(kāi)，用風(fēng)機(jī)吹動(dòng)帶動(dòng)所有的風(fēng)來(lái)循環(huán)，當(dāng)風(fēng)全都在流動(dòng)時(shí)就不會(huì)存在很強(qiáng)大風(fēng)阻，只是微呼其微的可以圖略不計(jì)的一點(diǎn)阻力了這樣風(fēng)就會(huì)不停的你追我趕，當(dāng)風(fēng)經(jīng)過(guò)風(fēng)輪時(shí)作用到風(fēng)輪上的風(fēng)阻可以圖略掉，因在通過(guò)風(fēng)的壓力差經(jīng)過(guò)10-25米距離加速后，又會(huì)成為強(qiáng)有力的風(fēng)能在來(lái)帶動(dòng)下一個(gè)風(fēng)輪來(lái)發(fā)電，以此來(lái)循環(huán)，有了循環(huán)的風(fēng)能要發(fā)電那就易容了。一、風(fēng)道設(shè)計(jì)方案:(圖1)
風(fēng)道圓形下部半圓，可用鋼筋混凝土來(lái)鑄型(也可以用鋼筋混凝土整體一次性鑄型完成)厚度50-70公分，上部用鋼架和3-4mm厚度的鐵板來(lái)搭建風(fēng)道上面的半圓，這樣就組成圓形風(fēng)道，風(fēng)道可分為三種規(guī)格，可以根據(jù)直徑長(zhǎng)寬來(lái)確定:
小型風(fēng)道:直徑20-40米(內(nèi)徑)長(zhǎng)寬200-300米 中型風(fēng)道:直徑40-60米(內(nèi)徑)長(zhǎng)寬300-500米 大型風(fēng)道:直徑60米以上(內(nèi)徑)長(zhǎng)寬500以上米 下面介紹中型風(fēng)道、整體制風(fēng)機(jī)、風(fēng)輪、導(dǎo)流器的安放樣:
發(fā)電機(jī):(圖1-1)
導(dǎo)流器:(圖1-2)
制風(fēng)機(jī):(圖1-3)
風(fēng)道內(nèi)直徑:60米(發(fā)電區(qū))(圖1- 4)
風(fēng)道內(nèi)直徑:64米(增壓區(qū))(圖1- 5)
風(fēng)道內(nèi)直徑:62米(制風(fēng)區(qū))(圖1- 6)
風(fēng)道長(zhǎng)寬:500米。二、風(fēng)輪設(shè)計(jì)方案:(圖2)
起初設(shè)計(jì)葉片時(shí)我在想發(fā)電機(jī)是全天24小時(shí)，365天不停的工作，如果是到封閉的風(fēng)道中那個(gè)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了故障，風(fēng)道空間有限，不能像戶外風(fēng)車一樣裝上很大的立柱，人可以從中間爬上去。為減少風(fēng)道中的阻力，立柱就只有做小型的平放到風(fēng)道中間，于是我就想要持續(xù)與維護(hù)方便。最終設(shè)計(jì)成風(fēng)輪上轉(zhuǎn)出的動(dòng)力，用軸與行星齒輪連接到風(fēng)道外面的增速機(jī)，增速后在連發(fā)電機(jī)發(fā)電。因?yàn)檫@樣設(shè)計(jì)是風(fēng)輪機(jī)艙里沒(méi)有很復(fù)雜的機(jī)械零件易維護(hù)，不會(huì)因風(fēng)輪過(guò)快，在機(jī)艙里增速 帶來(lái)的共振和負(fù)載過(guò)大而導(dǎo)致重大機(jī)械故障，即工作效率好、便維護(hù)、實(shí)際效益高；(圖2-1)風(fēng)輪 (圖2-2)機(jī)艙
(圖2-3)平行圓柱固定風(fēng)輪 (圖2-4)傳動(dòng)軸承 (圖2-5)增速器和發(fā)電機(jī) (圖2-6)平行圓柱迎風(fēng)面導(dǎo)風(fēng)角。三、導(dǎo)流器設(shè)計(jì)方案:(圖3)
導(dǎo)流器的作用是用來(lái)把前面風(fēng)經(jīng)過(guò)風(fēng)輪后產(chǎn)生的亂流疏導(dǎo)成平行風(fēng)能，會(huì)更好的作用到風(fēng)輪上產(chǎn)生更大動(dòng)力，方格的大小可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)改變密度，設(shè)計(jì)方案是2.5*2.5*1米:
(圖3-1)導(dǎo)流器正視圖 (圖3- 2)剖面圖。四、導(dǎo)流器和風(fēng)輪數(shù)量安裝方法:(圖4)
風(fēng)輪的數(shù)量是根據(jù)風(fēng)道的長(zhǎng)度來(lái)定，風(fēng)輪與風(fēng)輪隔25-30米一臺(tái)，導(dǎo)流器安裝到風(fēng)輪之間，2-3臺(tái)一個(gè)導(dǎo)流器(圖4-1-2)，因風(fēng)能吹過(guò)風(fēng)輪時(shí)造成的亂風(fēng)流以至于不是很好的作用到風(fēng)輪上，可按實(shí)際情況來(lái)安裝導(dǎo)流器的間接數(shù)量；
五、制風(fēng)區(qū)的設(shè)計(jì):(圖5)
制風(fēng)區(qū)是這個(gè)風(fēng)道的關(guān)鍵，它能產(chǎn)生多大的風(fēng)、多大的壓力、最后風(fēng)進(jìn)入發(fā)電區(qū)后風(fēng)速能達(dá)到多少米/s，發(fā)電機(jī)能否全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，就全在這制風(fēng)區(qū):如圖(圖六I 2 3 )所示的直徑，這樣設(shè)計(jì)的作用在于把風(fēng)道 內(nèi)的風(fēng)增加壓力，使風(fēng)壓能高速的經(jīng)過(guò)每一個(gè)葉輪，即效率高，風(fēng)道進(jìn)氣口的作用是在風(fēng)機(jī)啟動(dòng)是，因風(fēng)道內(nèi)的大氣壓與外面的氣壓是一樣的，為防止風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶來(lái)的負(fù)氣壓差而設(shè)計(jì)的進(jìn)風(fēng)口，等風(fēng)道內(nèi)氣壓穩(wěn)定飽和時(shí)，就可以關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口防止風(fēng)道內(nèi)氣流跑出來(lái)，還可以用作排氣口 ；
風(fēng)機(jī)制風(fēng)區(qū)內(nèi)直徑:62米 (圖5-1)
擴(kuò)散區(qū)內(nèi)直徑:64米(圖5- 2)
增壓區(qū)內(nèi)直徑:60米(圖5- 3)
可開(kāi)關(guān)進(jìn)風(fēng)口:1*1米(圖5- 4)
以上尺寸可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)定。六、風(fēng)機(jī)的安裝與設(shè)計(jì):(圖6- 7)
風(fēng)道內(nèi)軸流風(fēng)機(jī)由三臺(tái)組成三角形狀，每個(gè)風(fēng)機(jī)之間有0.5-1米的距離安裝擋風(fēng)板，擋風(fēng)板是由八個(gè)對(duì)稱三角形組成圓形。風(fēng)機(jī)是常年高速運(yùn)轉(zhuǎn)，便于維護(hù)與檢修，在風(fēng)機(jī)前面加裝有擋風(fēng)板，那臺(tái)機(jī)有異?？缮饟躏L(fēng)板把風(fēng)隔開(kāi)，工作人員就能去查看故障機(jī)器，既可以不停掉風(fēng)道內(nèi)的所有風(fēng)機(jī)又能去檢修，不會(huì)因檢修而直接造成經(jīng)濟(jì)損失；
三臺(tái)制風(fēng)機(jī)組裝圖(圖6-1)
風(fēng)機(jī)和擋風(fēng)板剖面(圖6- 2)
單個(gè)擋風(fēng)板運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖(圖7-1)
擋風(fēng)板與風(fēng)機(jī)之間動(dòng)態(tài)圖(圖7- 2)
整體擋風(fēng)板閉合圖(圖7- 3)
液壓桿(圖7- 4)因大型風(fēng)道較復(fù)雜，我們因從小、中型風(fēng)道進(jìn)行建設(shè)，在使用中得到經(jīng)驗(yàn)，然后再進(jìn)行大型風(fēng)道建設(shè)。風(fēng)輪風(fēng)機(jī)的吊裝可在風(fēng)道底部預(yù)留可通過(guò)大型吊裝車進(jìn)去的通道，因?yàn)轱L(fēng)道底是50-70公分的鋼筋混凝土筑成有夠?qū)挼膬?nèi)直徑，大型吊裝車完全可以正常的工作，風(fēng)輪上葉片可一片片吊裝上去安裝好。發(fā)電前調(diào)試:1先查看電線系統(tǒng)連接是否有問(wèn)題；2再進(jìn)行調(diào)試液壓系統(tǒng)是否工作正常、有沒(méi)漏油；3制風(fēng)機(jī)和風(fēng)輪是否靈活，固定點(diǎn)是否有松動(dòng)；4調(diào)試制風(fēng)機(jī)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，能否實(shí)現(xiàn)加減速的調(diào)式。5制動(dòng)與分離系統(tǒng)是否正常；6用3-6M/S的風(fēng)速測(cè)試1-2臺(tái)發(fā)電機(jī)，葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)并且無(wú)異常情況，可增加風(fēng)速，慢慢調(diào)整到發(fā)電機(jī)達(dá)2000kw，然后進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間試運(yùn)行，二至四天內(nèi)無(wú)異常情況，可進(jìn)行下一個(gè)風(fēng)機(jī)組的安裝調(diào)試工作；


風(fēng)道設(shè)計(jì)方案:(圖1)
風(fēng)輪設(shè)計(jì)方案:(圖2)
導(dǎo)流器設(shè)計(jì)方案:(圖3)
導(dǎo)流器和風(fēng)輪數(shù)量安裝方法:(圖4)
制風(fēng)區(qū)的設(shè)計(jì):(圖5)
風(fēng)機(jī)的安裝:(圖6)
檔風(fēng)板設(shè)計(jì):(圖7)·
權(quán)利要求
1.循環(huán)風(fēng)道風(fēng)機(jī)自制風(fēng) 風(fēng)道圓型一半建設(shè)到地面下，通過(guò)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生風(fēng)，風(fēng)在隨圓形風(fēng)道內(nèi)用風(fēng)機(jī)吹動(dòng)，來(lái)回循環(huán)，來(lái)人為制造循環(huán)風(fēng)源，而產(chǎn)生穩(wěn)定有力量的風(fēng)能，克服以往風(fēng)力發(fā)電完全依靠自然風(fēng)場(chǎng)來(lái)發(fā)電，通過(guò)循環(huán)風(fēng)道和風(fēng)機(jī)產(chǎn)生用來(lái)發(fā)電的風(fēng)的方法和技術(shù)。
2.風(fēng)輪 風(fēng)輪產(chǎn)生的動(dòng)力，經(jīng)由行星齒輪箱和軸連接直外面的增速器和發(fā)電機(jī)來(lái)產(chǎn)生電能，減少在機(jī)艙內(nèi)增速帶來(lái)共振與超負(fù)荷影響以至飛車，固定風(fēng)輪的平行圓柱上安裝導(dǎo)風(fēng)角減少風(fēng)的阻力。
3.風(fēng)向?qū)Я髌? 風(fēng)經(jīng)過(guò)風(fēng)輪后，會(huì)造成風(fēng)能亂流現(xiàn)象，不能同方向都作用到下一個(gè)風(fēng)葉，此風(fēng)向?qū)Я髌?，用以調(diào)節(jié)成 平行風(fēng)源，為下一個(gè)風(fēng)輪帶去更多的動(dòng)能。
4.由以上1、2、3項(xiàng)內(nèi)容組合一起的一整套發(fā)電方法，本發(fā)明涉及一種人為自制風(fēng)源，其特性是通過(guò)風(fēng)機(jī)和循環(huán)風(fēng)道來(lái)產(chǎn)生發(fā)電風(fēng)能，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易維護(hù)，解決了許多風(fēng)力發(fā)電的難點(diǎn):1.風(fēng)的來(lái)源可通過(guò)循環(huán)風(fēng)道與風(fēng)機(jī)產(chǎn)生風(fēng)能，風(fēng)速可調(diào)節(jié)成10-25m/s而且風(fēng)源穩(wěn)定，受外界風(fēng)力影響為零，可全天24小時(shí)不停送風(fēng)持久性強(qiáng)風(fēng)向平行，2.在風(fēng)道內(nèi)受風(fēng)葉面大帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的力量大,速度快,3.—座中型風(fēng)道中可安裝多臺(tái)發(fā)電機(jī)(此安裝可按實(shí)際長(zhǎng)寬來(lái)確定多少數(shù)量)，其發(fā)電裝機(jī)總量可達(dá)到112000KW。
全文摘要
我國(guó)風(fēng)力發(fā)電始于風(fēng)車提水，50年代后期已開(kāi)始研究小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，至今已有一百多年歷史了，現(xiàn)階段得不到大的發(fā)展原因是1內(nèi)陸地區(qū)風(fēng)源少不穩(wěn)定，沿海地區(qū)造價(jià)成本高2均要立柱至60以上高空3發(fā)出的電穩(wěn)定性差等。循環(huán)風(fēng)道風(fēng)機(jī)自制風(fēng)、風(fēng)輪、風(fēng)向?qū)Я髌鳌L(fēng)力發(fā)電機(jī)組合，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可解決許多的風(fēng)力發(fā)電的難點(diǎn)。風(fēng)源可用循環(huán)風(fēng)道風(fēng)機(jī)自制風(fēng)來(lái)產(chǎn)生，中型風(fēng)道內(nèi)直徑60米，長(zhǎng)寬400-500米，產(chǎn)生風(fēng)速10-25m/s,風(fēng)速可按用電量大小來(lái)調(diào)節(jié)，風(fēng)向平行循環(huán)運(yùn)行變化小持久性強(qiáng)。風(fēng)輪用現(xiàn)在常規(guī)三葉片受力方式，一座中型風(fēng)道可安裝56臺(tái)發(fā)電機(jī)，風(fēng)向、風(fēng)力穩(wěn)定不會(huì)受到外界影響，可發(fā)出強(qiáng)大穩(wěn)定的電流。
文檔編號(hào)F03D9/00GK103244356SQ20131013326
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月17日
發(fā)明者吳章兵 申請(qǐng)人:吳章兵