一種風帆滾筒式風力發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其中，包括一浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)、風帆滾筒式葉片組、環(huán)形蓋及立柱，所述環(huán)形蓋通過立柱設(shè)置在所述風帆滾筒式葉片組頂部或側(cè)邊，所述浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)置在所述風帆滾筒式葉片組的下方，用于支撐所述風帆滾筒式葉片組轉(zhuǎn)動，所述風帆滾筒式葉片組上設(shè)置有環(huán)形分布的多個風帆滾筒式葉片，所述風帆滾筒式葉片上安裝有發(fā)電機裝置的定子，所述環(huán)形蓋上相應(yīng)的安裝有發(fā)電機裝置的轉(zhuǎn)子，通過定子與轉(zhuǎn)子的切割磁感線作用產(chǎn)生電能。
【專利說明】一種風帆滾筒式風力發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及清潔能源領(lǐng)域，尤其涉及一種風帆滾筒式風力發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視，其蘊量巨大，全球的風能約為2.74X IO9MW,其中，可利用的風能為2X IO7MW,比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍，風能很早就被人們利用，主要是通過風車來抽水、磨面等，而現(xiàn)在，人們更關(guān)心的是如何利用風能來發(fā)電。
[0003]風力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發(fā)電不需要使用燃料，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染，現(xiàn)有的風力發(fā)電裝置雖然都能夠不同程度地實現(xiàn)將風能轉(zhuǎn)化電能，但現(xiàn)有的風力發(fā)電裝置普通存在風能轉(zhuǎn)化效率低、發(fā)電效率低、壽命低等問題。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。
實用新型內(nèi)容
[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，旨在解決現(xiàn)有的風力發(fā)電裝置風能轉(zhuǎn)換效率、發(fā)電效率低的問題。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]一種風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其中，包括一浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)、風帆滾筒式葉片組、環(huán)形蓋及立柱，所述環(huán)形蓋通過立柱設(shè)置在所述風帆滾筒式葉片組頂部或側(cè)邊，所述浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)置在所述風帆滾筒式葉片組的下方，用于支撐所述風帆滾筒式葉片組轉(zhuǎn)動，所述風帆滾筒式葉片組上設(shè)置有環(huán)形分布的多個風帆滾筒式葉片，所述風帆滾筒式葉片上安裝有發(fā)電機裝置的定子，所述環(huán)形蓋上相應(yīng)的安裝有發(fā)電機裝置的轉(zhuǎn)子，通過定子與轉(zhuǎn)子的切割磁感線作用產(chǎn)生電能。
[0008]所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其中，所述浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)置為包含有環(huán)形水槽的水槽式系統(tǒng)，所述風帆滾筒式葉片在浮力作用下浮在環(huán)形水槽中，所述環(huán)形水槽的內(nèi)測安裝有用于減小風帆滾筒式葉片轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的摩擦力的定位輪。
[0009]所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其中，所述浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)置為包含有環(huán)形磁懸浮槽的磁懸浮式系統(tǒng)，所述風帆滾筒式葉片在磁場排斥力的作用下浮在環(huán)形磁懸浮槽中，并在風力作用下自轉(zhuǎn)。
[0010]所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其中，所述浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)置為包含有滑輪組的滑輪式系統(tǒng)，所述風帆滾筒式葉片通過滑輪組在風力作用下轉(zhuǎn)動。
[0011]所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其中，所述環(huán)形蓋設(shè)置為單層結(jié)構(gòu)，且環(huán)形蓋安裝在所述風帆滾筒式葉片組頂部，所述定子相應(yīng)的安裝在風帆滾筒式葉片的頂部。
[0012]所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其中，所述環(huán)形蓋設(shè)置有多層結(jié)構(gòu)，且豎向間隔安裝在所述風帆滾筒式葉片組的側(cè)邊，所述風帆滾筒式葉片側(cè)邊相應(yīng)的安裝有多排豎向間隔設(shè)置的定子。[0013]所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其中，還包括一天氣探測器及與所述天氣探測器連接的葉片控制器，當天氣探測器探測到極端天氣時，葉片控制器控制風帆滾筒式葉片向內(nèi)或向外折疊。
[0014]所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其中，所述風帆滾筒式葉片采用NACA標準翼型結(jié)構(gòu)。
[0015]所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其中，所述風帆滾筒式葉片開設(shè)有用于增加捕風面積的氣孔。
[0016]所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其中，還包括用于探測風力和風向的傳感器，葉片控制器根據(jù)傳感器探測的風力和風向調(diào)整風帆滾筒式葉片角度。
[0017]有益效果:本實用新型通過設(shè)置一個支撐風帆滾筒式葉片組轉(zhuǎn)動的浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，在風帆滾筒式葉片上安裝發(fā)電機裝置的定子，在環(huán)形蓋上安裝轉(zhuǎn)子，當風帆滾筒式葉片組轉(zhuǎn)動時，通過定子與轉(zhuǎn)子的切割磁感線作用產(chǎn)生電能，本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、風能轉(zhuǎn)換效率高、發(fā)電效率高，可進行大規(guī)模市場應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型風帆滾筒式風力發(fā)電裝置第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實用新型第一實施例中第一視角側(cè)面剖視圖。
[0020]圖3為本實用新型第一實施例中第二視角側(cè)面剖視圖。
[0021]圖4為本實用新型風帆滾筒式風力發(fā)電裝置第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5為本實用新型第二實施例的側(cè)面剖視圖。
[0023]圖6為本實用新型中風帆滾筒式葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖7為圖6所示結(jié)構(gòu)中氣孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]本實用新型提供一種風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本實用新型進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0026]本實用新型提供的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，如圖1所示，其主要包括以下各個部分:浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)100、風帆滾筒式葉片組(由風帆滾筒式葉片200組成)、環(huán)形蓋300、及立柱400。其中的浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)100設(shè)置在風帆滾筒式葉片組下方，其作為整個風力發(fā)電裝置轉(zhuǎn)動和支撐的基礎(chǔ)，用來支撐所述風帆滾筒式葉片組在風力的驅(qū)動下進行高效、平穩(wěn)的自轉(zhuǎn)；環(huán)形蓋300則通過立柱設(shè)置在風帆滾筒式葉片組的頂部或側(cè)邊。本實用新型中的風帆滾筒式葉片組包括多個風帆滾筒式葉片200，并且風帆滾筒式葉片200以環(huán)形陣列的方式進行分布，以提高捕風面積，從而提高風帆轉(zhuǎn)速。結(jié)合圖2和圖3所示，本實用新型中將風能轉(zhuǎn)化為電能的原理是:在風帆滾筒式葉片200上安裝有發(fā)電機裝置的定子210，同時在環(huán)形蓋300上相應(yīng)的安裝有發(fā)電機裝置的轉(zhuǎn)子310，這樣，由于風帆滾筒式葉片200的轉(zhuǎn)動，使定子210與轉(zhuǎn)子310之間產(chǎn)生切割磁感線作用，從而將風能轉(zhuǎn)化為電能。
[0027]在本實用新型中，浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)100可根據(jù)環(huán)境及其他具體需求設(shè)計成多種形式，例如水槽式系統(tǒng)、磁懸浮式系統(tǒng)、滑輪式系統(tǒng)，各個系統(tǒng)的原理及結(jié)構(gòu)不盡相同，下面分別介紹各個系統(tǒng)。
[0028]對于水槽式系統(tǒng)，如圖2和圖3所示，其設(shè)置有一環(huán)形水槽，風帆滾筒式葉片200可在浮力作用下懸浮在環(huán)形水槽中，并在風力作用下自轉(zhuǎn)。同時，所述環(huán)形水槽的內(nèi)測安裝有用于減小風帆滾筒式葉片200轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的摩擦力的定位輪，從而減少了能量損耗，同時還可避免風帆滾筒式葉片200轉(zhuǎn)動時出現(xiàn)水平漂移和軸向的傾倒等現(xiàn)象。
[0029]在環(huán)形水槽中充滿了可以使整個風力發(fā)電裝置浮起到正常工作位置的液體700，通過使整個風力發(fā)電裝置懸浮起來，可減少機械設(shè)備接觸面的摩擦，從而提高發(fā)電效率，同時也延長了風力發(fā)電裝置的壽命。
[0030]在環(huán)形水槽中填充的液體700并沒有特殊的要求，例如在南方地區(qū)可以采用普通的生活用水，在北方地區(qū)則應(yīng)注意防凍，例如采用無公害、粘度較低、抗凍的液體。
[0031]在本實用新型中的環(huán)形水槽中，設(shè)置有用于進水的進水閥門、用于排水的排水閥門以及制動裝置，該制動裝置可控制進水閥門及排水閥門的開關(guān)；同時在環(huán)形水槽中設(shè)置有水位傳感器，當風力發(fā)電裝置正常運轉(zhuǎn)時，通過水位傳感器及制動裝置來自動調(diào)控環(huán)形水槽中的水位高低，從而使整個環(huán)形水槽中的水位能夠保持在最佳水位下工作。
[0032]另外，在本實用新型中的風力發(fā)電裝置中，還設(shè)置有一中心軸承定位系統(tǒng)600，其用于當風帆滾筒式葉片轉(zhuǎn)動時固定住整個轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，具體可設(shè)置一中心定向軸，將風帆滾筒式葉片200與中心定向軸連接起來，使整個風帆滾筒式葉片200在運行過程中保持穩(wěn)定，防止水平方向的漂移。同時中心定向軸的底端與整個環(huán)形水槽固定連接，防止中心定向軸水平傾斜。該浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)100上還設(shè)置有浮動基座500，用來支撐風帆滾筒式葉片200。
[0033]對于磁懸浮系統(tǒng)，其設(shè)置有一環(huán)形磁懸浮槽，風帆滾筒式葉片可在磁場排斥力的作用下懸浮在環(huán)形磁懸浮槽中，并在風力作用下自轉(zhuǎn)，這樣同樣能夠減少機械設(shè)備接觸面的摩擦，提高發(fā)電效率，同時延長風力發(fā)電裝置的使用壽命。在此系統(tǒng)中，環(huán)形磁懸浮槽的內(nèi)測同樣可安裝有用于減小風帆滾筒式葉片轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的摩擦力的定位輪，從而減少了能量損耗，同時還可避免風帆滾筒式葉片轉(zhuǎn)動時出現(xiàn)水平漂移和軸向的傾倒等現(xiàn)象。
[0034]最后，對于滑輪式系統(tǒng)，其設(shè)置有一滑輪組，所述風帆滾筒式葉片通過滑輪組在風力作用下轉(zhuǎn)動，由于滾動摩擦的摩擦力較小，所以這種方式也能減小風帆滾筒式葉片轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的摩擦力，提高發(fā)電效率，另外也前述方式類似，在此系統(tǒng)中，同樣可安裝有用于減小風帆滾筒式葉片轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的摩擦力的定位輪，從而減少了能量損耗，同時還可避免風帆滾筒式葉片轉(zhuǎn)動時出現(xiàn)水平漂移和軸向的傾倒等現(xiàn)象。
[0035]在本實用新型中，由于風帆滾筒式葉片的高度可根據(jù)具體情況而定，所以不同場合其高度可能變化較大，本實用新型提供兩種較佳實施例來針對不同高度的風帆滾筒式葉片。
[0036]對于高度較低的風帆滾筒式葉片，例如高度小于3米時，如圖1所示，本實用新型將環(huán)形蓋300設(shè)置為單層結(jié)構(gòu)，并且該環(huán)形蓋300安裝在所述風帆滾筒式葉片組頂部，其中的定子210相應(yīng)的安裝在風帆滾筒式葉片200的頂部，以使定子210與轉(zhuǎn)子310相互靠近。
[0037]對于高度較高的風帆滾筒式葉片，例如高度大于3米時，結(jié)合圖4和圖5所示，本實用新型將所述環(huán)形蓋300設(shè)置有多層結(jié)構(gòu)，且豎向間隔(間隔距離優(yōu)選為等距)安裝在所述風帆滾筒式葉片組的側(cè)邊，所述風帆滾筒式葉片200側(cè)邊相應(yīng)的安裝有多排豎向間隔設(shè)置的定子210，這樣做的好處是，當風帆滾筒式葉片200開始轉(zhuǎn)動時，將帶動多層發(fā)電機裝置的定子210，快速的切割環(huán)形蓋內(nèi)的轉(zhuǎn)子310，這樣相對之前的單層環(huán)形蓋的結(jié)構(gòu)，風能的轉(zhuǎn)換效率大大的提高。同樣，可將浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)根據(jù)具體情況設(shè)計為上述各種結(jié)構(gòu)。
[0038]本實用新型的另一改進之處在于，風帆滾筒式葉片采用了 NACA標準翼型結(jié)構(gòu)，其是根據(jù)空氣動力學(xué)設(shè)計，具體如下:1、四位數(shù)翼型=NACA 4412 ;2、四位數(shù)翼型:NACA0018 ；
3、五位數(shù)翼型:如NACA63215。
[0039]結(jié)合圖6和圖7所示，對于本實用新型中的風帆滾筒式葉片200，更進一步的，在其上開設(shè)有氣孔210，這樣，能夠增加葉片的捕風面積，以提高葉片轉(zhuǎn)速。氣孔的結(jié)構(gòu)可以按照如圖6和圖7所示的結(jié)構(gòu)設(shè)計，即設(shè)置多列氣孔210，每列氣210孔豎向間隔設(shè)置有多個，氣孔210貫通設(shè)置。
[0040]另外，在本實用新型的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置中還包括一天氣探測器及與所述天氣探測器連接的葉片控制器，當天氣探測器探測到極端天氣時，例如遇到臺風或者海嘯等極端天氣時，葉片控制器控制風帆滾筒式葉片向內(nèi)或向外折疊，以避免由于極端天氣對風帆滾筒式風力發(fā)電裝置可能造成的破壞。
[0041]進一步，在本實用新型的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置中，還設(shè)置有用于探測風力和風向的傳感器，葉片控制器根據(jù)傳感器探測的風力和風向調(diào)整風帆滾筒式葉片角度，從而最大程度的捕捉風能，推送風帆滾筒式葉片自轉(zhuǎn)。
[0042]本實用新型中的風帆滾筒式葉片可用采用輕質(zhì)高強度高韌性的水泥基復(fù)合材料壓制成型，以提高使用壽命及捕風效果。
[0043]綜上所述，本實用新型設(shè)置一可供風帆滾筒式葉片組轉(zhuǎn)動的浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，并在環(huán)形蓋中安裝有發(fā)電機裝置中的轉(zhuǎn)子，在風帆滾筒式葉片上安裝有發(fā)電機裝置的定子，當風帆滾筒式葉片組轉(zhuǎn)動時，通過定子與轉(zhuǎn)子的切割磁感線作用產(chǎn)生電能，同時，本實用新型可根據(jù)風帆滾筒式葉片組的設(shè)計高度，安裝多層環(huán)形蓋，并在每層環(huán)形蓋上分別安裝有獨立的發(fā)電機裝置中的轉(zhuǎn)子，對應(yīng)地，風帆滾筒式葉片上也安裝有多層的發(fā)電機裝置中的定子，當風帆滾筒式葉片組轉(zhuǎn)動時，通過定子與轉(zhuǎn)子的切割磁感線作用產(chǎn)生電能，從而大大地提高了發(fā)電功率。本實用新型的風帆滾筒式葉片根據(jù)空氣動力學(xué)設(shè)計的三種NACA標準翼型結(jié)構(gòu)，同時開設(shè)氣孔，可極大的增加捕風面積就提高轉(zhuǎn)速。另外，本實用新型中還根據(jù)天氣情況、風力及風向情況，控制葉片折疊收起或展開，從而既保護了發(fā)電裝置的安全，又提高了發(fā)電效率。
[0044]應(yīng)當理解的是，本實用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其特征在于，包括一浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)、風帆滾筒式葉片組、環(huán)形蓋及立柱，所述環(huán)形蓋通過立柱設(shè)置在所述風帆滾筒式葉片組頂部或側(cè)邊，所述浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)置在所述風帆滾筒式葉片組的下方，用于支撐所述風帆滾筒式葉片組轉(zhuǎn)動，所述風帆滾筒式葉片組上設(shè)置有環(huán)形分布的多個風帆滾筒式葉片，所述風帆滾筒式葉片上安裝有發(fā)電機裝置的定子，所述環(huán)形蓋上相應(yīng)的安裝有發(fā)電機裝置的轉(zhuǎn)子，通過定子與轉(zhuǎn)子的切割磁感線作用產(chǎn)生電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其特征在于，所述浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)置為包含有環(huán)形水槽的水槽式系統(tǒng)，所述風帆滾筒式葉片在浮力作用下浮在環(huán)形水槽中，所述環(huán)形水槽的內(nèi)測安裝有用于減小風帆滾筒式葉片轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的摩擦力的定位輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其特征在于，所述浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)置為包含有環(huán)形磁懸浮槽的磁懸浮式系統(tǒng)，所述風帆滾筒式葉片在磁場排斥力的作用下浮在環(huán)形磁懸浮槽中，并在風力作用下自轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其特征在于，所述浮動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)置為包含有滑輪組的滑輪式系統(tǒng)，所述風帆滾筒式葉片通過滑輪組在風力作用下轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其特征在于，所述環(huán)形蓋設(shè)置為單層結(jié)構(gòu)，且環(huán)形蓋安裝在所述風帆滾筒式葉片組頂部，所述定子相應(yīng)的安裝在風帆滾筒式葉片的頂部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其特征在于，所述環(huán)形蓋設(shè)置有多層結(jié)構(gòu)，且豎向間隔安裝在所述風帆滾筒式葉片組的側(cè)邊，所述風帆滾筒式葉片側(cè)邊相應(yīng)的安裝有多排豎向間隔設(shè)置的定子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其特征在于，還包括一天氣探測器及與所述天氣探測器連接的葉片控制器，當天氣探測器探測到極端天氣時，葉片控制器控制風帆滾筒式葉片向內(nèi)或向外折疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其特征在于，所述風帆滾筒式葉片采用NACA標準翼型結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其特征在于，所述風帆滾筒式葉片開設(shè)有用于增加捕風面積的氣孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風帆滾筒式風力發(fā)電裝置，其特征在于，還包括用于探測風力和風向的傳感器，葉片控制器根據(jù)傳感器探測的風力和風向調(diào)整風帆滾筒式葉片角度。
【文檔編號】F03D9/00GK203627084SQ201320579453
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】李宗津, 刁謖, 陸有源, 覃道鼎, 沈震遠 申請人:中衡港科（深圳）科技有限公司