一種渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電的制造方法
【專利摘要】一種渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其包括定子架及轉(zhuǎn)子架，還包括導(dǎo)風(fēng)板、葉片、主軸、增速機(jī)以及發(fā)電機(jī)，其特征在于所述導(dǎo)風(fēng)板設(shè)置在所述定子架上，所述葉片設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子架上，所述定子架固定設(shè)置于所述主軸上，所述轉(zhuǎn)子架相對(duì)于所述主軸可旋轉(zhuǎn)設(shè)置，所述增速機(jī)設(shè)置于所述主軸下部，所述發(fā)電機(jī)與所述增速機(jī)及所述主軸固定連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、維護(hù)方便，提高了風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率及風(fēng)能利用率。由于葉片的翼型和安裝角度的設(shè)計(jì)，提高了傳統(tǒng)風(fēng)車的效率，微風(fēng)即可啟動(dòng)，只要風(fēng)力達(dá)到7公里每小時(shí)即可產(chǎn)生電能，開始發(fā)電，對(duì)安裝風(fēng)車的環(huán)境要求較小。本實(shí)用新型在任何風(fēng)向下都可工作，包括紊流和旋風(fēng)。
【專利說明】一種渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電設(shè)備，尤其涉及一種渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電能已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ魃a(chǎn)中必不可少的能源之一，目前的發(fā)電大多采用火力發(fā)電或水利發(fā)電，但火力發(fā)電會(huì)產(chǎn)生污染，水利發(fā)電需要特殊的地理位置，且建造火力發(fā)電或水利發(fā)電站都需要較高的建造成本；而隨著國(guó)家創(chuàng)建節(jié)能社會(huì)的要求，風(fēng)能發(fā)電逐漸的被人們所利用，目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要有兩種，一種是水平軸的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，另一種是垂直軸的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，前者的發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且需要定向?qū)︼L(fēng)向工作，對(duì)工作環(huán)境要求較為嚴(yán)格；垂直軸風(fēng)力垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸與地面垂直，分為阻力型和升力型兩種，阻力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)性能好，但發(fā)電效率低，升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電效率高，但啟動(dòng)性能差。在垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片與輪轂的連接技術(shù)中，也有只是為了減少空氣阻力和定位安裝方便而采用具有一定流線型的結(jié)構(gòu)連接，其效果只是減小空氣阻力而不增加轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，因而發(fā)電效率仍然很低，發(fā)電量較小，效率低，無法滿足供電的要求。
[0003]而且現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)能的利用率很低，一般的風(fēng)能利用率僅在20%左右。而在二十一世紀(jì)的2000年初，風(fēng)力發(fā)電機(jī)最具經(jīng)濟(jì)效益的額定輸出功率范圍在600千瓦至750千瓦之間，而風(fēng)輪直徑則需要在40米至47米之間。大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要市場(chǎng)是歐洲，也就是說現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，需要通過增加風(fēng)輪直徑來彌補(bǔ)風(fēng)能利用不足和自身損耗大的問題，從而提高發(fā)電的功率，這樣一來，過大的風(fēng)輪直徑不僅給安裝和運(yùn)輸帶來極大的不便，同時(shí)也對(duì)安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)的場(chǎng)地有了一定的約束。
[0004]因此，現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在著發(fā)電率低、成本高、維護(hù)難、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝不便以及實(shí)用性較差等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了解決上述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在著發(fā)電率低、成本高、維護(hù)難、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝不便等缺點(diǎn)，提供一種渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，能提高風(fēng)能利用率及發(fā)電率，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。
[0006]具體的，本實(shí)用新型提供一種渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其包括定子架及轉(zhuǎn)子架，其特征在于，其還包括導(dǎo)風(fēng)板、葉片、主軸、增速機(jī)以及發(fā)電機(jī)，所述導(dǎo)風(fēng)板設(shè)置在所述定子架上，所述葉片設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子架上，所述定子架固定設(shè)置于所述主軸上，所述轉(zhuǎn)子架相對(duì)于所述主軸可旋轉(zhuǎn)設(shè)置，所述增速機(jī)設(shè)置于所述主軸下部，所述發(fā)電機(jī)與所述增速機(jī)及所述主軸固定連接。
[0007]優(yōu)選的，所述定子架的內(nèi)外圈以及所述主軸的法蘭盤軸承座為矩形鐵管，所述主軸的法蘭盤軸承座固定設(shè)置。
[0008]優(yōu)選的，所述定子架的內(nèi)外圈與所述主軸的法蘭盤軸承座固定連接。
[0009]優(yōu)選的，所述導(dǎo)風(fēng)板的數(shù)量為16個(gè)，所述導(dǎo)風(fēng)板的四角通過螺絲固定設(shè)置在所述定子架的內(nèi)外圈上。
[0010]優(yōu)選的，所述葉片的數(shù)量為9個(gè)，所述葉片的四角通過螺絲固定設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子架上。
[0011]優(yōu)選的，所述葉片的外邊緣相對(duì)于所述主軸圓心的夾角角度為10-12度。
[0012]優(yōu)選的，所述葉片的外邊緣相對(duì)于所述主軸圓心的夾角角度為11.71度。
[0013]優(yōu)選的，所述葉片的內(nèi)邊緣與外邊緣之間的距離與所述轉(zhuǎn)子半徑呈比例設(shè)置，具體的，轉(zhuǎn)子半徑為葉片的內(nèi)邊緣與外邊緣之間的距離的2.5-3倍。
[0014]優(yōu)選的，所述電機(jī)為無鐵芯盤式結(jié)構(gòu)，包括定子盤陀和永磁鐵。
[0015]優(yōu)選的，其還包括控制裝置、逆變器、蓄電裝置以及塔架，所述控制裝置、逆變器以及蓄電裝置經(jīng)所述塔架與所述發(fā)電機(jī)相連接。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾方面:
[0017](I)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便且維護(hù)方便，提高了風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率及風(fēng)能利用率。
[0018](2)由于葉片的角度設(shè)計(jì)，最大化的提供了風(fēng)車的效率。
[0019](3)微風(fēng)即可啟動(dòng)，只要風(fēng)力達(dá)到7公里每小時(shí)即可產(chǎn)生電能，開始發(fā)電，對(duì)安裝風(fēng)車的環(huán)境要求較小。
[0020](4)本實(shí)用新型在任何風(fēng)向下都可工作，包括紊流和旋風(fēng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的俯視圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軸向剖視圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子架的俯視圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型的葉片放大示意圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型的導(dǎo)風(fēng)板放大示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步解釋，
[0027]如圖1所示，一種渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其包括定子架I及轉(zhuǎn)子架2，還包括導(dǎo)風(fēng)板3、葉片4、主軸5、增速機(jī)6以及發(fā)電機(jī)7。
[0028]優(yōu)選的，如圖5所示，導(dǎo)風(fēng)板3設(shè)置在定子架I上，導(dǎo)風(fēng)板3的數(shù)量為16個(gè)，能夠接受各個(gè)方向的來風(fēng)，導(dǎo)風(fēng)板3的四角通過螺絲固定設(shè)置在所述定子架的內(nèi)外圈上，導(dǎo)風(fēng)板3的安裝角度為7-15度。
[0029]如圖2及圖3所示，優(yōu)選的，定子架I固定設(shè)置于主軸5上，轉(zhuǎn)子架2相對(duì)于主軸5可旋轉(zhuǎn)設(shè)置，增速機(jī)6設(shè)置于主軸5下部，發(fā)電機(jī)7與增速機(jī)5及主軸5固定連接。定子架I的內(nèi)外圈以及主軸5的法蘭盤軸承座為矩形鐵管。定子架I的內(nèi)外圈與主軸5的法蘭盤軸承座固定連接。
[0030]優(yōu)選的，葉片4設(shè)置在轉(zhuǎn)子架2上，葉片4的數(shù)量為9個(gè)，葉片4的四角通過螺絲固定設(shè)置在轉(zhuǎn)子架2上。
[0031]如圖4所示，葉片4為具有一定弧度的5-8塊鋁合金空心型材拼接而成，葉片4的壁厚為 0.4-1.2mm。
[0032]優(yōu)選的，葉片4的外邊緣相對(duì)于主軸5的圓心的夾角角度為10-12度。
[0033]優(yōu)選的，葉片4的外邊緣相對(duì)于主軸5的圓心的夾角角度為11.71度。在此角度下，風(fēng)能的轉(zhuǎn)化率與利用率最高，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，以風(fēng)的速度為8m / s-12m / s這個(gè)階段為例，在葉片4的外邊緣相對(duì)于主軸5的角度為11.71度時(shí)，風(fēng)的轉(zhuǎn)化率最高，而且數(shù)據(jù)變化平穩(wěn)。其他角度略微低且變化幅度大，不利于采取最佳數(shù)據(jù)。因此在葉片4的外邊緣相對(duì)于主軸5的角度為11.71度時(shí)，相對(duì)風(fēng)能利用率最佳。另外，在這個(gè)角度下，隨著風(fēng)速的增加，發(fā)電功率也是逐漸增大的。
[0034]優(yōu)選的，葉片4的內(nèi)邊緣與外邊緣之間的距離與轉(zhuǎn)子架2的半徑呈比例設(shè)置，具體的，轉(zhuǎn)子架2的半徑為葉片4的內(nèi)邊緣與外邊緣之間的距離的2.5-3倍。
[0035]優(yōu)選的，發(fā)電機(jī)7為無鐵芯盤式結(jié)構(gòu)，包括定子盤陀71和永磁鐵72。
[0036]實(shí)施例1
[0037]—種渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其包括定子架I及轉(zhuǎn)子架2，還包括導(dǎo)風(fēng)板3、葉片4、主軸5、增速機(jī)6以及發(fā)電機(jī)7。
[0038]將16個(gè)形狀相同、均勻分布的導(dǎo)風(fēng)板3設(shè)置在定子架I上，導(dǎo)風(fēng)板3的四角通過螺絲固定設(shè)置在所述定子架的內(nèi)外圈上，導(dǎo)風(fēng)板3的安裝角度為10度。
[0039]將定子架I固定在主軸5上，轉(zhuǎn)子架2相對(duì)于主軸5可旋轉(zhuǎn)設(shè)置，增速機(jī)6設(shè)置于主軸5下部，發(fā)電機(jī)7與增速機(jī)5及主軸5固定連接。定子架I的內(nèi)外圈以及主軸5的法蘭盤軸承座為矩形鐵管。定子架I的內(nèi)外圈與主軸5的法蘭盤軸承座固定連接。
[0040]優(yōu)選的，葉片4設(shè)置在轉(zhuǎn)子架2上，葉片4的數(shù)量為9個(gè)，形狀相同且均勻分布，葉片4的四角通過螺絲固定設(shè)置在轉(zhuǎn)子架2上。葉片4的外邊緣相對(duì)于主軸5的角度為11.71度。
[0041]葉片4為具有一定弧度的5塊鋁合金空心型材拼接而成，葉片4的壁厚為1_。
[0042]優(yōu)選的，葉片4的內(nèi)邊緣與外邊緣之間的距離與轉(zhuǎn)子架2的半徑呈比例設(shè)置，具體的，轉(zhuǎn)子架2的半徑為葉片4的內(nèi)邊緣與外邊緣之間的距離的2.5倍。
[0043]發(fā)電機(jī)7為無鐵芯盤式結(jié)構(gòu)，包括定子盤陀71和永磁鐵72。
[0044]將控制裝置8、逆變器9以及蓄電裝置10經(jīng)所述塔架11與發(fā)電機(jī)7相連接。
[0045]任意方向的風(fēng)通過定子架I上的導(dǎo)風(fēng)板3按照固定角度引導(dǎo)，作用在轉(zhuǎn)子架2上的葉片4上，利用風(fēng)力的阻力和升力帶動(dòng)主軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)增速機(jī)增速后使發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過控制裝置8轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)在蓄電裝置10上，后經(jīng)逆變器9逆變使電器工作。
[0046]實(shí)施例2
[0047]一種渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其包括定子架I及轉(zhuǎn)子架2，還包括導(dǎo)風(fēng)板3、葉片4、主軸5、增速機(jī)6以及發(fā)電機(jī)7。
[0048]將16個(gè)導(dǎo)風(fēng)板3設(shè)置在定子架I上，導(dǎo)風(fēng)板3的四角通過螺絲固定設(shè)置在所述定子架的內(nèi)外圈上，導(dǎo)風(fēng)板3的安裝角度為10度。
[0049]將定子架I固定在主軸5上，轉(zhuǎn)子架2相對(duì)于主軸5可旋轉(zhuǎn)設(shè)置，增速機(jī)6設(shè)置于主軸5的下部，發(fā)電機(jī)7與增速機(jī)5及主軸5固定連接。定子架I的內(nèi)外圈以及主軸5的法蘭盤軸承座為矩形鐵管。定子架I的內(nèi)外圈與主軸5的法蘭盤軸承座固定連接。
[0050]優(yōu)選的，葉片4設(shè)置在轉(zhuǎn)子架2上，葉片4的數(shù)量為9個(gè)，葉片4的四角通過螺絲固定設(shè)置在轉(zhuǎn)子架2上。葉片4的外邊緣相對(duì)于主軸5的角度為11.12度。
[0051]葉片4為具有一定弧度的8塊鋁合金空心型材拼接而成，葉片4的壁厚為1_。
[0052]優(yōu)選的，葉片4的內(nèi)邊緣與外邊緣之間的距離與轉(zhuǎn)子架2的半徑呈比例設(shè)置，具體的，轉(zhuǎn)子架2的半徑為葉片4的內(nèi)邊緣與外邊緣之間的距離的3倍。
[0053]發(fā)電機(jī)7為無鐵芯盤式結(jié)構(gòu)，包括定子盤陀71和永磁鐵72。
[0054]將控制裝置8、逆變器9以及蓄電裝置10與發(fā)電機(jī)7相連接。
[0055]所述發(fā)電機(jī)不經(jīng)過塔架而直接設(shè)置在建筑物上。發(fā)電機(jī)的堅(jiān)固外形和它的圓筒形式使它能夠適合許多建筑上的構(gòu)型。它可以完美和建筑融為一體，但平頂建筑形式要比斜頂?shù)娜诤闲愿谩?br> [0056]任意方向的風(fēng)通過定子架I上的導(dǎo)風(fēng)板3按照固定角度引導(dǎo)，作用在轉(zhuǎn)子架2上的葉片4上，利用風(fēng)力的阻力和升力帶動(dòng)主軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)增速機(jī)增速后使發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能通過控制裝置8轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)在蓄電裝置10上，后經(jīng)逆變器9逆變使電器工作。
[0057]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、維護(hù)方便，提高了風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率及風(fēng)利用率。由于葉片的角度設(shè)計(jì)，最大化的提高了風(fēng)車的效率。微風(fēng)即可啟動(dòng)，只要風(fēng)力達(dá)到7公里每小時(shí)即可產(chǎn)生電能，開始發(fā)電，對(duì)安裝風(fēng)車的環(huán)境要求較小。本實(shí)用新型在任何風(fēng)向下都可工作，包括紊流和旋風(fēng)。而且由于渦流式風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作是需要產(chǎn)生最大的扭矩，而不是旋轉(zhuǎn)速度，從而減少了轉(zhuǎn)子葉片的線速度。水平軸風(fēng)力葉片的速度可以很容易地達(dá)到400公里/小時(shí)，渦流式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片速度不超過85公里/小時(shí)，這大大降低了葉片上的離心力。此外，低速旋轉(zhuǎn)增加了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全性能。
[0058]而且整個(gè)發(fā)電機(jī)的管狀結(jié)構(gòu)使共振的現(xiàn)象只產(chǎn)生很小的振動(dòng)。同時(shí)，定子架還裝有供過濾振動(dòng)的懸掛彈性體，振動(dòng)可被傳送到建筑物即金屬結(jié)構(gòu)自身頻率的吸收。因此在運(yùn)行時(shí)聲音很微小。
[0059]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其包括定子架及轉(zhuǎn)子架，其特征在于:其還包括導(dǎo)風(fēng)板、葉片、主軸、增速機(jī)以及發(fā)電機(jī)，所述導(dǎo)風(fēng)板設(shè)置在所述定子架上，所述葉片設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子架上，所述轉(zhuǎn)子架固定設(shè)置于所述主軸上，所述轉(zhuǎn)子架相對(duì)于所述主軸可旋轉(zhuǎn)設(shè)置，所述增速機(jī)設(shè)置于所述主軸下部，所述發(fā)電機(jī)與所述增速機(jī)及所述主軸固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述定子架的內(nèi)外圈以及所述主軸的法蘭盤軸承座為矩形鐵管，所述主軸的法蘭盤軸承座固定設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述定子架的內(nèi)外圈與所述主軸的法蘭盤軸承座固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述導(dǎo)風(fēng)板的數(shù)量為16個(gè)，所述導(dǎo)風(fēng)板的四角通過螺絲固定設(shè)置在所述定子架的內(nèi)外圈上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述葉片的數(shù)量為9個(gè)，所述葉片的四角通過螺絲固定設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子架上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述葉片的外邊緣相對(duì)于所述主軸的角度為10-12度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述葉片的外邊緣相對(duì)于所述主軸圓心的夾角角度為11.71度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述葉片的內(nèi)邊緣與外邊緣之間的距離與所述轉(zhuǎn)子半徑呈比例設(shè)置，并且具體的，轉(zhuǎn)子半徑為葉片的內(nèi)邊緣與外邊緣之間的距離的2.5-3倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述電機(jī)為無鐵芯盤式結(jié)構(gòu)，包括定子盤陀和永磁鐵。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦流導(dǎo)風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:其還包括控制裝置、逆變器、蓄電裝置以及塔架，所述控制裝置、逆變器以及蓄電裝置經(jīng)所述塔架與所述發(fā)電機(jī)相連接。
【文檔編號(hào)】F03D9/00GK203856648SQ201320607927
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】鄧福南 申請(qǐng)人:上海風(fēng)合新能源科技發(fā)展有限公司