全方位導(dǎo)流無軸風(fēng)力發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可單獨(dú)或陣列安裝在地表或海面上各種有風(fēng)場(chǎng)所的、以外部導(dǎo)流板組合輔助內(nèi)部無軸轉(zhuǎn)動(dòng)輪葉的風(fēng)力發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，習(xí)知的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是水平軸葉片風(fēng)輪機(jī)，垂直軸直片式H形、弧片式S形風(fēng)輪機(jī)等，通過風(fēng)力直接推動(dòng)葉片運(yùn)行，流過之風(fēng)能亦只能作用一次。水平軸風(fēng)輪葉片垂直于風(fēng)向運(yùn)轉(zhuǎn)，其掃掠面積與葉片接收風(fēng)能之面積比，相對(duì)是偏低的，比對(duì)垂直軸，葉片垂直于風(fēng)向水平運(yùn)轉(zhuǎn)，其工作面積與作用面積之比雖有提升，但水平回轉(zhuǎn)時(shí)葉片、連桿因逆風(fēng)阻力做成部份風(fēng)能被抵消，而由于兩種風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)輪葉都外露，難免對(duì)雀鳥做成危害，影響自然生態(tài)環(huán)境。
[0003]參閱圖6，現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電裝置I包括一端固設(shè)于地面的支撐架11、一樞設(shè)于該支撐架11另一端的風(fēng)扇12、及一與該風(fēng)扇12電連接的發(fā)電機(jī)組13。該風(fēng)扇12具有一三片螺旋槳形的扇葉121。
[0004]所述扇葉121因承受風(fēng)力而轉(zhuǎn)動(dòng)，而該發(fā)電機(jī)組13則將所述扇葉121轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，達(dá)到以風(fēng)力發(fā)電的功效。然而，現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電裝置I整體的體積龐大，并不適合安裝于高樓林立的都市中，而且現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電裝置I的風(fēng)扇12無法隨風(fēng)場(chǎng)改變方向，無法隨時(shí)受不同方向的風(fēng)力吹拂而轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致發(fā)電效率不穩(wěn)定。
[0005]現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電裝置均需要龐大的體積來達(dá)到需求風(fēng)力發(fā)電量，由于大體積，影響了風(fēng)力發(fā)電裝置的安裝場(chǎng)所比較局限，而且難以和都市建筑及居住房并存而不對(duì)其周邊景觀造成破壞或污染。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電裝置存在體積龐大、占地面積大、風(fēng)能可用比率偏低、發(fā)電啟動(dòng)要求風(fēng)力較高、破壞景觀、運(yùn)作產(chǎn)生噪音、傷害周邊生態(tài)等多種技術(shù)限制，以致風(fēng)力發(fā)電難以普及到每家每戶，而只能應(yīng)用在廣闊的平原或某些特定的風(fēng)區(qū)，無法廣范圍應(yīng)用?，F(xiàn)存風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的製作成本高昂，且維修率高，機(jī)體及零件難以回收應(yīng)用，無法在應(yīng)用上達(dá)到更高效益。本發(fā)明突破目前風(fēng)力發(fā)電裝置的技術(shù)瓶頸，使幾乎任何區(qū)域都能裝設(shè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，并且更有效地將地球上的風(fēng)力資源加以應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)裝置的風(fēng)能利用率偏低，轉(zhuǎn)動(dòng)輪葉外露，來流風(fēng)能只作用一次，及輪葉逆風(fēng)阻力等問題，本發(fā)明提供一種風(fēng)能轉(zhuǎn)為機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電裝置，其轉(zhuǎn)動(dòng)輪葉是內(nèi)藏于固定的全向?qū)Я靼褰M中間。
[0008]本發(fā)明的目的是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明所述的風(fēng)力發(fā)電裝置其中包含一個(gè)以中心點(diǎn)向外輻射安裝的漩渦狀中空無軸輪葉(107)、一組圍繞該輪葉安裝的漩渦狀導(dǎo)流板組合(104)、一組作爲(wèi)該導(dǎo)流板組合支撐的水平隔流板裝置(101，102，103)、一個(gè)位于中空無軸輪葉的上方的發(fā)電單元(105)、一個(gè)位于中空無軸輪葉下方的發(fā)電單元(106)、數(shù)個(gè)單獨(dú)對(duì)漩渦狀導(dǎo)流板組合內(nèi)每塊導(dǎo)流板進(jìn)行轉(zhuǎn)向的控制電機(jī)(108)、一個(gè)根據(jù)風(fēng)速及發(fā)電單元電壓變化而自協(xié)調(diào)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的集成計(jì)算器(109)、數(shù)個(gè)圍繞水平隔流板裝置安裝的可透風(fēng)安全柵格裝置(110)。
[0009]所述的風(fēng)力發(fā)電裝置為規(guī)則多邊形結(jié)構(gòu)，可以多種方式水平及垂直貼合，使之能因應(yīng)不同環(huán)境組合安裝；整個(gè)裝置的外框是由上下兩塊水平隔流板(101，103)加上垂直支撐條(102)組成。上下水平隔流板四個(gè)角落均有便于連結(jié)固定的扣件孔道，使兩個(gè)或多個(gè)所述的風(fēng)力發(fā)電裝置均可以多點(diǎn)無縫接合，從而因應(yīng)實(shí)際使用情況而變化出不同的組合方式。
[0010]所述風(fēng)力發(fā)電裝置可按固定比例制作不同大小，并以固定比例增加相應(yīng)數(shù)量的扣件孔道，故此即使是不同大小的風(fēng)力發(fā)電裝置，也能自由組合安裝。所述風(fēng)力發(fā)電裝置自由組合陣列后，可以布置于各種現(xiàn)存風(fēng)力發(fā)電裝置難以有效使用的場(chǎng)所，充分利用各大小風(fēng)區(qū)的風(fēng)能。
[0011]所述風(fēng)力發(fā)電裝置使用規(guī)則多邊形制作，故此相對(duì)現(xiàn)存多種以垂直軸安裝的風(fēng)力發(fā)電裝置，本發(fā)明提及的風(fēng)力發(fā)電裝置更能穩(wěn)定地安裝在各種地表及建筑物上，也可以倒懸在建筑物懸空處、或固定于建筑物的外墻上。
[0012]所述的風(fēng)力發(fā)電裝置包含安全柵格裝置(110)，安全柵格能在風(fēng)力發(fā)電裝置運(yùn)作期間將伴隨來流的異物或生物隔離在風(fēng)力發(fā)電裝置之外，避免風(fēng)力發(fā)電裝置運(yùn)作時(shí)對(duì)周邊生物造成傷害，同時(shí)在不對(duì)風(fēng)力發(fā)電裝置效能造成重大影響的情況下，將可能導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電裝置運(yùn)作受阻的異物排除在裝置之外，一定程度上保證了所述風(fēng)力發(fā)電裝置的運(yùn)作穩(wěn)定性。
[0013]所述風(fēng)力發(fā)電裝置的漩渦狀導(dǎo)流板組合(104)，能將其所處水平上任何進(jìn)入的來流均能被引導(dǎo)往風(fēng)力發(fā)電裝置的內(nèi)腔，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)漩渦狀導(dǎo)流板組合內(nèi)的中空無軸輪葉(107)轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)電。漩渦狀導(dǎo)流板組合的設(shè)計(jì)使風(fēng)力發(fā)電裝置無需通過任何變形或移動(dòng)追蹤來流，也無需因?yàn)閬砹黠L(fēng)向改變而切換導(dǎo)流板的角度。
[0014]所述風(fēng)力發(fā)電裝置的漩渦狀導(dǎo)流板組合(104)，其每片導(dǎo)流板均從裝置中心朝外輻射等距安裝，裝置導(dǎo)流板數(shù)量為3塊或以上。每塊導(dǎo)流板按照自組合的中心以順時(shí)針或逆時(shí)針的漩渦狀彎曲，組合后的漩渦狀導(dǎo)流板組合成中空漩渦狀構(gòu)造，使多方向來流往中心空間集中。并有利于來流在所述風(fēng)力發(fā)電裝置內(nèi)腔形成渦流，輔助帶動(dòng)中心的中空無軸輪葉轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]基于所述風(fēng)力發(fā)電裝置的漩渦狀導(dǎo)流板組合的中空漩渦狀構(gòu)造，在已知方向的來流下，來流上游處即漩渦狀導(dǎo)流板組合的外部斷面積往其中心內(nèi)腔處漸小，來流在此部分被增壓加速流向內(nèi)腔；當(dāng)來流通過漩渦狀導(dǎo)流板組合并驅(qū)動(dòng)內(nèi)腔的中空無軸輪葉后，來流流向下游部分，此處的漩渦狀導(dǎo)流板組合的斷面積往下游更遠(yuǎn)處漸大，因而能形成負(fù)壓區(qū)，牽弓I來流流出風(fēng)力發(fā)電裝置。
[0016]基于所述風(fēng)力發(fā)電裝置的漩渦狀導(dǎo)流板組合的中空漩渦狀構(gòu)造，在已知方向的來流下，當(dāng)來流驅(qū)動(dòng)中空無軸輪葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可將對(duì)中空無軸輪葉產(chǎn)生逆風(fēng)阻力的來流屏蔽或?qū)б街锌諢o軸輪葉的輪葉凹位處，從而有利中空無軸輪葉轉(zhuǎn)動(dòng)并防止來流對(duì)中空無軸輪葉的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生逆風(fēng)阻力。
[0017]所述的風(fēng)力發(fā)電裝置中的中空無軸輪葉及上下發(fā)電單元，其特征為:中空無軸輪葉(107)夾於位于其上方的發(fā)電單元(105)及其下方的發(fā)電單元(106)中間，三者構(gòu)成一體。中空無軸輪葉上方的發(fā)電單元(105)的底盤從垂直高度較低的中心向垂直高度較高的邊緣呈放射狀傾斜，位于中空無軸輪葉下方的發(fā)電單元(106)的頂盤從垂直高度較高的中心向垂直高度較低的邊緣呈放射狀傾斜，形成上下發(fā)電單元及中空無軸輪葉內(nèi)空間成沙漏狀，使中心的中空無軸輪葉內(nèi)部不容易積存異物。該沙漏狀設(shè)計(jì)可以使中空無軸輪葉上部不容易凍結(jié)出冰柱，使其下部不容易積存砂石或小型異物，更大程度提升風(fēng)力發(fā)電裝置運(yùn)作的穩(wěn)定性和效能。
[0018]所述的風(fēng)力發(fā)電裝置中的上下發(fā)電單元，內(nèi)部含多個(gè)永磁塊，以圓周排列；上下發(fā)電單元嵌套于上下隔流板裝置中，上下隔流板與上下發(fā)電單元的接合處具有多組發(fā)電輪圈，以圓周排列，每雙數(shù)個(gè)輪圈為一組，全部連接到集成計(jì)算器中。上下發(fā)電單元均有一個(gè)插接于隔流板裝置的支撐軸，支撐軸接合上下隔流板的位置有轉(zhuǎn)速感應(yīng)件，將轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)信號(hào)傳到集成計(jì)算器。當(dāng)所述風(fēng)力發(fā)電裝置處于無風(fēng)狀態(tài)時(shí)，發(fā)電單元無工作，故無轉(zhuǎn)速，集成計(jì)算器感應(yīng)到無轉(zhuǎn)速或低于最低啟動(dòng)所需轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)電輪圈處于關(guān)閉狀態(tài)，使中空無軸輪葉輪葉及發(fā)電單元處于無荷載狀態(tài)。當(dāng)中空無軸輪葉輪葉及發(fā)電單元轉(zhuǎn)速達(dá)到額定要求時(shí)，集成計(jì)算器獲取轉(zhuǎn)速信號(hào)，開始開啟相應(yīng)數(shù)量的發(fā)電輪圈，使風(fēng)力發(fā)電裝置開始發(fā)電。隨著風(fēng)速增強(qiáng)至不同程度，發(fā)電單元的轉(zhuǎn)速也會(huì)有不同變化，集成計(jì)算器監(jiān)測(cè)該變化而啟動(dòng)相應(yīng)數(shù)量的發(fā)電輪圈至滿負(fù)載為止。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的組合立體示意圖(省略正前方的可透風(fēng)柵格裝置)。
[0020]圖2為本發(fā)明的平面俯瞰示意圖(省略上隔流板及上發(fā)電單元)。
[0021]圖3為本發(fā)明的拆解立體示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中外界風(fēng)力通過導(dǎo)流板組合驅(qū)動(dòng)中空無軸輪葉動(dòng)作示意圖。
[0023]圖5為本發(fā)明實(shí)施例二中多個(gè)裝置組成整列的立體示意圖。
[0024]圖6習(xí)知風(fēng)力發(fā)電裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，可單獨(dú)工作或串聯(lián)工作。
[0026]參考圖4實(shí)施例一，在已知方向的來流下，本發(fā)明所述的風(fēng)力發(fā)電裝置單獨(dú)工作時(shí)，來流經(jīng)過可透風(fēng)安全柵格裝置(I1)將伴隨來流的異物或生物隔絕在風(fēng)力發(fā)電裝置之外，來流進(jìn)入水平隔流板裝置C區(qū)時(shí)(101，102，103)，該裝置產(chǎn)生第一道導(dǎo)流作用，避免來流往風(fēng)力發(fā)電裝置的上下方擴(kuò)散；來流進(jìn)入漩渦狀導(dǎo)流板組合(104)的導(dǎo)流板后，從上游往內(nèi)腔增壓及加速，同時(shí)在來流下游即A區(qū)的空間形成負(fù)壓；加速后的來流驅(qū)動(dòng)中空無軸輪葉(107)順風(fēng)一邊轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)中空無軸輪葉上下兩個(gè)發(fā)電單元發(fā)電；來流驅(qū)動(dòng)中空無軸輪葉發(fā)電后，穿過該輪葉的中空空間進(jìn)入下游轉(zhuǎn)動(dòng)輪葉，實(shí)現(xiàn)二次驅(qū)動(dòng)，其后進(jìn)入下游的漩渦狀導(dǎo)流板，受下游導(dǎo)流板內(nèi)負(fù)壓區(qū)牽引后流出風(fēng)力發(fā)電裝置。
[0027]參考圖4實(shí)施例一，在已知方向的來流下，當(dāng)來流進(jìn)入水平隔流板裝置(101，102，103)及漩渦狀導(dǎo)流板組合(104)的B區(qū)時(shí)，部分來流會(huì)被屏蔽而無法經(jīng)過漩渦狀導(dǎo)流板組合進(jìn)入其內(nèi)腔中的中空無軸輪葉