專利名稱：圈式水浮旋風力機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及風力動力裝置，更具體地說，涉及一種可用于風力發(fā)電的圈式水 浮旋風力機。
背景技術：
在石化、燃煤能源日漸枯的今天，風力發(fā)電已成為人類能源開發(fā)的重點方向之一。 資料表明，全球可開發(fā)風能資源的總量大約為人類能源需求總量的許多倍。風能的豐富性 和可自然再生性是最具吸引力的理由。風力發(fā)電技術起源于歐洲，其中丹麥、荷蘭、德國等國家對風力發(fā)電的開發(fā)和倡導 已經(jīng)有超過20年的歷史了。目前，大多的風力發(fā)電設施都是在陸地上架構，利用高山、開闊 平原等地形形成的大風推動風力機轉動進行發(fā)電。但是，陸地地形、風力的大小等對風力機 的安裝、效率等都有較大的影響。地球上的水面，如海洋、湖泊等，數(shù)倍于陸地面積，而且開闊的海面、湖面的風力資 源也遠遠大于陸地?，F(xiàn)有的一種水浮旋風力機，包括通過錨定機構相對固定設置設有轉動 的輸入軸的動力輸出裝置、接受風力的帆板組件、供帆板組件固定安裝并浮于水面的旋浮 體、以及由帆板組件帶動轉動并帶動輸入軸轉動的連接件。該旋浮體的外輪廓為由一條封 閉曲線繞旋浮體的軸線旋轉圍成的連續(xù)光滑封閉曲面；封閉曲線為一條連續(xù)的曲線或者由 多段曲線和/或直線依次連接的曲線。工作時，由帆板組件受風，帶動旋浮體旋轉，此時通過連接件帶動動力輸出裝置的 轉動軸轉動，進而實現(xiàn)動力的輸出，帶動發(fā)電機進行發(fā)電。這種結構的風力機可高效的利用風力，但是，只能通過設置中間的轉動軸輸出動 力，其輸出效率不高，不利于風能的充分利用。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的只能通過設置在旋浮體中心 的轉動軸輸出動力的缺陷，提供一種能夠通過利用旋浮體的圓周線速度做功的圈式水浮旋 風力機。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種圈式水浮旋風力機， 包括可旋轉固定浮在水面上的旋浮體、以及安裝在所述旋浮體上并受風帶動所述旋浮體旋 轉的受風裝置，其特征在于，還包括與所述旋浮體相對固定、并利用所述旋浮體的圓周線速 度做功的發(fā)電裝置。在本實用新型的圈式水浮旋風力機中，該圈式水浮旋風力機還包括固定設置在水 面上的牽引平臺；所述牽引平臺與所述旋浮體之間設有固定拉索，由該將所述旋浮體固定 拉緊。在本實用新型的圈式水浮旋風力機中，所述發(fā)電裝置包括固定設置在所述牽引平 臺上、具有電機轉軸的發(fā)電機，以及轉動連接在所述旋浮體和電機轉軸之間、由所述旋浮體帶動轉動進而帶動所述電機轉軸轉動的傳動索。在本實用新型的圈式水浮旋風力機中，所述傳動索為套設在所述旋浮體和電機轉 軸圓周上的傳動鋼索、傳動皮帶或者傳動鏈索；所述傳動索與固定拉索為共用結構件。在本實用新型的圈式水浮旋風力機中，所述旋浮體和/或電機轉軸的圓周上開設 有徑向的凹槽。在本實用新型的圈式水浮旋風力機中，所述牽引平臺與所述旋浮體之間設有將兩 者張緊的張緊機構。在本實用新型的圈式水浮旋風力機中，所述旋浮體的圓周上設有導向軌道；在所 述發(fā)電裝置與所述導向軌道之間設有配合發(fā)電機構。在本實用新型的圈式水浮旋風力機中，所述發(fā)電裝置包括具有電機轉軸的發(fā)電 機、以及供所述發(fā)電機固定安裝的外殼；所述外殼與所述牽引平臺之間設有固定拉索，由所 述固定拉索拉緊固定所述外殼；所述配合發(fā)電機構包括與所述導向軌道上頂面緊密接觸的滾輪、以及將所述滾輪 的轉動傳遞到所述發(fā)電機的電機轉軸的傳動機構。在本實用新型的圈式水浮旋風力機中，所述外殼的側壁與所述軌道的側壁之間設 有導向輪。在本實用新型的圈式水浮旋風力機中，所述發(fā)電裝置包括固定設置在所述旋浮體 的圓周上的分段永磁軌道、固定設置的永磁定子、以及設在所述永磁軌道與永磁定子之間 的感應線圈；所述感應線圈和永磁定子相對于所述永磁軌道為固定設置。實施本實用新型具有以下有益效果工作時，受風裝置受風，進而推動旋浮體旋 轉，通過利用旋浮體的圓周線速度做功的發(fā)電裝置進行發(fā)電，輸出電能，具有輸出效率高的 優(yōu)點。

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是本實用新型的圈式水浮旋風力機的第一實施例的俯視示意圖；圖2是本實用新型的圈式水浮旋風力機的第一實施例的側視示意圖；圖3是圖2中的A部局部放大示意圖；圖4是本實用新型的圈式水浮旋風力機的第二實施例的側視示意圖；圖5是本實用新型的圈式水浮旋風力機的第三實施例的側視示意圖；圖6是本實用新型的圈式水浮旋風力機的第三實施例的局部示意圖；圖7是本實用新型的圈式水浮旋風力機的第四實施例的局部示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖3所示，在本實用新型的圈式水浮旋風力機的第一實施例中，包括旋浮 體11、安裝在旋浮體11上的受風裝置12、發(fā)電裝置。在本實施例中，還包括牽引平臺15，作 為旋浮體11和發(fā)電裝置的固定拉緊平臺。在本實施例中，該牽引平臺15作為整個風力機的固定機構，通過水底固定錨16錨 定在水面上。旋浮體11與牽引平臺15之間通過固定拉索連接，在受風裝置12受風時，吹動整個旋浮體11到達下風位置，并且由于牽引平臺15是固定的，從而可以通過固定拉索將 整個旋浮體11固定拉緊在下風位置，再由受風裝置12推動旋轉。這樣，旋浮體11就能夠 很容易的進行對風固定，具有結構簡單、合理的優(yōu)點。該旋浮體11可旋轉的固定浮在水面上，并且在受風裝置12的推動下旋轉。在本實 施例中，該旋浮體11的外輪廓為由一條封閉曲線繞旋浮體11的軸線旋轉圍成的連續(xù)光滑 封閉曲面；該封閉曲線為一條連續(xù)的曲線或者為多段曲線和/或直線依次連接的曲線。在 本實施例中，該旋浮體11為空心圓環(huán)狀，其外輪廓為圓環(huán)的外圈繞軸線旋轉一圈形成的圓 環(huán)面。當然，旋浮體11的外輪廓的母線還可以做成不同的形狀，只要保證在水面下形成圓 滑的封閉曲面，沒有明顯的阻力面即可。旋浮體11也可以做成實心的，只要保證其浮力滿 足支撐受風組件和發(fā)電裝置即可。由于旋浮體11的外輪廓為光滑封閉曲面，在水中沒有明顯的阻力面，受到的阻力 只是水與旋浮體11表面之間的摩擦力，受到的阻力小；而且，水本身就是一種良好的潤滑 劑，從而使得旋浮體11在水面上的旋轉更加的順暢。而且，將旋浮體11做成一個整體，方 便了加工、組裝等，成本低、效率高?？梢岳斫獾?，該旋浮體1111也可以選用現(xiàn)有的其他各 種形式的懸浮轉動平臺。該受風裝置12可以為多個，分別均勻安裝在旋浮體11上，并由受風裝置12帶動 旋浮體11轉動。為了更好的利用風能，每一受風裝置12包括受風風帆、以及控制風帆的方 向和高度的對風裝置。該對風裝置可以包括帶動風帆轉向的轉向裝置、以及帶動風帆升降 的升降裝置。通過轉向裝置來控制風帆的對風角度，并通過升降裝置來控制風帆的升降，進 而調(diào)整受風面積，來適應不同風力條件?？梢岳斫獾模瑢︼L裝置可以選用現(xiàn)有技術的各種對 風裝置；轉向裝置和升降裝置也可以采用現(xiàn)有的各種轉向裝置和升降裝置。另外，該風帆可 以為剛性帆板，也可以采用帆布的形式，而簡化結構，提高可靠性。在本實施例中，該發(fā)電裝置包括發(fā)電機13以及傳動索14。該發(fā)電機13固定安裝 在牽引平臺15上，具有電機轉軸131，通過電機轉軸131的轉動輸入發(fā)電動力。該傳動索14 轉動連接在旋浮體11和電機轉軸131之間，作為動力傳遞元件，旋浮體11在受風裝置12 帶動下旋轉式，帶動傳動索14轉動，進而通過傳動索14帶動電機轉軸131轉動進行發(fā)電。該傳動索14可以選用傳動鋼索、傳動皮帶、傳動鏈索等，當然，其他形式的傳動索 14也可以用。該傳動索14的一部分套設在旋浮體11的圓周上，另一部分套設在電機轉軸 131的圓周上，形成類似皮帶傳動機構。在本實施例中，該傳動索14與固定拉索為同一結構 件，既起到了拉緊旋浮體11的作用，也起到傳遞動力的作用。進一步的，為了更好的定位傳動索14，在旋浮體11和/或電機轉軸131的圓周上 開設徑向的凹槽111、132。該傳動索14套設在凹槽111、132中，利用該凹槽111、132可以 有效地起到定位傳動索14的作用。進一步的，還可以在傳動索14與凹槽111、132之間還可以設置墊圈等，從而增加 傳動索14與凹槽111、132之間的摩擦力，使得傳動索14更容易的被旋浮體11帶動，并更 容易的帶動電機轉軸131轉動?？梢岳斫獾?，當傳動索14采用鏈索結構是，還可以在旋浮 體11和電機轉軸131的圓周設置傳動卡齒，通過傳動卡齒進行傳動，使得傳動更加可靠。進一步的，在電機轉軸131上還可以安裝變速機構，傳動索14帶動變速機構轉動， 再通過變速機構帶動電機轉軸131轉動。[0038]進一步的，在牽引平臺15與旋浮體11之間還設有將兩者張緊的張緊機構。該張 緊機構的形式可以為現(xiàn)有的各種皮帶輪張緊機構或其他類型的張緊機構。工作時，旋浮體11在風力的吹動下，漂浮移動到下風位置，并由固定拉索拉緊固 定。然后根據(jù)風力的大小和風向，調(diào)整受風裝置12的受風面積、受風角度等，例如通過升降 裝置調(diào)整風帆的受風面積，通過對風裝置調(diào)整受風角度等。進一步的，通過調(diào)整受風裝置12 的風帆的角度來保證旋浮體11的旋轉。在受風裝置12受風時，推動旋浮體11繞其軸線旋轉，此時，帶動套設在旋浮體11 圓周上的傳動索14轉動，進而通過傳動索14帶動電機轉軸131轉動，從而帶動發(fā)電機13 進行發(fā)電輸出。本實用新型通過利用旋浮體11的圓周的線速度進行發(fā)電，例如采用直徑為 一千米的旋浮體11，假設在風力的推動下每三分鐘轉一圈，那么旋浮體11的圓周線速度達 到了 20千米/小時，從而可以更好的利用風能進行發(fā)電，提高發(fā)電效率。如圖4所示，是本實用新型的圈式水浮旋風力機的第二實施例，其與上一實施例 的區(qū)別在于，包括多根上下錯位的傳動索24，對應的具有多個發(fā)電機23，每一發(fā)電機23的 電機轉軸231與一根傳動索24對應，從而可以增加輸出效率，提高風能的利用效率?？梢?理解，發(fā)電機23的安裝位置可以安裝在同一個牽引平臺25上，也可以有多個固定的平臺， 每一發(fā)電機23分別安裝在不同的平臺上。圖中僅示意性的給出了兩根傳動索24，可以理解 的，可以同事設置多根傳動索。如圖5、6所示，是本實用新型的圈式水浮旋風力機的第三實施例，其與第一實施 例的區(qū)別在于采用不同的發(fā)電裝置33。在本實施例中，旋浮體31的圓周上設有導向軌道 311，而發(fā)電裝置33與導向軌道311之間設有配合發(fā)電的發(fā)電機構。該發(fā)電裝置33包括具有電機轉軸335的發(fā)電機331、以及供發(fā)電機331固定安裝 的外殼332。在外殼332與牽引平臺35之間設有固定拉索34，通過固定拉索34拉緊固定 外殼332，使得發(fā)電機331相對于旋浮體31來說是固定不動的?？梢岳斫獾?，外殼332的固 定還可以通過其他的各種形式，例如直接錨定、或者通過拉索34固定到岸邊等。該配合發(fā)電機構包括滾輪333、以及將滾輪333的轉動傳遞到發(fā)電機331的電機 轉軸335上的傳動機構336等。該滾輪333可以轉動地安裝在外殼332的底部，與導向軌 道311的上頂面緊密接觸。而傳動機構336可以選擇各種齒輪組進行傳動，將滾輪333的 轉動傳遞到電機轉軸335上；當然，滾輪333也可以直接與電機轉軸335固定連接，此時，傳 動機構336為將滾輪333與電機轉軸335固定連接的連接構件。進一步的，在外殼332的側壁還可以設有導向輪334。該導向輪334可以在外殼 332兩側側壁的外側設置，也可以在其中任一側壁的外側設置。通過導向輪334可以起到定 位、導向外殼332的作用。工作時，旋浮體31在風力的吹動下，漂浮移動到下風位置，并由固定拉索34拉緊 固定。然后根據(jù)風力的大小和風向，調(diào)整受風裝置的受風面積、受風角度等，例如通過升降 裝置調(diào)整風帆的受風面積，通過對風裝置調(diào)整受風角度等。進一步的，通過調(diào)整受風裝置的 風帆的角度來保證旋浮體31的旋轉。在受風裝置受風時，推動旋浮體31繞其軸線旋轉。由于滾輪333與旋浮體31是 相對固定，并且，滾輪333與旋浮體31的導向軌道311是緊密接觸的，因此，在旋浮體31旋 轉時，會帶動滾輪333轉動；此時，滾輪333轉動時可以通過傳動機構336帶動電機轉軸335轉動，進而帶動發(fā)電機331進行發(fā)電輸出?？梢岳斫獾?，可以在旋浮體31的導向軌道311上設置多個發(fā)電裝置33，每一發(fā)電 裝置33與導向軌道311之間設置一套配合發(fā)電機構。每個發(fā)電裝置33的外殼332之間可 以通過固定拉索34或搭扣等固定連接，從而更好地利用風力，提高效率。如圖7所示，是本實用新型的圈式水浮旋風力機的第四實施例，其與第一實施例 的區(qū)別在于，其發(fā)電裝置為直線發(fā)電機，包括固定設置在旋浮體41的圓周上的分段永磁軌 道42、固定設置的永磁定子44、以及設在永磁軌道42與永磁定子44之間的感應線圈43。 該感應線圈43和永磁定子44相對于永磁軌道42為固定設置的。永磁定子44的固定可以 通過固定拉索拉緊固定，如前述實施例的發(fā)電機外殼固定類似。工作時，旋浮體41在風力的吹動下，漂浮移動到下風位置，并由固定拉索拉緊固 定。然后根據(jù)風力的大小和風向，調(diào)整受風裝置的受風面積、受風角度等，例如通過升降裝 置調(diào)整風帆的受風面積，通過對風裝置調(diào)整受風角度等。進一步的，通過調(diào)整受風裝置的風 帆的角度來保證旋浮體41的旋轉。在受風裝置受風時，推動旋浮體41繞其軸線旋轉，也就是說永磁軌道42在旋轉； 由于永磁定子44和感應線圈43是相對于永磁軌道42是固定的，因此，在永磁軌道42轉動 時，產(chǎn)生相當于切割磁力線的作用，進而產(chǎn)生電流發(fā)電。上述僅為本實用新型參考實施例，并不被限制于描述的實施例，能夠被此領域的 技術人員理解的，在不脫離本實用新型范圍的精神實質(zhì)的情況下，可以對本實用新型進行 各種修改或使用等效物進行替代，該等方案均屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求一種圈式水浮旋風力機，包括可旋轉固定浮在水面上的旋浮體、以及安裝在所述旋浮體上并受風帶動所述旋浮體旋轉的受風裝置，其特征在于，還包括與所述旋浮體相對固定、并利用所述旋浮體的圓周線速度做功的發(fā)電裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的圈式水浮旋風力機，其特征在于，該圈式水浮旋風力機還包 括固定設置在水面上的牽引平臺；所述牽引平臺與所述旋浮體之間設有固定拉索，由該將 所述旋浮體固定拉緊。
3.根據(jù)權利要求2所述的圈式水浮旋風力機，其特征在于，所述發(fā)電裝置包括固定設 置在所述牽引平臺上、具有電機轉軸的發(fā)電機，以及轉動連接在所述旋浮體和電機轉軸之 間、由所述旋浮體帶動轉動進而帶動所述電機轉軸轉動的傳動索。
4.根據(jù)權利要求3所述的圈式水浮旋風力機，其特征在于，所述傳動索為套設在所述 旋浮體和電機轉軸圓周上的傳動鋼索、傳動皮帶或者傳動鏈索；所述傳動索與固定拉索為 共用結構件。
5.根據(jù)權利要求4所述的圈式水浮旋風力機，其特征在于，所述旋浮體和/或電機轉軸 的圓周上開設有徑向的凹槽。
6.根據(jù)權利要求2-5任一項所述的圈式水浮旋風力機，其特征在于，所述牽引平臺與 所述旋浮體之間設有將兩者張緊的張緊機構。
7.根據(jù)權利要求2所述的圈式水浮旋風力機，其特征在于，所述旋浮體的圓周上設有 導向軌道；在所述發(fā)電裝置與所述導向軌道之間設有配合發(fā)電機構。
8.根據(jù)權利要求7所述的圈式水浮旋風力機，其特征在于，所述發(fā)電裝置包括具有電 機轉軸的發(fā)電機、以及供所述發(fā)電機固定安裝的外殼；所述外殼與所述牽引平臺之間設有 固定拉索，由所述固定拉索拉緊固定所述外殼；所述配合發(fā)電機構包括與所述導向軌道上頂面緊密接觸的滾輪、以及將所述滾輪的轉 動傳遞到所述發(fā)電機的電機轉軸的傳動機構。
9.根據(jù)權利要求8所述的圈式水浮旋風力機，其特征在于，所述外殼的側壁與所述軌 道的側壁之間設有導向輪。
10.根據(jù)權利要求1或2所述的圈式水浮旋風力機，其特征在于，所述發(fā)電裝置包括固 定設置在所述旋浮體的圓周上的分段永磁軌道、固定設置的永磁定子、以及設在所述永磁 軌道與永磁定子之間的感應線圈；所述感應線圈和永磁定子相對于所述永磁軌道為固定設 置。
專利摘要本實用新型涉及圈式水浮旋風力機，包括可旋轉固定浮在水面上的旋浮體、以及安裝在所述旋浮體上并受風帶動所述旋浮體旋轉的受風裝置，其特征在于，還包括與所述旋浮體相對固定、并利用所述旋浮體的圓周線速度做功的發(fā)電裝置；工作時，受風裝置受風，進而推動旋浮體旋轉，通過利用旋浮體的圓周線速度做功的發(fā)電裝置進行發(fā)電，輸出電能，具有輸出效率高的優(yōu)點。
文檔編號H02K7/18GK201650587SQ201020178519
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權日2010年5月4日
發(fā)明者李世展 申請人:李世展;劉海平;郭德建