[實(shí)用新型]豎軸式風(fēng)力發(fā)電裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920073134.0
• 申請日: 2009-05-31
• 公開（公告）號: CN201428563Y
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海金天鴻汽車科技有限公司;浙江天鴻汽車用品有限公司
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/06
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 胡 晶

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電裝置，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

隨著常規(guī)能源的減少，和人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，人們逐漸加強(qiáng)了對新能源開發(fā)力度。風(fēng)能作為一種儲能量大、存在廣泛、易于獲取的可再生新能源，日益受到人們的重視。

現(xiàn)在的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，一般是利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)從風(fēng)中獲得電能。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率、體積、成本、使用壽命等參數(shù)，是影響風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展的重要因素。到目前為止，風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電效率低、體積大、成本高、使用壽命短等問題，仍然是困擾著風(fēng)力發(fā)電機(jī)研發(fā)人員，嚴(yán)重阻礙了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展。

現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，一般包括風(fēng)力葉輪、發(fā)電機(jī)、支架。風(fēng)力葉輪安裝在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，風(fēng)力發(fā)電機(jī)后方還裝有一尾翼，發(fā)電機(jī)通過一轉(zhuǎn)軸連接到所述支架上方。風(fēng)力發(fā)電機(jī)在有風(fēng)的環(huán)境下，尾翼在風(fēng)力作用下，推動(dòng)發(fā)電機(jī)圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使風(fēng)力葉輪朝向風(fēng)吹來的方向，進(jìn)而使風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)力葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

這種結(jié)構(gòu)中，風(fēng)力葉輪與空氣的接觸面很小，氣流在風(fēng)力葉輪上產(chǎn)生的推力很小，捕獲的風(fēng)能很少，造成了風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電效率較低。為了獲得更多的電能，一般會(huì)將風(fēng)力葉輪和發(fā)電機(jī)制造的很大。但是這樣大大增加了成本，另外由于風(fēng)力葉輪和發(fā)電機(jī)很大，風(fēng)力葉輪和發(fā)電機(jī)制造往往都會(huì)承受較大的雜亂的扭力，造成風(fēng)力葉輪和發(fā)電機(jī)故障率增加，壽命縮短。

為了能夠提高風(fēng)能的利用率，推廣風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，需要一種發(fā)電效率高、體積小、成本低、使用壽命長的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種豎軸式風(fēng)力發(fā)電裝置，具有發(fā)電效率高、體積小、成本低、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

豎軸式風(fēng)力發(fā)電裝置，包括風(fēng)力葉輪、發(fā)電機(jī)、支架，所述風(fēng)力葉輪位于所述支架上方，風(fēng)力葉輪與所述發(fā)電機(jī)傳動(dòng)連接，其特征在于，所述風(fēng)力葉輪包括一豎直設(shè)置的轉(zhuǎn)軸，圍繞所述轉(zhuǎn)軸設(shè)有至少兩片用于推動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)力葉片；

所述風(fēng)力葉片包括一葉片框架，所述葉片框架上裝有對逆向通過的氣流進(jìn)行阻礙的單向風(fēng)力閥。所述的逆向，是以時(shí)針方向?yàn)閰⒖肌８鶕?jù)具體設(shè)計(jì)需要，可以將順時(shí)針方向定義為所述的逆向，也可以將逆時(shí)針方向定義為所述的逆向。

可以，圍繞所述轉(zhuǎn)軸設(shè)有兩片用于推動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)力葉片，兩片風(fēng)力葉片間的夾角170-190度，優(yōu)選夾角為180度。依據(jù)上述設(shè)計(jì)，當(dāng)風(fēng)吹過豎軸式風(fēng)力發(fā)電裝置時(shí)，兩片風(fēng)力葉片分別受到風(fēng)力作用。一片風(fēng)力葉片上的單向風(fēng)力閥處于阻礙氣流通過的狀態(tài)，一片風(fēng)力葉片上的單向風(fēng)力閥處于不阻礙氣流通過的狀態(tài)。造成風(fēng)在兩個(gè)風(fēng)力葉片上產(chǎn)生的作用力不相等，進(jìn)而推動(dòng)風(fēng)力葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)發(fā)電。

在風(fēng)向改變時(shí)，原有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)調(diào)整風(fēng)力葉輪的朝向，以使用風(fēng)向的改變，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高、調(diào)整速度慢。本實(shí)用新型可以在不改變所述風(fēng)力葉輪朝向的前提下，適用于各個(gè)方向吹來的風(fēng)，不需要轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、故障率低，另外可以及時(shí)適應(yīng)風(fēng)向變化。通過單向風(fēng)力閥適時(shí)控制各個(gè)風(fēng)力葉片對氣流的阻礙情況，可以產(chǎn)生巨大的推力。

所述單向風(fēng)力閥，包括一擋片，所述擋片通過一擋片轉(zhuǎn)軸連接到所述葉片框架上，所述葉片框架上設(shè)有限制所述擋片向風(fēng)力葉輪的逆向方向過度轉(zhuǎn)動(dòng)的擋頭。這樣當(dāng)有風(fēng)逆向吹過時(shí)，擋片首先會(huì)在風(fēng)力的作用下向逆向方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)受到所述擋頭的阻擋，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而阻礙氣流通過，使風(fēng)對風(fēng)力葉片產(chǎn)生推力，進(jìn)而使風(fēng)力葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

具體設(shè)計(jì)中，所述葉片框架為一矩形框架，所述擋片為矩形擋片，所述矩形擋片通過豎直的轉(zhuǎn)軸與所述葉片框架可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述矩形框架上設(shè)有所述擋頭。這種結(jié)構(gòu)美觀、易于生產(chǎn)。

應(yīng)當(dāng)注意在采用兩個(gè)風(fēng)力葉片的情況下，往往會(huì)存在兩個(gè)風(fēng)力葉片受力相等的平衡位置，在兩個(gè)風(fēng)力葉片間的夾角為180度時(shí)，這一平衡位置可以較為輕松的跨越。在其他度數(shù)時(shí)，往往需要依靠慣性才能跨越平衡位置，有可能因?yàn)轱L(fēng)力葉輪不能跨越平衡位置而停轉(zhuǎn)。

所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有至少三片均勻排布的推動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)力葉片。這一結(jié)構(gòu)可以有效消除平衡位置，不會(huì)因?yàn)轱L(fēng)力葉片處于平衡位置停止轉(zhuǎn)動(dòng)。并且可以有效提高風(fēng)能利用率。優(yōu)選所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有三片均勻排布的推動(dòng)所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)力葉片的結(jié)構(gòu)。

所述發(fā)電機(jī)位于所述支架下方，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與風(fēng)力葉輪的轉(zhuǎn)軸連接。可以直接采用所述轉(zhuǎn)軸作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與發(fā)電機(jī)連接，這種情況下轉(zhuǎn)軸會(huì)較長。將所述發(fā)電機(jī)放置到所述支架下方，這樣可以將豎軸式風(fēng)力發(fā)電裝置的重心下移，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高抗風(fēng)、抗震能力。