[實(shí)用新型]高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920104241.5
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN201502484U
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李書堂
• 申請（專利權(quán)）人: 李書堂
• 主分類號: F03D3/00
• 分類號: F03D3/00;F03D3/06;F03D9/00
• 代理公司: 山西五維專利事務(wù)所(有限公司) 14105
• 代理人: 李毅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電裝置，具體涉及一種帆板式風(fēng)力發(fā)電裝置。本實(shí)用新型的風(fēng)力發(fā)電裝置通過若干塔架組合，在高空架設(shè)環(huán)形軌道，可以支撐大徑帆板式風(fēng)力發(fā)電裝置在不同風(fēng)力下安全運(yùn)行。

背景技術(shù)

當(dāng)前，隨著煤、石油、天然氣等不可再生能源的枯竭，太陽能、風(fēng)力等新能源逐漸被人們所重視，這類新能源具有清潔，不產(chǎn)生污染的特征，資源可以說是取之不盡。其中，風(fēng)力發(fā)電是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ木G色能源，可以有效解決我國農(nóng)村及偏遠(yuǎn)山區(qū)人民用電難用電貴的問題。

目前使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，不論是水平軸式還是垂直軸式，都是依靠風(fēng)力發(fā)電機(jī)的中心軸來支撐風(fēng)葉重量的。這樣的話，當(dāng)風(fēng)葉越大時(shí)，風(fēng)葉重力中心與風(fēng)力發(fā)電機(jī)中心軸之間產(chǎn)生的垂直向下的力矩就越大，這種力對風(fēng)力發(fā)電機(jī)是有破壞作用的，因此，現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)所能承受的風(fēng)葉長度是有限的。

長期以來，人們一直試圖通過增大風(fēng)輪直徑和增加塔架高度來增大風(fēng)力發(fā)電機(jī)的單機(jī)客量，提高風(fēng)力發(fā)電效益。然而，由于單塔支撐風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的重心較高，使得可擺動(dòng)的范圍非常狹窄，存在極大的安全隱患，20米/秒以上的風(fēng)速無法利用，只好采取失速措施，望大風(fēng)興嘆！致使單機(jī)容量增大越來越難。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種由大徑風(fēng)輪乘跑車在以若干塔架支撐的環(huán)形軌道上旋轉(zhuǎn)發(fā)電的高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)，以在保證風(fēng)力機(jī)安全運(yùn)行的前提下增大風(fēng)力發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量。

本實(shí)用新型的高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)包括中心塔架、環(huán)形塔架、環(huán)形軌道、跑車、下層旋轉(zhuǎn)力臂、上層旋轉(zhuǎn)力臂、拉桿、陰陽帆板、旋轉(zhuǎn)齒輪、增速齒輪和發(fā)電機(jī)，兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)形塔架以中心塔架為圓心，環(huán)繞在中心塔架周圍，在環(huán)形塔架的頂端安裝有一個(gè)以中心塔架為圓心的水平環(huán)形軌道，跑車置于環(huán)形軌道上，偶數(shù)根下層旋轉(zhuǎn)力臂安裝在跑車上，沿環(huán)形軌道的中心徑向均勻布置，與下層旋轉(zhuǎn)力臂數(shù)量相同的上層旋轉(zhuǎn)力臂平行正疊安裝在下層旋轉(zhuǎn)力臂的上方，在每組上、下旋轉(zhuǎn)力臂兩端的異側(cè)各安裝有一個(gè)陰陽帆板，旋轉(zhuǎn)齒輪安裝在下層旋轉(zhuǎn)力臂的下方，與環(huán)形軌道同心，增速齒輪與旋轉(zhuǎn)齒輪嚙合，并連接發(fā)電機(jī)，以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

所述的陰陽帆板由至少一片帆板片組成，帆板片以陰陽帆板上的一條長邊為轉(zhuǎn)動(dòng)軸，只可在旋轉(zhuǎn)力臂的安裝一側(cè)水平轉(zhuǎn)動(dòng)。其中，阻風(fēng)一側(cè)陰陽帆板的帆板片被旋轉(zhuǎn)力臂擋住，與風(fēng)力線相交，阻力較大，推動(dòng)旋轉(zhuǎn)力臂旋轉(zhuǎn)；順風(fēng)一側(cè)的陰陽帆板的帆板片依帆板轉(zhuǎn)動(dòng)軸隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，與風(fēng)力線平行，阻力較小。

所述的高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)還包括安裝在中心塔架和環(huán)形塔架底部的液壓升降機(jī)，液壓升降機(jī)統(tǒng)升或統(tǒng)降中心塔架與環(huán)形塔架，以使環(huán)形軌道始終保持水平。

本實(shí)用新型高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)的支撐體系是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)形塔架與環(huán)形軌道組合為大徑正圓柱體，使得上、下層旋轉(zhuǎn)力臂的重心降低，可擺動(dòng)范圍寬泛。其中，每組上、下層旋轉(zhuǎn)力臂分別用拉桿固定成三角形結(jié)構(gòu)，上、下層旋轉(zhuǎn)力臂之間相距4～6米。

所述的增速齒輪和發(fā)電機(jī)可以安裝在高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)上的任何部位，本實(shí)用新型是將其安裝在中心塔架上的頂部。

有資料顯示，當(dāng)?shù)孛骘L(fēng)力2級，風(fēng)速2.6米/秒時(shí)，垂直上升至100米空中的風(fēng)力5～6級，風(fēng)速8.7米/秒，垂直上升至150米的風(fēng)力8～12級，風(fēng)速26米/秒。

若高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)由16個(gè)風(fēng)輪直徑為100米的單塔帆板風(fēng)力機(jī)組合而成，則塔架可增高1倍，風(fēng)速增大1倍，風(fēng)輪直徑增大1倍，阻風(fēng)帆板片數(shù)增加3倍。

由此可知，組合后的高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)吸納的能量是單塔帆板風(fēng)力機(jī)的4倍，僅就單機(jī)容量而言，則增大了63倍。而塔架增高所使用的鋼材可由旋轉(zhuǎn)力臂節(jié)約部分調(diào)換補(bǔ)充，因此，高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益提高了3倍。

單塔帆板風(fēng)力機(jī)的重心可擺動(dòng)范圍只有0.5米，高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)的重心可擺動(dòng)范圍少說也有50米，安全系數(shù)在100倍以上。由于風(fēng)輪水平旋轉(zhuǎn)，離心加速度不與重力加速度疊加。離心力增大帶來的破壞作用僅有2倍，相抵之后，高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)安全運(yùn)行的能力提高了98倍。使20米/秒以上的風(fēng)力成為了風(fēng)力機(jī)安全運(yùn)行的風(fēng)速，發(fā)電機(jī)容量以幾何級數(shù)增大。

本實(shí)用新型的高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，可以安全有效的利用高空風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型高空軌道帆板風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中液壓升降系統(tǒng)的橫切面構(gòu)造示意圖；

圖3是圖1中風(fēng)輪部分的橫切面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式