[發(fā)明專利]導(dǎo)風式垂直軸風力發(fā)電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010170366.5
• 申請日: 2010-05-13
• 公開（公告）號: CN101949356A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋永財
• 申請（專利權(quán)）人: 宋永財
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/00;F03D3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一.技術(shù)領(lǐng)域

隨著地球能量資源日趨減少，人類開始不斷地尋求新能源。風力發(fā)電作為補充能源，有著非常廣闊的開發(fā)利用前景。本發(fā)明“導(dǎo)風式垂直軸風力發(fā)電機”是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的垂直軸風力發(fā)電機裝置。

二.背景技術(shù)

當前的風力發(fā)電裝置分為兩種類型，一種是水平軸風力發(fā)電機，另一種是垂直軸風力發(fā)電機。本發(fā)明“導(dǎo)風式垂直軸風力發(fā)電機”，通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠大大提高風能的利用率。它具有以下特點：截風面積大，風能利用系數(shù)高，不受風向的限制，能把來自任何方向風力轉(zhuǎn)化成可應(yīng)用的風能。同時實現(xiàn)輸出平穩(wěn)電流的目標。

三.發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的“導(dǎo)風式垂直軸風力發(fā)電機”，它是垂直軸風力發(fā)電設(shè)備的一種。由主機、傳動軸、支撐架、機房組成。請參考示意圖的圖1(此為略圖，實物較其更為復(fù)雜)

圖1是雙層風輪的結(jié)構(gòu)，通過主機接收風能作用，使安裝在主機內(nèi)的上、下兩個風輪同時旋轉(zhuǎn)，經(jīng)傳動軸傳給機房內(nèi)的發(fā)電機組發(fā)出電能(見圖8、圖9)。

圖2是單層風輪結(jié)構(gòu)，它的原理結(jié)構(gòu)與雙層風輪相同，在同等條件與規(guī)格下，能夠產(chǎn)生的風能是雙層風輪結(jié)構(gòu)的一半。

本發(fā)明的“導(dǎo)風式垂直軸風力發(fā)電機”是通過安裝在主機上的多個導(dǎo)風墻形成的‘導(dǎo)風墻組’，將來自各方向的風能引導(dǎo)入風輪的一側(cè)，使風輪按一個方向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩，這里強調(diào)的是形成‘導(dǎo)風墻組’所需的導(dǎo)風墻數(shù)量與每個導(dǎo)風墻安裝在主機上的角度是不固定的，這要根據(jù)風輪的大小與實際情況來決定，風輪直徑大“導(dǎo)風墻”需要的數(shù)量就要多，反之就要減少些。“導(dǎo)風墻”安裝在主機上的角度是根據(jù)它的數(shù)量來決定的，即所有都是按規(guī)格大小來決定的。導(dǎo)風墻組將來自各方向的風能引導(dǎo)入風輪的一側(cè)，使風輪按一個方向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩也能夠阻擋來風吹向風輪另一側(cè)而產(chǎn)生阻力。

在每一個導(dǎo)風墻上開有足夠大的通風口，通風口的背后安裝“調(diào)速風門”，“調(diào)速風門”軸的一方安裝了彈簧，通過調(diào)整彈簧拉力來穩(wěn)定風輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。同時調(diào)速風門還能起到減少剎車能量損耗。需要停機的情況下，可以將調(diào)速風門完全關(guān)閉，風輪得不到風能的推動，用很小的剎車阻力就可以實現(xiàn)停機。

聚風帽與聚風底的形狀像兩個上下相反對應(yīng)著的盆狀，它們都有一個按底面向外傾斜45度角的封閉面，它們也是主機上所有部件的固定基礎(chǔ)件(見圖13)(1)聚風帽(2)聚風底。由于它們都有向外傾斜45°(夾角為135°)的斜面，這就增加了接收風能面積，將來自各方向的風能聚集到風輪的一側(cè)，給風輪增加了扭矩。見圖3、圖4(俯視圖，聚風帽被拆除)、圖5、圖6(俯視圖，聚風帽被拆除)，其中圖3、圖4是雙層風輪結(jié)構(gòu)，圖5、圖6是單層風輪結(jié)構(gòu)。

主機的外形可以制作成多邊形，也可以制作成圓形。見圖1、圖2，其中圖1外形為多邊形、圖2外形為圓形。

本發(fā)明“導(dǎo)風式垂直軸風力發(fā)電機”風輪，可以制作成單層風輪、雙層風輪以及多層風輪結(jié)構(gòu)。見圖8、圖9(俯視圖)、圖10、圖11(俯視圖)，其中多層風輪結(jié)構(gòu)無附圖。

每個風輪由三個風斗組成，見圖11，(風斗的數(shù)量暫定為三個，實施時可根據(jù)具體情況增加調(diào)整)。當風輪上的風斗在“1”位置時，風斗受來自對面的風能的推動，使風輪按順時針旋轉(zhuǎn)，將風輪上的風斗旋轉(zhuǎn)到“2”位置時，因在流體的作用下它有一個按順時針旋轉(zhuǎn)的升力(見圖12)；當風輪上的風斗在“3”位置時，因有“導(dǎo)風墻”遮擋了對面的來風，在風斗旋轉(zhuǎn)方向沒有阻力，風輪就很通暢地旋轉(zhuǎn)。

風斗的幾何形狀，以風輪軸向外的風斗，有兩個角度。第一個為頂角暫定為45°角，(以后的實施中可能有變化)；第二個α角為迎風角，也是旋轉(zhuǎn)升角，α角度與“導(dǎo)風墻”安裝在主機上的角度有密切關(guān)系。

四.附圖說明

(一)圖1是雙層風輪結(jié)構(gòu)-“導(dǎo)風式垂直軸風力發(fā)電機”的整機示意圖。

圖2是單層風輪結(jié)構(gòu)-“導(dǎo)風式垂直軸風力發(fā)電機”的整機示意圖。

它們由：(1)主機、(2)傳動軸、(3)支撐架、(4)機房、(5)發(fā)電機組、傳感系統(tǒng)組成。

1.主機：它是風力發(fā)電機的動力來源，主要結(jié)構(gòu)在圖3、圖4、圖5、

圖6。稍后有詳細解釋。

2.傳動軸：它是由傳動桿、上下連軸器構(gòu)成，它的功能就是將風輪得到的扭矩傳給發(fā)電機組。

3.支撐架：它由上下法蘭組成連接在主機與機房之間，將主機架于中空接受來自各方向的風能。

4.機房：所有的發(fā)電設(shè)備都安裝在機房內(nèi)，如發(fā)電機、變速機構(gòu)、離合器、剎車機構(gòu)、所有的電器設(shè)備和傳感器件等。