[實用新型]一種新型的風力發電機

有效

• 申請號: 201320201056.4
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN203248313U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 王勇
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: F03D3/04
• 分類號: F03D3/04;F03D11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于再生能源領域，涉及一種風力發電機，特別是垂直軸風力發電機。?

背景技術

風力發電機多種多樣，但歸納起來可分為兩類：①水平軸風力發電機，風輪的旋轉軸與風向平行；②垂直軸風力發電機，風輪的旋轉軸垂直于地面或者氣流方向。水平軸風力發電機科分為升力型和阻力型兩類。升力型風力發電機旋轉速度快，阻力型旋轉速度慢。對于風力發電，多采用升力型水平軸風力發電機。大多數水平軸風力發電機具有對風裝置，能隨風向改變而轉動。對于小型風力發電機，這種對風裝置采用尾舵，而對于大型的風力發電機，則利用風向傳感元件以及伺服電機組成的傳動機構。風力機的風輪在塔架前面的稱為上風向風力機，風輪在塔架后面的則成為下風向風機。水平軸風力發電機的式樣很多，有的具有反轉葉片的風輪，有的再一個塔架上安裝多個風輪，以便在輸出功率一定的條件下減少塔架的成本，還有的水平軸風力發電機在風輪周圍產生漩渦，集中氣流，增加氣流速度。垂直軸風力發電機在風向改變的時候無需對風，在這點上相對于水平軸風力發電機是一大優勢，它不僅使結構設計簡化，而且也減少了風輪對風時的陀螺力。?

利用阻力旋轉的垂直軸風力發電機有幾種類型，其中有利用平板和被子做成的風輪，這是一種純阻力裝置；S型風車，具有部分升力，但主要還是阻力裝置。這些裝置有較大的啟動力矩，但尖速比低，在風輪尺寸、重量和成本一定的情況下，提供的功率輸出低。?

此外，還有一些其他的變種，比如達里厄式風輪。達里厄式風輪是一種升力裝置，彎曲葉片的剖面是翼型，它的啟動力矩低，但尖速比可以很高，對于給定的風輪重量和成本，有較高的功率輸出。現在有多種達里厄式風力發電機，如Φ型，Δ型，Y型和H型等。這些風輪可以設計成單葉片，雙葉片，三葉片或者多葉片。其他形式的垂直軸風力發電機有馬格努斯效應風輪，它由自旋的圓柱體組成，當它在氣流中工作時，產生的移動力是由于馬格努斯效應引起的，其大小與風速成正比。有的垂直軸風輪使用管道或者漩渦發生器塔，通過套管或者擴壓器使水平氣流變成垂直氣流，以增加速度，偶寫還利用太陽能或者燃燒某種燃料，使得水平氣流變成垂直方向的氣流。?

?這些發電機的風輪都是直接暴露在風雨中，容易遭受雨淋，需要使用特別的材料，壽命也受到影響。此外，風輪都是被動接受風能，并不能夠調節和控制接受風能的大小。此外發電機所能接受的風能是受到葉片大小和形狀限制的，不能充分接受風能。另外現有的風力發電機只能在風力足夠大的時候才能發電。現有的風力發電機只能利用風的正面壓力，而不能利用風的負壓。?

發明內容

本實用新型針對現有風輪發電機的以上缺陷，設計一種將風輪置于外殼內的風力發電機，通過對外殼進風口的大小可以調節。傳統風力發電機的風輪長度上很長，葉片不寬、不密集，本實用新型中由于依靠外殼集中風能，這樣無需將葉片做得很大即可接受外殼集中的風能發電，可以在風力比較微小的時候就積蓄足夠的風能發電，即使葉片寬度大，比較密集，也無需很大的面積。垂直軸風力發電機往往需要有對風裝置，根據風向調整裝置的方向，這樣會存在較多的成本。本實用新型中風輪的朝向是固定的，無需旋轉，無需專門的連接裝置，這可以延長其壽命，減少特殊材料的要求。傳統風力發電機的葉輪（風輪）是放在開放的空間中，這并不利于充分利用風能，比如當風能偏離了風輪的方向，將無法被利用，本實用新型將葉輪放在一個封閉的管道中，風能經過一個風輪沒有被完全轉換，也可在管道的下一個風輪中推動風輪發電，可以提高風能的利用率。本實用新型的關鍵在于：將風輪及其附屬發電機置于一個外殼之中，這個外殼分為許多扇，面向各個方向都是可以敞開的，但是，在外殼的這些扇均有一個類似閥門的單向裝置，在迎著風的時候，是敞開的，背風的時候，會自動關閉，這樣只要有風，無論風從哪個方向來，都只能從外殼進入發電裝置內部，推動一組安裝在軸承上的風輪發電，而不能從裝置的進風口出去。當風從某個方向來的時候，只有風面對方向的那些或者那個扇是開啟的，其他的只要壓力方向相反，就會自動關閉。外殼的每一扇都是呈扇形，每一個扇形區域上下都是封閉的，風從外界進來的外面那一端較大，而風進入發電機進風口的單向閥門的斷面積較小，在進入內部后隨著斷面的減小，風速會增加。然后風進入一個密封的垂直管道中，推動葉輪（風輪）組旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。為了能夠充分利用風的負壓，加大風速，可以在風的出口端設置相反的單向裝置，形成空氣負壓，即迎風面關閉，背風面開啟，這樣風會被吸出。?

該風力發電機包括：外殼、進風口、管道、軸承、風輪、單向閥門、出風口，入口形成正壓，出口形成負壓，造成風在垂直管道內推動轉輪發電。??