[發(fā)明專利]風(fēng)洞式發(fā)電環(huán)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410208121.5
• 申請日: 2011-03-14
• 公開（公告）號: CN104018990B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅琮貴
• 申請（專利權(quán)）人: 羅琮貴
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D5/00;H02K7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

風(fēng)洞式發(fā)電環(huán)，涉及一種管道內(nèi)置風(fēng)輪的發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)

目前，現(xiàn)有各種風(fēng)輪發(fā)電機(jī)主要采用有軸心的風(fēng)輪，風(fēng)輪與軸聯(lián)動(dòng)，軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明的目的

目前各種風(fēng)輪發(fā)電機(jī)的共同之處，是采用有軸的風(fēng)輪(旋翼也是一種風(fēng)輪)，有軸風(fēng)輪的三個(gè)致命弱點(diǎn)是：

一、每個(gè)翼片從軸心往外的大部分翼段集風(fēng)能力不大，而且越靠近軸心的翼段采集風(fēng)能效力越小，直至為零，真正高效集風(fēng)翼段是越遠(yuǎn)離軸心的翼段，高效翼段至軸心之間的翼段是應(yīng)該省略卻無法省略的，因?yàn)楦咝б矶芜€得靠這低效翼段和無效翼段來維系其與軸心之間的聯(lián)動(dòng)，這就增加了整機(jī)重量，妨礙了發(fā)電機(jī)形體進(jìn)一步擴(kuò)大；

二、高效翼段只能得到單側(cè)的而且是處于遠(yuǎn)端的軸心支撐，所以風(fēng)輪直徑越大，其翼片的高效翼段就只能做得越尖細(xì)，因此集風(fēng)效率低，無法推動(dòng)更大型的發(fā)電機(jī)；

三、只能由中軸帶動(dòng)內(nèi)層鐵芯和繞組(內(nèi)轉(zhuǎn)子)旋轉(zhuǎn)，或只能由外軸帶動(dòng)外層鐵芯和繞組(外轉(zhuǎn)子)旋轉(zhuǎn)，而不能讓內(nèi)、外鐵芯繞組互為轉(zhuǎn)子同時(shí)相對反向旋轉(zhuǎn)。

現(xiàn)有高轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)為了減少因離心力而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力以及降低風(fēng)摩耗，轉(zhuǎn)子直徑一般做得比較小，長度比較大，即采用細(xì)長的轉(zhuǎn)子，特別是在3000轉(zhuǎn)/分以上的大容量高速機(jī)組，由于材料強(qiáng)度的關(guān)系，轉(zhuǎn)子直徑受到嚴(yán)格的限制，一般不能超過1.2米。而轉(zhuǎn)子本體的長度又受到臨界速度的限制。當(dāng)本體長度達(dá)到直徑的6倍以上時(shí)，轉(zhuǎn)子的第二臨界速度將接近于電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，運(yùn)行中可能發(fā)生較大的振動(dòng)。所以大型高速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的尺寸受到嚴(yán)格的限制。正是由于這個(gè)原因，在增大發(fā)電機(jī)體形方面存在著技術(shù)極限，要開發(fā)更大容量的機(jī)型困難很大。如何突破這個(gè)技術(shù)極限？增加電磁負(fù)荷、加強(qiáng)散熱降溫，但這些措施目前似乎也不易進(jìn)一步提高，所以只能另辟蹊徑。如果讓原來固定不動(dòng)的鐵芯繞組(即定子繞組)也旋轉(zhuǎn)起來且旋轉(zhuǎn)方向相反，那么原先的轉(zhuǎn)子就可以得到高一倍的相對轉(zhuǎn)速，就可以用較低的絕對轉(zhuǎn)速達(dá)到較高轉(zhuǎn)速的發(fā)電容量。

本系列發(fā)明就是要針對以上幾個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的弱點(diǎn)，解決如下幾個(gè)技術(shù)難題：

一、只保留風(fēng)輪發(fā)電機(jī)翼片的高效翼段而省去無效翼段、低效翼段和軸心，從而減少累贅、減輕重量、節(jié)省材料。

二、在不擴(kuò)大風(fēng)輪直徑的前提下，大大拓寬翼片高效翼段的尺寸，同時(shí)降低翼片的搖擺和振動(dòng)幅度。

三、讓相鄰的兩個(gè)環(huán)形鐵芯繞組互為轉(zhuǎn)子同時(shí)反向旋轉(zhuǎn)，使它們的相對速度提高一倍，從而在不擴(kuò)大發(fā)電機(jī)體形、不提高轉(zhuǎn)子速度、不增加電磁負(fù)荷的前提下使發(fā)電容量成倍提高，甚至突破目前發(fā)電機(jī)的體形極限和容量極限。

四、提供一種風(fēng)洞式發(fā)電環(huán)。

風(fēng)洞式發(fā)電環(huán)的技術(shù)方案：

將高空發(fā)電環(huán)置于風(fēng)洞之中，將所有鐵芯繞組和電路皆作防水密封，舍棄高空發(fā)電環(huán)的牽引纜，保留向翼環(huán)內(nèi)伸出的翼片和翼環(huán)外側(cè)的軌道及其滑輪車，滑輪車的車架與風(fēng)洞內(nèi)壁相連；風(fēng)洞或者是水平走向，或者是垂直走向。(如圖13、圖14所示。注意：雖然兩圖所示的發(fā)電機(jī)翼環(huán)組是由圓心處于同一軸心線上的、平行的兩個(gè)翼環(huán)組成，但風(fēng)洞式發(fā)電環(huán)的翼環(huán)組并非只能由圓心處于同一軸心線上的、平行的兩個(gè)翼環(huán)組成，亦可由圓心處于同一點(diǎn)的、直徑不同的兩個(gè)翼環(huán)組成。)

高空發(fā)電環(huán)的結(jié)構(gòu)如下：

環(huán)狀支架上等距離設(shè)置翼片而形成翼環(huán)；翼片采用切割空氣會(huì)產(chǎn)生升力的翼片，每個(gè)翼片皆如同中軸式風(fēng)輪的翼片的末段，翼面與翼環(huán)的圓周面之間形成夾角，即迎風(fēng)角；翼片或者向環(huán)外或環(huán)內(nèi)伸出，或者同時(shí)向兩側(cè)伸出；同一翼環(huán)上所有翼片的迎風(fēng)角度相同，而相鄰的翼環(huán)的迎風(fēng)角度相反。

翼環(huán)上的翼片可以是向環(huán)內(nèi)伸展或向環(huán)外伸展的單翼，也可以是從環(huán)上同一點(diǎn)向環(huán)內(nèi)、環(huán)外兩側(cè)伸出的雙翼。同一翼環(huán)上的單翼可以完全設(shè)置于環(huán)的內(nèi)側(cè)成為內(nèi)翼，或完全設(shè)置于環(huán)的外側(cè)成為外翼，也可以按內(nèi)翼、外翼相間的方式設(shè)置翼片，無論內(nèi)、外翼，各翼片間隔距離相等；同一翼環(huán)的雙翼的內(nèi)翼和外翼可以對稱也可以不對稱，但同一側(cè)的所有翼的規(guī)格、構(gòu)造和迎角迎角必須相同。

上述的翼環(huán)可直觀地見于圖2、圖3，上述的翼環(huán)組可直觀地見于圖1，各圖的詳細(xì)說明可參見本文的附圖說明。