[發(fā)明專利]一種傾斜軸雙螺旋型風(fēng)雨發(fā)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410332640.2
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN104074684A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋彥;宋娟;謝志杰;劉付社
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F03D9/00
• 分類號(hào): F03D9/00;F03D7/00;F03D11/00;F03D11/04;F03B13/00;F03B11/00
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所 32220
• 代理人: 何君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種葉片扭轉(zhuǎn)角度超過180°的傾斜軸雙螺旋型風(fēng)雨發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

雙螺旋型風(fēng)力機(jī)不但靠阻力旋轉(zhuǎn)，受風(fēng)是還會(huì)有部分升力作用，兼具升力型和阻力型風(fēng)力機(jī)的特點(diǎn)。因此雙螺旋型風(fēng)力機(jī)是被廣泛研究和利用的風(fēng)力機(jī)。傳統(tǒng)雙螺旋型風(fēng)力機(jī)葉片扭轉(zhuǎn)角度一般均不超過180°，如專利“復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置”（申請?zhí)?01010608324.5）提出的一種升阻復(fù)合型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特點(diǎn)是降低啟動(dòng)風(fēng)速、提高尖速比。其不足之處是：螺旋葉片接收風(fēng)的有效面積小，因?yàn)槠渎菪~片的軸線豎直，扭轉(zhuǎn)角度最高是180°，否則大于180°的葉片部分將會(huì)產(chǎn)生相反的作用，因而整個(gè)裝置的高度受到限制，發(fā)電量也因此受限制；不能利用雨水能。

與風(fēng)相似，雨水也是一種清潔的可再生能源，它同樣蘊(yùn)含巨大的能量。雨由于具有比風(fēng)大得多的密度，在下落過程中，具有很大的動(dòng)能。由于雨不像風(fēng)一樣幾乎每天都有，雨水發(fā)電一直未被普遍重視。目前所用到的雨水發(fā)電，也主要是收集后利用其勢能，雨水的動(dòng)能則很少被利用，如專利?“風(fēng)雨水能發(fā)電裝置”（申請?zhí)?01010275717.9）提出的一種可以同時(shí)利用風(fēng)能和雨水能的復(fù)合發(fā)電裝置，其只利用了收集后雨水的勢能，并未利用雨水從空中落下時(shí)的動(dòng)能。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種傾斜軸雙螺旋型風(fēng)雨發(fā)電裝置。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種傾斜軸雙螺旋型風(fēng)雨發(fā)電裝置，包括水平的轉(zhuǎn)軸、繞在轉(zhuǎn)軸上的雙螺旋型葉片和連接在轉(zhuǎn)軸上的發(fā)電機(jī)；還包括用于支撐轉(zhuǎn)軸的可調(diào)支架和固定在可調(diào)支架下的轉(zhuǎn)盤；所述的轉(zhuǎn)盤上設(shè)有方向與風(fēng)向一致風(fēng)標(biāo)，所述風(fēng)標(biāo)的方向與轉(zhuǎn)軸的軸向有0°至90°的夾角；所述的雙螺旋型葉片的扭轉(zhuǎn)角度超過180°，也就是雙螺旋型葉片的長度大于一個(gè)螺距。

其進(jìn)一步是：當(dāng)所述雙螺旋型葉片的距徑比是0.8時(shí)，所述轉(zhuǎn)軸的軸向與風(fēng)標(biāo)方向的夾角是5°至25°。

可調(diào)支架包括一端鉸接在轉(zhuǎn)軸上、另一端鉸接在轉(zhuǎn)盤上的右支架和與水平面角度可調(diào)節(jié)的左支架；所述右支架上端呈向左彎曲狀，右支架彎曲端的端部鉸接在轉(zhuǎn)軸一端。

所述的左支架上鉸接有連桿，連桿另一端鉸接有一個(gè)滑塊；在所述轉(zhuǎn)盤上固定有一個(gè)滑道，所述滑塊安裝在滑道上，滑塊上設(shè)有一個(gè)用于固定滑塊位置的緊固螺釘。

所述的左支架上鉸接有連桿，連桿另一端鉸接有一個(gè)螺母；在轉(zhuǎn)盤上固定有一個(gè)絲杠，所述螺母安裝在絲杠上。

所述的轉(zhuǎn)盤包括底座、軸承、轉(zhuǎn)軸和矩形旋轉(zhuǎn)盤；所述的風(fēng)標(biāo)固定在旋轉(zhuǎn)盤的一角或一端。

所述的風(fēng)標(biāo)包括固定在旋轉(zhuǎn)盤一角的支桿；支桿上端安裝有可沿支桿轉(zhuǎn)動(dòng)的箭頭形薄板，薄板上設(shè)有用于固定薄板旋轉(zhuǎn)角度的緊固螺釘。

當(dāng)本裝置用于雨水發(fā)電時(shí)，調(diào)節(jié)可調(diào)支架使轉(zhuǎn)軸與雨水方向呈0°至90°夾角。

所述的轉(zhuǎn)軸上一端安裝或兩端各安裝一個(gè)發(fā)電機(jī)。

使用時(shí)，根據(jù)所選雙螺旋型葉片的距徑比（螺距與直徑的比值）選擇轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向之間合適的夾角，具體是旋轉(zhuǎn)風(fēng)標(biāo)上的薄板與轉(zhuǎn)軸呈一定角度，然后通過緊固螺釘固定，此時(shí)風(fēng)力推動(dòng)風(fēng)標(biāo)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使風(fēng)標(biāo)方向與風(fēng)向一致，保證了雙螺旋型葉片的的軸向與風(fēng)向有一定的夾角，并且即使風(fēng)向發(fā)生改變，風(fēng)標(biāo)也能自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)軸的方向，使之與風(fēng)向保持一定夾角；本發(fā)明中雙螺旋型葉片的扭轉(zhuǎn)角度大于180°，通常情況下大于180°的葉片部分將會(huì)產(chǎn)生相反的作用，本發(fā)明通過用風(fēng)標(biāo)和轉(zhuǎn)盤保證雙螺旋型葉片軸向與風(fēng)向有一定夾角來克服這個(gè)問題，通過增加雙螺旋型葉片的長度來提高風(fēng)力利用率，提高發(fā)電量。

當(dāng)利用雨水發(fā)電時(shí)，調(diào)節(jié)可調(diào)支架使轉(zhuǎn)軸在豎直平面轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)軸與雨水方向呈0°至90°夾角，如果雨天同時(shí)伴有風(fēng)，通過調(diào)整轉(zhuǎn)軸的角度，本裝置將進(jìn)一步提高這些自然資源的利用率。

本發(fā)明中雙螺旋型葉片扭轉(zhuǎn)角度不受限制，并且能夠利用雨水的能量，可單一轉(zhuǎn)換風(fēng)能或雨水能，也可同時(shí)轉(zhuǎn)換二者能量；具有垂直軸風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)力矩大、便于維護(hù)等特點(diǎn)；由于接收風(fēng)雨的角度均可調(diào)，也可應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)室，演示這種新型的雙螺旋多導(dǎo)程風(fēng)力機(jī)以不同角度接受風(fēng)雨的受力機(jī)理。

附圖說明

圖1是本發(fā)明主視圖；

圖2是本發(fā)明左視圖；

圖3是本發(fā)明俯視圖；

圖4是本發(fā)明不帶轉(zhuǎn)盤和風(fēng)標(biāo)的三維視圖；

圖5是雙螺旋型葉片于流體呈90°角時(shí)的視圖；

圖6是雙螺旋型葉片于流體呈75°角時(shí)的視圖；

圖7是雙螺旋型葉片于流體呈60°角時(shí)的視圖；