[發(fā)明專利]利用浮力型風輪或葉片的風力機及形成方法

在審

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• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106704093A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設計）人: 孟英志
• 申請（專利權）人: 孟英志
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D3/06;F03D7/02;F03D7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于風能利用技術領域，尤其是適用于風力機械及風力發(fā)電技術領域。

背景技術

從發(fā)改委、能源局網站獲悉，兩部委聯合下發(fā)了《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》，其中指出，重點開展10MW級及以上風電機組，以及100米級及以上風電葉片等方面研發(fā)與攻關。2020年目標。形成200~300米高空風力發(fā)電成套技術。掌握自主知識產權的10MW級以下大型風電機組及關鍵部件的設計制造技術，形成國際競爭力;突破近海風電場設計和建設成套關鍵技術，形成海上風電工程技術標準。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是為了開發(fā)10MW級及以上風電機組，以及100米級及以上風電葉片，形成200~300米高空風力發(fā)電成套技術，以及特別適用于海上風力發(fā)電的關鍵技術。

本發(fā)明的目的是為了提供一種浮力型風力機風輪或葉片，當所述風輪或葉片，旋轉到上半圈時位置時，輪或葉片與軸之間的距離增長；當所述風輪或葉片，旋轉到下半圈時位置時，使風輪或葉片與軸之間的距離縮短；這樣就可以使得在利用高空200-300米風能資源時，塔桿不用增高，還可以提高效率。

風力機通常包括具有至少一個轉子葉片和聯軸器的轉子以及機艙，所述聯軸器在水平軸風力機中也叫做輪轂；在垂直軸風機中也可以葉片通過連桿直接和軸相連。

本發(fā)明提供了一種利用浮力型風輪或葉片的風力機，所述利用浮力型風輪或葉片的風力機，包括發(fā)電機系統(tǒng)、風輪軸、風輪或葉片殼體，其特征是，在所述風輪或葉片殼體的內部或外部，安裝或設置有密閉空間裝置；在所述密閉空間裝置內盛有密度小于空氣的氣體，或在所述密閉空間裝置內是稀薄氣體；所述稀薄氣體，是用真空泵抽出一部分空氣，是密度小于空氣的空氣；在所述風輪或葉片的內部或外部，安裝有滑動連桿；所述滑動連桿與軸或聯軸器相連接；所述密閉空間裝置產生向上的浮力；所述浮力大于風輪或葉片和滑動連桿及密閉空間裝置的總重量以及葉片旋轉到下半圈時所產生的離心力之和，當所述風輪或葉片，旋轉到下半圈時位置時，風輪或葉片在浮力的作用下，通過滑動連桿向上位移，使風輪或葉片與軸之間的距離自動縮短或葉片長度自動縮短；當所述風輪或葉片，旋轉到上半圈時位置時，風輪或葉片在浮力的作用下，通過滑動連桿向上位移，使風輪或葉片與軸之間的距離自動增長或葉片長度自動增長。

優(yōu)選的，所述滑動連桿可以是一根連桿，可以與軸或聯軸器產生相對位移。在所述滑動連桿與軸或聯軸器之間，安裝有控制位移裝置，當葉片增長或收縮到設計位置時，可以自動固定。

優(yōu)選的，所述滑動連桿可以分為兩部分，采用套筒式結構，下部分固定在軸或聯軸器上，上部分可以與下部分自由伸縮；上部分與葉片相連；在兩部分連桿內，安裝有控制位移裝置，當葉片增長或收縮到設計位置時，可以自動固定。

本發(fā)明中，當風輪或葉片轉動到低于軸的位置，為下半圈位置；當風輪或葉片轉動到高于軸的位置，為上半圈位置。

所述密度小于空氣的氣體，是指所有相對分子量小于29的氣體的密度,都小于空氣的密度，例如, 氫氣、氦氣、氖氣、氮氣、一氧化碳、甲烷,氟化氫、乙炔等。

優(yōu)選的，所述密閉空間裝置內盛有氫氣或氦氣或氖氣或氮氣或所述氣體的任意比例混合體。

最優(yōu)選的是使用氦氣。但為了降低成本，也可以使用氫氣和氮氣或氫氣和氦氣的混合氣體，這樣既可以克服單獨使用氫氣容易引爆的缺點，還可以降低成本，也可以達到我們的使用目的。

所述風輪或葉片殼體可以采用任意材料，包括柔性材料或硬質材料。

所述密閉空間裝置可以采用任意材料，包括軟性材料或硬質材料。

在風輪或葉片的外部使用密閉空間裝置時，所述密閉空間裝置可以使用雙層結構，殼體使用硬質材料，內層使用軟性材料。

當所述密閉空間裝置采用軟性材料時，例如，采用橡膠類膜材料或塑料類膜材料時，須在其內部充入密度小于空氣的氣體，例如氦氣或氫氣與氮氣的混合體；橡膠類膜材料或塑料類膜材料體積便會膨脹，然后密封。所述密閉空間裝置在空氣中產生向上的浮力，所述浮力就會抵消或部分抵消風輪或葉片向下的重力，從而降低風輪或葉片的重量，當所述密閉空間裝置體積足夠大時，其所產生的浮力大于風輪或葉片向下的重力時，所述風輪或葉片的重量即為零或負值。

當所述密閉空間裝置采用硬質材料時，其有兩種選擇，即可以采用在其內部充入密度小于空氣的氣體產生浮力，也可以將其內部空間內的空氣抽出，形成稀薄氣體，也可以產生向上的浮力，所述浮力就會抵消或部分抵消風輪或葉片向下的重力，從而降低風輪或葉片的重量。