專利名稱：小型風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，尤其涉及一種小型風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的小型風(fēng)力發(fā)電裝置一般由發(fā)電機(jī)、葉輪、舵桿組成(見圖3)，發(fā)電機(jī)裸露在 外面，其軸端連接葉輪的輪轂并且采用一個(gè)導(dǎo)流罩防止灰塵進(jìn)入，發(fā)電機(jī)的另一端一方面 與舵桿連接另一方面與立柱連接。葉輪的葉片相對(duì)輪轂軸向是垂直的。這種小型風(fēng)力發(fā)電 機(jī)的不足有以下幾方面一、導(dǎo)流罩僅起防護(hù)作用。葉輪安裝時(shí)是葉片與輪轂安裝做好平衡之后，再裝上導(dǎo) 流罩的。輪轂材料一般為金屬碳鋼或鋁合金，輪轂直徑不能做太大，否則轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大，一 般外徑不超過發(fā)電機(jī)外徑。而導(dǎo)流罩只能裝在輪轂上，考慮二次安裝和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的二重因 素，迫使導(dǎo)流罩只能做得很小，很薄，很輕，甚至不做。為了不加大風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和二次安 裝的平衡精度要求，迫使風(fēng)機(jī)的輪轂、葉片制造、安裝精度要求提高，增加了風(fēng)機(jī)的制造難 度和成本，同時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)的綜合技術(shù)參數(shù)產(chǎn)生了不利因素如下1、導(dǎo)流罩基本不起導(dǎo)流作用。造成葉輪根部渦流阻力增大，降低了風(fēng)輪的轉(zhuǎn)換效 率；2、由于二次安裝的累積誤差，影響到風(fēng)輪的平衡精度，增加了啟動(dòng)阻力、發(fā)電效率 和啟動(dòng)風(fēng)速。同時(shí)導(dǎo)流罩的固定位和緊固件抗腐蝕強(qiáng)度不夠，安裝后1-2年由斷、落之危險(xiǎn)。二、發(fā)電機(jī)裸露在外，1、當(dāng)陽(yáng)光曝曬高溫和發(fā)電機(jī)溫升的雙重作用，軸承潤(rùn)滑脂就 會(huì)熔化造成流油現(xiàn)象，降低了潤(rùn)滑效果。2、下雨時(shí)，水易進(jìn)入軸承和永磁發(fā)電機(jī)內(nèi)部，造成 軸承、永磁體銹蝕，極易造成發(fā)電機(jī)之損壞。從理論上講，這樣的布局結(jié)構(gòu)為以后的正常發(fā) 電埋下了極大的隱患，更談不上全天候、無(wú)故障運(yùn)行之理念。三、采用尾舵調(diào)風(fēng)系統(tǒng)，由于尾舵的慣行作用，風(fēng)機(jī)需幾次調(diào)整才能到位。特別是 風(fēng)向改變頻次高，使風(fēng)輪對(duì)準(zhǔn)最大迎風(fēng)面時(shí)間減少，從而降低了風(fēng)機(jī)的發(fā)電效益。三、風(fēng)能密度。自然界中，風(fēng)是時(shí)有時(shí)無(wú)，時(shí)大時(shí)小的一種自然現(xiàn)象，我們導(dǎo)入一個(gè)風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)度概 念，即風(fēng)速在1-12米/秒的特定值時(shí)，掃風(fēng)面積越大，外部作用的能量越大。但是，葉片強(qiáng) 度也隨之減弱，葉片重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也隨之增大。大風(fēng)時(shí)，葉片有吹斷的危險(xiǎn)，系統(tǒng)的動(dòng)靜 平衡也隨之增大。同時(shí)，自然界是一般風(fēng)速大都在四級(jí)左右。按貝茲理論和傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)抄襲 的葉片數(shù)據(jù)做的風(fēng)力發(fā)電機(jī)其額定風(fēng)速都在12米/秒左右。這樣的風(fēng)力機(jī)全年發(fā)電時(shí)間 是非常有限的。由于前面一、二、三項(xiàng)的缺陷，就貝茲理論和傳統(tǒng)的葉片數(shù)據(jù)鏈做成的風(fēng)機(jī)。使其 發(fā)電機(jī)發(fā)出的額定功率時(shí)所需額定風(fēng)速為12米/秒。在自然界中，適合人類居住的地方， 其年平均風(fēng)速在3-8米/秒之間，而12米/粆的風(fēng)速，全年累積也只有多約5-20小時(shí)左右 (臺(tái)風(fēng)和特大風(fēng)時(shí)，風(fēng)機(jī)處于剎車狀態(tài))。傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在適合人類居住的地方，年發(fā)
3出額定時(shí)間也就那么幾天。過高的額定風(fēng)速要求，迫使風(fēng)力發(fā)電機(jī)絕大部分時(shí)間是發(fā)不出 電的，發(fā)出的電能不能克服系統(tǒng)的內(nèi)阻進(jìn)行作功，基本沒有實(shí)用價(jià)值。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種發(fā)電效率高，具有實(shí)用價(jià)值的小型風(fēng)力發(fā)電裝置。本實(shí)用新型提供的這種小型風(fēng)力發(fā)電裝置，包括發(fā)電機(jī)、葉輪、立柱，葉輪由輪轂 和葉片組成，本發(fā)明還包括一導(dǎo)流罩，所述發(fā)電機(jī)安裝在導(dǎo)流罩中，導(dǎo)流罩上設(shè)有回轉(zhuǎn)件， 導(dǎo)流罩通過該回轉(zhuǎn)件與立柱可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述葉片的葉尖向后彎曲。所述導(dǎo)流罩和葉輪的主體材料采用高分子復(fù)合輕質(zhì)材料。本實(shí)用新型由于改進(jìn)了導(dǎo)流罩、擯棄了舵桿，并且葉尖向后彎曲，這些因素都使得 本發(fā)電裝置能在風(fēng)力低速段起動(dòng)，有效提高發(fā)電效率。首先本實(shí)用新型的導(dǎo)流罩使用能起 到整流擴(kuò)壓作用，葉尖向后彎曲成弧形，充當(dāng)了一個(gè)離心葉片的作用，當(dāng)風(fēng)輪達(dá)到一定轉(zhuǎn)速 后由于葉片尖部的離心作用，迫使風(fēng)輪后部產(chǎn)生了一個(gè)負(fù)壓區(qū)A，空間結(jié)構(gòu)如圖2所示，這 個(gè)負(fù)壓區(qū)空間區(qū)的大小，負(fù)壓強(qiáng)度是隨著風(fēng)速的變化組成一定的函數(shù)關(guān)系。負(fù)壓空間區(qū)的 產(chǎn)生，起到了以下兩個(gè)積極作用1、使擴(kuò)壓提速效果更加增強(qiáng)，增加了相對(duì)風(fēng)速；2、減少了葉片根部在負(fù)壓區(qū)的渦流阻力，彌補(bǔ)了葉片半徑變化，因線速度不同，攻 角變化，影響升力系數(shù)，阻力系數(shù)，對(duì)葉形設(shè)計(jì)的束縛，使葉片得以在低風(fēng)速區(qū)段就能起動(dòng)， 高效捕風(fēng)發(fā)電的要求得以實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)流罩與立柱通過回轉(zhuǎn)件連接，快速準(zhǔn)確對(duì)風(fēng)，使風(fēng)力得到 最大效率的利用。發(fā)明人通過試驗(yàn)本實(shí)用新型的做功效率可提高42%，起動(dòng)風(fēng)速低，起動(dòng)風(fēng)速一般為 1. 8-2米/秒，額定風(fēng)速，一般為5-8米/秒，風(fēng)速在2-3米/秒就能發(fā)電。因此本實(shí)用新型 大部分時(shí)間都能發(fā)電，為人類提供了一種真正意義上的環(huán)保新能源。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是風(fēng)輪后部形成負(fù)壓區(qū)的空間示意圖。圖3是傳統(tǒng)小型風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
從圖1可以看出本實(shí)用新型仍具有發(fā)電機(jī)1、葉輪2、立柱3，但還有導(dǎo)流罩4，發(fā) 電機(jī)1安裝在導(dǎo)流罩4中，導(dǎo)流罩4上有回轉(zhuǎn)件(軸承)，立柱3通過該回轉(zhuǎn)件與導(dǎo)流罩4連 接，起到支撐作用，導(dǎo)流罩4在風(fēng)的作用下非常靈活而平穩(wěn)地自動(dòng)調(diào)節(jié)葉輪2的方位，使風(fēng) 始終以最佳角度作用于葉輪2。葉輪2包括輪轂21和葉片22，其中葉片22的葉尖向后彎 曲成，風(fēng)從導(dǎo)流罩4流線狀地到達(dá)葉片22，由于葉尖向后彎曲，當(dāng)風(fēng)輪達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后葉片 尖部將起到離心作用，進(jìn)而迫使風(fēng)輪后部產(chǎn)生了一個(gè)負(fù)壓區(qū)，空間結(jié)構(gòu)如圖2。發(fā)電機(jī)1的 輸入軸與葉輪2的輪轂21中心孔連接，由葉輪2帶動(dòng)發(fā)電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。導(dǎo)流罩4和葉輪 2的主體材料采用高分子復(fù)合輕質(zhì)材料。
權(quán)利要求1.一種小型風(fēng)力發(fā)電裝置，包括發(fā)電機(jī)(1)、葉輪(2)、立柱(3)，葉輪(2)由輪轂(21) 和葉片(22)組成，其特征在于還包括導(dǎo)流罩(4)，所述發(fā)電機(jī)(1)安裝在導(dǎo)流罩(4)中，導(dǎo)流 罩(4)上設(shè)有回轉(zhuǎn)件，導(dǎo)流罩(4)通過該回轉(zhuǎn)件與立柱(3)可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述葉片(22)的葉 尖向后彎曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于導(dǎo)流罩(4)和葉輪(2)的主 體材料采用高分子復(fù)合輕質(zhì)材料。
專利摘要本實(shí)用新型公開的這種小型風(fēng)力發(fā)電裝置，包括發(fā)電機(jī)、葉輪、立柱，葉輪由葉片和輪轂組成，本實(shí)用新型還包括一導(dǎo)流罩，發(fā)電機(jī)安裝在導(dǎo)流罩中，導(dǎo)流罩上設(shè)有回轉(zhuǎn)件，導(dǎo)流罩通過該回轉(zhuǎn)件與立柱可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，葉片的葉尖向后彎曲。本實(shí)用新型能使風(fēng)速在2-3米/秒就發(fā)電，使小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)更加具有實(shí)用性，能充分將風(fēng)能轉(zhuǎn)為電能。
文檔編號(hào)F03D3/06GK201934261SQ20112008704
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者王亮海 申請(qǐng)人:王亮海