專利名稱：垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)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)電領(lǐng)域中的發(fā)電裝置，具體的說(shuō)是一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置。
背景技術(shù)：
人類利用風(fēng)能已有數(shù)千年歷史，在蒸汽機(jī)發(fā)明以前風(fēng)能曾作為重要的動(dòng)力，應(yīng)用于人類生活的眾多方面。風(fēng)力發(fā)電的探索，則起源于19世紀(jì)末的丹麥，但是直到20世紀(jì)70 年代以前，還只有小型充電用風(fēng)力發(fā)電機(jī)達(dá)到實(shí)用階段。1973年爆發(fā)石油危機(jī)以后到現(xiàn)今社會(huì)，美國(guó)、西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家為尋求替代石油燃料的能源，投入了大量經(jīng)費(fèi)，動(dòng)員高科技產(chǎn)業(yè)，利用計(jì)算機(jī)、空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的新技術(shù)研制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，開(kāi)創(chuàng)了風(fēng)能利用的新時(shí)代。我國(guó)政府也在近年投入大量的資金及技術(shù)開(kāi)展風(fēng)力發(fā)電的研發(fā)， 并取得了舉世矚目的成效。垂直軸風(fēng)車很早就被應(yīng)用于人類的生活領(lǐng)域中，中國(guó)最早利用風(fēng)能的形式就是垂直軸風(fēng)車。但是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)明則要比水平軸的晚一些，直到20世紀(jì)20年代才開(kāi)始出現(xiàn)(&ivonius式風(fēng)輪——1924年，Darrieus式風(fēng)輪——1931年)。由于人們普遍認(rèn)為垂直軸風(fēng)輪的尖速比不可能大于1，風(fēng)能利用率低于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，因而導(dǎo)致垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期得不到重視。隨著科技的發(fā)展和人類認(rèn)識(shí)水平的不斷提高，人們逐漸認(rèn)識(shí)到垂直軸風(fēng)輪的尖速比不能大于1僅僅適用于阻力型風(fēng)輪(Mvonius式風(fēng)輪)，而升力型風(fēng)輪(Darrieus式風(fēng)輪)的尖速比甚至可以達(dá)到6，并且其風(fēng)能利用率也不低于水平軸。近年來(lái)，隨著清潔能源逐漸納入社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軌道，利用風(fēng)能發(fā)電已被大多數(shù)風(fēng)力資源豐富的國(guó)家所認(rèn)同，為此在解決風(fēng)能高效發(fā)電的領(lǐng)域，人們急切需要結(jié)合現(xiàn)實(shí)提供尖速比較高的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)方案。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置。該裝置是由多個(gè)旋轉(zhuǎn)連體葉片、雙龍骨架構(gòu)成的垂直風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其目的是通過(guò)本實(shí)用新型電機(jī)的螺旋轉(zhuǎn)體雙輪的結(jié)構(gòu)方式提高風(fēng)機(jī)的風(fēng)能利用率及啟動(dòng)風(fēng)速。為此，本實(shí)用新型解決所述問(wèn)題的技術(shù)方案是一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置，包括至少一臺(tái)發(fā)電機(jī)，與所述發(fā)電機(jī)軸接的縱向中心軸，設(shè)置在所述縱向中心軸上的至少兩個(gè)水平雙龍骨支架，兩個(gè)半圓形葉片通過(guò)葉片安裝件均勻設(shè)置在所述兩個(gè)水平雙龍骨支架上，并且，所述的水平雙龍骨支架分別與所述的半圓形葉片相連接，且在所述的水平雙龍骨支架上設(shè)有相對(duì)于所述葉片的至少一個(gè)以上的對(duì)應(yīng)的端點(diǎn)。優(yōu)選的，與所述水平雙龍骨相連接的半圓形葉片相對(duì)環(huán)繞所述縱向中心軸呈自上而下旋轉(zhuǎn)180°。優(yōu)選的，所述葉片設(shè)置在所述雙龍骨支架的雙龍骨之間，且由所述龍骨末端上的葉片緊固螺絲將兩根龍骨夾緊。優(yōu)選的，所述的葉片其材質(zhì)分別為輕質(zhì)金屬或環(huán)保塑膠材料或玻纖材料。優(yōu)選的，所述的雙龍骨支架、葉片安裝件為金屬構(gòu)件，其中的雙龍骨支架為防銹金屬件，葉片安裝件為金屬壓鑄件或沖壓件。相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有的積極效果是，本裝置采用螺旋轉(zhuǎn)體的結(jié)構(gòu)形式可以不拘于任何方向的來(lái)風(fēng)，均能由裝置的葉片旋轉(zhuǎn)進(jìn)而推動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；這種設(shè)計(jì)不僅解決了風(fēng)機(jī)受風(fēng)的實(shí)用價(jià)值并且為開(kāi)辟風(fēng)能發(fā)展的空間起到了教導(dǎo)、啟示的作用，更重大的意義在于為促進(jìn)風(fēng)能利用奠定了新的流體力學(xué)方面的研究和發(fā)展方向。實(shí)踐證明，本裝置的雙輪風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷、易于制造加工、轉(zhuǎn)數(shù)較低、重心下降、安全性好、運(yùn)行成本低、維護(hù)容易、無(wú)噪音污染等明顯特點(diǎn)。

圖1本實(shí)用新型涉及的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是關(guān)于圖1的另一實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-縱向中心軸，2-龍骨架，3-葉片安裝件(環(huán))，4_葉片(頁(yè)面)，5_發(fā)電機(jī)，6-水平雙龍骨支架上設(shè)置的相對(duì)于所述葉片的至少一個(gè)以上的對(duì)應(yīng)的端點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1或圖2，本實(shí)用新型是一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置，該裝置的底部上設(shè)置了至少一臺(tái)發(fā)電機(jī)5，該發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與一根相對(duì)垂直于裝置底部的縱向中心軸1軸套連接，該縱向中心軸也可稱之為風(fēng)葉中心軸。在該縱向中心軸1上均勻設(shè)置了至少兩個(gè)水平雙龍骨支架2，至少兩個(gè)半圓形葉片(也可稱之為葉面)4通過(guò)葉片安裝件3均勻地設(shè)置在所述的兩個(gè)水平雙龍骨支架2上，其中，所述的水平雙龍骨支架2分別與所述的半圓形葉片 4相連接，而設(shè)置在所述水平雙龍骨支架2上的端點(diǎn)6起到了將半圓形葉片4安裝在支架上時(shí)的定位作用。本實(shí)用新型的主要技術(shù)貢獻(xiàn)是在縱向中心軸上設(shè)置了可任意方向受風(fēng)的呈螺旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)形式的半圓形葉片4，其螺旋轉(zhuǎn)體意味著所述的半圓形葉片是相對(duì)環(huán)繞所述縱向中心軸呈自上而下旋轉(zhuǎn)180°的，螺旋狀的180°葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)受風(fēng)效果是顯而易見(jiàn)的。為了達(dá)到完美的受風(fēng)效果，所述的葉片4是設(shè)置在所述雙龍骨支架2的雙龍骨之間的并根據(jù)龍骨支架2上的端點(diǎn)6的定位由所述龍骨末端上的葉片緊固螺絲將兩根龍骨夾緊。實(shí)際上，為了減輕裝置的整體重量，同時(shí)考慮到強(qiáng)度效果，制造所述葉片4的用材可選用輕質(zhì)金屬材料或環(huán)保塑膠材料或玻纖材料。當(dāng)然，從經(jīng)久耐用和可替換及維修的角度出發(fā)，所述的雙龍骨支架2、葉片安裝件 3均采用金屬構(gòu)件，其中的雙龍骨支架為防銹金屬件，葉片安裝件為金屬壓鑄件或沖壓件。綜上所述，本裝置是應(yīng)如何提高風(fēng)機(jī)的風(fēng)能利用率及啟動(dòng)風(fēng)速的需求而研發(fā)出來(lái)的。作為風(fēng)機(jī)研發(fā)的重點(diǎn)課題，經(jīng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行實(shí)踐證明，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺旋轉(zhuǎn)體雙輪的方式是當(dāng)前用來(lái)提高風(fēng)機(jī)的風(fēng)能利用率的最佳選擇。這是因?yàn)?，風(fēng)能的利用是以風(fēng)機(jī)的風(fēng)葉的受風(fēng)面積的大小來(lái)定的，螺旋轉(zhuǎn)體效應(yīng)則是一種新型風(fēng)能轉(zhuǎn)化方式。從結(jié)構(gòu)上講，首先它是一種螺旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，相對(duì)于水平軸流式風(fēng)機(jī)，它是徑流式的，同已有的立軸式風(fēng)機(jī)一樣也都是沿長(zhǎng)軸布設(shè)槳葉且直接利用風(fēng)的推力旋轉(zhuǎn)工作的。而單輪立軸風(fēng)輪因軸兩側(cè)槳葉同時(shí)接受風(fēng)力而扭矩相反，相互抵消，輸出力矩不大。本實(shí)用新型的巧妙則在于將螺旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)作為風(fēng)機(jī)葉片的主要特征，進(jìn)而將原來(lái)的立軸力矩輸出對(duì)槳葉流體力學(xué)形狀的依賴改變?yōu)榇怪甭菪~面的利用。再說(shuō)，螺旋形葉片的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)風(fēng)向無(wú)任何要求，不管風(fēng)從任何一個(gè)方向來(lái)都能受風(fēng)，推動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此這種設(shè)計(jì)不僅具有非常強(qiáng)的實(shí)用效果而且促進(jìn)了風(fēng)力利用的研究和發(fā)展，同時(shí)更具有新的流體力學(xué)方面的意義，開(kāi)辟了風(fēng)能發(fā)展的新空間。
權(quán)利要求1.一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，所述裝置包括至少一臺(tái)發(fā)電機(jī)、一根與所述發(fā)電機(jī)軸套相接的縱向中心軸，設(shè)置在所述縱向中心軸上的至少兩個(gè)水平雙龍骨支架， 其中，至少有兩個(gè)半圓形葉片通過(guò)葉片安裝件均勻設(shè)置在所述的兩個(gè)水平雙龍骨支架上， 并且，所述的水平雙龍骨支架分別與所述的半圓形葉片相連接，且在所述的水平雙龍骨支架上設(shè)有相對(duì)于所述葉片的至少一個(gè)以上的對(duì)應(yīng)的端點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，與所述水平雙龍骨相連接的半圓形葉片相對(duì)環(huán)繞所述縱向中心軸呈自上而下旋轉(zhuǎn)180°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，所述葉片設(shè)置在所述雙龍骨支架的雙龍骨之間，且由所述龍骨末端上的葉片緊固螺絲將兩根龍骨夾緊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，所述的葉片其材質(zhì)分別為輕質(zhì)金屬或環(huán)保塑膠材料或玻纖材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置，其特征在于，所述的雙龍骨支架、葉片安裝件為金屬構(gòu)件，其中的雙龍骨支架為防銹金屬件，葉片安裝件為金屬壓鑄件或沖壓件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置，包括至少一臺(tái)發(fā)電機(jī)，一根與所述發(fā)電機(jī)軸接的縱向中心軸，設(shè)置在所述縱向中心軸上的至少兩個(gè)水平雙龍骨支架，兩個(gè)半圓形葉片通過(guò)葉片安裝件均勻設(shè)置在所述兩個(gè)水平雙龍骨支架上，并且，所述的水平雙龍骨支架分別與所述的半圓形葉片相連接，且在所述的水平雙龍骨支架上設(shè)有相對(duì)于所述葉片的至少一個(gè)以上的對(duì)應(yīng)的端點(diǎn)。本裝置的雙輪風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷、易于制造加工、轉(zhuǎn)數(shù)較低、重心下降、安全性好、運(yùn)行成本低、維護(hù)容易、無(wú)噪音污染等明顯特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F03D9/00GK202091120SQ20112016539
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者胡鵬翔 申請(qǐng)人:深圳市正耀科技有限公司