專利名稱:風(fēng)力熱機(jī)的制作方法
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，特別適用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為熱能。
現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)有三種風(fēng)能的利用形式一是將風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)主軸通過(guò)聯(lián)軸器或變速機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)主軸連接發(fā)電利用電能；但直聯(lián)的發(fā)電機(jī)功率小，單位機(jī)器重量所產(chǎn)生的電容量較小，很不經(jīng)濟(jì)；經(jīng)變速機(jī)構(gòu)連接的發(fā)電機(jī)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，兩者的發(fā)電機(jī)都須調(diào)頻、調(diào)壓，導(dǎo)致了設(shè)備費(fèi)的增大；二是風(fēng)輪主軸通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)一般由立軸傳于地面，再經(jīng)變速裝置驅(qū)動(dòng)工作機(jī)械，這樣利用起風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能；三是利用水或油作介質(zhì)，將風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能來(lái)利用，現(xiàn)有的這種介質(zhì)吸熱方式，其傳輸設(shè)備費(fèi)用較高，而且傳送距離不能很遠(yuǎn)——總之上述現(xiàn)有設(shè)備，其設(shè)備費(fèi)、及維護(hù)費(fèi)都較高，限制了風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的推廣應(yīng)用。此外風(fēng)能不能經(jīng)濟(jì)有效地儲(chǔ)存，也給風(fēng)能的有效利用造成了不利。
本發(fā)明的主要目的是要大幅度地降低設(shè)備費(fèi)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，大幅度地降低維護(hù)費(fèi)，使風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)得以推廣起來(lái)。
本發(fā)明的主要之點(diǎn)一是風(fēng)輪翼采用了蒙布；二是采用了普通感應(yīng)電機(jī)作發(fā)電機(jī)；三是采用了經(jīng)過(guò)改進(jìn)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠的側(cè)翼配重調(diào)速機(jī)構(gòu)；四是應(yīng)用了簡(jiǎn)易的三角皮帶增速裝置；五是將電流通過(guò)電熱絲儲(chǔ)于耐火磚、火炕等的簡(jiǎn)易價(jià)廉的固體蓄熱器中。通過(guò)上述一系列措施，可使風(fēng)力熱機(jī)的設(shè)備費(fèi)、維護(hù)費(fèi)大幅度地降下來(lái)，給風(fēng)能的有效利用，給風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的大規(guī)模推廣，奠立了結(jié)構(gòu)方面的基礎(chǔ)。
附圖1為本設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)地?cái)⑹霰景l(fā)明對(duì)風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的主要構(gòu)件風(fēng)輪，采用了輕型飛機(jī)的翼型作為其葉片的截面形狀，用蒙布制成，重量輕，價(jià)廉，氣動(dòng)效率高。調(diào)速機(jī)構(gòu)則采用本人在1963年所發(fā)明的側(cè)翼配重調(diào)速機(jī)構(gòu)(發(fā)明記錄號(hào)0251)作了進(jìn)一步的改進(jìn)，將原來(lái)用繩索掛在塔架外面的配重改為自塔架中心下垂，提高了安全性和使用方便性。這種側(cè)翼配重調(diào)速機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，風(fēng)輪不必變矩，且去掉配重后風(fēng)力機(jī)會(huì)自動(dòng)停車，不必另設(shè)操縱機(jī)構(gòu)。圖中(1)為風(fēng)輪，在風(fēng)力作用下它帶動(dòng)皮帶輪(2)，再經(jīng)皮帶輪(3)帶動(dòng)異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。(5)為機(jī)頭，它可以繞塔架(21)上的垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)頭上鉸聯(lián)著桿(9)，桿(9)的末端固定著尾翼(8)，在風(fēng)力作用下，它總是和風(fēng)向一致。桿(6)與機(jī)頭(5)固定在一起，它的末端連接一根繩子，繩子經(jīng)過(guò)滑輪(7)和(11)，由塔架中心下垂，并與配重W1，W2，W3連接。側(cè)翼?xiàng)U(22)的一端，裝有側(cè)翼(10)，另一端固定在機(jī)頭上，其方向與風(fēng)輪軸成90°。當(dāng)風(fēng)速小于設(shè)計(jì)風(fēng)速時(shí)，側(cè)翼(10)上所受的風(fēng)力，引起了使機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，它小于配重W1通過(guò)繩子和桿(6)所產(chǎn)生的反力矩，此時(shí)，風(fēng)輪在配重力矩的作用下與尾翼垂直而正面迎風(fēng)；當(dāng)風(fēng)速超過(guò)設(shè)計(jì)風(fēng)速時(shí)，側(cè)翼力矩勝過(guò)配重W1產(chǎn)生的力矩，風(fēng)輪將在側(cè)翼力矩作用下偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，從而使風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速受到控制。當(dāng)風(fēng)輪偏轉(zhuǎn)時(shí)，配重W1將上升，當(dāng)它上升到一定高度后，W1與W2之間的繩子被拉直了。原來(lái)放在地面的配重W2就開(kāi)始離開(kāi)地面拉住繩子，使風(fēng)輪不致轉(zhuǎn)得太多；W3的作用也是如此，適當(dāng)?shù)剡x取配重W1，W2，W3的重量，和它們之間的繩長(zhǎng)，就可以控制風(fēng)輪，使在一定的風(fēng)速下轉(zhuǎn)一定的角度，達(dá)到控制速度的目的。
將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為熱能是先通過(guò)電容激磁的感應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，再將電能經(jīng)導(dǎo)線(20)送到暖房(16)中去加熱電熱絲(18)。在有風(fēng)時(shí)期，電熱絲加熱固體蓄熱器(17)使它達(dá)到高溫；在無(wú)風(fēng)或小風(fēng)時(shí)期，蓄熱器緩緩放出熱能，保持暖房的溫度。這樣就以最簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的方法，解決了能量的儲(chǔ)存問(wèn)題。這種能量轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)的方法有如下優(yōu)點(diǎn)(1) 它可以應(yīng)用大量生產(chǎn)的鼠籠型電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)，大大降低了成本，且堅(jiān)固耐用，超速性能好。
(2) 它以電流形式傳遞能量，可以方便地送到需要熱能的地方，這樣風(fēng)力機(jī)就能到達(dá)遠(yuǎn)離使用地點(diǎn)，安裝在風(fēng)大的地方。
(3) 它對(duì)電壓及頻率無(wú)嚴(yán)格要求，不必另加控制設(shè)備，且可提高風(fēng)力的輸出功率。
(4) 整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備費(fèi)用低。
(5) 它以固體作為吸熱容器，在絕緣問(wèn)題上比較容易解決，成本也低。
本實(shí)用新型主要用于溫室供熱，可用于冬季養(yǎng)花，育苗，夏季熱水，也可在多風(fēng)地區(qū)供居室取暖。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其特點(diǎn)如下(1)風(fēng)輪葉片的翼型，采用不張緊的蒙布方式，在風(fēng)壓下形成自然的曲面，這種方法曾見(jiàn)于輕型飛機(jī)的機(jī)翼，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效率很高。
(2)現(xiàn)有的側(cè)翼配重調(diào)速系統(tǒng)，配重掛在塔架外面，當(dāng)風(fēng)向變化不定時(shí)，常會(huì)搖擺，現(xiàn)改經(jīng)塔架中心下垂，不會(huì)搖擺，提高了安全性。
(3)現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，都須調(diào)頻調(diào)壓，而本實(shí)用新型因?yàn)橹焕闷潆姛?，因此無(wú)需調(diào)頻調(diào)壓。
(4)以固體蓄熱，方便地解決了能量?jī)?chǔ)存問(wèn)題。
附圖中其余零件(4)為發(fā)電機(jī)；(12)為鋼絲繩；(13)為配重；(14)為地面線；(15)為風(fēng)輪主軸；(19)為支座軸。
權(quán)利要求
1.一種由鐵塔、風(fēng)輪、尾翼、調(diào)速器、增速裝置，以及發(fā)電機(jī)等所組成的將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為熱能的風(fēng)力熱機(jī)，其特征在于它的風(fēng)輪翼是用的重量輕、價(jià)格便宜的蒙布制成的，它是以鐵塔支承的，其調(diào)速裝置是用的經(jīng)過(guò)改進(jìn)的側(cè)翼配重機(jī)構(gòu)，其發(fā)電機(jī)采用的是不調(diào)頻、不調(diào)壓的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，所發(fā)出的電能使之通過(guò)電熱絲變?yōu)闊崮軆?chǔ)于固體蓄熱器中的一種裝置。
2.如權(quán)利要求
1所說(shuō)的風(fēng)力熱機(jī)，其特征在于其側(cè)翼調(diào)速機(jī)構(gòu)的配重是自塔架中心下垂的方法。
3.如權(quán)利要求
1所說(shuō)的風(fēng)力熱機(jī)，其特征在于它所采用的發(fā)電機(jī)是以電容激磁的鼠籠轉(zhuǎn)子的電機(jī)，只控制其頻率和電壓的上限。
專利摘要
一種風(fēng)力發(fā)熱機(jī)，它是以蒙布制作風(fēng)輪漿葉，用側(cè)翼配重，操縱繩從塔中心下垂的方法調(diào)速，以鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為發(fā)電機(jī)，電能送至使用地點(diǎn)的暖房?jī)?nèi)的固體蓄熱器內(nèi)儲(chǔ)存，緩緩放熱應(yīng)用。不控制電壓和頻率，只控制其上限。是一種廉價(jià)、高效、可靠的風(fēng)能利用方式。
文檔編號(hào)F03D9/00GK85201182SQ85201182
公開(kāi)日1986年2月5日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者吳聲潯, 侯國(guó)維, 周蘭午 申請(qǐng)人:河北機(jī)電學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan