一種安全高低風速全能發電的風力發電機的製作方法

2023-06-24 10:13:31

專利名稱：一種安全高低風速全能發電的風力發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉入一種安全高低風速全能發電的風力發電機，屬環保可再生能
源風力發電機領域。
背景技術：
全球風能儲量非常巨大，理論上利用1%的風能就能滿足人類能源需要， 可是從國內外現有的風力發電機來看，即使是最先進的國家所製造的風力發電機，其效 率都是相當低的，這些風力發電機雖然也是利用自然界的風力，帶動葉片轉動而發電的 無汙染環保產品。但是這些風力發電機由於沒有創新的全方位增能器等裝置，所以當自 然風經過其中葉片時，有70%以上的風能沒有作功，就從發電機的三個葉片中間穿過， 這就是造成了風能的白白浪費，嚴重的是，留下所剩無幾的風能由於氣流紊亂不平穩地 作用在轉動的風葉上，所以風力的相互抵消又損耗了很大一部分能量。因此效率低、且 不能低風速發電就成為傳統風力發電機的一個最致命的弱點。他們為了增加風力發電機 的效率和功率也只能用增加塔杆高度、增加葉片的長度、增加發電機的功率等原始的方 法來實現。這卻會帶來另一個新的敝病體積龐大、成本更高。更為嚴重的是當自然風 速達到14m/s時，照理說這是利用風能發電的最佳時機，但是目前所有風力發電機為了 避免葉毀機亡，卻人為地採取了巻繞、側巻、變漿、甚至制動停機等消極的辦法來對付， 這就造成了風能的極大浪費。更令人遺憾的是，美國加利福尼亞州為了避免大量鳥類死
亡，停止了境內4000颱風力發電機工作。因此為了實現可再生能源利用的可持續發展，
就必須幵發一種安全高低風速全能發電的風力發電機。
本

發明內容
本發明推出一種新型風力發電機， 一種安全高低風速全能發電的風力 發電機，該風力發電機不僅有傳統風力發電機環保的優點，而且還能保護野生鳥類不受 傷害，維護生態平衡。它有全方位增能器和捕風罩，有高、低風速發電新型的偏心導向 結構，這就改善了氣流紊亂的狀況，消除了風力的相5抵消，大大提高了捕捉風能的效率。
它的主要原理特點是發電機的四面裝有全方位增能器，所以不管風從東、南、西、
北、360°任何哪個方向吹來，它都能將風力最大範圍吸收，並通過全方位增能器中的 由大喇叭口到偏心小喇叭口之間的偏心喇叭狀通道，使風速增加一倍左右，本發明的結 構不僅使風速v增加，還使受風面積A增大，空氣密度p提高，根據風能co=l/2pv3A公 式可以明顯的看出風能大小與氣流通過的面積、空氣的密度和氣流速度的立方成正比， 風速增加一倍，可使風力發電機的輸出功率增加八倍。它的另一個特點可以在不增加發 電機功率的情況下，只要在全方位增能器的四周，再安裝一個尺寸大小與所要求發電功
率相匹配的捕風罩就可以達到。一種安全高低風速全能發電的風力發電機特點是不僅
能單個發電，而且能垂直或水平組合成任意個、組合成群體併網發電。所以一種安全高 低風速全能發電的風力發電機是創新的，真正意義上可再生能源發電的綠色環保產品。


現結合

本發明的技術內容，圖1是本發明的新型構成圖，也是
一體化風光互補系統發電的示意圖，圖2是風力發電機圖，圖3是風力發電機圖2的 E—E剖視圖、圖4是風力發電機組的正視圖、圖5是圖4的俯視圖，圖6是在樓頂或 平地上垂直組合式發電，圖7是在樓與樓之間水平組合式發電。
如圖1、所示的光控太陽能板(1)定製加工，蓄電池(2)定製加工，機架(3)是 由鋼、鋁合金或不鏽鋼製成，全方位增能器(4)用玻璃鋼、不鏽鋼皮或工程塑料製成， 大喇叭口 (5)、偏心喇叭狀通道(6)、偏心小喇叭口 (7)是組成全方位增能器(4)的 大、小頭及結構要件，如圖l、圖2、圖3所示，節能燈(8)、控制器(9)自行設計加 工，固定螺絲(10)市場選購、主要用作固定風力發電機(12)，發電機尾(11)、用鋼 或鋁合金加工成，風力發電機(12)根據功率定製加工，上固定板(13)、下固定板(15) 是用鋼或鋁合金加工成，鉚釘孔(14)自行加工，發電機主軸(16)是用優質鋼製成， 壓緊螺絲(17),壓緊板(18)是用金屬加工成、主要將發電機風葉(19)固定在發電 機主軸(16)上，發電機風葉(19)是用塑料、不鏽鋼皮或輕質碳纖維製成，螺絲(21) 市場上採購、主要用作連接捕風罩(25)，連接構件(22)、用鋼和鋁合金製成、主要是 將風力發電機(12)固定在機架(3)中心，鉚釘(23)用作鉚接防鳥罩(24)、市場採 購，防鳥罩(24)、用不鏽鋼絲或網製成，捕風罩(25)可用增強尼龍、玻璃鋼等組成， 組合螺栓(26)用高強度鋼或不鏽鋼製成、用作各風力發電機組連接用。
具體實施例方式實施例l、如圖l,圖2、圖3所示全方位增能器(4)固定在機架 (3)內，在全方位增能器(4)的中心固定著一個，有四個偏心風力出入口 (20)的風 力發電機(12)。其工作原理是由全方位增能器(4)其A、 B、 C、 D所對應的是東、 南、西、北四個面，而且這四個面都有一個大喇叭口 (5)，因此自然風不管是從四面的 360°任意方向吹來它都能被大喇叭口 (5)最大範圍接收。
實施例2:如圖l、圖2、圖3所示，自然風被全方位增能器(4)最大範圍捕捉後 首先進入大喇叭口 (5)，然後進入偏心喇叭狀通道(6)、最後進入由大變小的偏心小喇 叭口 (7)，由於偏心導向結構， 一方面使風力全部作用在發電機風葉(19)特定的一個 部位上，這部位即成為高氣壓風力動力源，而另一方面又使發電機風葉(19)的其它部 分免受一點風力，使這部分風葉處於沒有相互抵消作用力的低氣壓狀態，這就有效的保 證發電機風葉(19),只能朝逆時針或順時針方向強有力的旋轉。如自然風從A面方向 吹來，經過偏心小喇叭口 (7)、進入偏心風力出入口 (20)、風力使發電機風葉(19) 旋轉，然後作功以後的風從C面和D面的偏心風力出入口 (20)釋放出去。例如自然風從D、 C之間45。方向吹來，那麼作功以後的風從A和B面的偏心風力出入口 (20) 釋放出去。此時偏心小喇叭口 (7)處的空氣密度和風速大大的增加。根據有關風速與 風能密度分級表可以很清楚地看出例如自然風的風速是3.5m/s，那麼沒有安裝全方位 增能器(4)時，偏心風力出入口 (20)處的風速也是3.5m/s，風能密度僅為50W/m2。 然而安裝了全方位增能器(4)時，自然風經過大面積的接收，小面積增能的效應使偏 心風力出入口 (20)處的風速提高了一倍左右，而風能密度卻提高到400W/n^左右，其 輸出功率整整提高了八倍左右^
實施例3:如圖4、圖5所示的圓形或方形的虛線部分是捕風罩(25)，如果要想在 原有功率風力發電機的基礎上增加輸出功率，增加發電量，那麼只要增加受風面積，在 全方位增能器(4)的四周，再安裝一個尺寸大小與所要求發電功率相匹配的捕風罩(25) 就可以十分簡單方便地達到。
實施例4:如圖l、圖4所示網紋線是防鳥罩(24)，就是用網格小於小鳥的不鏽鋼 絲或網做的防鳥罩(24)，並用鉚釘(23)將偏心小喇叭口 (7)罩住，只能進風，不能 進鳥，這就完全避免了對野生鳥的傷害。
實施例5:如圖6、圖7所示它不僅能將單個風力發電機發電，而且能夠用組合螺 栓(26)，將多個風力發電機的機架(3)之間連接起來就可以非常方便地，無論是垂直 方向或者是水平方向，組合成任意個發電，或組合成一個群體併網發電。如圖6所示， 可以在平地或屋頂採用垂直組合多個或併網發電，如圖7所示，在高樓與高樓之間、在 跨海大橋上採用水平組合成多個來發電。
實施例6，如圖l、所示一體化風光互補系統，就是在風力發電機的機架(3)頂面 安放一塊光控太陽能板)，和一組蓄電池(2)、控制器(9)，並在底部按裝一組節能 燈(8)，由於光控的作用，天暗時節能燈(8)就自動開啟，當天亮時，節能燈(8)又 自動關閉，這時光控太陽能板(1)開始接收太陽能，產生直流電並將電流儲存在蓄電 池(2)中。但是當天氣持續的陰雨天，電量就會入不敷出，節能燈就無法使用。然而 一種安全高低風速全能發電的風力發電機與光控太陽能板(1),組合成特有的一體化風 光互補系統，它白天可以發電，晚上也可以發電，而且越是風雨交加的時候更容易發電， 其工作過程是由於風力發電機(12)的四個偏心風力出入口 (20)是分別與全方位增 能器(4)的四個偏心小喇叭口 (7)緊密相連的，而發電機主軸(16)上緊配一個發電 機風葉(19)，並用壓緊螺絲(17)，壓緊板(18)、緊緊固定、因此當發電機風葉(19) 在受到放大多倍風力的作用下，以發電機主軸(16)為中心產生高速旋轉有力地切割磁 力線，從而產生強大的電流通過控制器(9)對蓄電池(2)充電。
權利要求
1. 一種安全高低風速全能發電的風力發電機，它包括光控太陽能板(1)，蓄電池(2)，機架(3)，全方位增能器(4)，大喇叭口(5)，偏心喇叭狀通道(6)，偏心小喇叭口(7)，節能燈(8)，控制器(9)，固定螺絲(10)，發電機尾(11)，風力發電機(12)，上固定板(13)、鉚釘孔(14)，下固定板(15)，發電機主軸(16)，壓緊螺絲(17)，壓緊板(18)，發電機風葉(19)，偏心風力出入口(20)，螺絲(21)，連接構件(22)，鉚釘(23)，防鳥罩(24)，捕風罩(25)，組合螺栓(26)組成，其特徵在於所說的可360°任意方向最大範圍接收風能的全方位增能器(4)是固定在機架(3)內，所說的風力發電機(12)是固定在全方位增能器(4)的中心。
2、 根據權利要求1所述的一種安全高低風速全能發電的風力發電機，其特徵在於 所說的全方位增能器(4)的四個面每個面都有一個由外大喇叭口 (5)、偏心喇叭狀通 道(6)，至裡偏心小喇叭口 (7)、與發電機風葉(19)上的四個偏心風力出入口 (20) 完全相吻合。
3、 根據權利要求1所述的一種安全高低風速全能發電的風力發電機，其特徵在於 所說的捕風罩(25)是安裝在全方位增能器(4)的四周，其尺寸大小可隨意按聽需發電功率的大小要求，放大或縮小來相匹配。
4、 根據權利要求1所述的一種安全高低風速全能發電的風力發電機，其特徵在於 所說的防鳥罩(24)是將四個偏心小喇叭口 (7)完全罩住。
5、 根據權利要求1所述的一種安全高低風速全能發電的風力發電機，其特徵在於 所說的一種可簡單地通過組合螺栓(26)，將各個風力發電機的機架(3)連接，能垂直或水平組合成任意個。
6、 根據權利要求1所述的一種安全高低風速全能發電的風力發電機，其特徵在於 所說的一體化風光互補系統，是指光控太陽能板(1)，直接放在風力發電機的機架(3) 頂上完全連成一體，組合成風光互補。
全文摘要
一種安全高低風速全能發電的風力發電機，屬環保可再生能源風力發電機領域。主要是由機架、全方位增能器、捕風罩、防鳥罩、大喇叭口、偏心小喇叭口、組合螺栓、蓄電池、控制器、風力發電機等組成。由於採用了獨特思維的全方位增能器和捕風罩，所以它既能高風速又能低風速發電，自然風從東、南、西、北，360°任意方向吹來，都能由捕風器和全方位增能器的大喇叭口最大範圍接收，然後通過全方位增能器中的大喇叭口和偏心小喇叭口之間的偏心喇叭狀通道，達到增能、擴能。使風速增加一倍以上，從而，使風力發電機輸出功率增大八倍左右，大大提高了捕捉風能的效率，因此它可廣泛地安裝在內陸、平原甚至城市的高樓頂與高樓之間發電。同時它還可以垂直和水平組合成多個併網發電，名符其實地組合成一體化風光互補系統在道路燈杆上發電。
文檔編號F03D9/00GK101205872SQ20061014742
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月18日 優先權日2006年12月18日
發明者堅 沈, 沈渭清 申請人:沈渭清;沈 堅