應變自發風力發電機的製作方法

2023-05-29 15:24:16

本發明應變自發風力發電機，屬於可再生能源的風能利用領域。

背景技術：

能源關係到人類的生死存亡，煤和石油是全世界幾百年來的主要能源，造就了人類的現代文明，但又破壞了人類的生存環境，所以當前拯救地球、治理大氣汙染的呼聲日益高漲。又因其不可再生性，使全世界的能源危機逐漸逼近。

風能和太陽能是不可窮盡的清潔能源，深受全世界人民的重視，但其成本較高，利用率較低。如何降低成本，提高效率是世界各國研究的方向。

就風力發電而言，可分兩大類，第一類是水平軸風力機，其迎風面大，效率較高，但其成本較高，起動風速較大，且有方向尾翼，特大風速時自我保護較難，主要適合於作大型風力機，在常年大風地區使用。第二類是垂直軸風力機，優點是不要方向尾翼，安裝製造較易，風速很大時能自動降低風能利用率以自我保護，但其有一半風輪總是作負功，因此效率很低。起動風速也不太小。

從發電方式分，至今為止的一切發電可分為兩大類：第一類是自髮式，第二類是他髮式，除了光伏和化學電池是自髮式以外，他髮式發電如太陽能熱發電、火力發電和水力發電等，當今市場上的一切風力發電也都是他髮式，即收集風能而驅動電磁發電機發電，不但增加了成本和重量，而且微風難以啟動。

本發明就是要解決上述問題，就是要發明一種起動風速很小、能大量利用微風、風能利用係數較大、不需外加電磁發電機而自身就能發電、且成本低廉的垂直軸風力發電機，能保持垂直軸風力發電機的優點而克服其缺點。

技術實現要素：
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1、一種應變自發風力發電機，包括支撐部件、動力部件、傳動部件和發電部件，其特殊之處在於：

A、所述支撐部件，包括大立柱和桶式底座或板式底座，大立柱固連於桶式底座，或板式底座之上；

B、所述動力部件，包括翼框和翼戶及連件盤或連件柱，所述翼框是一個框架，它是由兩個橫梁和1個或多個豎連件構成，兩個橫梁各有一端和所述連件盤或連件柱固連，所謂固連即固定連接，連件盤或連件柱穿在大立柱上，和大立柱活動連接，在連件盤或連件柱周圍有對稱排列的偶數個翼框；

C、所述翼戶，包括葉框、葉片、槽輪、轉軸和撓傳器件，翼戶以翼框為載體，所述葉框，是一個框架或骨架，葉片固連於其上，構成凹殼，所述槽輪與其轉軸固連，所述轉軸與葉框的上橫框邊固連，同時轉軸與翼框的上橫框邊作活動連結，所述葉框的下橫框邊通過轉軸或心軸與翼框的下橫框邊作活動連接，所述撓傳器件是撓性傳力器件，每個槽輪上都有兩條，這兩條撓傳器件的各自一端沿槽輪以相反方向固結於槽輪；

D、所述傳動部件，包括大轉管和連件盤或連件柱，大轉管端部與所述連件盤或連件柱連接，或和磁轉桶連接或和磁轉板連接；

E、所述發電部件，或是桶式發電部件，或是板式發電部件：

(a)、所述桶式發電部件，包括磁轉桶、多槽管、導線包和桶式底座，所謂磁轉桶是其桶壁含有磁性物質的轉桶，它是直接或間接的和大轉管或連件盤或連件柱作傳力連接；

所述桶式底座，簡稱桶底座，它由底板和桶壁固連而成，它與所述大立柱固定連接，在桶底座的桶壁上固連有多槽管，所述導線包固連於多槽管的槽中，多槽管具有高導磁率的特性，多槽管和磁轉桶具有共同的軸心線，而且多槽管及其所載導線包的管壁和磁轉桶的桶壁構成近鄰對應；

(b)、所述板式發電部件，包括磁轉板、多槽板、導線包和板式底座，所謂磁轉板，至少有一個與所述大轉管的軸心線方向相垂直的含有磁性物質的板，它直接的或間接的與所述大轉管或連件盤或連接柱固連，所述板式底座，簡稱板底座，它和所述大立柱固連，且底板垂直於大立柱，所述板底座與多槽板固 連，導線包裝在多槽板的槽中，多槽板具有高導磁率的特性，多槽板及其所載導線包與所述磁轉板的磁性板構成近鄰對應。

2、所述位於連件盤兩側的擺成一條直線的兩個翼框的上橫框邊上的兩個槽輪，用於連接它們的兩條撓傳器件，以交叉的方式相互連接。

3、所述關於連件盤為對稱的翼框，它們各自的翼戶，相互間的位相角的差的絕對值大於零。

4、所述位於翼戶的上框邊和下框邊的轉軸或心軸，其位置是在翼戶的橫向框邊的兩個端點之內。

5、所述桶底座，或是單桶底座，或是多桶底座，所謂多桶底座，是在桶底板上固連有大於1的多個同心桶壁的桶底座，每個桶壁都固連有多槽管和導線包，每個多槽管及其所載導線包和磁轉桶的磁性桶壁構成近鄰對應；

所述磁轉桶，或是單層磁轉桶，或是多層磁轉桶，所謂多層磁轉桶，是磁轉桶的桶蓋板和大於1的多個磁桶管固連，所有磁桶管都有一個共同的軸心線，每個磁桶管壁都有和多槽管壁及其所載導線包構成近鄰對應。

6、所述板式底座簡稱板底座，或是單層板底座，或是多層板底座，所謂多層板底座，是有直接或間接的和最低座底板固連的大於1的多個座底板，它們相互平行，都是直接或間接的和大立柱固連，每個座底板都和多槽板及導線包固連，並和磁轉板的磁性板構成近鄰對應；

所述磁轉板，或是單層磁轉板，或是多層磁轉板，所謂多層磁轉板，是由大於1的多個磁性板組成，它們都是直接或間接的與大轉桶或連件盤或連件柱相固連而成，它們相互平行，每個磁性板都和多槽板及其所載導線包構成近鄰對應。

附圖說明：

圖1是本發明的主視圖；

圖2是本發明的俯視圖；

圖3是本發明的俯視局部剖視圖；

圖4是本發明的單桶底座並含有下大軸承的發電部件的剖視圖。

圖5是本發明的雙桶底座發電部件的剖視圖。

圖6是具有板底座發電部件的本發明的主視圖。

具體實施方式：

在圖1中為表示清楚，把南邊的翼框和它所載的翼戶已經全部卸掉，圖中1是翼框；2是葉框；3是豎連件；4是大轉管；5是軸承；6是轉軸；7是槽輪；槽輪和其轉軸是固定連接8是大立柱9是上大軸承10是翼框的橫梁，翼戶的轉軸或心軸都分別與它們連接；11是桶式發電部件的磁轉桶。

在圖2中，12是撓傳器件，即撓性傳力器件，它由大立柱的孔中穿過，其端頭固結於槽輪13是連件盤，翼框的橫梁都與它固連；14是翼戶，它以翼框為載體15是翼戶的葉片，它與葉框2固連。

在圖2中，東邊翼戶的槽輪和西邊翼戶的槽輪之間有撓傳器件交叉相連，二者的翼戶有位相差，同理，北邊翼戶和南邊翼戶之間也因撓傳器件交叉相連而受到約束，始終保持一定的位相差。圖中當南風吹向本發明時，西邊翼戶所生風阻顯然遠大於東邊翼戶所生風阻，所以，風輪沿順時針方向旋轉。如果有北風吹向本發明時，東邊翼戶將會繞槽輪軸線沿逆時針方向旋轉，與此同時因撓傳器件的拉動和北風的吹動，使西邊翼戶沿順時針方向旋轉，當東邊翼戶轉到其葉框和翼框平行時，受到翼框的阻擋而停止，此狀態下，東翼戶所生風阻顯然遠大於西翼戶所生風阻，因而圖示風輪仍然沿順時針方向旋轉。以此類推，當東風或西風吹向本發明的風輪時，風輪永遠是沿順時針方向旋轉。翼戶受風其所以能繞軸線旋轉，是因其轉軸在葉框的上框邊是偏置的。風輪旋轉，必然帶動連件盤9和大轉管4旋轉。

在圖3中，16是中大軸承，11是發電部件的磁轉桶，它和翼框1或大轉管4或連件盤固連。其餘零件號與圖1的相同。

在圖4中，17是永磁體，11仍是磁轉桶，19是導線包，20是桶底座的桶管，含有導線包的多槽體在圖中與此桶管合二為一的固連，顯得更簡明。21是桶底座的底板，29是下大軸承，它介於桶管和磁轉桶之間。

在圖5中，22是外多槽管，23是內多槽管，它們分別和外桶管27號內桶管25固連，24是下大軸承，26是導線包，它被安裝在各個多槽管的槽中，28是桶底座的底板。其餘零件號的含義和圖4的相同。

圖6是板式底座的發電部件，圖中，1是翼框，2是葉框，3是豎連件，4是臺階式大轉管，5是槽輪軸承，6是槽輪軸，7是槽輪，8是大轉管的法蘭盤，9是大立柱，10是上大軸承，11是翼框的上橫框邊，12是下軸承，13是雙板底座的上底板，14是導線包，它裝在多槽板的槽中，15是磁轉板，它和臺階式大轉管相固連，它的上和下兩個表面都有磁場，16是板底座的下底板，17是多槽板。

本發明各翼戶的位相因為能隨風而應變，能變成使風輪接受的正功最大而負功最小，因而其風能利用係數遠大於固定不變的葉片的風輪的風能利用係數。

本發明的優點為：

1、不需另加電磁發電機，並且能把永磁體的兩面磁場都用上，一個頂兩個用，故使成本大降。

2、風能利用率較大。

3、能避免導線發熱造成的退磁或火災。

4、不需方向尾翼。

5、與聚光光伏發電機配合，能助其降溫而多發電。

6、起動風速小，能大量利用微風發電。

7、適用地域廣，在陸地、高山、海洋或輪船、島嶼等地都能適用。

8、安裝方便、安全穩定，能避免水平軸風電機的頭重腳輕。也能避免在垂直軸風電機的大立柱頭上因另裝有電磁發電機而造成的頭重腳輕。

9、因其接風邊作順風運動，逆風邊因門翼轉動而風阻極小，所以不易被大風破壞，堅固耐用。