小型渦輪渦扇發電裝置的製作方法

2023-07-04 02:39:56

專利名稱：小型渦輪渦扇發電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及風力發電裝置，特別是適用於不同風向、不同風力的小型渦輪渦扇發電裝置。
背景技術：
我國近些年來出現了大面積「拉閘限電」現象。造成電力供應緊張的原因既有經濟快速增長，高耗能產業急速發展的因素，也有能源結構不合理，新能源、可再生能源開發不足方面的因素。中國目前的電力供應主要以水力發電和火力發電為主，一旦乾旱嚴重或煤炭供應緊張，電力供應就會受到很大的影響。而風能作為一種重要的可再生能源，取之不盡、用之不竭，因而風力發電技術在國內外受到了極大的重視。由於自然風的速度和方向是隨機變化的，風能具有不穩定的特性，因此風力發電存在功率調節、變速運行、對風調節和變漿距等問題。由於在地面上利用太陽能要受到大氣層衰減的影響，還要受陰晴天、日出日落、地理位置等影響，因此太陽能的利用率較低，而且能量不平衡。本申請的申請人在其專利文獻2011104170135(其同時申請實用新型)中公開一種渦輪渦扇發電系統，該系統包括:送風漏鬥、渦輪渦扇、渦輪渦扇安裝結構、發電機組件和控制裝置。渦輪渦扇通過傳動裝置帶動發電機轉動，風能通過送風漏鬥進風，其中渦輪渦扇是由若干與水平面呈75°夾角螺旋扭曲安裝於輪轂的葉片組裝而成，其優點是，結構簡單、成本低，通過發電機組件達到一定的運轉速度，從而最有效的利用風能，即可實現風能發電，節能環保、物盡其用。顯然，專利文獻2011104170135所公開的渦輪渦扇適用於風力相對比較大時，而且配有一些安裝固定機構。本發明旨在提供一種小型渦輪渦扇發電裝置，利用不同方向的風力來發電，以便更大效率地利用自然界中的風能。

發明內容
相當於本發明原始要求範圍內的某些實施例作如下概括。這些實施例並非限制所請求保護的發明範圍，而是試圖提供本發明的多種可能形式的簡要概括。實際上，本發明可包括類似於或不同於下面提出的實施例的不同形式。本發明目的在於，提供一種風力發電裝置，以克服上述傳統技術方案所存在的能源利用率不高，發電裝置結構不合理的缺陷。本發明目的還在於，提供一種小型渦輪渦扇，以克服上述傳統技術方案所存在的僅適用於風力相對比較大時，而且配有一些安裝固定機構的缺陷。為實現上述目的，本發明提供了一種發電裝置，該裝置包括由外部網殼罩著的小型渦輪渦扇和轉動軸承滾珠的固定架，所述渦輪渦扇由中心軸架、側軸架和中心轉軸固定在網殼內，所述固定架由支撐架進行支撐固定，小型渦輪渦扇通過中心轉軸與小型發電機相聯接；固定架內裝有軸承B，軸承B內部裝有中心轉動球，風力方向變化時小型渦輪渦扇可以隨風向的改變而轉換方向，進而帶動小型發電機發電。上述技術方案中，所述網殼尾部裝有旋轉杆，通過連接杆與中心轉動球連接，在風向發生變化時可以隨風向進行上下左右的旋轉，保證了渦輪渦扇總是迎對著風。優選的是，渦輪渦扇主體中心安裝一中心轉軸，該軸的一端與中心軸架匯聚在一起，另一端通過聯軸器與小型發電機相聯接。優選的是，渦輪渦扇主體內部均勻的分布著6根中心軸架，此數量乃是該發明的最佳數量，當然我們也可以根據實踐需要增加或減少中心軸架的數目，可以選擇5根或7根或8根等。優選的是，渦輪渦扇主體內部均勻分布的中心軸架一端相交與中心轉軸，另一端焊接與渦輪渦扇主體內壁的中部。優選的是，中心軸架上均勻的分布著6根側軸架，此數量乃是該發明的最佳數量，當然我們也可以根據實踐需要增加或減少側軸架的數目，可以選擇5根或7根或8根等。優選的是，中心軸架與中心轉軸之間焊接有側軸架，就將渦輪渦扇穩定牢固地與中心轉軸連接在一起。優選的是，渦輪渦扇由網殼罩著，渦輪渦扇與網殼之間留有一定的間隙，這樣保證了渦輪渦扇能夠順暢的運轉。優選的是，渦輪渦扇、側軸架、中心軸架的組合體被網殼罩著，這樣就防止了雜質進入渦輪渦扇的內部而影響工作，進而延長了該裝置的使用壽命。本發明的案中，所述固定架有支撐架託起，固定架內部放有中心轉動球，進而將渦輪渦扇託起可以隨風向轉動，彌補了以往只能在水平方向上工作的缺陷。優選的是，固定架內部裝有轉動軸承殼和轉動軸承滾珠，進而保證了中心轉動球在固定架內隨意的轉動。優選的是，支撐架為四周封閉的鋼板圍成，這樣保證了足夠大的支撐力，很高的穩定性。優選的是，支撐架底部焊接有一支撐底座，支撐底座上開有地角螺栓孔，通過螺栓將該裝置牢牢的固定於固定面上。本發明的案中，所述小型渦輪渦扇包括內葉片、外葉片、渦輪渦扇主體。所述內葉片螺旋扭曲焊接在渦輪渦扇主體的內壁；外葉片螺旋扭曲焊接在渦輪渦扇的外壁，且所述內葉片和外葉片與主體上平面呈75°夾角。扭曲是為了使葉頂至葉根處揚程相等，避免渦流損失。因為當葉輪旋轉時，由於沿半徑方向的線速度不同，為了得到同樣的揚程，沿半徑方向葉片各截面的安裝角不相等，愈接近外緣其安裝角就愈小，因此，葉片呈扭曲狀。本渦輪渦扇充分利用風能運動，利用從中心到外圍轉速遞增的渦流使流體風自動從渦流中心區吸入渦流中，利用渦流中心產生吸力，將自然風吸入主體內，促使驅動裝置發電。優選的是，所述渦輪渦扇為風力發電葉輪。本發明的渦輪渦扇不僅適於風向不同環境，也適於風力比較小的環境中，將更多的風能轉換為機械能，進而轉換為電能。優選的是，所述渦輪渦扇的主體為圓筒，該圓筒有一定的厚度，便於內外葉片的焊接。優選的是，所述渦輪渦扇的主體內外都裝有葉片。外葉片將自然風匯集於渦輪渦扇的內部。
優選的是，所述渦輪渦扇的葉片在2° -5°螺旋角之間扭曲地安裝於主體壁上，總體呈螺旋上升趨勢。優選的是，所述渦輪渦扇的葉片根據進入渦輪渦扇的氣流量不同來定其數量，一般以內外比例為1:2。優選的是，所述渦輪渦扇的內外葉片配置不同，內外葉片的分布有相對的和錯開的。保證了更有效的接受風能。優選的是，所述渦輪渦扇的葉片均勻分布。內葉片均勻地安裝在主體內壁上，外葉片均勻地安裝在主體外壁上。優選的是，所述渦輪渦扇的內外葉片與主體上平面呈75° -80°夾角，當渦輪渦扇發生轉動時通過中心轉軸帶動小型發電機發電。


下面將結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細描述，其中:
圖1所示為根據本發明的小型渦輪渦扇發電裝置的優選實施例的結構示意 圖2所示為圖1的優選實施例的剖視 圖3所示為圖1的優選實施例的小型渦輪渦扇的結構示意圖。圖中標註說明:外部網殼101，小型渦輪渦扇102，中心軸架103，側軸架104，中心轉軸105，軸承A106，聯軸器107，發電機外部固定殼108，小型發電機109，旋轉杆110，軸承B111，小舟112，中心轉動球112，轉動軸承殼113，轉動軸承滾珠114，固定架115，支撐架117，支撐底座118，連接杆119，外葉片401，主體402，內葉片403，主體內壁404，主體外壁405，主體上平面406，主體下平面407。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。參閱圖1、2，根據本發明的小型渦輪渦扇發電裝置包括外部網殼101、小型渦輪渦扇102和轉動軸承滾珠的固定架116，渦輪渦扇由中心軸架103、側軸架104和中心轉軸105固定在外部網殼101內，所述固定架116由支撐架117進行支撐固定，小型渦輪渦扇102通過中心轉軸103與小型發電機109聯接；固定架116內裝有軸承B111，軸承Blll內部裝有中心轉動球113，風力方向變化時小型渦輪渦扇102可以隨風向的改變而轉換方向。參閱圖2，渦輪渦扇102豎向置於外部網殼101內，渦輪渦扇102的豎直平面、夕卜葉片端部與外部網殼101之間留有一定的間隙，以保證渦輪渦扇102在旋轉時不會觸碰到外部網殼101的內壁。渦輪渦扇102的主體內壁的中部均勻地焊接有6根中心軸架103 ；6根中心軸架103的一端匯聚在一起，並匯聚於中心轉軸105上；6根中心軸架103與中心轉軸105之間通過6根側軸架104斜支撐固定，這樣就將渦輪渦扇102與中心轉軸105固定在一起。中心轉軸105的另一端通過聯軸器107與小型發電機109的電機軸聯接，另外中心轉軸105與外部網殼101接觸的部位安裝有軸承A106，這樣就保證了渦輪渦扇102轉動時外部網殼101不會隨之轉動。為了防止外界對小型發電機109的破壞，將小型發電機109固定在外部固定殼108內；另外,夕卜部固定殼108安裝於外部網殼101的尾端,並且外部固定殼108的尾部安裝有旋轉杆110，旋轉杆110內部安裝有軸承Blll和小舟112，當風向改變時渦輪渦扇102可以通過旋轉杆110上下擺動。外部固定殼108的尾部的中間開有方形槽，連接杆112的一端開有圓形通孔。先將旋轉杆110插入連接杆112的圓形通孔，再將旋轉杆110固定在外部固定殼108尾部的方形槽中，這樣就保證了渦輪渦扇102上下擺動。連接杆112的另一端焊接在中心轉動球113的球面上。固定架116內安裝有轉動軸承，轉動軸承包括軸承殼114和軸承滾珠115，軸承殼114用來保護支撐軸承滾珠115。固定架116用來固定軸承滾珠115進而支撐中心轉動球113。當風向發生改變時，中心轉動球113發生轉動，進而保證渦輪渦扇102能夠隨風向的改變而轉變方向，這樣一來，渦輪渦扇102始終迎風工作。固定架116置於支撐架117的頂部，將固定架116託起，就可將整個裝置託起。支撐架117為四周封閉的鋼板圍成，這樣保證了足夠大的支撐力以及較高的穩定性。支撐架117的底部焊接有支撐底座118，在底座118上開有多個螺栓孔，通過螺栓將該裝置牢牢的固定於固定面上。參閱圖3，本發明的渦輪渦扇102包括外葉片401，主體402，內葉片403。葉片主體包括:主體內壁404，主體外壁405，主體上平面406，主體下平面407。將9個外葉片401以焊接的連接方式傾斜固定連接在主體外壁405上，其與主體外壁405的垂直壁面成一定角度，例如是15°、20°或25°等。外葉片401連接到葉片外壁405的一端的對立端在水平方向不超過主體上平面406和主體下面407。將18個內葉片403以焊接的連接方式傾斜固定連接在主體內壁404上，其與主體內壁404的垂直壁面成一定角度，例如是15度、20度或25度等。內葉片403連接到葉片內壁404的一端的對立端在水平方向上也不超過主體上平面406和主體下面407。如此傾斜成角度地設置內、外葉片401、402的好處在於，葉片的構型方向與流過葉片的風向大體相同，便於減少風能損失，從而提高渦輪葉片的效率。本發明中的外葉片401和內葉片402沿2° -5°螺旋扭曲角焊接在主體外壁405和主體內壁404上，當渦輪渦扇發生轉動時將送風機送來的風轉變成像龍捲風一樣一致的旋轉上升的熱氣流，急速提升到上空。渦輪渦扇102的葉片以內外比例為1:2均勻的分布在主體內壁404和主體外壁405上。本發明中，優選的是，內部有9個葉片，外部有18個葉片，由於內外葉片配置不同，所以它們的分布有相對的，有錯開的。這樣減少了風能的損失，保證了更多的風被提升到上空。葉片數量乃是該發明的最佳數量，當然我們也可以根據實踐需要增加或減少葉片的數目，內葉片可以選擇6片或7片或9片或10等，外葉片可以對應地根據內葉片的增加而增力口，內葉片的減少而減少。儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同限定。
權利要求
1.小型渦輪渦扇發電裝置，其包括:小型渦輪渦扇(102)、外部網殼(101)、中心軸架(103)、側軸架(104)、中心轉軸(105)、小型發電機(109)、旋轉杆(110)、固定架(116)和支撐架(117);其特徵在於，所述小型渦輪渦扇(102)包括渦輪渦扇主體(402)、內葉片(403)、外葉片(401)，內外葉片(403)扭曲螺旋焊接在渦輪渦扇主體(402)的內、外壁上；所述固定架(116 )內裝有軸承B (111)，所述軸承B (111)內部裝有中心轉動球(113)，所述小型發電機(109)固定在外部固定殼(108)內。
2.如權利要求1所述的小型渦輪渦扇發電裝置，其特徵在於:所述小型渦輪渦扇(102)被外部網殼(101)罩著，與外部網殼(101)之間留有一定的間隙，並且由中心軸架(103)、側軸架(104)和中心轉軸(105)固定地支撐。
3.如權利要求1或2所述的小型渦輪渦扇發電裝置，其特徵在於:所述中心軸架(103)和側軸架(104)分別為6根，其均勻地分布在外部網殼(101)內。
4.如權利要求1或2所述的小型渦輪渦扇發電裝置，其特徵在於:所述中心轉軸(105)通過聯軸器(107)與小型發電機(109)相連。
5.如權利要求1或2所述的小型渦輪渦扇發電裝置，其特徵在於:所述外部網殼(101)的內部裝有旋轉杆(110)、軸承B (111)和小舟(112)。
6.如權利要求5所述的小型渦輪渦扇發電裝置，其特徵在於:發電機外部固定殼(108)的尾部裝有旋轉杆(110)、軸承B (111)和小舟(112)。
7.如權利要求1或6所述的小型渦輪渦扇發電裝置，其特徵在於:發電機外部固定殼(108)的尾部開有方形槽，通過一連接杆(119)與中心轉動球(113)相連接。
8.如權利要求7 所述的小型渦輪渦扇發電裝置，其特徵在於:所述外部網殼(101)的尾部通過連接杆(119)與中心轉動球(113)相連接。
9.如權利要求1或8所述的小型渦輪渦扇發電裝置，其特徵在於:所述中心轉動球(113)由轉動軸承託起，該滾動軸承由:轉動軸承殼(114)、轉動軸承滾珠(115)和固定架(116)組成。
10.如權利要求1或8所述的小型渦輪渦扇發電裝置，其特徵在於:所述固定架(116)由支撐架(117)託起支撐，支撐架(117)底部焊接有支撐底座(118)。
全文摘要
一種小型渦輪渦扇發電裝置，其包括小型渦輪渦扇(102)、外部網殼(101)、中心軸架(103)、側軸架(104)、中心轉軸(105)、小型發電機(109)、旋轉杆(110)、固定架(116)和支撐架(117)。其中，所述小型渦輪渦扇(102)包括渦輪渦扇主體(402)、內葉片(403)、外葉片(401)，內外葉片(403)扭曲螺旋焊接在渦輪渦扇主體(402)的內、外壁上；所述固定架(116)內裝有軸承B(111)，所述軸承B(111)內部裝有中心轉動球(113)，所述小型發電機(109)固定在外部固定殼(108)內。
文檔編號F03D11/04GK103216385SQ201210015318
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月18日 優先權日2012年1月18日
發明者周登榮, 周劍 申請人:周登榮, 周劍