陀螺式空氣變壓施力持續加速受力不平衡風車的製作方法

2023-12-04 19:48:36 2

專利名稱：陀螺式空氣變壓施力持續加速受力不平衡風車的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於風力發電技術領域，確切地說是一種陀螺式空氣變壓施力、持續加速、受力不平衡風車。
背景技術：
風力發電對風能的轉化率高低主要取決於風車的設計造型。目前國內乃至世界各國風車造型主要分為「垂直型風車」和「平軸型風車」，如「多葉薩凡裡歐欺型垂直風車」、「荷蘭水平軸風車」。垂直風車的最大缺點是不能消除風車自身旋轉時的阻力，使風車的慣性力加速度大大降低；平軸風車應用最為廣泛，而它的最大缺點是不能消除風流在葉片背面產生的渦旋現象帶來的反向推力。所以目前市場上的風車對風能的轉化率僅為40％，而且轉速很低，不能直接生產50Hz標準交流電，單機容量很小，一般為100W--10KW。要建一座幾萬W的風力電廠，通常採用小型風力發電機組為蓄電池充電，再通過逆變器、轉換成交流電後才向終端電器供電。使得投入資金、佔地面積、施工周期都非常龐大。儘管各國都在研製大功率風力發電單機，如美國波音公司曾試製過3200KW的單機，但都沒有成功使用，因為它沒有從結構上進行改變，只是外型尺寸加大，風車直徑達100m長，塔座高80m。這樣，造價高、設計工藝要求很高，若某環節損壞則整機癱疾，損失很大。
實用新型內容本實用新型的目的是克服現有技術中存在的缺陷，即消除風車轉動時自身的阻力和風流的渦旋現象對風葉的負作用，而提供一種陀螺式空氣變壓施力、持續加速、受力不平衡的風車。
本目的由以下技術方案實現該陀螺式空氣變壓施力、持續加速、受力不平衡風車，它由轉動軸、設置於轉動軸上部且以轉動軸為中心點能作圓周旋轉運動的兩個相對稱風鬥組成。其中每個風鬥是由一個半圓形支架和多個立刀式風葉構成。所述半圓形支架是由上下兩塊半圓形平行面板及兩塊半圓形面板之間的固定支柱構成，多個立刀式風葉等距離的逐個的置於半圓形支架的圓周上，且在自己的連軸上可以隨風擺動。若是一個大功率風力發電機，為了加固其整體結構，在兩個風鬥的外圍可以設置一個圓形框架，它由上下平行的兩個圓環或圓板構成，在其中的上下圓環上分別還設置有加強筋。
本實用新型與現有技術比較具有以下優點該風車採用了半圓形風鬥結構形式，它不僅保證了在360°的各個角度風都能以正向壓力來驅動風車旋轉，同時也消除了風的渦旋現象對風車所帶來的反向推力和風車轉動時自身的阻力。所以，①在風場風速很小風向變化大的情況下也能發電；②保證了風場風速不會因負荷的作用力而變化，在利用風力資源的同時保護了風力資源；③風車對於風能的轉化率大大提高，它能生產出50Hz的標準交流電；④能夠實現單機大功率發電的功能，可直接供電；⑤投資小，見效快。


圖1為本實用新型整體立體結構示意圖具體實施方式
結合附圖對本實用新型的整體構造及工作原理作詳細說明如圖1所示，所述的陀螺式空氣變壓施力、持續加速、受力不平衡風車，它主要由轉動軸1、在轉動軸的上部裝置了兩個相對稱的風鬥2組成。風鬥以轉動軸為中心點能作圓周旋轉運動。其中風鬥是由半圓形支架2-1和多個立刀式風葉2-2構成。所述半圓形支架是由上下兩塊半圓形平行面板2-3及兩塊半圓形面板之間的固定支柱2-4構成。風鬥的具體構成是將其上下為兩塊相互平行且完全相等的半圓形面板一端固定在轉動軸1上，另一端由支柱2-4支撐連接成半圓形支架，所形成的支架一側為長方形框架，另一側為弧面形框架；有七個立刀式風葉2-2等距離的逐個分別垂直安裝在上下兩塊半圓形面板的圓周上(即弧面形框架上)。每片風葉在自己的安裝連接軸上可以隨風擺動，真對風葉迎風面而言，它的擺動角在90～180度之間；當每片風葉首尾連接在一起時，形成一個全封閉的弧面。圖1給出了一個大功率風力發電機的風車，由於風鬥體積較大，為了安全和堅固，在風鬥的外圍增設一個圓形加固框架3，它由上下兩個圓環構成，(也可以由兩塊圓板構成)，那麼分別在轉動軸1與圓形加固框架3的上下圓環之間裝置有兩條、三條或四至六條加強筋4。轉動軸下部裝有皮帶輪5，通過它與發電機轉軸相接。
本實用新型的工作原理首先將風車通過水泥地墩或其它方式安置於野外或屋外有風的地方。一旦來風，風車就會工作(轉動起來)，由於風鬥的容積很大，風在風鬥內的壓力有規律地變化著，利用風自身的可壓縮性，而驅動風鬥旋轉。風力大時，快速旋轉的風車會使空氣在中央區域產生一個與風向垂直的負壓區，這種負壓在風的渦旋流下將直線運動的風轉變成圍繞負壓區的圓周運動，從而使風車的線速度遠遠大於風速本身在作圓周運動，在風車慣性力的作用下，即便風場的風力有短時間的微弱變化，都不會立刻影響到正常發電。也就是說當風力大時，風車將剩餘風能轉化成勢能，儲存在風鬥內，當風力小時，風車會將勢能轉化成動能給發電機；同樣，若電機負載功率大時，風車會將勢能轉化成動能給發電機，若電機負載功率變小時，風車會將剩餘動能轉化成勢能存在風鬥內。所以，風車總是以接近100％的轉化率將風能利用轉化成動能負出。該風車在2級風力以上地區就能正常發電，且能提供出50Hz的標準交流電。實現了直接供電的願望。
權利要求1.一種陀螺式空氣變壓施力持續加速受力不平衡風車，其特徵是它由轉動軸(1)、設置於轉動軸上部且以轉動軸為中心點能作圓周旋轉運動的兩個相對稱風鬥(2)組成，其中每個風鬥是由一個半圓形支架(2-1)和多個立刀式風葉(2-2)構成，所述半圓形支架(2-1)是由上下兩塊半圓形平行面板(2-3)及兩塊半圓形面板之間的固定支柱(2-4)構成，多個立刀式風葉(2-2)等距離的逐個置於半圓形支架(2-1)的圓周上，且在自己的連軸上可以隨風擺動。
2.根據權利要求1所述的陀螺式空氣變壓施力持續加速受力不平衡風車，其特徵是在兩個風鬥的外圍可以設置一個圓形框架(3)，它由上下平行的兩個圓環或圓板構成。
3.根據權利要求2所述的陀螺式空氣變壓施力持續加速受力不平衡風車，其特徵是在圓形框架(3)的上下兩個圓環上分別設置有加強筋(4)。
專利摘要本實用新型涉及一種陀螺式空氣變壓施力持續加速受力不平衡風車，它主要由轉動軸1和兩個風鬥2組成。風鬥對稱的置於轉動軸的上部，其中每個風鬥是由一個半圓形支架2－1和多個立刀式風葉2－2構成。所述半圓形支架是由上下兩塊平行的半圓形面板2－3及面板之間的固定支柱2－4構成。多個立刀式風葉逐個等距離的安裝在半圓形支架的半圓周上，且可以隨風擺動。本實用新型主要用於風力發電，它克服了現有風車轉動時自身的阻力與風流的渦旋現象對風葉的負作用，提高了風車的慣性加速度，從而實現單機大功率發電的目的。
文檔編號F03D3/06GK2740798SQ20042008626
公開日2005年11月16日 申請日期2004年11月26日 優先權日2004年11月26日
發明者王福科 申請人:王福科