層流式旋轉翼風力發動機的製作方法

2023-04-25 04:20:36

專利名稱：層流式旋轉翼風力發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發動機。具體說，是利用風力作為動カ來帶動發動機旋轉進行發電的層流式旋轉翼風カ發動機。
背景技術：
在風カ發電行業都知道,傳統風力發動機包括一個龐大的底座,底座上設置有立柱，立柱上端安裝有葉輪，工作時，藉助自然風カ來推動葉輪，由葉輪通過傳動機構帶動發 電機旋轉，以此來進行發電。由於風カ發電機是利用自然風進行發電，為了滿足更多的發電，獲得更大的掃風面積，要求葉輪的三個葉片要大，因此，傳統風カ發動機葉片的體積非常龐大，以5兆瓦風カ發電機來說，其發動機的單個葉片長度長達近50米，重量高達8 10噸，三個葉片的總重就高達25噸左右。由於葉片的長度較長、重量較重，需要的推力大，通常需要在4級風力、風速7米/秒以上才能啟動，而低於4級風カ和風速7米/秒的風就無法運行。因此，上述風カ風力發動機只能在風カ級別較高、風速較大的地方才能工作，無法工作在低於4級風力、風速7米/秒，使用地域受到限制。又由於上述風カ發動機的葉片長度較長，重量較重，無論是製造、維護和運輸都比較困難。另外，由於上述風カ發動機的重量較重，需要的材料較多，使得製造成本較高。

發明內容
本發明要解決的問題是提供ー種層流式旋轉翼風カ發動機。這種層流式旋轉翼風カ發動機，不僅使用地域不受限制、製造成本低，而且製造、維護和運輸都比較容易。為解決上述問題，採取以下技術方案
本發明的層流式旋轉翼風カ發動機包括外殼，所述外殼為柱形，其特點是所述外殼的側壁上有進風口和出風ロ。外殼內有轉子，所述轉子含有轉軸，轉軸兩端均有端板，轉軸兩端伸出在相應端板之外並藉助軸承與外殼兩端蓋相配合。兩端板間有兩層以上水平翼層，每層水平翼層有不少於兩片水平翼，所述水平翼的裡邊固定在轉軸上。所述水平翼的背風邊間有不少於兩個垂直翼，所述垂直翼為長條狀，其橫截面為弧形；垂直翼的凹面均朝向轉軸。所述垂直翼的上下端分別與相應端板相連，水平翼的背風邊均有弧形卡ロ，且自上而下的弧形卡ロ相對應，所述垂直翼卡入同一豎向位置的相應水平翼的卡口內。相鄰的水平翼外邊間、兩端板與其相鄰的水平翼外邊間均連有支撐板。所述支撐板為弧形板，其凹面朝向轉軸。進風口外側連有引風筒，該引風筒的軸向中心線與外殼間呈切向布置；所述引風筒的橫截面為長方形，其橫截面的長度方向與外殼的軸向相平行；所述引風筒的外端有風量調節門，該風量調節門包括ー個圓筒狀內腔，該圓筒狀內腔的軸向與引風筒橫截面的長度方向平行且連通，所述圓筒狀內腔內有旋轉筒，旋轉筒的兩端呈封閉狀且其兩端板中心有轉軸，在安裝狀態下所述轉軸與動カ機構相連。所述旋轉筒的相對筒壁上有長方形開ロ，該長方形開ロ與橫截面為長方形的引風筒形狀相同且對應。
引風筒內有規整板，所述規整板處於風量調節門內側，且規整板的板面與進風ロ的風向平行。所述出風ロ鄰近進風ロ，所述端板及水平翼外邊沿與外殼間的間距，沿風流方向自進風ロ到出風ロ間逐漸變大。出風口外側連有出風管，出風管的內段軸向中心線與外殼間呈切向布置。所述轉軸為空心軸。採取上述方案，具有以下優點
由上述方案可以看出，由於本發明包括外殼，所述外殼的側壁上有進風口和出風ロ。外殼內有轉子，所述轉子含有轉軸，轉軸兩端均有端板，轉軸兩端伸出在相應端板之外並藉助軸承與外殼兩端蓋相配合；兩端板間有兩層以上水平翼層，每層水平翼層有不少於兩片水平翼，所述水平翼的裡邊固定在轉軸上。通過在外殼內設置多層水平翼取代傳統風カ發動 機使用的龐大葉輪，使得本發明體積小、重量輕，同樣以5兆瓦風カ發電機來說，其發動機的總重量只有O. 5噸左右。又由於發動機的總重量較輕，需要的材料少，與背景技術相比，可大大降低製造成本。另外，由於翼層可以做得較薄，因此重量較輕，無論是製造、維護和運輸都比較容易。


圖I是本發明的層流式旋轉翼風カ發動機立體示意 圖2是圖I的首1]視不意 圖3是本發明的層流式旋轉翼風カ發動機水平截面剖視圖。
具體實施例方式如圖I、圖2和圖3所示，本發明的層流式旋轉翼風カ發動機包括外殼5。所述外殼5為柱形，其呈豎向布置，其側壁上加工有進風口和出風ロ。外殼5內設置有轉子，該轉子含有轉軸12，所述轉軸12為空心軸，其兩端均固定有端板8。所述兩端板8均為圓形，且它們的直徑相等。所述外殼5的兩端蓋6上均加工有軸孔，轉軸12兩端均伸出在相應端板8之外並藉助軸承與外殼5兩端蓋6的軸孔間相配合。兩端板8間設置有兩層以上水平翼層，水平翼層的數量根據發動機的功率大小，視需要而定，本實施例中水平翼層的層數為七層。每層水平翼層均含有三片水平翼10，各層水平翼層的豎向間呈對齊布置。所述水平翼10的外邊和裡邊均為弧形，其裡邊固定在轉軸12外側上。每層水平翼10對應的背風邊之間均設置有ー組垂直翼9，每組垂直翼9均有四個。所述垂直翼9為長條狀，其橫截面為弧形，它們的凹面均朝向轉軸12。所述垂直翼9的上下端分別與相應端板8相連，水平翼10的背風邊上均加工有弧形卡ロ，且自上而下的弧形卡ロ相對應，所述垂直翼9卡入同一豎向位置的相應水平翼10的卡口內。相鄰水平翼層的對應水平翼10外邊間、兩端板8與其相鄰的那層水平翼層的相應水平翼10外邊間均連有支撐板11。所述支撐板11為弧形板，其凹面朝向轉軸12。在進風口外側安裝有引風筒4，該引風筒的軸向中心線與外殼5間呈切向布置。所述引風筒4的橫截面為長方形，其橫截面的長度方向與外殼5的軸向相平行。所述引風筒4的外端設置有風量調節門，該風量調節門包括ー個圓筒狀內腔，該圓筒狀內腔的軸向與引風筒4橫截面的長度方向平行且連通。所述圓筒狀內腔內設置有旋轉筒2，旋轉筒2的兩端呈封閉狀且其兩端板6中心安裝有短轉軸3，在安裝狀態下所述短轉軸3與動カ機構相連。所述旋轉筒2的相對筒壁上加工有長方形開ロ，該長方形開ロ與橫截面為長方形的引風筒4形狀相同且對應。為使進入外殼5內的風量均勻、平直，在引風筒4內安裝有多層規整板1，所述規整板I的板面呈水平布置，它們處於風量調節門內側，它們沿引風筒4橫截面的長度方向均布。其中，規整板I的數量視需要而定，本實施例中的規整板I為i^一塊。為充分利用風能，並便於風的排出，所述出風ロ鄰近進風ロ，所述端板8及水平翼10外邊沿與外殼5間的間距，沿風流方向自進風ロ到出風ロ間逐漸變大。為避免排出的風對進風ロ的影響，在出風口外側安裝有出風管7，出風管7的內段軸向中心線與外殼5間呈切向布置並與引風筒4的軸向中心線平行，出風管7的外段向遠離引風筒4的ー側彎折。·在使用狀態下，引風筒4的外端藉助法蘭與聚風用狹管的小端相連，轉軸12的下端與發電機的轉軸相連。由聚風用狹管為引風筒4提供足夠能量的風，來推動轉子旋轉。再由轉子的轉軸12來帶動發電機旋轉，從而進行發電。
權利要求
1.層流式旋轉翼風力發動機，包括外殼(5)，所述外殼(5)為柱形，其特徵在於所述外殼(5)的側壁上有進風口和出風口 ；外殼(5)內有轉子，所述轉子含有轉軸(12)，轉軸(12)兩端均有端板(8)，轉軸(12)兩端伸出在相應端板(8)之外並藉助軸承與外殼(5)兩端蓋(6)相配合；兩端板(8)間有兩層以上水平翼層，每層水平翼層有不少於兩片水平翼(10)，所述水平翼(10)的裡邊固定在轉軸(12)上。
2.根據權利要求I所述的層流式旋轉翼風力發動機，其特徵在於水平翼(10)的背風邊間有不少於兩個垂直翼(9)，所述垂直翼(9)為長條狀，其橫截面為弧形；垂直翼(9)的凹面均朝向轉軸(12);所述垂直翼(9)的上下端分別與相應端板(8)相連，水平翼(10)的背風邊均有弧形卡口，且自上而下的弧形卡口相對應，所述垂直翼(9)卡入同一豎向位置的相應水平翼(10)的卡口內；相鄰的水平翼(10)外邊間、兩端板(6)與其相鄰的水平翼(10)外邊間均連有支撐板(11);所述支撐板(11)為弧形板，其凹面朝向轉軸(12)。
3.根據權利要求I所述的層流式旋轉翼風力發動機，其特徵在於進風口外側連有引風筒(4)，該引風筒的軸向中心線與外殼(5)間呈切向布置；所述引風筒(4)的橫截面為長方形，其橫截面的長度方向與外殼(5)的軸向相平行；所述引風筒(4)的外端有風量調節門，該風量調節門包括一個圓筒狀內腔，該圓筒狀內腔的軸向與引風筒(4)橫截面的長度方向平行且連通，所述圓筒狀內腔內有旋轉筒(2)，旋轉筒(2)的兩端呈封閉狀且其兩端板(6)中心有短轉軸(3)，在安裝狀態下所述短轉軸(3)與動力機構相連；所述旋轉筒(2)的相對筒壁上有長方形開口，該長方形開口與橫截面為長方形的引風筒(4)形狀相同且對應。
4.根據權利要求I所述的層流式旋轉翼風力發動機，其特徵在於引風筒(4)內有規整板(I)，所述規整板(I)處於風量調節門內側，且規整板(I)的板面與進風口的風向平行。
5.根據權利要求I所述的層流式旋轉翼風力發動機，其特徵在於所述出風口鄰近進風口，所述端板(8)及水平翼(10)外邊沿與外殼(5)間的間距，沿風流方向自進風口到出風口間逐漸變大。
6.根據權利要求5所述的層流式旋轉翼風力發動機，其特徵在於出風口外側連有出風管(7)，出風管(7)的內段軸向中心線與外殼(5)間呈切向布置。
7.根據權利要求Γ6中任一項所述的層流式旋轉翼風力發動機，其特徵在於所述轉軸(12)為空心軸。
全文摘要
本發明涉及一種層流式旋轉翼風力發動機。具體說，是利用風力作為動力來帶動發動機旋轉進行發電的層流式旋轉翼風力發動機。它包括外殼，所述外殼為柱形，其特點是所述外殼的側壁上有進風口和出風口。外殼內有轉子，所述轉子含有轉軸，轉軸兩端均有端板，轉軸兩端伸出在相應端板之外並藉助軸承與外殼兩端蓋相配合。兩端板間有兩層以上水平翼層，每層水平翼層有不少於兩片水平翼，所述水平翼的裡邊固定在轉軸上。這種層流式旋轉翼風力發動機，不僅使用地域不受限制、製造成本低，而且製造、維護和運輸都比較容易。
文檔編號F03D3/00GK102852711SQ20121033495
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者李勇強, 姚伯龍, 謝玉琪, 張紅旭, 宋林森 申請人:江蘇中蘊風電科技有限公司