專利名稱：高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電裝置，尤其是一種將其葉輪封閉并擴大風(fēng)速的發(fā)電裝 置，該發(fā)電裝置可設(shè)于大江大海邊。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)原理將機械能轉(zhuǎn)化為電能，首先風(fēng)力推動葉輪旋轉(zhuǎn)， 葉輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速通過齒輪加速裝置轉(zhuǎn)變?yōu)楦咿D(zhuǎn)速，再通過發(fā)電機將高速旋轉(zhuǎn)的動能轉(zhuǎn)化為 電能。
當(dāng)風(fēng)速達到一定程度時才能使風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電，而自然界產(chǎn)生的風(fēng)其風(fēng)速有限， 風(fēng)速低時無法發(fā)電或所發(fā)電能不夠，只有在達到一定氣流時，風(fēng)力發(fā)電機才能很好的發(fā)揮 其發(fā)電功能。
公知的是風(fēng)力在葉輪切線方向的分力對葉輪所做的功是推動葉輪旋轉(zhuǎn)的有效功。 傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機所采用的渦輪式葉輪或三片式平圓面斜推葉輪由于其結(jié)構(gòu)形狀的限制 使得風(fēng)力在葉輪切線方向的分力較小，因此對風(fēng)力的有效利用率遠遠小于100%，也因此要 求風(fēng)具有較高的動能才能達到預(yù)期的發(fā)電效果。
自然界的氣流存在這樣一種“狹管效應(yīng)”根據(jù)地形的狹管作用，當(dāng)氣流由開闊地 帶流入峽谷地帶時，由于空氣質(zhì)量不能大量堆積，于是加速流過峽谷，風(fēng)速增大。當(dāng)流出峽 谷時，空氣流速又會減緩。發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置，該發(fā)電裝 置可以大大提高發(fā)電效率，且結(jié)構(gòu)簡單、易于實施。
本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置，包括葉輪、轉(zhuǎn)軸和加速箱，葉輪中心與轉(zhuǎn)軸固 定連接，轉(zhuǎn)軸與加速箱的動力輸入端連接，所述葉輪置于封閉的箱體中，所述箱體可繞自身 中心轉(zhuǎn)動并可止動，箱體立面上開設(shè)有進風(fēng)口，與進風(fēng)口相對的箱體立面上開設(shè)有出風(fēng)口， 所述進風(fēng)口外部密封固定有喇叭狀的擴風(fēng)口，所述擴風(fēng)口與箱體內(nèi)部相通，所述擴風(fēng)口由 自身的進風(fēng)處至出風(fēng)處呈漸縮型。這樣就行成了“狹管效應(yīng)”，風(fēng)經(jīng)過擴風(fēng)口后，風(fēng)速得到 提升，風(fēng)速提升的倍數(shù)等于擴風(fēng)口自身的進風(fēng)處面積和出風(fēng)處面積的比值，提高風(fēng)速后的 風(fēng)再推動葉輪旋轉(zhuǎn)，提高了葉輪旋轉(zhuǎn)的動能，從而提高了發(fā)電效率，做功后的風(fēng)從出風(fēng)口排 出。由于箱體可以轉(zhuǎn)動，可以通過轉(zhuǎn)動箱體使得所述擴風(fēng)口總是對準(zhǔn)風(fēng)向，擴風(fēng)口對準(zhǔn)風(fēng)向 后箱體止動。
本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是
所述轉(zhuǎn)軸為豎直型，所述轉(zhuǎn)軸上固定的葉輪有若干個，葉輪與葉輪間呈上下排布。 這種一個轉(zhuǎn)軸上固定串有呈塔狀排布的多個葉輪的方式，使發(fā)電裝置能夠獲得更多的動 能。3
所述擴風(fēng)口呈四棱錐型，由面積相同的上、下、左、右四塊等腰梯形板圍成，每塊等 腰梯形板與擴風(fēng)口幾何中心軸的夾角相同。
每塊等腰梯形板鉸接于箱體的進風(fēng)口上，相鄰等腰梯形板間的連接部位可變。通 過改變相鄰所述等腰梯形板間的連接部位從而擴大或縮小擴風(fēng)口的大小，當(dāng)遇到臺風(fēng)時可 以通過改變相鄰所述等腰梯形板間的連接部位來縮小擴風(fēng)口的大小，從而使擴風(fēng)口封閉或 不擴風(fēng)。
所述葉輪由若干葉桿和偶數(shù)個葉片組成，所述葉桿固定連接轉(zhuǎn)軸與葉片，所述葉 片以轉(zhuǎn)軸為中心呈中心對稱分布(即葉片兩兩在一直線上，且在一直線上的兩葉片與轉(zhuǎn)軸 的距離相等，但葉片的朝向相反，這樣能使葉輪的轉(zhuǎn)動時所受阻力最小)，每個所述葉片由 弧形板和兩塊擋板組成，所述弧形板由條形平板彎曲而成，所述弧形板的弧面彎曲方向與 葉輪的轉(zhuǎn)動方向一直，所述弧形板與葉桿垂直，所述弧形板的兩弧形彎曲的側(cè)邊上分別連 接有擋板，且擋板與弧形板的弧形彎曲的側(cè)邊間相密封，擋板與弧形板垂直，每個所述葉片 與轉(zhuǎn)軸間在葉輪徑向上存在距離。葉輪運行時，將葉輪轉(zhuǎn)動方向調(diào)整至與風(fēng)向相同，葉片的 弧形板用于承受風(fēng)的推力，葉片的兩側(cè)所述擋板用于集中風(fēng)力，這樣風(fēng)向、葉片受力方向和 葉輪轉(zhuǎn)動方向一致，使得葉輪對風(fēng)力的利用率達到最大，做功后有部分風(fēng)向轉(zhuǎn)為葉輪徑向， 此部分流體可從葉輪遠離轉(zhuǎn)軸的一邊及葉輪與轉(zhuǎn)抽間的空隙中泄出，不影響葉輪的轉(zhuǎn)動。
該發(fā)電裝置的下風(fēng)向還設(shè)有一臺同樣的發(fā)電裝置，位于下風(fēng)向的發(fā)電裝置的不具 有擴風(fēng)口，位于上風(fēng)向的發(fā)電裝置箱體上的出風(fēng)口與位于下風(fēng)向的發(fā)電裝置箱體上的進風(fēng) 口間相連通。這樣風(fēng)給上風(fēng)向的發(fā)電裝置的葉輪做功后，繼續(xù)給下風(fēng)向的發(fā)電裝置的葉輪 做功，實現(xiàn)了風(fēng)力的二次利用和二次發(fā)電。
設(shè)有指示風(fēng)向的風(fēng)向標(biāo)。風(fēng)向標(biāo)可以裝于箱體上方，用來指示風(fēng)向，根據(jù)風(fēng)向標(biāo)調(diào) 整葉輪的方向，風(fēng)向標(biāo)還可以起到美化作用。
本發(fā)明的有益效果是由于該高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置較之傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電 裝置做了如下改進葉輪的葉片采用了特殊結(jié)構(gòu)、葉輪位于封閉的箱體中并采用擴風(fēng)口進 風(fēng)、發(fā)電裝置的一個轉(zhuǎn)軸上固定串有呈塔狀排布的多個葉輪的方式及兩臺發(fā)電裝置串聯(lián)進 行二次發(fā)電，使得該高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置較之傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電裝置多發(fā)三十倍左 右的電力，建了一臺具有本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)的發(fā)電機組就等于建了三十臺傳統(tǒng)的發(fā)電機組， 可給國家節(jié)約大量的人力、物力和財力。


圖1為本發(fā)明原理示意圖2為本發(fā)明所述擴風(fēng)口的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明所述葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明所述葉輪的葉片結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例一種高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置，包括葉輪1、轉(zhuǎn)軸2和加速箱，葉輪中 心與轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸與加速箱的動力輸入端連接，所述葉輪置于封閉的箱體3中，所述 箱體可繞自身中心轉(zhuǎn)動并可止動，箱體立面上開設(shè)有進風(fēng)口，與進風(fēng)口相對的箱體立面上開設(shè)有出風(fēng)口 4，所述進風(fēng)口外部密封固定有喇叭狀的擴風(fēng)口 5，所述擴風(fēng)口與箱體內(nèi)部相 通，所述擴風(fēng)口由自身的進風(fēng)處至出風(fēng)處呈漸縮型。這樣就行成了“狹管效應(yīng)”，風(fēng)經(jīng)過擴風(fēng) 口后，風(fēng)速得到提升，風(fēng)速提升的倍數(shù)等于擴風(fēng)口自身的進風(fēng)處面積和出風(fēng)處面積的比值， 提高風(fēng)速后的風(fēng)再推動葉輪旋轉(zhuǎn)，提高了葉輪旋轉(zhuǎn)的動能，從而提高了發(fā)電效率，做功后的 風(fēng)從出風(fēng)口排出。由于箱體可以轉(zhuǎn)動，可以通過轉(zhuǎn)動箱體使得所述擴風(fēng)口總是對準(zhǔn)風(fēng)向，擴 風(fēng)口對準(zhǔn)風(fēng)向后箱體止動。
所述轉(zhuǎn)軸為豎直型，所述轉(zhuǎn)軸上固定的葉輪有若干個，葉輪與葉輪間呈上下排布。 這種一個轉(zhuǎn)軸上固定串有呈塔狀排布的多個葉輪的方式，使發(fā)電裝置能夠獲得更多的動 能。
所述擴風(fēng)口呈四棱錐型，由面積相同的上、下、左、右四塊等腰梯形板圍成，每塊等 腰梯形板與擴風(fēng)口幾何中心軸的夾角相同。
每塊等腰梯形板鉸接于箱體的進風(fēng)口上，相鄰等腰梯形板間的連接部位可變。通 過改變相鄰所述等腰梯形板間的連接部位從而擴大或縮小擴風(fēng)口的大小，當(dāng)遇到臺風(fēng)時可 以通過改變相鄰所述等腰梯形板間的連接部位來縮小擴風(fēng)口的大小，從而使擴風(fēng)口封閉或 不擴風(fēng)。
所述葉輪由若干葉桿11和偶數(shù)個葉片12組成，所述葉桿固定連接轉(zhuǎn)軸與葉片，所 述葉片以轉(zhuǎn)軸為中心呈中心對稱分布(即葉片兩兩在一直線上，且在一直線上的兩葉片與 轉(zhuǎn)軸的距離相等，但葉片的朝向相反，這樣能使葉輪的轉(zhuǎn)動時所受阻力最小)，每個所述葉 片由弧形板121和兩塊擋板122組成，所述弧形板由條形平板彎曲而成，所述弧形板的弧面 彎曲方向與葉輪的轉(zhuǎn)動方向一直，所述弧形板與葉桿垂直，所述弧形板的兩弧形彎曲的側(cè) 邊上分別連接有擋板，且擋板與弧形板的弧形彎曲的側(cè)邊間相密封，擋板與弧形板垂直，每 個所述葉片與轉(zhuǎn)軸間在葉輪徑向上存在距離。葉輪運行時，將葉輪轉(zhuǎn)動方向調(diào)整至與風(fēng)向 相同，葉片的弧形板用于承受風(fēng)的推力，葉片的兩側(cè)所述擋板用于集中風(fēng)力，這樣風(fēng)向、葉 片受力方向和葉輪轉(zhuǎn)動方向一致，使得葉輪對風(fēng)力的利用率達到最大，做功后有部分風(fēng)向 轉(zhuǎn)為葉輪徑向，此部分流體可從葉輪遠離轉(zhuǎn)軸的一邊及葉輪與轉(zhuǎn)抽間的空隙中泄出，不影 響葉輪的轉(zhuǎn)動。
該發(fā)電裝置的下風(fēng)向還設(shè)有一臺同樣的發(fā)電裝置，位于下風(fēng)向的發(fā)電裝置的不具 有擴風(fēng)口，位于上風(fēng)向的發(fā)電裝置箱體上的出風(fēng)口與位于下風(fēng)向的發(fā)電裝置箱體上的進風(fēng) 口間相連通。這樣風(fēng)給上風(fēng)向的發(fā)電裝置的葉輪做功后，繼續(xù)給下風(fēng)向的發(fā)電裝置的葉輪 做功，實現(xiàn)了風(fēng)力的二次利用和二次發(fā)電。
設(shè)有指示風(fēng)向的風(fēng)向標(biāo)。風(fēng)向標(biāo)可以裝于箱體上方，用來指示風(fēng)向，根據(jù)風(fēng)向標(biāo)調(diào) 整葉輪的方向，風(fēng)向標(biāo)還可以起到美化作用。
權(quán)利要求
1.一種高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置，包括葉輪(1)、轉(zhuǎn)軸( 和加速箱，葉輪中心與 轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸與加速箱的動力輸入端連接，其特征在于所述葉輪置于封閉的箱體 (3)中，所述箱體可繞自身中心轉(zhuǎn)動并可止動，箱體立面上開設(shè)有進風(fēng)口，與進風(fēng)口相對的 箱體立面上開設(shè)有出風(fēng)口 G)，所述進風(fēng)口外部密封固定有喇叭狀的擴風(fēng)口(5)，所述擴風(fēng) 口與箱體內(nèi)部相通，所述擴風(fēng)口由自身的進風(fēng)處至出風(fēng)處呈漸縮型。
2.如權(quán)利要求1所述的高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸為豎直 型，所述轉(zhuǎn)軸上固定的葉輪有若干個，葉輪與葉輪間呈上下排布。
3.如權(quán)利要求1所述的高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述擴風(fēng)口呈四 棱錐型，由面積相同的上、下、左、右四塊等腰梯形板圍成，每塊等腰梯形板與擴風(fēng)口幾何中 心軸的夾角相同。
4.如權(quán)利要求3所述的高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于每塊等腰梯形板 鉸接于箱體的進風(fēng)口上，相鄰等腰梯形板間的連接部位可變。
5.如權(quán)利要求1所述的高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述葉輪由若干 葉桿(11)和偶數(shù)個葉片(12)組成，所述葉桿固定連接轉(zhuǎn)軸與葉片，所述葉片以轉(zhuǎn)軸為中心 呈中心對稱分布，每個所述葉片由弧形板(121)和兩塊擋板(12 組成，所述弧形板由條形 平板彎曲而成，所述弧形板的弧面彎曲方向與葉輪的轉(zhuǎn)動方向一直，所述弧形板與葉桿垂 直，所述弧形板的兩弧形彎曲的側(cè)邊上分別連接有擋板，且擋板與弧形板的弧形彎曲的側(cè) 邊間相密封，擋板與弧形板垂直，每個所述葉片與轉(zhuǎn)軸間在葉輪徑向上存在距離。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于該發(fā)電 裝置的下風(fēng)向還設(shè)有一臺同樣的發(fā)電裝置，位于下風(fēng)向的發(fā)電裝置的不具有擴風(fēng)口，位于 上風(fēng)向的發(fā)電裝置箱體上的出風(fēng)口與位于下風(fēng)向的發(fā)電裝置箱體上的進風(fēng)口間相連通。
7.如權(quán)利要求6所述的高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于設(shè)有指示風(fēng)向的 風(fēng)向標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效封閉擴風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電裝置，包括葉輪、轉(zhuǎn)軸和加速箱，葉輪中心與轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸與加速箱的動力輸入端連接，所述葉輪置于封閉的箱體中，所述箱體可繞自身中心轉(zhuǎn)動并可止動，箱體立面上開設(shè)有進風(fēng)口，與進風(fēng)口相對的箱體立面上開設(shè)有出風(fēng)口，所述進風(fēng)口外部密封固定有喇叭狀的擴風(fēng)口，所述擴風(fēng)口與箱體內(nèi)部相通，所述擴風(fēng)口由自身的進風(fēng)處至出風(fēng)處呈漸縮型，這樣就行成了“狹管效應(yīng)”，風(fēng)經(jīng)過擴風(fēng)口后，風(fēng)速得到提升，風(fēng)速提升的倍數(shù)等于擴風(fēng)口自身的進風(fēng)處面積和出風(fēng)處面積的比值，提高風(fēng)速后的風(fēng)再推動葉輪旋轉(zhuǎn)，提高了葉輪旋轉(zhuǎn)的動能，從而提高了發(fā)電效率。
文檔編號F03D3/04GK102032118SQ20091023386
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者沈永林 申請人:沈永林