專利名稱：復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，該復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置在內(nèi)陸及風(fēng)量較少的地區(qū)和風(fēng)向隨時(shí)變化的山區(qū)等使用，不受風(fēng)向的約束，且啟動(dòng)風(fēng)速小，能夠提高發(fā)電效率。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電裝置是將風(fēng)中所蘊(yùn)藏的能量轉(zhuǎn)化為人們可有效使用的電能的裝置。刮起的風(fēng)將使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片旋轉(zhuǎn)。利用此時(shí)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力發(fā)電供人們使用。具體而言， 風(fēng)力發(fā)電機(jī)包括葉片、變速裝置及發(fā)電機(jī)等。風(fēng)力發(fā)電機(jī)分為垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，其旋轉(zhuǎn)軸沿葉片的旋轉(zhuǎn)軸的方向相對(duì)于地面垂直設(shè)置；及水平軸風(fēng)力發(fā)電裝置，其旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于地面水平設(shè)置。水平軸風(fēng)力發(fā)電裝置因其結(jié)構(gòu)簡單而便于安裝，但易受到風(fēng)向的影響。尤其是在內(nèi)陸及風(fēng)量較少的地區(qū)和風(fēng)向隨時(shí)變化的山區(qū)等環(huán)境下，雖然水平軸風(fēng)力發(fā)電裝置的效率較高，但其啟動(dòng)風(fēng)速大，且隨風(fēng)擺動(dòng)，因此，反而降低效率。另外，垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置分為桶形(Mvoniu)和打蛋形(Darrieus)。桶形雖然較之螺旋槳型效率低，但啟動(dòng)風(fēng)速小，因此可在低風(fēng)速環(huán)境下發(fā)電，而打蛋形隨著風(fēng)速變大，其效率與水平軸風(fēng)力發(fā)電裝置相仿。在內(nèi)陸環(huán)境下，因風(fēng)少且風(fēng)速較低，不宜使用螺旋槳型等水平軸風(fēng)力發(fā)電裝置，因此，需要一種即使在內(nèi)陸環(huán)境下發(fā)電效率仍然較高的風(fēng)力發(fā)電裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，在內(nèi)陸及風(fēng)量較少的地區(qū)和風(fēng)向隨時(shí)變化的山區(qū)等使用，也不受風(fēng)向的約束，且啟動(dòng)風(fēng)速小，提高發(fā)電效率。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明提供一種復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置包括垂直方向的旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸與發(fā)電部的軸連接；螺旋型桶形葉片，該螺旋型桶形葉片中心部縱向固定于所述旋轉(zhuǎn)軸且以中心部為基準(zhǔn)沿縱向扭曲；縱向打蛋形葉片，該縱向打蛋形葉片以從所述桶形葉片向外側(cè)錯(cuò)開的狀態(tài)，在所述旋轉(zhuǎn)軸上等間距地形成為多個(gè)。尤其是，所述桶形葉片以從上端向下端扭曲180°的狀態(tài)構(gòu)成，而優(yōu)選地，所述桶形葉片的高度為所述桶形葉片半徑的四倍。另外，優(yōu)選地，所述打蛋形葉片和所述旋轉(zhuǎn)軸之間的距離為所述桶形葉片半徑的 2. 6 倍。另外，優(yōu)選地，所述打蛋形葉片在所述旋轉(zhuǎn)軸上等間距地形成為兩個(gè)或三個(gè)。
進(jìn)而，優(yōu)選地，在所述打蛋形葉片的后緣部外側(cè)面形成為型腔部。尤其是，優(yōu)選地，所述型腔部形成于所述打蛋形葉片的上端部和下端部之間的中間部，而從所述打蛋形葉片的前端部，越往后緣部方向越向外側(cè)傾斜地形成。另外，優(yōu)選地，所述型腔部的后面形成有凹陷。本發(fā)明的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，其在內(nèi)陸及風(fēng)量較少的地區(qū)和風(fēng)向隨時(shí)變化的山區(qū)等使用，也不受風(fēng)向的約束，且啟動(dòng)風(fēng)速小，發(fā)電效率高。


圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置的示意圖；圖2為復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置平面狀態(tài)的示意圖；圖3為復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置正面狀態(tài)的示意圖；圖4為形成有三個(gè)打蛋形葉片的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置平面狀態(tài)的示意圖；圖5為在打蛋形葉片上形成型腔部的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置的示意圖；圖6為具備型腔部的打蛋形葉片的示意圖；圖7為圖6的沿A-A線剖面狀態(tài)的概略示意圖；圖8為具備后面形成有凹陷的型腔部的打蛋形葉片的示意圖；圖9為圖8的沿B-B線剖面狀態(tài)的概略示意圖。附圖標(biāo)記說明10:發(fā)電部20 旋轉(zhuǎn)軸30:桶形葉片40 打蛋形葉片
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，而本發(fā)明的權(quán)利要求范圍不受下述實(shí)施例限制。圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置的示意圖；圖2為復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置平面狀態(tài)的示意圖；圖3為復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置正面狀態(tài)的示意圖。如圖1至圖3所示，本發(fā)明復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，包括發(fā)電部10 ；垂直方向的旋轉(zhuǎn)軸20 ；螺旋型桶形葉片30 ；及多個(gè)縱向打蛋形葉片40。所述垂直方向的旋轉(zhuǎn)軸20與所述發(fā)電部10的軸連接。所述桶形葉片30呈以中心部為基準(zhǔn)沿縱向扭曲的狀態(tài)，而其中心部沿縱向固定于所述垂直方向的旋轉(zhuǎn)軸20。如圖2所示，所述桶形葉片30的橫截面呈“S”形。以所述桶形葉片30的中心為基準(zhǔn)形成于一側(cè)的一側(cè)部，包括從中心呈銳角向下傾斜的向下傾斜部，及從所述向下傾斜部向上傾斜的向上傾斜部。另外，所述一側(cè)部以所述桶形葉片30的另一側(cè)部為基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)180°。所述一側(cè)部為所述向下傾斜部和所述向上傾斜部之間的彎曲部，是受風(fēng)力的抗力部分，而所述另一側(cè)部因以所述一側(cè)部旋轉(zhuǎn)180°的狀態(tài)構(gòu)成，因而旋轉(zhuǎn)時(shí)的阻力較小。
所述桶形葉片30呈以中心部為基準(zhǔn)縱向扭曲的狀態(tài)，即呈螺旋型，從而在旋轉(zhuǎn)時(shí)不產(chǎn)生振動(dòng)，而且，不受風(fēng)向的約束旋轉(zhuǎn)，且啟動(dòng)風(fēng)速小。為在旋轉(zhuǎn)時(shí)不產(chǎn)生振動(dòng)，且啟動(dòng)風(fēng)速小，提高發(fā)電效率，所述桶形葉片30以從上端向下端扭曲180°的狀態(tài)構(gòu)成，而且高度Hs為半徑Rs的四倍。另外，所述縱向打蛋形葉片40呈以從所述桶形葉片30向外側(cè)錯(cuò)開的狀態(tài)，在所述旋轉(zhuǎn)軸20的固定桿410上等間距形成為多個(gè)。所述打蛋形葉片40，可如圖2所示形成兩個(gè)，或如圖4所示形成為三個(gè)。優(yōu)選地，所述打蛋形葉片40的電線長度Cd與所述桶形葉片30的半徑Rs相同；所述打蛋形葉片40和所述旋轉(zhuǎn)軸20之間的距離Rd為所述桶形葉片30半徑Rs的2. 6倍，而高度Hd與桶形葉片的高度Hs相同。此時(shí)，風(fēng)速較快時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其發(fā)電效率最高。另外，為獲得所述桶形葉片及所述打蛋形葉片的最佳條件，改變桶形葉片的半徑、 高度及扭角和打蛋形葉片的電線長度、半徑及高度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。首先，在將桶形葉片的半徑設(shè)定為150mm，高度設(shè)定為600mm的狀態(tài)下，分別制成扭角變化為0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、360°的狀態(tài)之后，在全北大學(xué)大型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中心以3m/s的風(fēng)速測量旋轉(zhuǎn)速度(rpm)、電壓及電流。桶形葉片用聚碳酸酯 (PC)薄膜制作而成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在扭角為180°時(shí)，表現(xiàn)出旋轉(zhuǎn)數(shù)42rpm、電壓2.3V及電流18mA的最佳狀態(tài)。另外，在將桶形葉片的半徑設(shè)定為150mm，將扭角設(shè)定為180°的狀態(tài)下，將高度變化為150mm、300mm、450mm、600mm、750mm及900mm之后，在全北大學(xué)大型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中心以 3m/s的風(fēng)速測量旋轉(zhuǎn)速度(rpm)、電壓及電流。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在高度為600mm時(shí)，表現(xiàn)出旋轉(zhuǎn)數(shù)41. 3rpm、電壓2. 24V及電流15mA的最佳狀態(tài)。如圖4所示，在半徑為150mm，高度為600mm，扭角為180°的桶形葉片上固定兩個(gè)打蛋形葉片之后，在全北大學(xué)大型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中心以llm/s的風(fēng)速測量旋轉(zhuǎn)速度(rpm)、電壓及電流。將此時(shí)的打蛋形葉片的電線長度、高度及與旋轉(zhuǎn)軸之間的距離變化成如表1所述的狀態(tài)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。表1打蛋形葉片的實(shí)驗(yàn)條件及測量結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，該復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置包括垂直方向的旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸與發(fā)電部的軸連接；螺旋型桶形葉片，該螺旋型桶形葉片的中心部縱向固定于所述旋轉(zhuǎn)軸且以中心部為基準(zhǔn)沿縱向扭曲；縱向打蛋形葉片，該縱向打蛋形葉片以從所述桶形葉片向外側(cè)錯(cuò)開的狀態(tài)，在所述旋轉(zhuǎn)軸上等間距地形成為多個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述桶形葉片以從上端向下端扭曲180°的狀態(tài)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述桶形葉片的高度為所述桶形葉片半徑的四倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述打蛋形葉片和所述旋轉(zhuǎn)軸之間的距離為所述桶形葉片半徑的2. 6倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述打蛋形葉片在所述旋轉(zhuǎn)軸上等間距地形成為兩個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述打蛋形葉片在所述旋轉(zhuǎn)軸上等間距地形成為三個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任意一項(xiàng)所述的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，在所述打蛋形葉片的后緣部外側(cè)面形成有型腔部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述型腔部形成于所述打蛋形葉片的上端部和下端部之間的中間部。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述型腔部在所述打蛋形葉片的前端部，越往后緣部方向越向外側(cè)傾斜地形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述型腔部的后面形成有凹陷。
全文摘要
本發(fā)明涉及在內(nèi)陸及風(fēng)量較少的地區(qū)和風(fēng)向隨時(shí)變化的山區(qū)等使用的，不受風(fēng)向的約束且啟動(dòng)風(fēng)速小，能夠提高發(fā)電效率的復(fù)合型風(fēng)力發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置包括垂直方向的旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸與發(fā)電部的軸連接；螺旋型桶形葉片，該螺旋型桶形葉片的中心部縱向固定于所述旋轉(zhuǎn)軸且以中心部為基準(zhǔn)沿縱向扭曲；縱向打蛋形葉片，該縱向打蛋形葉片以從所述桶形葉片向外側(cè)錯(cuò)開的狀態(tài)，在所述旋轉(zhuǎn)軸上等間距地形成為多個(gè)。
文檔編號(hào)F03D3/00GK102312789SQ20101060832
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月6日
發(fā)明者鄭浚益 申請(qǐng)人:歐韓株式會(huì)社