專利名稱：一種碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。具體說，是通過對自然風(fēng)的集聚來進(jìn)行發(fā)電的碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，為減少對自然資源的過度開發(fā)、利用，目前世界各國都比較重視利用可再生能源，特別是風(fēng)能的利用，包括利用風(fēng)來發(fā)電和提供動(dòng)力。傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電以水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)為主體，另外還有垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，無論是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)還是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，都是利用空氣在大范圍內(nèi)的勢能引起的宏觀流動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，而對于空氣本身所攜帶的壓力勢能則無法利用，為了提升單個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率，就只能一味增加掃風(fēng)面積，結(jié)果是必須配備巨大的風(fēng)葉。風(fēng)葉一大，不僅制造、運(yùn)輸、安裝、維護(hù)困難，而且制造成本高。中國201210282851.0號(hào)專利公開了一種自啟動(dòng)式狹管聚風(fēng)風(fēng)力發(fā)電糸統(tǒng)，這種發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子為普通渦輪式轉(zhuǎn)子，由于渦輪式轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度方向和風(fēng)向垂直，結(jié)果是在運(yùn)動(dòng)過程中相對速度方向與風(fēng)向構(gòu)成一定夾角，需要進(jìn)行變槳來提高轉(zhuǎn)換效率。在風(fēng)速很強(qiáng)(80M/s)的狹管內(nèi)，葉片受力最大的方向往往是葉片承力較小的方向，結(jié)果是葉片容易損毀，且風(fēng)經(jīng)過葉片之后容易形成很強(qiáng)的渦流，將阻礙葉片的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，極大的損耗風(fēng)能，排出的混亂氣流進(jìn)入第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)后做功的效率將降低很多。并且風(fēng)對葉片的粘滯力將阻礙葉片的旋轉(zhuǎn)。如果想要完全符合大功率發(fā)電機(jī)的需要，葉片需要做得很大，重量也會(huì)成倍增加，制作難度也相應(yīng)提高。100多年前，美國特斯拉實(shí)用新型了一種無葉片發(fā)動(dòng)機(jī)即特斯拉無葉片發(fā)動(dòng)機(jī)。這種無葉片風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)子含有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有多個(gè)圓形碟盤，相鄰碟盤間呈等間距布置。這種無葉片發(fā)動(dòng)機(jī)雖然可以充分利用風(fēng)對碟盤的粘滯力做功，并且可以隨風(fēng)速自適應(yīng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和輸出功率，但是需要將碟盤做得極薄才能發(fā)揮其特點(diǎn)。然而碟盤無法做得很薄，以至于碟盤邊緣的厚度對氣流造成相互吸引和擾流，并且會(huì)阻礙氣流的流動(dòng)，降低風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置。采用這種碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置，可充分利用狹管聚集的不同超高速風(fēng)的風(fēng)能，最大限度地將風(fēng)能中的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。為解決上述問題，采取以下技術(shù)方案:本實(shí)用新型的碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置包括風(fēng)力發(fā)電單元，所述風(fēng)力發(fā)電單元含有發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，所述風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)由外殼和外殼內(nèi)的轉(zhuǎn)子組成，所述外殼上有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，前一級(jí)風(fēng)力發(fā)電裝置單元的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)出風(fēng)口與后一級(jí)風(fēng)力發(fā)電裝置單元的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相連通。所述轉(zhuǎn)子含有轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸上套有至少兩個(gè)碟盤，轉(zhuǎn)軸上最外面的碟盤之外均有蓋板。所述蓋板的中心均有軸孔，所述蓋板借助該軸孔固定在轉(zhuǎn)軸上。其特點(diǎn)是所述碟盤為圓形，碟盤的外邊沿有鋸齒，碟盤上有中心孔，所述中心孔的直徑大于轉(zhuǎn)軸的直徑。相鄰的碟盤周向間、所述蓋板與相鄰碟盤周向間均布有隔塊。所述隔塊、碟盤和蓋板的對應(yīng)位置上均有軸孔，所述隔塊、碟盤和蓋板間借助軸孔和支柱緊固在一起。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述碟盤均含有至少三塊扇形板，扇形板的直邊上均有用作半個(gè)軸孔的半圓形豁口，相鄰兩個(gè)扇形板直邊上的半圓形豁口相對應(yīng)并與所述支柱相配合。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，每個(gè)扇形板的直邊上的半圓形豁口均有兩個(gè)且分別處于扇形板直邊的兩頭。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述兩個(gè)蓋板中的一個(gè)蓋板上有中心孔，該中心孔的直徑與碟盤上的中心孔直徑相等，該蓋板的中心孔中心有用作軸孔的軸環(huán)，所述軸環(huán)四周與所述中心孔間借助連筋相連。本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述鋸齒向碟盤圓周的同一方向傾斜。采取上述方案，具有以下優(yōu)點(diǎn):由上述方案可以看出，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用的是鋸齒狀碟盤式轉(zhuǎn)子，且碟盤與轉(zhuǎn)軸間呈固定連接，蝶盤之間狹小的縫隙使得氣流在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候根據(jù)流體的邊界層效應(yīng)，可利用空氣粘滯力帶動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)，而碟盤邊緣的鋸齒在空氣的作用下會(huì)產(chǎn)生推力。從而推動(dòng)蝶盤做功。這樣一來，碟盤接受的其它各種作用力都是動(dòng)力，而不再是阻力。在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向與風(fēng)的方向相同，使得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可以根據(jù)風(fēng)速和輸出功率自動(dòng)調(diào)整，不需變槳就可適應(yīng)不同風(fēng)速，盡可能多的把風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，進(jìn)而將機(jī)械能傳送給發(fā)電機(jī)。整個(gè)轉(zhuǎn)子在圓周方向的受力均勻，便于動(dòng)平衡，且轉(zhuǎn)子受力方向和轉(zhuǎn)子上的碟盤承力大的方向一致，使得轉(zhuǎn)子的碟盤在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不易受損，以便于承受更強(qiáng)的扭矩。又由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的碟盤之間的間隙可以加工的很小，使得風(fēng)在轉(zhuǎn)子內(nèi)流過的時(shí)候始終保持層流狀態(tài)，消除了空氣形成渦 流而產(chǎn)生的損耗。另外，由于前一級(jí)單元風(fēng)力發(fā)電機(jī)的出風(fēng)口與后一級(jí)單元風(fēng)力發(fā)電機(jī)的進(jìn)風(fēng)口相連通，層流狀態(tài)的風(fēng)可以高效地推動(dòng)后一級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作，并且可以將未被利用的尾流能量盡可能多地轉(zhuǎn)換為電能，從整體上提高了風(fēng)能利用率。

圖1是本實(shí)用新型的碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的右視示意圖；圖3是圖1中的碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖，這種轉(zhuǎn)子為側(cè)面出風(fēng)模式；圖4是圖3的仰視示意圖；圖5是中心出風(fēng)模式的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置包括風(fēng)力發(fā)電單元，所述風(fēng)力發(fā)電單元含有發(fā)電機(jī)I和風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，所述風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)由外殼4和外殼4內(nèi)的轉(zhuǎn)子組成。所述外殼4上加工有進(jìn)風(fēng)口 5和出風(fēng)口 6，前一級(jí)風(fēng)力發(fā)電單元的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)出風(fēng)口 6與后一級(jí)風(fēng)力發(fā)電單元的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口 5相連通。見圖3和圖4，所述轉(zhuǎn)子含有轉(zhuǎn)軸8、轉(zhuǎn)軸8上套有九個(gè)碟盤3，轉(zhuǎn)軸8上最外面的碟盤3之外均設(shè)置有蓋板9。所述兩個(gè)蓋板9的中心均加工有軸孔，所述蓋板9借助該軸孔固定在轉(zhuǎn)軸8上。所述碟盤3為圓形，碟盤3的外邊沿加工有鋸齒2，所述鋸齒2向碟盤3圓周的同一方向傾斜。碟盤3上加工有中心孔10，所述中心孔10的直徑大于轉(zhuǎn)軸8的直徑。相鄰的兩個(gè)碟盤3周向間、所述蓋板9與其相鄰的那個(gè)碟盤3周向間均布有隔塊11。所述隔塊11、碟盤3和蓋板9的對應(yīng)位置上均加工有軸孔，所述隔塊11、碟盤3和蓋板9間借助軸孔和支柱7緊固在一起。由此構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子為側(cè)面出風(fēng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子。鑒于碟盤直徑較大， 重量較重，為便于安裝和維護(hù)時(shí)的拆卸，每個(gè)碟盤3均含有四塊扇形板，扇形板的直邊上均加工有用作半個(gè)軸孔的半圓形豁口，相鄰兩個(gè)扇形板直邊上的半圓形豁口相對應(yīng)并與所述支柱7相配合。其中，每個(gè)扇形板的直邊上的半圓形豁口均有兩個(gè)且分別處于扇形板直邊的兩頭。見圖5，本實(shí)用新型的另一實(shí)施例是，所述碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子為中心出風(fēng)模式的轉(zhuǎn)子。這種轉(zhuǎn)子僅僅在所述兩個(gè)蓋板9中的一個(gè)蓋板9上加工有中心孔10，而另一個(gè)蓋板9的中心僅加工一個(gè)與轉(zhuǎn)軸8配合的軸孔,使得裝配后,一個(gè)蓋板9上有中心孔10,另一個(gè)蓋板9上無中心孔。所述一個(gè)蓋板9上的中心孔直徑與碟盤3上的中心孔10的直徑相等，該蓋板的中心孔10中心設(shè)置有用作軸孔的軸環(huán)13，所述軸環(huán)13四周與所述中心孔10間連筋14連接在一起。工作時(shí)，風(fēng)從轉(zhuǎn)子一側(cè)進(jìn)入，從帶有中心孔的那個(gè)蓋板9中心排除，從而形成一個(gè)中心出風(fēng)模式的轉(zhuǎn)子。
權(quán)利要求1.一種碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置，包括風(fēng)力發(fā)電單元，所述風(fēng)力發(fā)電單元含有發(fā)電機(jī)(I)和風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，所述風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)由外殼(4)和外殼(4)內(nèi)的轉(zhuǎn)子組成，所述外殼(4)上有進(jìn)風(fēng)口(5)和出風(fēng)口(6)，前一級(jí)風(fēng)力發(fā)電裝置單元的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)出風(fēng)口(6)與后一級(jí)風(fēng)力發(fā)電裝置單元的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口(5)相連通；所述轉(zhuǎn)子含有轉(zhuǎn)軸(8)、轉(zhuǎn)軸(8)上套有至少兩個(gè)碟盤(3)，轉(zhuǎn)軸(8)上最外面的碟盤(3)之外均有蓋板(9);所述蓋板(9)的中心均有軸孔，所述蓋板(9)借助該軸孔固定在轉(zhuǎn)軸(8)上；其特征在于所述碟盤(3)為圓形，碟盤(3)的外邊沿有鋸齒(2)，碟盤(3)上有中心孔(10)，所述中心孔(10)的直徑大于轉(zhuǎn)軸(8)的直徑；相鄰的碟盤(3 )周向間、所述蓋板(9 )與相鄰碟盤(3 )周向間均布有隔塊(11);所述隔塊(11)、碟盤(3)和蓋板(9)的對應(yīng)位置上均有軸孔，所述隔塊(11)、碟盤(3)和蓋板(9)間借助軸孔和支柱(7)緊固在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述碟盤(3)均含有至少三塊扇形板，扇形板的直邊上均有用作半個(gè)軸孔的半圓形豁口，相鄰兩個(gè)扇形板直邊上的半圓形豁口相對應(yīng)并與所述支柱(7)相配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于每個(gè)扇形板的直邊上的半圓形豁口均有兩個(gè)且分別處于扇形板直邊的兩頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述兩個(gè)蓋板(9)中的一個(gè)蓋板(9)上有中心孔(10)，該中心孔的直徑與碟盤(3)上的中心孔(10)直徑相等，該蓋板的中心孔(10)中心有用作軸孔的軸環(huán)(13)，所述軸環(huán)(13)四周與所述中心孔(10)間借助連筋(14)連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求廣4中任一項(xiàng)所述的碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述鋸齒(2)向碟盤(3)圓周的同一方向 傾斜。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種碟盤式風(fēng)力發(fā)電裝置。它包括由發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)組成的風(fēng)力發(fā)電單元，風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)含有外殼和轉(zhuǎn)子，外殼上有進(jìn)、出風(fēng)口，前一級(jí)風(fēng)力發(fā)電單元的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)出風(fēng)口與后一級(jí)風(fēng)力發(fā)電單元的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相連通。所述轉(zhuǎn)子含有轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸上套有碟盤，轉(zhuǎn)軸上最外面的碟盤之外均有蓋板。蓋板中心均有軸孔，蓋板借助該軸孔固定在轉(zhuǎn)軸上。其特點(diǎn)是碟盤為圓形且外邊沿有鋸齒，碟盤上有中心孔。相鄰的碟盤周向間、蓋板與相鄰碟盤周向間均布有隔塊。隔塊、碟盤和蓋板的對應(yīng)位置上均有軸孔，所述隔塊、碟盤和蓋板間借助軸孔和支柱緊固在一起。采用本實(shí)用新型，可最大限度地將風(fēng)能中的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。適用于聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)上。
文檔編號(hào)F03D11/00GK203146234SQ20132011894
公開日2013年8月21日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者李勇強(qiáng), 謝玉琪, 楊偉濤, 張紅旭, 宋林森 申請人:江蘇中蘊(yùn)風(fēng)電科技有限公司