CN101555869A

CN101555869A - 水平旋转风力发电机

Info

Publication number: CN101555869A
Application number: CNA2008101860584A
Authority: CN
Inventors: 孙其源
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2009-10-14

Abstract

该发明的技术领域是风力发电机的机械部分。要解决的技术问题是把风力发电机风车的垂直旋转变为水平旋转。本机结构是用受风面的力大于背风面的力的原理制成。受风面是个凹面，水平风吹上后全部风力都被吸收，用于作功，而背风面是园弧面，同样的风吹上后风力被分解。这样迎风面分背风面产生一个压力差，会使风车旋转，而且在水平方向360°来风它都会旋转作功发电。本人利用这个原理设计水平旋转风力发电机。

Description

水平旋转风力发电机

技术领域：

机械传动、电力发电及电器

背景技术：

利用风力、发电、环保及绿色

发明内容：

风力发电机另一种形式的设想：

本机结构是用受风面的力大于背风面力的原理制成，受风面是一凹面，风吹上后全部风力都被吸收，用于作功，而背风面是园弧面，同样的风吹上后风力被分解，这样迎风面与背风面产生一个压力差，会使风车旋转，本人利用这个原理设计了风力发电机。只要加大受风面和力臂就可得到足够的能量带动发电机发电。

该风力发电机有几个明显的优点：

一、它不需建很高的塔，因为它是水平旋转，只要高于周围的物体，甚致2～3m就可以了。当然根据需要可以建很高的塔，依据实际情况而定。

二、它不受风向的限制，360°来风它都会旋转作功。

三、它不要把发电机放在高高的塔顶。它可以把发电机放在地面或者室内。通过传动轴把风车的动力传给发电机。我的设计便是如此。

四、在无风时风车的所有力臂对地面的重力都是平衡的，重心点在轴上，在有风时才有一个侧向力。

五、在风车下面可建房子，作发电机房、配电房或住房。

综上所诉我的设想和设计是可行的，是今后风力发电的又一方向。

附图说明：

以下是我画几个原理图和结构图的草图，说明它的原理及初步设想的结构，如果有个人和单位或公司有意向，我可提供详细的图纸以便试制。

图1原理图：

由图可看出，在动力轴上有三个力臂，力臂的外端有风碗，我把它叫风碗是因为它象碗一样有凹面，另一面便是凸面，这种机构在气象台都有这样一个测风速的小风车。这个原理是完全相同的，我只不过把风碗加大，力臂加长，动力轴经过底座把动力传到底座下面的机构，实际原理是就是风碗的凹面被风吹动，凹面接受了所有风的力作功，而另一面凸面同时也被同一方向的风吹到，但因为它是凸园弧面风力被分解，它受的力远远小于凹面的力，因此风车会不断的旋转，产生了动力。图中1.风碗 2.力臂 3.动力轴 4.底座

图2正面部局分类图：

图2-1的部局是交错的，第一层力臂短一些，第二层力臂长一些，第三层和第一层一样，第四层又和第二层一样，这样可以多层部局，风碗大小相同，减少了高度，增加了受风面。图中1.风碗 2.力臂 3.动力轴

图2-2的部局是底层的力臂最长，往上层比一层短，如同宝塔或松树一样。这种部局是重心低，力臂可做的很长，产生的动力也就大。图中1.风碗 2.力臂 3.动力轴

无论图2-1或图2-2每层都是三个长短相同、角度互成120°、同一水平面、风碗大小形状相同，这样能保证重力平衡。

图3府视部局：

府视也就是从上向下看，以图2-1为例每30°一组风轮，4组从A、B、C、D共是90°。A组是第一层长臂，第二层B组短臂，第三层C组长臂，第四层D组短臂，A组三个臂之间120°均分，在同一平面上，臂长相等。B、C、D各组都是一样，只是每组之间都有30°夹角。在有风时风车都有最大和最佳受风面。另外根据需要可把夹角做的更小，风车轮组做的更多。图3所画的方向无论是何方向来风，风车都按顺时针方向旋转。图中1.风碗 2.力臂 3.动力轴

图4传动轴部分：

图中②为动力轴，上面有多组风轮力臂用卡箍卡死在动力轴上，使力臂与动力轴成为一体。用卡箍的目的是在制造时便于在地面焊接组装也容易些。动力轴是最重要的传动部分，轴要有足够直径能传动大扭距承受巨大的重力，而且要有足够的长度，能承受风的侧向力。图中③、⑦是轴承在本机构中也是非常重要的、轴承③要承受巨大的重力、旋转力、侧向力，而且维修和更换非常困难，所以设计和选型时要认真。轴承如此重要，轴承套也同样重要。轴承套是焊在底座上的。底座承受所有重力，底座设计要有足够大和牢同度，要考虑在最大风时不被风吹坏。传动轴⑥是动力轴的下半段，是与两个轴承配合的，把动力传到下面的机构，传动轴非常重要，它是把上面的动力向下传，和承受风给风车的侧向力，如果它的强度与钢度不够，会被吹断或吹弯。螺母⑧是把轴承⑦固定，使轴承没有间隙，联轴节⑨是把动力传到下面机构的联接件。图中1.力臂固定卡箍 2.动力轴 3.轴承 4.轴承套 5.底座 6.传动轴 7.轴承 8.螺母 9.联轴节 10.力臂

图5：单支风臂图

风碗用各种加强的方法固定在力臂的顶端，一定要牢固，要经得住最大风力。力臂同样足够的强度与刚度，在最大风力时不变形，所以必须用多种加固法加固，卡箍③是三个瓦形的工件，卡在动力轴上，把三个互成120°角的力臂牢牢的固定在动力轴上，让风碗通过力臂带动动力轴旋转。卡箍和力臂同样要牢固焊接。目的使风碗、力臂、卡箍成为一个整体，然后把这一整体和另二个整体用螺钉牢固的固定在动力轴上，形成一组一个平面的风车。一根动力轴可以固定多组风车，形成一套发电风车系统。图中1.风碗 2.力臂 3.卡箍

图6：发电机的传动

①传动轴是风车主轴，它把风车的动力向下传的唯一途径，是垂直于地面的②联轴节一半是固定在主轴上另一半固定在伞齿轮箱⑥的垂直轴⑤上，轴⑤在箱⑥内是一个大伞齿轮⑦垂直伞齿轮轴与箱体之间用一个锥轴承③④，以防止轴的轴向、径向运动，大伞齿与水平轴上的小伞齿轮⑧啮合把主轴上的动力传递给水平轴。水平轴输出和加速机⑨联接，⑩发电机可固在加速机后面。这里为什么要加一台加速机，是发电机在低转速时不发电或者是发电不足，必须把发电机加速到一定转速时(1500～3000转/分)以上才能发出足够多的电。图中1.传动轴 2.联轴节 3.轴承 4.轴承 5.伞齿轮轴 6.伞齿轮箱 7.主动伞齿轮 8.被动伞齿轮 9.加速机 10.发电机

图7电输出图

我们用的是交流发电机，从风车旋转到发电机发电都在不停的变化，风是在大小、方向不停的变化，因此发电机发的电也在变化，是不稳的，因此这不停变化的交流电要经过交流变直流，并且把这个直流充到蓄电池里，蓄电池象个大蓄水池，可蓄存大量的电。逆变器是把蓄电池的直流电变成稳定的交流电，输出供用户使用。

具体实施方式：

根据使用者的要求可以作的很大，大到可以作成风车阵，成为风力发电厂。也可作的很小，如在山区、边远农村，可利用小型风力发电机组、家用、船用、高速公路照明等等。

Claims

1.水平旋转风力发电机，就是风力推动的旋转臂是水平方向旋转的，旋转面是和地球的水平面平行的。现有的风力发电机风叶都是垂直于地平面的。

2.水平旋转风力发电机的旋转臂可多层加起来，从侧面看，如同一个船帆，接受360°方向来风，从而旋转作功。层数越多所产生的动力越大，发出的电能越多。

3.水平旋转风力发电机每组旋转臂是三个臂成120°一组，每层和上、下层之间各有一个角度，按照整个发电机组层数多少来定角度。一般是这样的：一层是120°；二层是60°；三层是40°；四层是30°；五层是24°；六层是20°……层数越多角度越小，角度大风力吹上风车旋转可能有间歇现象，角度小风车旋转越稳，发电机发出的电也稳定。