CN103321855A - 多能源综合发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了多能源综合发电机，包括聚光圆柱管(6)，圆柱管(6)之外转动配合转子圆柱环(3)，转子圆柱环(3)的内壁缠绕第一发电机线圈绕组(14)，与此相对应的，圆柱管(6)的外壁缠绕有第二发电机线圈绕组(14)，两相对应线圈绕组留有间隙；圆柱管(6)之内装配旋转式中轴(11)，中轴(11)的外壁固设多片涡轮型扇叶(7)，且中轴(11)的外壁缠绕有第三发电机线圈绕组(14)，与此相对应的，圆柱管(6)之内壁缠绕有第四发电机线圈绕组(14)，两相对应线圈绕组留有间隙；转子圆柱环(3)的外壁沿圆周方向均布多片抛物面扇叶(5)，相邻抛物面扇叶(5)留有间隙，抛物面扇叶(5)的内凹面朝向圆柱管(6)装配中轴(11)的一侧，抛物面扇叶(5)的内凹面固接光伏电池板(15)；抛物面扇叶(5)外凸面固接扇叶(4)。

Description

多能源综合发电机
技术领域
本发明属于发电机制造技术领域，其通过机械结构的创新设计和合理布局，对光伏、风能、热能发电功率及发电组合方式进行优化，使风能和太阳能的综合利用率显著提高。 
背景技术
由于一次性能源日益减少，人类生存环境日益恶化，世界各国都把开发新的可再生能源作为能源的发展方向。为促进电力工业结构调整，减少环境污染，培育新的经济增长点，我国也把新能源的开发利用作为能源开发的战略重点之一，因地制宜地开发和推广风能、太阳能等清洁能源，其中，太阳能和风能发电都是新能源发电技术最成熟、最具规模化开发条件和商业化应用前景的清洁能源发电技术，现已成为我国电力工业的一个组成部分。太阳能和风能作为清洁的可再生能源，可以为边远或分散地区的用户提供稳定的清洁能源，是当今新能源开发利用的一个主流方向。 
然而，现有的光伏、风能、热能等发电装置只具有单一功能，即只能作为一种能源的发电装置。基于此，本发明提供了一种集多种能源的发电装置。 
发明内容
本发明提供了一种光/风/热能等互补的多能源综合发电机。 
风能和太阳能作为可再生新能源具有很好的互补性，与单独的光伏或风力发电相比，风光互补发电能有效增强发电装置对天气变化的适应能力，使发电 装置具有更好的实用价值，它既可增加供电的可靠性，又可降低制造的成本。目前，光伏电池主要利用的是太阳能中可见光部分，且利用率并不高。本发明通过转化利用太阳光中的热能，不仅提高了对太阳能的利用率，还能提高互补发电机的发电效率，降低发电成本。 
本发明综合光伏发电、风能发电、热能发电，通过机械结构的创新设计和合理布局，对光伏、风能、热能发电功率及发电组合方式进行优化，提高风能和太阳能的利用率。具体技术方案如下：多能源综合发电机，包括聚光圆柱管(6)，圆柱管(6)之外转动配合转子圆柱环(3)，转子圆柱环(3)的内壁缠绕第一发电机线圈绕组(14)，与此相对应的，圆柱管(6)的外壁缠绕有第二发电机线圈绕组(14)，两相对应线圈绕组留有间隙；圆柱管(6)之内装配旋转式中轴(11)，中轴(11)的外壁固设多片涡轮型扇叶(7)，且中轴(11)的外壁缠绕有第三发电机线圈绕组(14)，与此相对应的，圆柱管(6)之内壁缠绕有第四发电机线圈绕组(14)，两相对应线圈绕组留有间隙；转子圆柱环(3)的外壁沿圆周方向均布多片抛物面扇叶(5)，相邻抛物面扇叶(5)留有间隙，抛物面扇叶(5)的内凹面朝向圆柱管(6)装配中轴(11)的一侧，抛物面扇叶(5)的内凹面固接光伏电池板(15)；抛物面扇叶(5)外凸面固接扇叶(4)。 
优选的，圆柱管(6)固定安装于支撑夹具(2)，支撑夹具(2)能水平方向转动地安装于支撑架(9)之上，支撑架(9)固定于底座(8)之上；与装配中轴(11)异侧的圆柱管一端固定连接一导流板(1)。 
优选的，圆柱管(6)通过轴承转动配合转子圆柱环(3)。 
优选的，圆柱管(6)的内壁通过轴承支撑架(16)与轴承(12)的外圈固定连接，轴承(12)的内圈固定连接于所述中轴(11)的外壁，从而将中轴(11)旋转式地装配于圆柱管(6)之内。 
优选的，光伏电池板(15)的内侧面贴一层反射膜。 
本发明采用光伏电池吸收太阳能可见光发电，采用抛物面结构来汇聚反射的红外光谱产生局部较高热能，采用长圆柱管利用汇聚的热能产生局部气压差制造管内风能用以发电，采用多扇叶风车结构用以风能发电。其技术效果在于： 
一、创新的三能一体多扇叶抛物面风车型发电机结构，将风、光、热能发电功能融合在一起，其发电效果远优于三种单一发电装置的简单组合。 
二、创新利用了太阳能中的红外光谱，使得太阳能的利用率大幅提高，并巧妙地设计了一定子两转子的风力发电机，在提高发电效率的同时减少空间的占用。 
三、本发电机不仅适用于大型电网供电，更适用于小型家用发电，空间占用不大，安装使用不复杂。 
附图说明
图1为本发明多能源综合发电机的结构示意图。 
图2是图1的右视图。 
图3为转子圆柱环处的剖视结构示意图。 
图4为本发明的光路示意图。 
图5为抛物面光伏电池板安装分布示意图。 
图6为聚光长圆柱管、中轴、涡轮型扇叶、轴承及支撑架的装配结构示意图。 
图示中，1-导流板；2-支撑夹具；3-转子圆柱环；4-风车型扇叶；5-抛物面扇叶；6-长圆柱管；7-涡轮型扇叶；8-底座；9-支撑架；10-转动轴；11-涡轮型扇叶中轴；12-轴承；14-发电机线圈绕组15-抛物面光伏电池板；16-轴承 支撑架。 
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做详细说明。 
参见图1-6，底座8之上固定安装支撑架9，支撑架9通过转动轴10与支撑夹具2相连，从而支撑夹具2能沿水平面方向转动。 
支撑夹具2上固定安装一聚光长圆柱管6，长圆柱管6的尾部或一端固定连接一方形导流板1，加装导流板1可以使发电机随风向改变而改变朝向，这样发电机可以保持正面迎风，使之充分利用风能。导流板1处于支撑夹具2的一侧，长圆柱管6的另一侧（靠近支撑夹具2）外部通过轴承转动配合转子圆柱环3，转子圆柱环3的内壁还缠绕有发电机线圈绕组14。与此相对应的，长圆柱管6的外壁也缠绕有发电机线圈绕组14，两相对应线圈绕组留有间隙。该侧的长圆柱管6之内通过轴承12装配涡轮型扇叶中轴11：长圆柱管6的内壁通过三根轴承支撑架16与轴承12的外圈固定连接，轴承12的内圈外套于中轴11（两者相对固定）。轴承12可以设置两个或多个。 
中轴11的外壁固设多片涡轮型扇叶7（处于长圆柱管6之内），其转动以带动中轴转动而作为发电机转子。中轴11的外壁还缠绕有发电机线圈绕组14，与此相对应的，长圆柱管6之内壁缠绕有发电机线圈绕组14，两相对应线圈绕组留有间隙。 
转子圆柱环3的外壁沿圆周方向固定安装多片抛物面扇叶5，相邻抛物面扇叶5留有间距，多片抛物面扇叶5沿圆周方向均布，抛物面扇叶5的内凹面朝向长圆柱管6装配中轴11的一侧。每一片抛物面扇叶5的外凸面一边沿固定连接一片作为导流的风车型扇叶4，用于风能发电导流。每片抛物面扇叶5的内凹 面固接光伏电池板15。当然，也可以在光伏电池板15的内侧面贴一层反射膜。本发明通过小片光伏电池板组合而成扇形抛物面。参见图4，抛物面结构来汇聚反射的红外光谱产生局部较高热能，采用长圆柱管利用汇聚的热能产生局部气压差制造管内风能用以发电。 
本发明涉及电路技术属现有技术，不予详述。 
本发明发电机的风力发电结构中，抛物面风车扇叶与管内涡轮型扇叶为转子，黑色聚光长圆柱管为定子，使得在不增加发电机体积的情况下达到双发电机发电的效果，且与管内外发电机的转子转速无关，互不干扰。 
本发明优化设计发电结构，采用多扇叶风车结构与抛物面相结合的综合结构，扇叶为开闭相错排列；向后翻开的扇叶作为风车型结构的导流扇叶以实现风力发电；在抛物面其余固定的扇叶上安装光伏电池以实现光能发电；抛物面具有聚光作用，将光伏电池未能吸收的红外光谱反射汇聚到长圆柱管上，使得在焦点处形成局部高温，该局部高温会使得管内气压低于管外气压而形成管内的小型风场，并且在长圆柱管中为涡轮型扇叶，则可利用管内外气压不均形成的风带动涡轮型扇叶旋转发电，以实现红外光谱的利用。在风力发电结构中，抛物面风车与管内涡轮型扇叶为转子，聚光长圆柱管为定子，形成了一定子两转子相结合的高效风力发电机，大幅提高风能利用率，并且创新利用了光伏电池反射汇聚的红外光谱，以大幅提高太阳能利用率，最终达到风、光、热能互补发电的技术效果。 
风、光、热能发电具有互补性，本发明风能、光能和热能互补发电机的经济技术性能优于单一的风能发电或太阳能发电装置，其可以提高对风能和太阳能的利用率，不仅可以满足日常家用电气设备的电能要求，还可向电网提供更加稳定的电能，且发电成本更低，对解决当今世界日益严重的资源枯竭和环境 污染具有十分重要的意义。 
本发明综合式发电机提高了风能和太阳能的利用率，有效地减少了对不可再生能源的依赖，使得清洁的可再生能源成为未来主要能源，对保护环境、开发新能源技术具有重要的价值。 

Claims (5)

1.多能源综合发电机，其特征是包括聚光圆柱管(6)，圆柱管(6)之外转动配合转子圆柱环(3)，转子圆柱环(3)的内壁缠绕第一发电机线圈绕组(14)，与此相对应的，圆柱管(6)的外壁缠绕有第二发电机线圈绕组(14)，两相对应线圈绕组留有间隙；
圆柱管(6)之内装配旋转式中轴(11)，中轴(11)的外壁固设多片涡轮型扇叶(7)，且中轴(11)的外壁缠绕有第三发电机线圈绕组(14)，与此相对应的，圆柱管(6)之内壁缠绕有第四发电机线圈绕组(14)，两相对应线圈绕组留有间隙；
转子圆柱环(3)的外壁沿圆周方向均布多片抛物面扇叶(5)，相邻抛物面扇叶(5)留有间隙，抛物面扇叶(5)的内凹面朝向圆柱管(6)装配中轴(11)的一侧，抛物面扇叶(5)的内凹面固接光伏电池板(15)；抛物面扇叶(5)外凸面固接扇叶(4)。
2.如权利要求1所述的多能源综合发电机，其特征是：所述的圆柱管(6)固定安装于支撑夹具(2)，支撑夹具(2)能水平方向转动地安装于支撑架(9)之上，支撑架(9)固定于底座(8)之上；与装配中轴(11)异侧的圆柱管一端固定连接一导流板(1)。
3.如权利要求1所述的多能源综合发电机，其特征是：圆柱管(6)通过轴承转动配合转子圆柱环(3)。
4.如权利要求1-3任一项所述的多能源综合发电机，其特征是：圆柱管(6)的内壁通过轴承支撑架(16)与轴承(12)的外圈固定连接，轴承(12)的内圈固定连接于所述中轴(11)的外壁，从而将中轴(11)旋转式地装配于圆柱管(6)之内。
5.如权利要求1所述的多能源综合发电机，其特征是：光伏电池板(15)的内侧面贴一层反射膜。
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