CN111005842A

CN111005842A - 全天候风光一体螺旋风扇式发电站

Info

Publication number: CN111005842A
Application number: CN201811165652.5A
Authority: CN
Inventors: 朱建荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2020-04-14

Abstract

一种‘全天候风光一体螺旋风扇式发电站’：实行了风能发电与太阳能发电一体化方式应用的技术方案，利用二种不同清洁能源实施互补式不间断供电设备，特征在于：其风能发电结构是，‘三叶式前螺旋风扇’和‘三叶式后螺旋风扇’构成。其太阳能发电是：把前，后螺旋风扇叶片当作粘贴软性太阳能膜的载体，可实行正反双面粘贴，是每张叶片面积的2倍。所述‘风光能量传递结构’共有27种部件构成，其光伏电能输送方式是；就地存储和中远程电能输送。其优势在于：(1)，三叶式前，后螺旋风扇叶片受风面积大，是常规风扇的3倍以上。(2)产生强大向心扭转力。(3)结构紧凑占用空间少。(4)制造成本低廉，取材方便。(5)安全可靠，不易遭受特大风力严重破坏。(6)贴膜载体成本为零。

Description

全天候风光一体螺旋风扇式发电站

技术领域

一种涉及清洁能源发电技术领域。

背景技术

目前全世界在利用清洁能源发电技术领域中，全是将风能利用与太阳能利用进行分离应用的技术结构。如在风能利用方面；大多仍然采用那些原始落后的以单一平面方式剖析结构为主的三叶式或四叶式等风扇，由于这些技术都是以360度单一平面圆周面作为设计原则的，其结果总是小于360度的平面圆周率很多，造成有效采集风能叶面极小，应用时效果很不理想，特别是，当晴天风小时发电量更小，它只能一直处在风力较大的阴雨天气中。在太阳能利用方面；在实际应用时，也是都选择晴天阳光明媚的天气发电量较大，遇到阴雨天气无能为力发电量较低，它们二者的工作条件正好是相反的，这是当下人们的科学技术发展水平所决定的，因而目前人们总是把二者进行设计单独，然后应用于不同的场合实施发电。

在当今世界各国科技工作的者不断努力下，已经将太阳能光伏发电技术，由单晶硅或多晶硅从硬膜方式电发展到了软膜粘贴方式发电的新时代了，其光电转换率都能达到18％左右的功效。为此我将解决以上二者设备分离应用的技术问题，精心设计了“全天候利用风能和太阳能一体化螺旋风扇式发电站”，简称‘全天候风光一体螺旋风扇式发电站’。其实际效果图9所示。

发明内容

一.本发明解决其技术问题所采用的方案是：解决其风能发电方式是；为克服那些原始落后的以单一平面方式剖析结构的三叶式或四叶式等叶片，在采集风能时功效低下的技术问题。我引用了我发明专利号；ZL201210014432.9的“双螺旋风扇”产生向心力的高效工作原理，如图1所示，它的技术特征是：所述二片整圆周面薄型钢板，在中心处画出中心管值一倍圆和二倍的圆(此圆值为45度叶角位，该圆值越大其叶角位越小，反之叶角位就大)，对二倍圆按每30度进行12等分，在等分后片面中央各打铆钉孔，去除中心管值的圆，沿12条等分线割开，并把12片状板向上弯曲成90度，在叶片的任一处割开，在割开处的二端拉开即成S形叶片或称螺旋叶片，通过螺旋叶片套入中心管的方式将叶片上12片状板用螺丝钉或焊接方法绕转绑定在中心轴上，从而充分发挥薄型钢板绷紧后的弹性张力作用提高叶片硬度定型功效，(第二叶片必须要求对称绑定)，经过这样制作成三维一体形能产生向心力的高效“双螺旋风扇”。所述优势在于：(1)叶片受风面积特大，是常规风扇的3倍以上。(2)有绕转一周期持续不断的风能作用力，产生强大的向心扭转力，不像其它风扇将风能一吹而过只受点冲击式而产生离心的作用力。(3)结构紧凑占用空间少，它以三维立体方式展开的新型风扇，完全不同与纯平面型风扇结构。(4)制造成本低廉，取材方便，无须特殊原材料和专用设备等。(5)安全可靠，不易遭到特大风力的严重破坏，叶片如有受损也不会四处掉落伤害人身等后果。

本发明为了做到既能实现风能高效利用又能提供太阳能贴膜较大面积载体的要求，设计了‘三叶式前螺旋风扇’简称‘前螺旋风扇’和‘三叶式后螺旋风扇’简称‘后螺旋风扇’，其特征如图2所示42度进风叶角位的三维一体形高效“三叶式前螺旋风扇”结构是：(1)防水帽。(2)，(4)，(5)‘三片前螺旋叶’。(3)‘前风扇中轴’。如图3所示的53度进风角位的三维一体形高效“三叶式后螺旋风扇”结构是；它与图2相应四大部件结构相同。前后二个螺旋风扇结构相同而角位不同的理由是；因它们二者工作时与风向处垂直状态进行的，属于前后一线同体采风能的机电结构，所以必须设计成前小后大的螺旋风扇结构，来满足后面螺旋风扇相当风能，尽可能达到前后螺旋风扇同等的发电功效。

二.本发明解决其技术问题所采用的方案是：解决其风能发电与太阳能发电各自独处分离应用技术的问题，让它们共处一体实行充分互补式利用二种能源发电的功能，实现全天候不间断供电设备。以前，后螺旋风扇叶片结构作为粘贴软性太阳能膜的载体，设计了；前后螺旋风扇双面粘贴软性太阳能结构，其特征如图4.图5所示；(1)正面粘贴软性太阳能膜。(2)集线盒。(3)引线孔。(4)前输出线。(5)反面贴软性太阳能。

三.本发明解决其技术问题所采用的方案是：解决其风能发电与太阳能发电方式不同而共处一体的能量传递兼顾的技术问题；设计了‘风光能量传递结构’；其特征如图6所示；(1)电刷定位架。(2)弹簧电刷组件。(3)厚绝缘垫圈套。(4)电能输出导电圈套。(5)风扇联接中轴轴承机构组。(6)2∶1相交齿轮机构组。(7)定位螺丝钉。(8)后螺旋风扇填充短管。(9)后风扇太阳能输出导线。(10)传递结构防护框架。(11)水平度电机自动微调正转电路触点。(12)调向轴承。(13)防水帽锁销。(14)前螺旋风扇填充短管。(15)前后螺旋风扇联接中轴管。(16)自动微调钢丝滑轮。(17)微调钢丝。(18)砝码移动轨道。(19)砝码组。(20)传动轴承。(21)太阳能输出线和人工水平度微调控制线。(22)传动轴联接窗。(23)水平度电机自动微调反转电路触点。(24)垂摆铁球。(25)传动轴。(26)传动轴松动式联接孔。(27)高架立杆管。

附图说明

图1：“双螺旋风扇”特征效果图。

图2：三叶式前螺旋风扇结构图。

图3：三叶式后螺旋风扇结构图。

图4：三叶式前螺旋风扇双面粘贴软性太阳能结构图。

图5：三叶式后螺旋风扇双面粘贴软性太阳能结构图。

图6：风光能量传递结构图。

图7：螺旋风扇叶片制作原理图。

图8：发电站机架结构图。

图9：全天候风光一体螺旋风扇式发电站实际效果图。

具体实施方式

一.“三叶式前螺旋风扇”的具体实施方式是：依据图2所示，它共有五大部件组成；(1)防水帽，它的作用是防止雨水进入‘前风扇中轴’内生锈腐蚀，用制模翻沙灌制而成，其尺寸要求大于‘前风扇中轴’。(2)，(4)，(5)‘三片前螺旋叶’，选用半径300cm圆*厚度0.2cm*3张的镀锌钢板，制作方式方法依据如图7所示的步骤要求进行。(3)‘前风扇中轴’，选用一根直径圆40cm*长400cm厚0.5cm钢管。三片前螺旋叶与前风扇中轴的联接关系是；通过三片前螺旋叶套入前风扇中轴的方式利用叶片上12片垂直状板片经膨胀螺丝先定位后焊接的方法绕转固定在‘前风扇中轴’上，充分发挥薄型钢板绷紧后的弹性张力提高叶片硬度定型功效，(第二.三叶片必须按120度要求进行对称性定位固定)，经这样联接后构成了一个三维一体形并能产生向心力的高效“三叶式前螺旋风扇”。

二.“三叶式后螺旋风扇”的具体实施方式是：依据图3所示，它与图2所示相应四大部件结构相同，只是尺寸稍大些，如三片后螺旋叶，选用半径400cm*厚度0.2cm*3张的镀锌钢板，‘后风扇中轴’，它选用一根直径圆50cm*长450cm厚0.5cm钢管。其三片后螺旋叶与后风扇中轴的联接关系也是相同的。

三.三叶式前螺旋风扇双面粘贴软性太阳能的具体实施方式是：依据图4所示，共有五部件组成；(1)正面粘贴软性太阳能膜。(2)集线盒。(3)引线孔。(4)前输出线。(5)反面贴软性太阳能。它是依据前螺旋风扇叶片作为载体的，其贴膜的载体成本只为零，只须对叶片全面进行清洗干净就可直接贴软性太阳能膜，把装有集线盒的贴在中轴处，在贴膜时先贴叶尖后叶尾，先反面后正面，在叶片外弧边处用强力防水胶锁边处理。三叶式前螺旋风扇上双面粘贴软性太阳能膜，所需面积是：依据圆周面积公式是，圆周率×半径×半径＝3.14*300cm*300cm＝28.26平方*6面＝169.56平方米，扣除中心挖掉的半径40cm，其40cm*40cm*3.14*6＝3.014平方米，最大实际面积＝总面积169.56平方米-中心挖掉面积3.01平方米＝166.55平方米，按其70％贴膜率，可贴膜实际面积达115.68平方米。依据软性太阳能膜面形状为长方形的特征，它与叶片形状不一致，会发生叶片根处出现部分膜重叠的问题，其解决办法是；用聚氯乙烯(PVC)透明软板做载体，在重叠层间保留1公分左右的空隙便于透光和接受光的辐射能，并按照与叶片向重叠后绕转在中轴上绑定即可，因此处不易受损。太阳能光伏电能的输送方式有二种；1.就地存储方式，可依据电池组配置要求进行，按混合电路联接成110V左右的电压，该数值一方面考虑到能有效克服直流电在较低电压状态下传送时会发生压降较大问题，另一方面考虑到电压门限电压过高时，在阴天低电压时会浪费掉其电能。2.实行中远程电能输送方式，实际上在正常晴天状态下，前螺旋风扇上的太阳能膜组全部串联后的平均峰值电压高达20V*48块＝960V以上，加上后螺旋风扇上的太阳能膜组全部串联后和风能发电机直流电压三者串联起来其总电压可高达3-4000V左右，实行中远距离电能输送不成问题的，称它发电站功能是名副其实的。

四.三叶式后螺旋风扇双面粘贴软性太阳能的具体实施方式是：依据图5所示，它也有五部件组成；其结构名称基本相同，这里只做些尺寸不同的说明；依据图3所示，它的三叶式后螺旋风扇上双面粘贴软性太阳能膜平方为400cm*400cm*3.14＝50.24*6面＝301.44平方米，扣除中心挖掉的半径50cm，其50cm*50cm*3.14*6面＝4.71平方米，实际面积＝总面积301.44平方米-中心挖掉面积4.71平方米＝296.73平方米，按其70％贴膜率，实际贴膜面积达207.61平方米。它的太阳能贴膜方式方法与上述相同，不作说明。

五.风光能量传递结构的具体实施方式是：依据图6所示，它共有26项部件组成；(1)电刷定位架，选用胶木板条。(2)200A弹簧电刷组件。(3)厚绝缘垫圈套，选用94cm长*20cm宽*2cm橡胶。(4)电能输出导电圈套，选用105cm长*18cm宽度*1cm紫铜板。(5)风扇联接中轴轴承机构组，内径30cm圆的轴承。(6)2∶1相交齿轮机构组。(7)定位螺丝钉。(8)后螺旋风扇填充短管。(9)后风扇太阳能输出导线。(10)传递结构防护框架。(11)水平度电机自动微调正转电路触点。(12)调向轴承。(13)防水帽锁销。(14)前螺旋风扇填充短管，39.5cm圆*50cm*0.5cm厚*2管和加工成39cm圆*2cm厚中心挖成30cm孔*2的圆周钢板。(15)30cm圆*950cm长*0.5cm厚的前后螺旋风扇联接中轴管。(16)自动微调钢丝滑轮，直径10cm圆的滑轮。(17)微调钢丝。(18)砝码移动轨道。(19)砝码组，20kg*5的铁板。(20)传动轴承，内径10cm圆的轴承。(21)太阳能输出线和人工水平度微调控制线，依据实际高度而定。(22)传动轴联接窗，30cm*30cm。(23)水平度电机自动微调反转电路触点。(24)垂摆铁球，10cm圆。(25)传动轴，10cm圆*150cm长。(26)传动轴松动式联接孔，10cm长*3cm宽。(27)高架立杆管，按实际高度需要而定。

六.螺旋风扇叶片原理的具体实施方式是：依据图7所示，分为七道制作步骤进行；(1)选材绘制圆周形，选用市场上0.2cm厚*200cm薄型镀锌钢圈板*3，对齐后绘制成半径300cm整圆周面钢板。(2)画出中心管40cm圆。(3)画出90cm圆，制作成42度的叶角位。(4)去除中心管值的圆。(5)对90cm圆按每30度进行12等分，在等分后片面中央各打一个膨胀螺丝孔，沿12条等分线割开，把12片状板向上弯曲成90度。(6)用电焊拼接成圆周，保留一处分状态。(7)在分开处的二端拉开即成S形叶片或称螺旋叶片。

七.发电站机架结构的具体实施方式是：依据图8所示，它共有13部件组成；(1)联接插销孔。(2)对接槽。(3)Y形加长传动轴，按实际高度需要而定。(4)高架立杆管，按实际高度需要而定。(5)底座轴承，内径10cm圆的轴承。(6)焊接位。(7)平台面板，150cm长*120cm宽*3cm厚的钢板。(8)面板支撑板120cm长*30cm宽*3cm厚*4的钢板。(9)发电机，2兆瓦直驱式直流发电机。(10)发电机固定面板，150cm长*120cm宽*3cm厚的钢板。(11)落地支撑脚，150cm长*40cm宽*3cm厚*4的钢板。(12)固定螺丝钉。(13)分力定位铁板，50cm长*30cm宽*3cm厚*4。(14)发电机输出电源接线柱。(15)太阳能光伏电源输出接线柱。

八.依据全天候风光一体螺旋风扇式发电站实际效果特征，可具体实施开发出大小不同的产品，满足所有适用领域或场所电能需求，如工农业，商业，大小城区实现电力自给自足电站等；如清洁能源开发基地，建筑楼顶，船舶，海洋，湖泊，山区，沙漠风场等。

Claims

1.一种‘全天候风光一体螺旋风扇式发电站’中‘三叶式前，后螺旋风扇’其特征在于；防水帽，及共有的三片前，后螺旋叶，前，后风扇中轴，结构构成，所述三片前，后螺旋叶的制作；选材绘制圆周形，在中心处画出中心管值一倍圆和二倍的圆，对二倍圆按每30度进行12等分，在等分后片的中央各打膨胀螺丝孔，去除中心管值的圆，沿12条等分线割开，把12片状板向上弯曲成90度，在叶片的任一处割开，在割开处的二端拉开即成称螺旋叶片，所述前，后螺旋叶与前，后风扇中轴的联接关系是；通过三片前螺旋叶套入前风扇中轴的方式利用叶片上12片垂直状板片经膨胀螺丝先定位后焊接的方法绕转固定在‘前风扇中轴’上，发挥其薄型钢板绷紧后的弹性张力作用提高叶片硬度定型功效，另二叶联接时注意对称性定位固定，后螺旋风扇体积要比前螺旋风扇结构稍小些，满足后面螺旋风扇相当风能，达到前后螺旋风扇同等的发电功效。

2.如权利要求1中所述的一种‘全天候风光一体螺旋风扇式发电站’其前，后螺旋风扇叶片载体作正反双面贴膜特征在于；所述正面粘贴软性太阳能膜，集线盒，引线孔，前输出线，反面贴软性太阳能结构组成，对叶片进行全面清洗干净后直接贴软性太阳能膜，装有集线盒的膜放在中轴处，先贴叶尖后叶尾，先反面后正面，叶片外弧边处用强力防水胶锁边处理，所述光伏电能输送方式有二种；就地存储和中远程电能输送方式。

3.如权利要求1，2中所述的一种‘全天候风光一体螺旋风扇式发电站’其‘风光能量传递结构’特征在于；电刷定位架，弹簧电刷组件，厚绝缘垫圈套，电能输出导电圈套，风扇联接中轴轴承机构组，2∶1相交齿轮机构组，定位螺丝钉，后螺旋风扇填充短管，后风扇太阳能输出导线，传递结构防护框架，水平度电机自动微调正转电路触点，调向轴承，防水帽锁销，前螺旋风扇填充短管，前后螺旋风扇联接中轴管，自动微调钢丝滑轮，微调钢丝，砝码移动轨道，砝码组，传动轴承，太阳能输出线和人工水平度微调控制线，传动轴联接窗，水平度电机自动微调反转电路触点，垂摆铁球，传动轴，传动轴松动式联接孔，高架立杆管，所述发电站机架结构，其特征在于；联接插销孔，对接槽，Y形加长传动轴，高架立杆管，底座轴承，焊接位，平台面板，面板支撑板，发电机，2兆瓦直驱式直流发电机，发电机固定面板，落地支撑脚，固定螺丝钉，分力定位铁板，发电机输出电源接线柱，太阳能光伏电源输出接线柱。

4.依据权利要求1，2，3中所述的一种‘全天候风光一体螺旋风扇式发电站’实际效果图其特征原理；可具体实施开发出大小不同的产品：应用于满足所有适用领域或场所的电能需求，如；工农业，商业，大小城区实现电力自给自足电站等，其场所如；清洁能源开发基地，建筑楼顶，船舶，海洋，山区，沙漠风场等。