CN1554866A - 椭圆抛物面风斗式风力发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的概念是一种椭圆抛物面风斗式风力发电装置，垂直装在风力发电机上，水平旋转。风斗面风时，受风力P的直接推动，全部接受其推力；而在反向逆风时，因是椭圆抛物面，阻力p较小，两者之差，即为有效推力。接受风力的面积愈大，则有效推力也愈大。又因风斗口径的面积是πr2，r为风斗口径的半径，故r的增大，使风斗口径的面积以几何级数增大。这就使得制造高功率风力发电机成为可能，甚至是巨型的风力发电机。另一个优点是，因是水平旋转，不受风向变化的影响；并且有可能研制重叠式发电机，以适应不同风力。风斗可以是四个或四个以上。
Description
技术领域 本发明的技术领域是机械装置，由连杆和椭圆抛物面风斗组成，装在风力发电机上。连杆应由金属制成，风斗可由金属、玻璃纤维或塑料制成。
背景技术 目前在全世界使用的风力发电装置是螺旋桨叶片式的，面对风向，在风力的推动下垂直转动。在发电机的后部还装有一个风向舵，以使螺旋桨叶片正面对着来风。这种形式的风力发电装置的风能转变效率很低，制约着全世界对风能资源的利用，亟待改进。
发明内容 本发明是以椭圆抛物面风斗取代螺旋桨叶片。与叶片式不同：它是水平旋转的，也没有风向舵。椭圆抛物面风斗式装置的优点有以下三点：
(1)较高的风能转变率：a、以叶片装置而言，风力是通过与叶片的摩擦而推动叶片旋转的，再通过发电机转变为电能。叶片对着风有一个不大的倾角α。这样叶片的风力转化率公式为：
其中：P＝风力
f＝多个叶片的总输出力
f＝ePcosα∝S e＝系数
S＝多个叶片的总面积
∝＝与出力成正比。
从上面的公式中看到，由于倾斜角α很小，风力的转化率很低，这就是为什么至今对自然风力利用率不高的原因。b、现在再看椭圆抛物面风斗式装置。风斗是水平旋转的。风力从正面直接推动风斗口，风斗口吸收到全部风力，而风斗在反向逆风时，因是椭圆抛物面，所以阻力较小，风力的转化率公式如下：
其中：f＝输出力
P＝风的直接推力
f＝e(P-p)∝S p＝反向时的阻力
e＝系数
S＝一个风斗口的面积
∝与S成正比
从以上公式中可以看到输出力与S成正比，而风斗口径的面积是πr2。r为风斗口径半径。设r为1，2，3，4，5，则r2为1，4，9，16，25！是几何级数。这样风斗口径的增大，就可获得风力发电机的强大输出功率。这就是本发明的价值所在。
(2)本发明装置的第二个优点是：由于风斗是水平旋转的，随便什么风向或转向中的风向都可以推动它旋转，所以转动比较稳定。不像叶片式装置那样摇摆不稳定，随风摇曳。
(3)也许本装置的第三个优点是可以设计重叠式发电机，即一个较小、一个较大的发电机同轴，小的在上，大的在下。风力小时，由小的发电，风力大时自动跳到大的发电机上，再大时两个发电机一起发电。这要求有个自动装置，由发电机的出力来控制。这要在产业化中解决。
关于连接风斗的连杆的长短：连杆短转速快；连杆长，转速慢，但动量较大。连杆长可增加风斗的数量。风斗数量可以是四个或四个以上。这都要取决于对发电机的要求和设计。
附图说明 本说明书共有四个附图，均为示意图。图1为螺旋桨叶片式装置示意图。图2为本发明椭圆抛物面风斗式风力发电装置示意图。图3为叶片式装置风力分解示意图，其中α为叶片的迎风倾斜角，P为风力，f1为一个叶片的输出力。图4为椭圆抛物面风斗式装置的输出力示意图，其中P为风力，p为反向时的阻力，r为风斗口径的半径。
具体实施方式 为证明本发明概念的成立，作了两个实验。采用了两个型号的叶片式风力发电机：FD2-100和FD2.5-200型号。都是小型风力发电机。实验时，取下叶片和方向舵，改装成风斗式风力发电机，垂直装在支架上。使用的风斗用玻璃纤维制成。实验都是在自然条件下进行。
实验I：
在FD2-100型上进行，椭圆抛物面风斗的口径为20厘米。在气象预报的六级风中该装置的工作势态令人满意。测出的电压为24伏，电流为100瓦。与该发电机的额定电压和额定功率相符。
实验II：
在FD2.5-200型上进行。风斗的口径为28厘米。在六级风中测出了24伏电压和200瓦电流，符合该发电机的额定电压和额定功率。
实验是成功的，使用的风斗口径有其随意性。定型、标准化和系列化和发电机的设计问题在产业化中研究解决。
Claims (4)
1.一种风力发电装置，其特征是，用椭圆抛物面风斗装在风力发电机上，由风力推动作水平旋转，将风力传送到发电机上。
2.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征是，椭圆抛物面风斗。
3.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征是，在一个风力发电机上可有四个或四个以上的椭圆抛物面风斗。
4.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征是，椭圆抛物面风斗可用金属、塑料或玻璃纤维制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2003101129613A CN1554866A (zh) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | 椭圆抛物面风斗式风力发电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2003101129613A CN1554866A (zh) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | 椭圆抛物面风斗式风力发电装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1554866A true CN1554866A (zh) | 2004-12-15 |
Family
ID=34336766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2003101129613A Pending CN1554866A (zh) | 2003-12-29 | 2003-12-29 | 椭圆抛物面风斗式风力发电装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1554866A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023131442A1 (en) * | 2022-01-07 | 2023-07-13 | Length Wise Energy Production Ike. | Power generating mechanism |
-
2003
- 2003-12-29 CN CNA2003101129613A patent/CN1554866A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023131442A1 (en) * | 2022-01-07 | 2023-07-13 | Length Wise Energy Production Ike. | Power generating mechanism |
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