CN201535234U - 高效风电动力机 - Google Patents
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Abstract
一种高效风电动力机，其基本结构具有一个轮机舱，在轮机舱的前面有一个大风口缩管，大风口缩管为流线型渐缩管，与轮机舱相接处最狭窄的部分称喉孔，在轮机舱后上方有一个燕尾舵，在轮机舱的下面有一个旋转盘，旋转盘安放在稳定座上，在轮机舱内安装有发电机芯，在轮机舱的后面，设有泄风口；在轮机舱内设有一台发电机芯的，称为螺状机，在轮机舱内设有两台发电机芯的称为蝶状机。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及新能源领域的发电设备，一种创新的风力发电机，可广泛用于各种楼宇塔台、中西建筑、荒岛山地、海油钻井、适用于一切城镇乡村以及繁华都市——一种全新绿色能源的高效风电动力机。
技术背景
据可靠调查，全世界的石油储量最多还能开采30年。能源危机迫使全世界开发新能源，其中风力发电技术具有最大的实用性。英美法等发达国家站在风力发电新技术研发的前列，但成果并不成熟。如美国人利用缩管原理发明了venturi风力发电机WIND DRIVEN VENTURITUBINE(US2008/0303287A1)，虽然想法很好，只可惜在设计上未能遵循流体力学原理，在环形履带安装风斗而耗费了气流的能量，效率极低。再如美国斯坦福大学的科学家CristinaArcher研究了万米高空的风能惊人，达到每平米16kw，但该小组研发的高空发电机遇到了许多技术障碍。至于我国有关风力发电的很多专利，如风力发电系统(申请号：200710098466.X)、风力发电机(申请号：200820224888.7)等等，大多缺少新意，期望利用电风扇般的涡轮机实现能源改革，基本上是行不通的。
发明内容
本实用新型的目的，就是要提供一种高效风电动力机，该高效风电动力机体积小、功率大，特别适用于各种建筑楼宇、塔架高台，经改造也适用于机动车及舰船。
为实现上述技术目标，本实用新型所采取的技术方案是：高效风电动力机的基本结构具有一个轮机舱，在轮机舱的前面有一个大风口缩管，大风口缩管为流线型渐缩管，与轮机舱相接处最狭窄的部分称喉孔，在轮机舱后上方有一个燕尾舵，在轮机舱的下面有一个旋转盘，旋转盘安放在稳定座上，在轮机舱内安装有发电机芯，在轮机舱的后面，设有泄风口；在轮机舱内设有一台发电机芯的，称为螺状机，在轮机舱内设有两台发电机芯的称为蝶状机。所述大风口缩管和轮机舱连为一个整体，但须从中间横剖分为上盖和下底两部分壳体，在轮机舱的舱室中安装发电机芯后，使用螺杆通过安装螺孔将上盖和下底紧固在一起；发电机芯从轮机舱伸出进入稳定座，并使用螺母将机轴固定在稳定座内。大风口缩管和轮机舱也可以是各自独立的两个部分，使用螺杆将大风口缩管拧紧固定在轮机舱上。所述燕尾舵安装在轮机舱的后上方，由张开夹角为锐角的对称的两个相同尾翼构成。所述发电机芯具有一根发电机机轴，以及固定在外转子上的风扇，机轴从外转子内伸出，使用螺母固定在稳定座上，风扇对称均匀的安装在外转子圆筒形侧壁上，在每一只风扇上都有完全相同的扇叶。所述螺状机，其大风口缩管、轮机舱、泄风口三者结构位置的确定：第一是轮机舱上盖下底之间的对口在同一平面上；第二是垂直于大风口横截面的气流，进入喉孔后所对准的刚好转到与气流方向垂直的风扇扇叶，称为正位扇叶，正位扇叶中心到机轴中心的距离称为风动力臂；第三泄风口开向发电机芯的后方。所述蝶状机形如两台连体的螺状机，在轮机舱内设有两台发电机芯，两台发电机芯在缩管大风口的后面对称安装：喉孔中心的分流板将轮机舱分为两个独立的左右舱室，左舱室的泄风口偏向发电机芯的左后侧，右舱室的泄风口偏向发电机芯的右后侧，两泄风口成对称安装。作为技术的改进，所述高效风电动力机也可以不设旋转支座和燕尾舵，在不设旋转支座和燕尾舵时，可以形成一种特殊的结构：缩管大风口和稳定座同在轮机舱的上盖，此处稳定座称稳定罩，轮机舱的下底形成一个底平面，可以将底平底两两相对，拼合在一起，形成合体机。作为技术的进一步改进，多台合体机拼合在一起构成联排机组。
本实用新型由于设置大风口缩管，根据流体力学原理，低速不可压缩气体的流动，速度V与横截面A的乘积VA＝C为体积流量，是一个常数，大风口缩管的截面变小，流速将会增大，选取大风口和喉孔适当比例，可使气流通过喉孔速度增大n倍，而风力做功的能量与风速的3次方成正比，即N＝μv3，无疑，气流通过喉孔获得更大的做功能力。这样，我们不必耗费巨大人力财力到万米高空去找每平米16kw风能，把高效风电动力机安装在屋顶，3米高就可以获取更大的能量。另一方面，由于燕尾舵和旋转支座的特殊结构，无论风从何方来，缩管的大风口都会灵活转动到对准来风方向，使气流进入大风口，并对准转到正位扇叶，在扇叶上产生推力。但由于风扇采用扭矩式驱动，再强大的风力作用在风扇上，在机轴上产生的只是转动扭矩，对装载高效风电动力机的支撑物却没有阻力。将这样的高效风电动力机安装在建筑物上、安装在海油钻井上，意味着对所有建筑物的影响力极其微小，可无任何代价的获得电能补充。由此可知本实用新型的积极意义非常明显。
附图说明
图1是本实用新型提出的高效风电动力机整体结构示意图。
图2是本实用新型提出的高效风电动力机内部结构侧视图。
图3是蝶状机外观结构俯视图。
图4是蝶状机内部结构示意图
图5是合体机结构侧视图。
图6是双体联排机组大风口示意图。
图1中，(11)是大风口缩管，(14)是对口，(16)是旋转盘，(1)是轮机舱，(4)是稳定座，(41)是底盘，(3)是燕尾舵。
图2中，(2)是发电机芯，(21)是机轴，(22)是风扇，(24)是安装螺孔，(23)是扇叶，(23A)是正位扇叶，(15)是喉孔，(10)是机壳，(12)是舱室，(13)是泄风口。P是机轴中心，Q是正位扇叶中心，R是风动力臂。
图3中，(7)是蝶状机，(13A)、(13B)是泄风口。
图4中，(6)是分流板NN，(22A)、(22B)是风扇，(2A)、(2B)是发电机芯，(15A)、(15B)是喉孔。
图5中，(8)是合体机，(14A)、(14C)是对口，(17A)、(17C)是稳定罩，(23C)、(23A)是扇叶、(13A)、(13C)是泄风口，MM是底平面。
图6中，(15C)、(15D)是喉孔。
具体实施方式
如图1所示的整体结构侧视图，从图中可以看出，所述大风口缩管(11)和轮机舱(1)连为一个整体，但须从中间横剖分为上盖和下底两部分机壳(10)，如图2所示，在下底的舱室(12)中安装发电机芯(2)后，使用螺杆通过安装螺孔(24)将上盖和下底紧固在一起。在轮机舱后上方有一个燕尾舵(3)，燕尾舵由张开夹角为锐角的对称的两个相同尾翼构成；在轮机舱的下面有一个稳定座(4)，下底的旋转盘(16)安放在稳定座上；发电机芯从轮机舱内伸出进入稳定座，并使用螺母将发电机芯固定在稳定座上；稳定座的下面是底盘(41)。
如图2所示的高效风电动力机内部基本结构，图示为螺状机从中间的对口(14)打开的下底，下底具有一个舱室(12)，舱室呈圆盘形。在轮机舱的前面是一个大风口缩管(11)，大风口缩管为流线型渐缩管，与轮机舱相接处最狭窄的部分称喉孔(15)。发电机芯(2)安装在舱室内，发电机芯的机轴(21)从外转子内伸出，在外转子圆筒形侧壁上，风扇(22)在360度圆周上对称均匀分布，在每一只风扇上都有完全相同的扇叶(23)。(13)则是泄风口。为了保证风力发电的高效能，大风口缩管、轮机舱、泄风口三者结构位置的确定，有严格的结构要求：第一是轮机舱上盖下底之间的对口在同一平面上；第二是垂直于大风口横截面的气流，进入喉孔后所对准的刚好转到与气流方向垂直的风扇扇叶，称为正位扇叶(23A)，正位扇叶中心Q到机轴中心P的距离称为风动力臂R，此力臂越长，发电能力越强；第三泄风口开向发电机芯的后方，并且有一个倾斜的角度。图中的泄风口开在轮机舱圆盘左边的一半上，这是为了在正位扇叶下面尽量多留一些机壳侧壁，使得气流在经过正位扇叶后，继续发力推动正位扇叶转过90°角，这样，进入大风口的气流，在120°角范围内对所有扇叶都在做功，就成倍的提高了效率。由于在结构总体上有如螺壳的形状，这种高效风电动力机简称为螺状机。
如图3、图4所示的蝶状机(7)，在前面充分利用空间，形成横贯左右的大风口缩管(11)，在缩管喉孔的正中心位置上，设有NN分流板(6)，NN的方向与缩管进风口的横截面垂直，NN将喉孔分为左右对称的(15A)和(15B)，同时将后面轮机舱的舱室一分为二，形成左右两个对称的左舱室和右舱室，左右两个舱室内各安装有一台发电机芯(2A)和(2B)，左侧的泄风口(13A)在左发电机芯(2A)的左后方，右泄风口(13B)在右发电机芯(2B)的右后方，左右两泄风口位置对称，形成蝴蝶翅膀形状，此种结构称为蝶状机(7)。在蝶状机内，大风口缩管(11)，喉孔(15A)、(15B)，发电机芯(2A)、(2B)，风扇(22A)、(22B)，泄风口(13A)、(13B)等，一切都是对称的，燕尾舵在机壳上也是对称的，因而整机的受力对称均匀，具有方向性好的优点。而且，由于大风口缩管偏向轮机舱一侧，蝶状机增大了大风口的面积，因而在空间宽度限定条件下，提高了高效风电动力机的发电功率。
如图5、图6所示，高效风电动力机也可以不设旋转支座和燕尾舵，在不设旋转支座和燕尾舵时，可以形成一种特殊的结构：缩管大风口和稳定座同在轮机舱的上盖，此处稳定座称为稳定罩，如图中所示(17A)、(17C)，轮机舱的下底形成一个底平面MM，此时发电机芯的机轴从稳定罩内穿出，使用螺母将发电机芯固定在稳定罩上。可以将底平面MM两两相对，拼合在一起，形成合体机(8)，多台和体积拼合在一起，形成连排机组。
Claims (9)
1.一种高效风电动力机，其特征在于：高效风电动力机的基本结构具有一个轮机舱(1)，在轮机舱的前面有一个大风口缩管(11)，大风口缩管为流线型渐缩管，与轮机舱相接处最狭窄的部分称喉孔(15)，在轮机舱后上方有一个燕尾舵(3)，在轮机舱的下面有一个旋转盘(16)，旋转盘安放在稳定座(4)上，在轮机舱内安装有发电机芯(2)，在轮机舱的后面，设有泄风口(13)；在轮机舱内设有一台发电机芯的，称为螺状机，在轮机舱内设有两台发电机芯的称为蝶状机。
2.如权利要求1所述的高效风电动力机，其特征在于：所述大风口缩管和轮机舱连为一个整体，但须从中间横剖分为上盖和下底两部分壳体机壳(10)，在轮机舱的舱室中安装发电机芯后，使用螺杆通过安装螺孔(24)将上盖和下底紧固在一起；发电机芯从轮机舱伸出进入稳定座(4)，并使用螺母将机轴固定在稳定座内。
3.如权利要求1所述的高效风电动力机，其特征在于：大风口缩管和轮机舱也可以是各自独立的两个部分，使用螺杆将大风口缩管拧紧固定在轮机舱上。
4.如权利要求1所述的高效风电动力机，其特征在于：所述燕尾舵安装在轮机舱的后上方，由张开夹角为锐角的对称的两个相同尾翼构成。
5.如权利要求1所述的高效风电动力机，其特征在于：所述发电机芯具有一根发电机机轴(21)，以及固定在外转子上的风扇(22)，机轴从外转子内伸出，使用螺母固定在稳定座上，风扇对称均匀的安装在外转子圆筒形侧壁上，在每一只风扇上都有完全相同的扇叶(23)。
6.如权利要求1所述的高效风电动力机，其特征在于：所述螺状机，其大风口缩管、轮机舱、泄风口三者结构位置的确定：第一是轮机舱上盖下底之间的对口在同一平面上；第二是垂直于大风口横截面的气流，进入喉孔后所对准的刚好转到与气流方向垂直的风扇扇叶，称为正位扇叶(23A)，正位扇叶中心(Q)到机轴中心P的距离称为风动力臂R；第三泄风口开向发电机芯的后方。
7.如权利要求1所述的高效风电动力机，其特征在于：所述蝶状机(7)形如两台连体的螺状机，在轮机舱内设有两台发电机芯，两台发电机芯在缩管大风口的后面对称安装：喉孔中心的NN分流板(6)将轮机舱分为两个独立的左右舱室，左舱室的泄风口(13A)偏向发电机芯的左后侧，右舱室的泄风口(13B)偏向发电机芯的右后侧，两泄风口成对称安装。
8.如权利要求1所述的高效风电动力机，其特征在于：作为技术的改进，所述高效风电动力机也可以不设旋转支座和燕尾舵，在不设旋转支座和燕尾舵时，可以形成一种特殊的结构：缩管大风口和稳定座同在轮机舱的上盖，此处稳定座称稳定罩(17A)、(17C)，轮机舱的下底形成一个底平面MM，可以将底平面两两相对，拼合在一起，形成合体机(8)。
9.如权利要求1所述的高效风电动力机，其特征在于：作为技术的进一步改进，多台合体机拼合在一起构成联排机组。
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| CN102996353A (zh) * | 2012-11-12 | 2013-03-27 | 郭德祥 | 鱼形风电机新技术 |
| CN104595114A (zh) * | 2015-01-31 | 2015-05-06 | 李德生 | 双风能分阻导风旋叶式发电系统 |
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| CN104595114A (zh) * | 2015-01-31 | 2015-05-06 | 李德生 | 双风能分阻导风旋叶式发电系统 |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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