CN202431436U

CN202431436U - 双叶片风力发电机

Info

Publication number: CN202431436U
Application number: CN2012200042195U
Authority: CN
Inventors: 吴喜元
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2012-01-06
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2022-01-06

Abstract

本实用新型是一种垂直轴双叶片风力发电机，包括桨叶片、发电机轴杆和电机，第一桨叶片、电机和第二桨叶片固定在发电机轴杆上，共同组合成一个同时具有发电和空气净化置换双重功能的电力、空调两用系统。多个双叶片风力发电机可以组合成电站，安装在建筑物上，第一桨叶片、电机和第二桨叶片可以共同绕发电机轴杆转动，也可以由传动机构分别连接和驱动。第二桨叶片可以放置在第二桨叶片罩中，第二桨叶片罩上的上排风口与第二桨叶片罩底板上的下进风口可以通过装配孔固定连通，下进风口通过排风管道可以和居室排风口连通，构成一个相对独立的排风循环系统。本实用新型可原地发电、原地使用、没有输电过程的投资和能源损耗。可用于建筑物电力供应、取暖、空调和路灯上使用。

Description

双叶片风力发电机

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，特别涉及一种可安装在建筑上的垂直轴双叶片风力发电机，该机可一机两用；同时具有发电和无动力能源消耗空气净化、置换双重功能。

背景技术

当今世界能源日渐枯竭，能源危机将严重地影响人类社会的进步和发展。为此全世界都在为开发新能源以维持地球的可持续发展做着不懈的努力。风能是一种人类取之不尽的绿色能源，如何有效地利用和开发风能资源一直是科学界不断努力的方向。早期的水平轴风力发电机，由于体积庞大、轻风无法启动等缺陷，只适用于边远山区风口处建立电厂，而无法从根本上解决城市电荒的燃眉之急。

为了使“风力发电机”的应用领域更加广泛，沐日开元公司在全球首次研发出第四代建筑一体化的垂直轴双叶片风力发电机，该机可一机两用；同时具有发电和“无动力能源消耗空气净化、置换”双重功能。第四代建筑一体化的垂直轴双叶片风力发电机是以“小型尺寸、微风启动、一机两用”为根本思想，历经七年不懈的探索和试验，对桨叶构造和电机结构进行了深入研发。以变功角翼双叶片组合构造取代了单一固定桨翼构造，将电机结构由传统电机运用硅钢片与绕线定子结构升华为电机磁钢直接粘到外壳上的外转子结构技术。将磁钢和外壳之间的相互运动降为零，减少了涡流损耗；双转子构成了双气隙，不仅可以克服单边磁拉力，增加气隙磁密，而且可以改善极面下磁密分布的均匀性，减少漏磁。

沐日开元公司的“垂直轴变功角翼双叶片风力发电机”是“绿色低碳生态家园”整体解决方案中的核心技术之一，是能够实现建筑“能源自供、空气自洁、碳中和、零排放”的保障，对于构成清洁能源可循环再生利用具有重要的战略意义。

然而，使用这种新型“垂直轴变功角翼双叶片风力发电机”系统将风能转化为电能，也是有很大困难的。由于城市建筑上的风速始终是在变化的，这就要求风力发电机的桨叶片不能是固定的，它要实时变换角度使风力发电机的转数始终保持在最佳功率转数上。这样的技术被称之为变功角翼技术。目前现有的水平轴风力发电机系统都是把风力发电机和风标定向系统固定安装在一个高大的塔基上，这种方式就产生了一个风帆效应。这样的系统存在以下缺陷；

1、塔基结构和基础强度要求过高；大体积桨叶片组合在一块塔基上并暴露在大气中需要承受很大的风荷载，为了保证承载风力发电机的大体积桨叶片能够承受风荷载并始终转动，塔基支架结构中大量地采用钢架结构。由于桨叶片体积很大，因此塔基钢架结构所采用的钢材和基础都必须有相当高的结构刚度和体积重量。

2、风速耍求高风能量利用效率低：由于水平轴风力发电机系统的桨叶体积庞大，对于启动和工作风速耍求很高，如果不是在固定的风口上，很难获得理想的发电效率。现有的水平轴风力发电机系统都安装有风速自动关机糸统，因风过大时易导致风力发电机损毁，因此风小时无法启动，风大时需要停机，不仅发电电压不稳定影响了电力供应质量，而且风能量中的大部分被白白浪费掉而无法实现风能量利用效率的最大化。

3、系统维护和电力传输成本高：对于安装在远离人居环境的野外高山上的水平轴风力发电机系统（绝大部分），由于需要架设输电线路将所发电力传输至用电城市，因此不仅传输成本投资较大、输电线路损耗浪费较高，同时也给输电系统的维护带来很高的成本支出。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可安装在建筑物上的垂直轴双叶片风力发电机，该机可一机两用；同时具有发电和无动力能源消耗空气净化、置换双重功能。将风力发电机变功角翼桨叶片和附属桨叶片结合在一起，组成垂直轴双叶片风力发电机，再将多个垂直轴双叶片风力发电机安装在建筑上。组合成新型的建筑一体化风力发电站，为建筑提供廉价且清洁的能源的同时为建筑提供无动力能源消耗空气净化和新风置换。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：双叶片风力发电机，包括风力发电机桨叶片、发电机轴杆和电机，其特征在于：风力发电机第一桨叶片固定在发电机轴杆上，发电机轴杆上固定有电机和第二桨叶片，风力发电机第一桨叶片、发电机轴杆、电机和第二桨叶片共同组合成一个同时具有发电和空气净化置换双重功能的电力、空调两用系统。

风力发电机第一桨叶片、电机和第二桨叶片可以共用发电机轴杆，并共同绕发电机轴杆转动，也可以由传动机构分别连接和驱动。

电机可以通过电机装配孔与风力发电机第二桨叶片罩固定连接，风力发电机第二桨叶片罩可以通过风力发电机第二桨叶片罩上的装配孔和风力发电机第二桨叶片罩底板上的装配孔固定在建筑外墙体和建筑楼顶板上。

风力发电机第二桨叶片可以放置在风力发电机第二桨叶片罩中，风力发电机第二桨叶片罩上分别开有上排风口和装配孔。风力发电机第二桨叶片罩与风力发电机第二桨叶片罩底板连接，风力发电机第二桨叶片罩底板上分别开有下进风口和装配孔。

风力发电机第二桨叶片罩与风力发电机第二桨叶片罩底板组合固定后，风力发电机第二桨叶片罩上的上排风口与风力发电机第二桨叶片罩底板上的下进风口可以连通，下进风口通过排风管道可以和居民家中的居室排风口连通，上排风口、下进风口、排风管道、居室排风口连通后构成一个相对独立的排风循环系统。可以利用风力发电机的第二桨叶片免费为居民排出室内的污浊空气。

本实用新型的优点是：

1、将风力发电机第一桨叶片固定在发电机轴杆上，发电机轴杆上固定有电机和风力发电机第二桨叶片，风力发电机第一奖叶片、发电机轴杆、电机和风力发电机第二奖叶片共同组合成一个同时具有发电和空气净化置换双功能的电力、空调两用系统。

2、将风力发电机第一桨叶片、电机和风力发电机第二桨叶片可以共用发电机轴杆，并共同绕发电机轴杆转动，也可以由传动机构分别连接和驱动。电机可以通过电机装配孔与风力发电机第二桨叶片罩固定连接，风力发电机第二桨叶片罩可以通过风力发电机第二桨叶片罩上的装配孔和风力发电机第二桨叶片罩底板上的装配孔固定在建筑外墙体和建筑楼顶板上。

3、将风力发电机第二桨叶片罩与风力发电机第二桨叶片罩底板组合固定后，风力发电机第二桨叶片罩上的上排风口与风力发电机第二桨叶片罩底板上的下进风口可以连通、下进风口通过排风管道可以和居民家中的居室排风口连通，上排风口、下进风口、排风管道、居室排风口连通后构成一个相对独立的排风循环系统。可以利用风力发电机的第二桨叶片免费为居民排出室内的污浊空气。

本实用新型的优点是：

本实用新型是基于美国Mag-Wind公司的主打产品MW1000竖直轴风力涡轮机研发的，我们改进了该产品技术上的缺陷，并增加了变攻角技术和双叶片技术，使该产品的性能大幅提高，在发电的同时将建筑的空气、温度进行净化和调解。成为了一款达到世界标准、适合中国国情的顶尖绿色科技产品。

将“双叶片风力发电机”的第二奖叶片与建筑内的排风管道联接，在发电的同时为居民抽出居室的污浊空气。在每个居室设送风口，利用气体负压原理将除尘、灭菌、增氧、加湿、调温后的高氧含量清洁空气送入居室，调解居民室内空气和温度，极大地提高风能的利用效率及经济性,并能很好地降低建筑用电成本,节约居民空调和采暖的费用,减少火力发电生产的总体能耗和污染,对风能的规模化应用、推广及节约资源具有重大意义,是一种有着重要研究价值和市场应用价值的关键技术。

配置的SEEM电机是根据左手定则，通电导线在磁场中产生安培力的原理，改变了，这样；电枢绕组采用新型绕制工艺，无槽无铁心，直接由绕组加入高分子材料和新研发出的含有超导磁性特殊材料烧结而成。由于绕组部分无铁心，不存在饱和问题，不必考虑饱和的影响，损耗降低、效率提高。在稀土永磁材料中产生磁场，通电导线产生旋转推力，结合电子智能变频技术，大幅度提高功率密度和转矩体积比。

由于采用无铁芯、无刷、无磁阻尼，有效降低绕组铜损，不使用硅钢片作为定、转子铁芯材料，消除了磁阻尼及铁损，减少了铁损发热源使电机系统效率提高到９５％以上。与常规电机对比有以下优势：

① 通过改变磁块的形状、位置、磁场的走向，实现大转矩，小体积。

② 采用了高磁通量特殊材料结成线圈，使电机效率大幅提升。

③ 比传统电机节约铜线90％、节约永磁材料80％。

④ 与传统电机比；成本是传统电机的1/3、体积是传统电机的1/5。

⑤ 功率扭矩是传统电机的2倍，耗能比传统电机减少40％。由于无启动负荷，所以在1.3米/秒的微风下即可发电。另外，还可轻松实现多级构造，电极数量分割得越细，发电量就越大。发电效率是普通发电机的3倍。

“双叶片风力发电机”适用范围

“双叶片风力发电机”可广泛应用于住宅、宾馆、学校、医院、政府机关和大型企业厂房、办公楼等公用、民用建筑。并为上述建筑提供廉价且清洁的能源。可离网独立使用或联网合作使用。

附图说明

图1是本实用新型“双叶片风力发电机”的结构示意图。

图2是本实用新型双叶片风力发电机第一桨叶片、电机和第二桨叶片共同绕发电机轴杆转动的结构示意图。

图3是本实用新型双叶片风力发电机第一桨叶片、电机和第二桨叶片由传动机构分别连接和驱动的结构示意图。

图4是本实用新型中电机与第二奖叶片罩组装的示意图。

图5是本实用新型中双叶片风力发电机A——A轴向的剖面示意图。

图6是附图5所示A——A剖面图安装在建筑物的外墙体和楼顶屋面板上的工作示意图。

图中1是风力发电机第一奖叶片、2是发电机轴杆、3是电机、4是电机上的装配孔、5是上排风口、6是第二奖叶片、7是第二奖叶片罩、8是第二奖叶片罩底板、9是下进风口、10是排风管道、11是第二奖叶片罩上的装配孔、12是第二奖叶片罩底板上的装配孔、13是建筑外墙体、14是楼顶屋面板、15是居室排风口。

具体实施方式

实施例1

本实施例的“双叶片风力发电机”的结构如附图1所示采用风力发电机第一奖叶片1作为风力驱动装置，以发电机轴杆2作为连接轴，将第一奖叶片1、发电机轴杆2、电机3和第二奖叶片6连接固定成一体，共同组合成一个同时具有发电和空气净化置换双功能的电力、空调两用系统。

本实施例的“双叶片风力发电机”的结构如附图2、图3所示风力发电机第一桨叶片1、电机3和风力发电机第二桨叶片6可以共用发电机轴杆2，并共同绕发电机轴杆2转动，也可以由传动机构分别连接和驱动。

电机3是用于发电。电机3通过电机装配孔4与第二桨叶片罩7固定连接。第二桨叶片罩7上分别开有上排风口5和装配孔11。第二桨叶片罩7与第二桨叶片罩底板8连接，第二桨叶片罩底板8上分别开有下进风口9和装配孔12。第二桨叶片罩7可以通过第二桨叶片罩7上的装配孔11和第二桨叶片罩底板8上的装配孔12固定在建筑外墙体13和建筑楼顶板14上。风力发电机第一奖叶片1在风力的驱动下，以发电机轴杆2作为连接轴，带动电机3工作（发电），通过电机3上的导线将电能引出到负载上使用。

第二桨叶片6的作用是利用风能进行空气净化置换工作；风力发电机第一奖叶片1在风力驱动下带动发电机轴杆2转动，发电机轴杆2带动第二桨叶片6转动，第二桨叶片6放置在第二桨叶片罩7中，第二桨叶片罩7与第二桨叶片罩底板8组合，第二桨叶片罩7上的上排风口5与第二桨叶片罩底板8上的下进风口9连通、下进风口9通过排风管道10和居民家中的居室排风口15连通。上排风口5、下进风口9、排风管道10、居室排风口15连通后构成一个相对独立的排风循环系统。可以利用放置在第二桨叶片罩7中的第二桨叶片6免费为居民排出室内的污浊空气。

本实用新型安装在建筑物的顶部，不但可以解决住户的电力供应、取暖和空调问题，还节约能源、绿色环保。双叶片技术，使该产品的性能大幅提高，在发电的同时将建筑的空气、温度进行净化和调解。成为了一款达到世界标准、适合中国国情的顶尖绿色科技产品。

实施例2

将双叶片风力发电机安装到路灯上，可以为太阳能路灯提供照明电力。

Claims

1.双叶片风力发电机，包括风力发电机桨叶片、发电机轴杆和电机，其特征在于：风力发电机第一桨叶片（1）固定在发电机轴杆（2）上，发电机轴杆（2）上固定有电机（3）和风力发电机第二桨叶片（6），风力发电机第一桨叶片（1）、发电机轴杆（2）、电机（3）和风力发电机第二桨叶片（6）共同组合成一个同时具有发电和空气净化置换双功能的电力、空调两用系统。

2. 根据权利要求1所述的双叶片风力发电机，其特征在于：风力发电机第一桨叶片（1）、电机（3）和风力发电机第二桨叶片（6）可以共用发电机轴杆（2），并共同绕发电机轴杆（2）转动。

3. 根据权利要求1所述的双叶片风力发电机，其特征在于：风力发电机第一桨叶片（1）、发电机轴杆（2）、电机（3）和风力发电机第二桨叶片（6）也可以由传动机构分别连接和驱动。

4.根据权利要求1所述的双叶片风力发电机，其特征在于：电机（3）可以通过电机装配孔（4）与风力发电机第二桨叶片罩（7）固定连接，风力发电机第二桨叶片罩（7）可以通过风力发电机第二桨叶片罩（7）上的装配孔（11）和风力发电机第二桨叶片罩底板（8）上的装配孔（12）固定在建筑外墙体（13）和建筑楼顶板（14）上。

5.根据权利要求1所述的双叶片风力发电机，其特征在于：风力发电机第二桨叶片（6）可以放置在风力发电机第二桨叶片罩（7）中，风力发电机第二桨叶片罩（7）上分别开有上排风口（5）和装配孔（11）。

6. 根据权利要求1所述的双叶片风力发电机，其特征在于：风力发电机第二桨叶片罩（7）与风力发电机第二桨叶片罩底板（8）连接，风力发电机第二桨叶片罩底板（8）上分别开有下进风口（9）和装配孔（12）。

7.根据权利要求1所述的双叶片风力发电机，其特征在于：风力发电机第二桨叶片罩（7）与风力发电机第二桨叶片罩底板（8）组合固定后，风力发电机第二桨叶片罩（7）上的上排风口（5）与风力发电机第二桨叶片罩底板（8）上的下进风口（9）可以连通、下进风口（9）通过排风管道（10）可以和居民家中的居室排风口（15）连通，上排风口（5）、下进风口（9）、排风管道（10）、居室排风口（15）连通后构成一个相对独立的排风循环系统，可以利用风力发电机的第二桨叶片（6）免费为居民排出室内的污浊空气。