專利名稱：螺旋轉體垂直軸風力發(fā)電機裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電領域中的發(fā)電裝置，具體的說是一種螺旋轉體垂直軸風力發(fā)電機裝置。
背景技術：
人類利用風能已有數(shù)千年歷史，在蒸汽機發(fā)明以前風能曾作為重要的動力，應用于人類生活的眾多方面。風力發(fā)電的探索，則起源于19世紀末的丹麥，但是直到20世紀70 年代以前，還只有小型充電用風力發(fā)電機達到實用階段。1973年爆發(fā)石油危機以后到現(xiàn)今社會，美國、西歐等發(fā)達國家為尋求替代石油燃料的能源，投入了大量經(jīng)費，動員高科技產(chǎn)業(yè)，利用計算機、空氣動力學、結構力學和材料科學等領域的新技術研制風力發(fā)電機組，開創(chuàng)了風能利用的新時代。我國政府也在近年投入大量的資金及技術開展風力發(fā)電的研發(fā)， 并取得了舉世矚目的成效。垂直軸風車很早就被應用于人類的生活領域中，中國最早利用風能的形式就是垂直軸風車。但是垂直軸風力發(fā)電機的發(fā)明則要比水平軸的晚一些，直到20世紀20年代才開始出現(xiàn)(&ivonius式風輪——19 年，Darrieus式風輪——1931年)。由于人們普遍認為垂直軸風輪的尖速比不可能大于1，風能利用率低于水平軸風力發(fā)電機，因而導致垂直軸風力發(fā)電機長期得不到重視。隨著科技的發(fā)展和人類認識水平的不斷提高，人們逐漸認識到垂直軸風輪的尖速比不能大于1僅僅適用于阻力型風輪(Mvonius式風輪)，而升力型風輪(Darrieus式風輪)的尖速比甚至可以達到6，并且其風能利用率也不低于水平軸。近年來，隨著清潔能源逐漸納入社會經(jīng)濟發(fā)展的軌道，利用風能發(fā)電已被大多數(shù)風力資源豐富的國家所認同，為此在解決風能高效發(fā)電的領域，人們急切需要結合現(xiàn)實提供尖速比較高的垂直軸風力發(fā)電機的技術方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種螺旋轉體垂直軸風力發(fā)電機裝置。該裝置是由多個旋轉連體葉片、雙龍骨架構成的垂直風力發(fā)電機，其目的是通過本發(fā)明電機的螺旋轉體雙輪的結構方式提高風機的風能利用率及啟動風速。為此，本發(fā)明解決所述問題的技術方案是一種螺旋轉體垂直軸風力發(fā)電機裝置， 包括至少一臺發(fā)電機，與所述發(fā)電機軸接的縱向中心軸，設置在所述縱向中心軸上的至少兩個水平雙龍骨支架，兩個半圓形葉片通過葉片緊固件均勻設置在所述兩個水平雙龍骨支架上，并且，所述的水平雙龍骨支架分別與所述的半圓形葉片相連接，且在所述的水平雙龍骨支架上設有固定所述葉片的至少一個以上的對應的端點。優(yōu)選的，與所述水平雙龍骨相連接的半圓形葉片相對環(huán)繞所述縱向中心軸呈自上而下旋轉180°。優(yōu)選的，所述葉片設置在所述雙龍骨支架的雙龍骨之間，且由所述龍骨上的葉片緊固件將葉片夾緊。優(yōu)選的，所述的葉片其材質(zhì)分別為輕質(zhì)金屬或環(huán)保塑膠材料或玻纖材料。優(yōu)選的，所述的雙龍骨支架、葉片緊固件為金屬構件，其中的雙龍骨支架為防銹金屬件，葉片安裝件為金屬壓鑄件或沖壓件。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有的積極效果是，本裝置采用螺旋轉體的結構形式可以不拘于任何方向的來風，均能由裝置的葉片旋轉進而推動風機轉動；這種設計不僅解決了風機受風的實用價值并且為開辟風能發(fā)展的空間起到了教導、啟示的作用，更重大的意義在于為促進風能利用奠定了新的流體力學方面的研究和發(fā)展方向。實踐證明，本裝置的雙輪風機結構具有設計簡捷、易于制造加工、轉數(shù)較低、重心下降、安全性好、運行成本低、維護容易、無噪音污染等明顯特點。


圖1本發(fā)明涉及的垂直軸風力發(fā)電機裝置的整體結構示意圖；圖2是關于圖1的另一實施例整體結構示意圖。圖中1-縱向中心軸，2-龍骨架，3-葉片緊固件(環(huán))，4_葉片(頁面)，5_發(fā)電機，6-水平雙龍骨支架上設置的固定所述葉片的至少一個以上的對應的端點。
具體實施例方式結合圖1或圖2，本發(fā)明是一種螺旋轉體垂直軸風力發(fā)電機裝置，該裝置的底部上設置了至少一臺發(fā)電機5，該發(fā)電機的轉軸與一根相對垂直于裝置底部的縱向中心軸1軸套連接，該縱向中心軸也可稱之為風葉中心軸。在該縱向中心軸1上均勻設置了至少兩個水平雙龍骨支架2，至少兩個半圓形葉片(也可稱之為葉面)4通過葉片緊固件3均勻地設置在所述的兩個水平雙龍骨支架2上，其中，所述的水平雙龍骨支架2分別與所述的半圓形葉片4相連接，而設置在所述水平雙龍骨支架2上的端點6起到了將半圓形葉片4安裝在支架上時的固定之定位作用。本發(fā)明的主要技術貢獻是在縱向中心軸上設置了可任意方向受風的呈螺旋轉體結構形式的半圓形葉片4，其螺旋轉體意味著所述的半圓形葉片是相對環(huán)繞所述縱向中心軸呈自上而下旋轉180°的，螺旋狀的180°葉片旋轉時受風效果是顯而易見的。為了達到完美的受風效果，所述的葉片4是設置在所述雙龍骨支架2的雙龍骨之間的并根據(jù)龍骨支架2上的端點6的定位由所述龍骨末端上的葉片緊固件(螺絲)將葉片夾緊。實際上，為了減輕裝置的整體重量，同時考慮到強度效果，制造所述葉片4的用材可選用輕質(zhì)金屬材料或環(huán)保塑膠材料或玻纖材料。當然，從經(jīng)久耐用和可替換及維修的角度出發(fā)，所述的雙龍骨支架2、葉片緊固件 3均采用金屬構件，其中的雙龍骨支架為防銹金屬件，葉片緊固件為金屬壓鑄件或沖壓件或帶有螺絲的夾具卡。綜上所述，本裝置是應如何提高風機的風能利用率及啟動風速的需求而研發(fā)出來的。作為風機研發(fā)的重點課題，經(jīng)設計及運行實踐證明，風力發(fā)電機的螺旋轉體雙輪的方式是當前用來提高風機的風能利用率的最佳選擇。這是因為，風能的利用是以風機的風葉的受風面積的大小來定的，螺旋轉體效應則是一種新型風能轉化方式。從結構上講，首先它是一種螺旋轉體結構，相對于水平軸流式風機，它是徑流式的，同已有的立軸式風機一樣也都是沿長軸布設槳葉且直接利用風的推力旋轉工作的。而單輪立軸風輪因軸兩側槳葉同時接受風力而扭矩相反，相互抵消，輸出力矩不大。本發(fā)明的巧妙則在于將螺旋轉體結構作為風機葉片的主要特征，進而將原來的立軸力矩輸出對槳葉流體力學形狀的依賴改變?yōu)榇怪甭菪~面的利用。再說，螺旋形葉片的最大優(yōu)點是對風向無任何要求，不管風從任何一個方向來都能受風，推動風機轉動，因此這種設計不僅具有非常強的實用效果而且促進了風力利用的研究和發(fā)展，同時更具有新的流體力學方面的意義，開辟了風能發(fā)展的新空間。
權利要求
1.一種螺旋轉體垂直軸風力發(fā)電機裝置，其特征在于，所述裝置包括至少一臺發(fā)電機、 一根與所述發(fā)電機軸套相接的縱向中心軸，設置在所述縱向中心軸上的至少兩個水平雙龍骨支架，其中，至少有兩個半圓形葉片通過葉片安裝件均勻設置在所述的兩個水平雙龍骨支架上，并且，所述的水平雙龍骨支架分別與所述的半圓形葉片相連接，且在所述的水平雙龍骨支架上設有固定所述葉片的至少一個以上的對應的端點。
2.根據(jù)權利要求1所述的螺旋轉體垂直軸風力發(fā)電機裝置，其特征在于，與所述水平雙龍骨相連接的半圓形葉片相對環(huán)繞所述縱向中心軸呈自上而下旋轉180°。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的螺旋轉體垂直軸風力發(fā)電機裝置，其特征在于，所述葉片設置在所述雙龍骨支架的雙龍骨之間，且由所述龍骨上的葉片緊固件將葉片夾緊。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的螺旋轉體垂直軸風力發(fā)電機裝置，其特征在于，所述的葉片其材質(zhì)分別為輕質(zhì)金屬或環(huán)保塑膠材料或玻纖材料。
5.根據(jù)權利要求1或2或3所述的螺旋轉體垂直軸風力發(fā)電機裝置，其特征在于，所述的雙龍骨支架、葉片緊固件為金屬構件，其中的雙龍骨支架為防銹金屬件，葉片緊固件為金屬壓鑄件或沖壓件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種垂直軸風力發(fā)電機裝置，包括至少一臺發(fā)電機，一根與所述發(fā)電機軸接的縱向中心軸，設置在所述縱向中心軸上的至少兩個水平雙龍骨支架，兩個半圓形葉片通過葉片安裝件均勻設置在所述兩個水平雙龍骨支架上，并且，所述的水平雙龍骨支架分別與所述的半圓形葉片相連接，且在所述的水平雙龍骨支架上設有固定所述葉片的至少一個以上的對應的端點。本裝置的雙輪風機結構具有設計簡捷、易于制造加工、轉數(shù)較低、重心下降、安全性好、運行成本低、維護容易、無噪音污染等明顯特點。
文檔編號F03D3/06GK102155360SQ20111013225
公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權日2011年5月20日
發(fā)明者胡鵬翔 申請人:深圳市正耀科技有限公司