一種用于高速公路上的同軸輪式風(fēng)力發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地是涉及一種用于高速公路上的同軸輪式風(fēng)力發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭，人們正努力尋找可持續(xù)、綠色環(huán)保的能源來滿足人類發(fā)展的需求，風(fēng)能作為重要的綠色能源備受關(guān)注。
[0003]自然風(fēng)由于風(fēng)向、風(fēng)速均不恒定，且相關(guān)設(shè)備代價高昂、發(fā)電效率較低，因此不能適用于普通的需求，人們開始研宄如何利用人類活動過程中產(chǎn)生的定向風(fēng)能來發(fā)電，如高速公路上機(jī)動車在行駛過程中產(chǎn)生的風(fēng)能。
[0004]現(xiàn)有的用于高速公路上的風(fēng)力發(fā)電裝置一般均采用一個風(fēng)扇帶動一個發(fā)電機(jī)，如中國專利文獻(xiàn)CN101294548A公開了一種應(yīng)用于高速公路的風(fēng)力發(fā)電裝置及系統(tǒng)，其每一個風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軸均與葉片連接，這種設(shè)置方式雖然能夠保證扇葉帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，但是由于高速路上的車輛并不是連續(xù)通過，相互之間的間距不定，這樣就很容易造成當(dāng)機(jī)動車通過時發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，沒有機(jī)動車通過時發(fā)電機(jī)則處于靜止?fàn)顟B(tài)，這種忽轉(zhuǎn)忽不轉(zhuǎn)、忽快忽慢的發(fā)電方式由于工作不穩(wěn)定，很容易造成發(fā)電機(jī)損壞，進(jìn)而影響使用壽命，且制造這種發(fā)電機(jī)需要較高的成本。
[0005]并且目前的風(fēng)扇多采用三風(fēng)葉或多風(fēng)葉等升力型風(fēng)葉，其風(fēng)葉葉尖呈自由狀態(tài)，葉尖效應(yīng)明顯。風(fēng)葉高速旋轉(zhuǎn)時形成了近似平面，阻礙了氣流通過，使風(fēng)葉降低了風(fēng)能利用率氣流隨轉(zhuǎn)向四周流動，風(fēng)葉后方呈現(xiàn)真空狀態(tài)，風(fēng)葉扭曲變形現(xiàn)象明顯，破壞了發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性。整體強(qiáng)度差，噪音大，并且安全性差，容易脫落造成意外事故。
[0006]因此，本實用新型的發(fā)明人亟需構(gòu)思一種新技術(shù)以改善其問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于:現(xiàn)有用于高速公路的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備均采用一個風(fēng)扇上安裝一個發(fā)電機(jī)，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)工作不穩(wěn)定，忽快忽慢容易使發(fā)電機(jī)損壞，發(fā)電效率較低，該類發(fā)電機(jī)成本較高，且風(fēng)扇迎風(fēng)面固定，不能自行旋轉(zhuǎn)適應(yīng)風(fēng)力，發(fā)電效率較低，且內(nèi)應(yīng)力大；同時風(fēng)扇采用升力型風(fēng)葉，葉尖效應(yīng)明顯，整體強(qiáng)度差，噪音大，并且安全性差，容易脫落造成意外事故。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0009]一種用于高速公路上的同軸輪式風(fēng)力發(fā)電裝置，包括沿護(hù)欄的長度方向設(shè)置的可轉(zhuǎn)動的長軸，所述長軸上套設(shè)有至少兩個蝸輪，相鄰兩個所述蝸輪之間間隔設(shè)置，所述蝸輪所在的位置設(shè)置有與所述蝸輪配合的蝸桿，所述蝸桿的遠(yuǎn)離所述蝸輪的一端設(shè)置有風(fēng)扇。
[0010]所述風(fēng)扇包括殼體和設(shè)置在所述殼體內(nèi)的風(fēng)扇軸，所述風(fēng)扇的一端設(shè)置有轉(zhuǎn)動部，所述轉(zhuǎn)動部包括多個風(fēng)葉、內(nèi)固定圈和外固定圈，所述多個風(fēng)葉沿圓周方向均布排列并安裝于所述內(nèi)固定圈和所述外固定圈上，所述內(nèi)固定圈固定在所述風(fēng)扇軸上，所述外固定圈為圓臺狀結(jié)構(gòu)，沿遠(yuǎn)離所述殼體的方向所述內(nèi)固定圈的橫截面直徑大小不變或者均勻減少，沿遠(yuǎn)離所述殼體的方向所述外固定圈的橫截面直徑均勻增大，所述所有風(fēng)葉圓弧方向一致，所述所有風(fēng)葉的葉傾角方向一致。
[0011]所述殼體的中部設(shè)置有向下延伸的支撐軸，所述支撐軸通過軸承固定在支撐套內(nèi)，所述支撐軸可相對于所述支撐套做周向轉(zhuǎn)動，所述支撐套的下端固定在地面或護(hù)欄上用于支撐所述風(fēng)扇，所述支撐軸與所述轉(zhuǎn)動部之間設(shè)置有彈性件，所述彈性件的上端固定在所述殼體上，所述彈性件的下端固定在所述支撐套或地面上，所述彈性件、所述風(fēng)扇軸及所述支撐軸的軸線所共同形成的平面垂直于地面，所述風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動部迎向機(jī)動車產(chǎn)生的氣流方向設(shè)置；所述長軸上沿長度方向設(shè)置有若干個發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)與蓄電裝置連接。
[0012]優(yōu)選地，所述風(fēng)葉的葉傾角為30°?60°。
[0013]優(yōu)選地，所述風(fēng)葉的葉傾角為40°。
[0014]優(yōu)選地，所述外固定圈為中空的圓臺狀結(jié)構(gòu)，其遠(yuǎn)殼體端的橫截面直徑與近殼體端的橫截面直徑比在1.1:1至1.5:1之間。
[0015]優(yōu)選地，所述支撐套的側(cè)面上設(shè)置有用于防止所述風(fēng)扇過度轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向限位裝置，所述轉(zhuǎn)向限位裝置為設(shè)置在所述支撐套兩側(cè)的限位板，所述限位板的下端固定在所述支撐套的側(cè)壁上，所述限位板的上端延伸至所述風(fēng)扇前端或后端的兩側(cè)，兩個所述限位板之間的距離適于所述風(fēng)扇軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)向正負(fù)30度的角度。
[0016]優(yōu)選地，所述限位板的頂端與所述風(fēng)扇的殼體之間設(shè)置有緩沖件，所述緩沖件的一端固定在所述限位板的上端，所述緩沖件的另一端固定在所述風(fēng)扇的殼體上。
[0017]優(yōu)選地，所述長軸的長度為10-70米，相鄰兩個蝸輪之間的距離為0.5-1米。
[0018]優(yōu)選地，所述緩沖件為螺旋形的彈簧，所述彈簧與所述風(fēng)扇的殼體連接的一端靠近所述轉(zhuǎn)動部設(shè)置。
[0019]優(yōu)選地，相鄰兩個所述蝸桿的延伸方向相反，其中一個所述蝸桿豎直向上設(shè)置，另一個所述蝸桿豎直向下設(shè)置。
[0020]優(yōu)選地，所述彈性件為螺旋形的彈簧或彈力繩。
[0021]采用上述技術(shù)方案，本實用新型至少包括如下有益效果:
[0022]1.本實用新型所述的用于高速公路上的同軸輪式風(fēng)力發(fā)電裝置，其轉(zhuǎn)動部的設(shè)置可以具有較大的受風(fēng)面積，所述外固定圈同時起到了對風(fēng)流整流和積聚風(fēng)能的作用，整體結(jié)構(gòu)有效提升了風(fēng)葉強(qiáng)度、風(fēng)葉的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，消除了葉尖效應(yīng)，結(jié)構(gòu)簡單，風(fēng)能利用率高。所述風(fēng)葉通過所述內(nèi)固定圈和所述外固定圈緊固，使得所述轉(zhuǎn)動部的整體抗彎曲、阻擾性能好，相對于大流體風(fēng)能能量，不易折斷，推力均勻，旋轉(zhuǎn)效果好，由于葉尖包裹固定，沒有劃流效應(yīng)，相對噪音小，有一定的穩(wěn)定性和使用壽命。
[0023]2.本實用新型所述的用于高速公路上的同軸輪式風(fēng)力發(fā)電裝置，長軸上設(shè)置有多個風(fēng)扇，多個風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時共同帶動一根長軸轉(zhuǎn)動，一根長軸轉(zhuǎn)動即可帶動多個安裝在其上的發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，進(jìn)而將產(chǎn)生的電能存儲在蓄電裝置中，由于多個風(fēng)扇共同作用在一根長軸上，每一個風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速作用在長軸上后會相互制衡，進(jìn)而保證長軸的轉(zhuǎn)速不會過快也不會過慢，進(jìn)而保證發(fā)電機(jī)的工作較為平穩(wěn)，不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速忽大忽小的情況而損壞發(fā)電機(jī)；且在多個風(fēng)扇的驅(qū)動作用下，每一根長軸具有較大的扭力，可帶動更高功率的發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，進(jìn)而提尚尚速公路上的風(fēng)能的利用率。
[0024]3.本實用新型所述的用于高速公路上的同軸輪式風(fēng)力發(fā)電裝置，無需設(shè)置相應(yīng)的用于防止發(fā)電機(jī)過快轉(zhuǎn)動而損壞的保護(hù)設(shè)備，因此造價更低。其風(fēng)扇能夠根據(jù)風(fēng)力的大小而自行調(diào)整迎風(fēng)方向，降低風(fēng)扇殼體及支撐軸的周向扭力和內(nèi)應(yīng)力，延長使用壽命，并能優(yōu)化轉(zhuǎn)動部的迎風(fēng)角度，提高發(fā)電效率。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型所述的用于高速公路上的同軸輪式風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本實用新型所述的用于高速公路上的同軸輪式風(fēng)力發(fā)電裝置的俯視示意圖(轉(zhuǎn)動部為示意結(jié)構(gòu)，略去長軸)；
[0027]圖3為本實用新型蝸輪與蝸桿、長軸配合的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本實用新型所述轉(zhuǎn)動部的結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖5為本實用新型所述風(fēng)葉的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6是本實用新型風(fēng)扇的另一種安裝方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]其中:1.長軸，2.護(hù)欄，3.蝸輪，4.蝸桿，5.風(fēng)扇，50.殼體，51.風(fēng)扇軸，52.轉(zhuǎn)動部，521.風(fēng)葉，522.內(nèi)固定圈，523.外固定圈，6.支撐軸，7.支撐套，8.彈性件，9.發(fā)電機(jī)，
10.蓄電裝置，11.限位板，12.緩沖件。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0033]如圖1至圖6所示，為符合本實用新型的一種用于高速公路上的同軸輪式風(fēng)力發(fā)電裝置，包括沿護(hù)欄2的長度方向設(shè)置的可轉(zhuǎn)動的長軸1，所述長軸I上套設(shè)有至少兩個蝸輪3，相鄰兩個所述蝸輪3之間間隔設(shè)置，所述蝸輪3所在的位置設(shè)置有與所述蝸輪3配合的蝸桿4，所述蝸桿4的遠(yuǎn)離所述蝸輪3的一端設(shè)置有風(fēng)扇5。
[0034]所述風(fēng)扇5包括殼體50和設(shè)置在所述殼體50內(nèi)的風(fēng)扇軸51，所述風(fēng)扇5的一端設(shè)置有轉(zhuǎn)動部52，所述轉(zhuǎn)動部52包括多個風(fēng)葉521、內(nèi)固定圈522和外固定圈523，所述多個風(fēng)葉521沿圓周方向均布排列并安裝于所述內(nèi)固定圈522和所述外固定圈523上，所述內(nèi)固定圈522固定在所述風(fēng)扇軸51上，所述外固定圈523為圓臺狀結(jié)構(gòu)，沿遠(yuǎn)離所述殼體50的方向所述內(nèi)固定圈522的橫截面直徑大小不變或者均勻減少，沿遠(yuǎn)離所述殼體50的方向所述外固定圈523的橫截面直徑均勻增大，所述所有風(fēng)葉521圓弧方向一致，所述所有風(fēng)葉521的葉傾角方向一致。所述轉(zhuǎn)動部52的設(shè)置可以具有較大的受風(fēng)面積，所述外固定圈523同時起到了對風(fēng)流整流和積聚風(fēng)能的作用，整體結(jié)構(gòu)有效提升了風(fēng)葉521強(qiáng)度、風(fēng)葉521的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，消除了葉尖效應(yīng)，結(jié)構(gòu)簡單，風(fēng)能利用率高。所述風(fēng)葉521通過所述內(nèi)固定圈522和所述外固定圈523緊固，使得所述轉(zhuǎn)動部52的整體抗彎曲、阻擾性能好，相對于大流體風(fēng)能能量，不易折斷，推力均勻，旋轉(zhuǎn)效果好，由于葉尖包裹固定，沒有劃流效應(yīng)，相對噪音小，有一定的穩(wěn)定性和使用壽命。
[0035]所述殼體50的中部設(shè)置有向下延伸的支撐軸6，所述支撐軸6通過軸承固定在支撐套7內(nèi)，所述支撐軸6可相對于所述支撐套7做周向轉(zhuǎn)動，所述支撐套7的下端固定在地面或護(hù)欄2上用于支撐所述風(fēng)扇5，所述支撐軸6與所述轉(zhuǎn)動部52之間設(shè)置有彈性件8，所述彈性件8的上端固定在所述殼體50上，所述彈性件8的下端固定在所述支撐套7或地面上，所述彈性件8、所述風(fēng)扇軸51及所述支撐軸