直立式风涡轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103790782103790782A(43)申请公布日2014.05.14(21)申请号201210434483.7(22)申请日2012.11.02(71)申请人蔡师尧地址525000广东省茂名市人民南路富丽豪庭富丽阁B座1202房(72)发明人蔡师尧(51)Int.Cl.F03D9/00(2006.01)F03D11/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图1页附图1页(54)发明名称直立式风涡轮(57)摘要直立式风涡轮，是一种由直立式风涡轮带动发电机的发电装置。它由上盖板9、下盖板11、涡轮叶片10、涡轮下轴承座3、涡轮上轴承座7以及上下轮辐6组成，其中心同轴安装有发电机组成风力发动机发电机组。发电机电枢4与风涡轮可绕发电机励磁组5(与立轴2同心)转动。风从正面吹入流道(2个叶片10组成一个流道)流出流道，与从涡轮上面和涡轮下面吹入的气流在涡轮中央环形空腔内汇混合，再从涡轮背面的各个流道逸出。各个流道不论吹入或流出的气流都做功，因而效率高。涡轮恒一个方向转动。对于小型涡轮，宜同轴装在涡轮中心的上面，与涡轮同轴转动。CN103790782ACN1037982ACN103790782A权利要求书1/1页1.一种直立式风涡轮，安装在混凝土或钢柱顶上，其中心线垂直于地面，其特征是：风涡轮中心线与发电机中心线重合，风涡轮与发电机电枢可绕发电机励磁组旋转(励磁组与主轴装在一起同中心线)，风涡轮的上下轴承座与上下轮辐联接，上轮辐与风涡轮上盖板联接，下轮辐与风涡轮下盖板联接，上下两盖板之间焊有许多叶片，叶片沿盖板园周均匀分布，两片叶片组成一个流道；为防止风涡轮在强台风吹转下转速过高而遭破坏，设有电动煞车系统。2.根据权利要求书1所述，直立式风涡轮，其特征是：当风涡轮尺寸较小时，风涡轮叶片与发电机之间的环形空腔太小，则发电机可装在风涡轮的上轴承座上，仍应与风涡轮同中心线；发电机电枢固定在风涡轮上轴承座上，发电机励磁组与立轴同轴，风涡轮带动发电机电枢可围绕主轴及励磁组旋转。3.根据权利要求书1所述，直立式风涡轮其特征是：在风涡轮中心顶设有防雨导风罩，其中心角为120度左右。4.根据权利要求书1所述直立式风涡轮，其特征是：依照力学质点系动量定理及动量矩定理可算出直立式风涡轮各流道内气流作用力及力矩、涡轮的功率及其它力学等问题。5.根据权利要求书记所述，直立式风涡轮其特征是：煞车系统的煞车鼓焊在风涡轮的下轴承座上，其中心线与轴承座中心线重合，是可动的零件，煞车系统的煞车块安在立轴上，与轴是固定不动的组件。2CN103790782A说明书1/2页直立式风涡轮所属技术领域[0001]本发明涉及一种由直立式风涡轮带动发电机的发电装置。技术背景[0002]到目前为止，国内外大型利用风力作为动力产生电能的发电装置，几乎都是大型的翼型风叶片。该叶片是由大型的锻造设备锻出来的。没有大型的锻造机器，就无法锻造出如此大的桨叶，一般是3个桨叶组成一个叶轮。它只有当工作面垂直于迎风面才能效率最高的工作。其叶轮是有方向性的，它必须在水平轴的另一侧安有定向叶面以解决桨叶平面垂直于风向问题。这就使得机构变得复杂起来。当风向不稳定时(即风向常变)，在风向桨叶面成一角度吹向桨叶时，风力的发电能力大打折扣。只有当风力风向不变时，发电效力最高。这就是桨型风叶片的一大缺点之一。桨型风叶片因为是垂直于地面，为安保起见，其旋转中心须距地面很高，要求吊装设备更大。由于风桨叶轮的叶片是有限的(一般为3桨叶)，其桨叶尖和桨叶根都有动量损失，所以这种风机效率低。由于桨叶的扫风面积不可能与叶轮的面积一样大，功率和系数Cp(Cp＝吸收功率/可用功率)低，所以效率低。发明内容[0003]为了解决桨型风叶片风机的缺点，本发明推出一种新的机器----直立式风涡轮动力机器。风涡轮的中心线垂直于地面。风不论从哪个方向吹来，风涡轮恒一个方向被驱动，用不着附加定向叶面，如附图。就设备本身重量而言，立轴2不承受弯曲载荷，因而所有重量都对称压载在立轴中心线同心上。风吹过来，进入涡轮迎风面内的各个叶片组成的流道，汇集在涡轮的中央环形空腔，再从涡轮背风面的各个流道逸出。前者做功，后者也做功。每个流道都做功，共同推动涡轮旋转。涡轮的顶面和底面，也都有气流流入涡轮中央空腔，与正面的(迎风面)各流道流入的气流汇合一起，然后从背风面的各流道逸出。利用力学质点系的动量定理和质点系的动量矩定理即可算出各流道的力和扭矩，从而可计算出涡轮的功率以及其它的力学问题。[0004]本发明——直立式风涡轮不论风从哪一个方向吹来，恒一个方向旋转，每个流道都做功，因此效率高。涡轮功率有大有小，无论采用哪一种涡轮，