新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910063926.4

申请日:

2009.09.11

公开号:

CN102022269A

公开日:

2011.04.20

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F03D 9/00申请公布日:20110420|||文件的公告送达IPC(主分类):F03D 9/00收件人:孙言明文件名称:第一次审查意见通知书|||实质审查的生效IPC(主分类):F03D 9/00申请日:20090911|||公开

IPC分类号:

F03D9/00; F03D3/00; F03D7/06; F03D3/06

主分类号:

F03D9/00

申请人:

武汉孙言明太阳能科技有限公司; 刘光林

发明人:

孙言明; 刘光林

地址:

430205 湖北省武汉市武汉东胡高新技术开发区流芳街机站侧路15号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及环保节能、安全和新型风电能源技术领域,这种新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置,主要是采用罐状壳体叶轮串联及磁悬浮降低阻力等特性的综合运用,使用倾斜索拉轴和水平索拉轴的安装方法,增强装置的抗风能力和稳定性,解决了微弱风发电难的问题,真正实现了风能高效发电。该项技术可以应用在公路铁路地下隧道、城市公园及广场、生态田园农庄等广泛领域。该项发明技术对人类的节能环保具有非常重要意义。

权利要求书

1: 一种新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置,它包括垂直立竿支架、横 梁、垂直轴、垂直索拉轴、倾斜索拉轴、水平索拉轴、稳速壳体叶轮及发电机。 其特 征 :在一个立竿上水平固定安装若干只横梁,横梁垂直于立竿支架,并向左右两边对称 延伸,构成风轮和发电机安装支架。 在横梁两边分别各有一根或若干对无磁性不锈钢垂 直轴 ( 若采用细轴则称为索拉轴或线拉轴 ),轴的两端分别固定于上下若干个横梁。 若干 对新型稳速壳体叶轮将采用串联方式安装在若干根轴上。 该叶轮结构为中空罐状壳体叶 轮,叶轮是通过激光沿着罐体周长方向切割成若干个扇叶组成,将扇叶向外张开适当的 角度,在罐体上部安装三只离心稳速片,由此构成新型稳速壳体叶轮。 在罐体的上部冲 压成两个 ‘O’ 型开口,在罐体的下部冲压出两个 “拔叉”。 在罐体上部和罐体下部同 心轴位置分别各钻一个孔,形成同心轴孔。 在罐体上下轴孔间安装一根不锈钢同心轴, 分别在罐体上部和罐体下部的上方各安装一个超轻型轴承或聚合物滑动轴套,分别在罐 体上部的下方和罐体下部轴承和轴套间的位置,安装圆环形单体永磁元件,并在同心轴 的相应位置安装若干对反作用于新型稳速叶轮的环形单体永磁元件,达到产生磁悬浮作 用。 把横梁上的各个同心轴上的若干罐体风车叶轮通过 ‘O’ 型开口和拔插依次串联起 来,固定垂直轴最下面和最后一个罐状壳体稳速叶轮的下部齿轮与安装在下横梁上面的 微型高速度发电机轴端齿轮传动连接,为了对称安装,发电机为偶数台。
2: 根据权利要求 1 所述的风车,其特征是 :新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发 电装置,它是一种风能原动力双串联结构,因此有两台高速微型发电机分别安装于下横 梁的两边,所以设有电源控制盒,控制盒中有一个输出电压比较传感器对发电机输出电 压进行检测,并将检测信号通过驱动电路控制两个继电器开关或两组无触点电子开关, 采用开关的通断改变两台发电机的串联连接或并联连接来调整电压,以确保在微小风和 强风情况下获得良好的电能输出。
3: 根据权利要求 1 所述的风车,其特征是 :本发明中的罐状壳体稳速叶轮,采用轻 型铝合金或抗老化聚合物塑料制成的叶轮,其重量轻,启动快,能有效利用微弱风和间 歇风,提高了风车运转效率。
4: 根据权利要求 1 所述的风车,其特征 :在罐状壳体稳速叶轮叶片的间隔位置安装 三只离心稳速片,稳速片为弹性金属材料。
5: 根据权利要求 1 所述的风车,其特征 :罐状壳体叶轮,其叶片沿垂直轴平行方向 延伸,叶片径向接受风力推动,叶轮旋转方向不受风向影响。
6: 根据权利要求 1 所述的风车,其特征 :在垂直同心轴上装有若干只罐状壳体叶轮 构成串联风车单元。
7: 根据权利要求 1 所述的风车,其特征 :索拉轴或线拉轴的长度和粗细不受限制, 可安装若干个轻型罐状壳体叶轮。
8: 根据权利要求 1 所述的风车,其特征 :水平索拉轴串联风车单元,可在建筑物上 固定安装。

说明书


新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置

    【技术领域】
     本发明涉及环保节能、安全和新型风电能源技术领域,尤其是给田园农庄、城 市公园和自然风景区的提供电能,可在公路隧道和铁路隧道里安装一种新型串联罐状壳 体叶轮高速高效风车发电装置来提供电能。背景技术
     目前对于生态田园农庄、公路、铁路及城市公园和自然风景区的路灯照明、景 观灯等城市亮化工程的应用,存在安全隐患及大量能源消耗导致环保问题。 如传统的路 灯等供电采用市电供给电源,灯竿底部连接盒常有触点露出,也存在安全隐患。 传统的 风力发电机风轮转速低、弱小风转不动、回流风打反转,叶轮直径大、有回转轴和方向 舵等整机装置笨重特性,存在占空地面积大,其应用领域受到局限,在地下公路及铁路 隧道更难以实现。 本研究发明将在上述传统风车发电装置上做了彻底的技术变革,让这 种新型串联罐状壳体叶轮高效高速高效风车发电装置在更多领域得到推广和应用。 发明内容 本发明公开一种新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置,即所要解决技 术问题 :大幅度缩小风车发电机整机系统尺寸、重新组合结构、增加弱小风和回流风的 利用、较大范围提高风车转速和电机转速,以达到降低整机制造成本 ;彻底改变风轮 结构和安装方式,使该项技术产品成为更加安全、环保、高效,真正实现良好的社会效 益、经济效益和环保效益。 本发明所采取的技术方案是 :1) 在一个立竿上水平固定安装 若干只横梁,横梁垂直于立竿支架,并向左右两边对称延伸,构成风轮和发电机安装支 架。 2) 在横梁两边分别各有一根或若干对无磁性不锈钢垂直轴 ( 若采用细轴则称为索拉 轴或线拉轴 ),轴的两端分别固定于上下若干个横梁。 3) 若干对新型稳速壳体叶轮将采 用串联方式安装在若干根轴上。 该叶轮结构为中空罐状壳体叶轮,叶轮是通过激光沿着 罐体周长方向切割成若干个扇叶组成,将扇叶向外张开适当的角度,在罐体上部安装三 只离心稳速片,由此构成新型稳速壳体叶轮。 在罐体的上部冲压成两个 ‘O’ 型开口, 在罐体的下部冲压出两个 “拔叉”。 4) 在罐体上部和罐体下部同心轴位置分别各钻一个 孔,形成同心轴孔。 5) 在罐体上下轴孔间安装一根不锈钢同心轴,分别在罐体上部和罐 体下部的上方各安装一个超轻型轴承或聚合物滑动轴套,分别在罐体上部的下方和罐体 下部轴承和轴套间的位置,安装圆环形单体永磁元件,并在同心轴的相应位置安装若干 对反作用于新型稳速叶轮的环形单体永磁元件,达到产生磁悬浮作用。 6) 把横梁上的各 个同心轴上的若干罐体风车叶轮通过 ‘O’ 型开口和拔插依次串联起来,固定垂直轴最 下面和最后一个罐状壳体稳速叶轮的下部齿轮与安装在下横梁上面的微型高速度发电机 轴端齿轮传动连接,为了对称安装,发电机为偶数台。
     新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置,它是一种风能原动力双串联结 构,因此有两台高速微型发电机分别安装于下横梁的两边,所以设有电源控制盒,控制
     盒中有一个输出电压比较传感器对发电机输出电压进行检测,并将检测信号通过驱动电 路控制两个继电器开关或两组无触点电子开关,采用开关的通断改变两台发电机的串联 连接或并联连接来调整电压,以确保在微小风和强风情况下获得良好的电能输出。
     本发明中的罐状壳体稳速叶轮,采用轻型铝合金或抗老化聚合物塑料制成的叶 轮,由于风力的作用,壳体叶轮在同心轴上作高速旋转,因离心力作用提高该装置的稳 定性,并且充分利用不同方向的风转换电能的效率。 风车叶轮支撑方式可采用垂直轴、 倾斜轴和水平轴等形式,采用弹簧张紧或重力张紧的索拉轴,这种装置抗大风能力强, 稳定性好。 该叶轮直径远远小于传统叶轮直径,这种叶轮的发电效率远远高于传统的效 率。 1 千瓦的传统风力发电机启动时间需要 140 秒左右,而本发明所述的风车启动时间不 到 10 秒。 具体实施方式
     组合稳速壳体叶轮,结构为罐状壳体,在罐身沿周边均分开成 3 到 8 个长形扇 叶,接着在窗口同一侧分别延伸同样数量的叶片,所张开的叶片角度为近似圆轴切线方 向,然后在叶片根部的尾片向壳体轴心方向折弯一定角度。 稳速元件在壳体叶轮上的安 装 :选择 3 块材料为弹性的长条形金属片,采用空心铆钉将金属片的一端,铆接在壳体 非装叶片位置,且三个金属片铆接点互成 120 度,沿铆接点延伸部分紧靠壳体,在旋转 速度达到一定时,因旋转离心力作用,金属片开始张开,转速越高其张开角度变大,与 空气发生的摩擦阻力就越大,壳体叶轮转速随之降低,以达到稳速和抗强风的目的。 本 发明的最好实施方式,例 1 :在城市公园及广场、公路、铁路及自然风景区安装这种风 能发电装置,路灯照明及自然风景区的照明灯提供电能。 例 2 :在地下铁路候车站点, 由于地铁车流风的作用,地下车流密集的隧道装置该风车发电设备供电效果最佳,由于 地铁空间有限,该装置可采用水平索拉轴与墙体连接,风车不占容纳乘客的空间,并节 省传统供电设施的费用。 例 3 :在现代生态田园农庄采用该发电装置,能给田园路灯及 农田灌溉等方面提供环保的清洁电能,并且大大减少现代生态田园农庄的建设和投资费 用。4

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1、10申请公布号CN102022269A43申请公布日20110420CN102022269ACN102022269A21申请号200910063926422申请日20090911F03D9/00200601F03D3/00200601F03D7/06200601F03D3/0620060171申请人武汉孙言明太阳能科技有限公司地址430205湖北省武汉市武汉东胡高新技术开发区流芳街机站侧路15号申请人刘光林72发明人孙言明刘光林54发明名称新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置57摘要本发明涉及环保节能、安全和新型风电能源技术领域,这种新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置,主要是采用罐状。

2、壳体叶轮串联及磁悬浮降低阻力等特性的综合运用,使用倾斜索拉轴和水平索拉轴的安装方法,增强装置的抗风能力和稳定性,解决了微弱风发电难的问题,真正实现了风能高效发电。该项技术可以应用在公路铁路地下隧道、城市公园及广场、生态田园农庄等广泛领域。该项发明技术对人类的节能环保具有非常重要意义。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页CN102022283A1/1页21一种新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置,它包括垂直立竿支架、横梁、垂直轴、垂直索拉轴、倾斜索拉轴、水平索拉轴、稳速壳体叶轮及发电机。其特征在一个立竿上水平固定安装若干只横梁,横梁垂直于立竿。

3、支架,并向左右两边对称延伸,构成风轮和发电机安装支架。在横梁两边分别各有一根或若干对无磁性不锈钢垂直轴若采用细轴则称为索拉轴或线拉轴,轴的两端分别固定于上下若干个横梁。若干对新型稳速壳体叶轮将采用串联方式安装在若干根轴上。该叶轮结构为中空罐状壳体叶轮,叶轮是通过激光沿着罐体周长方向切割成若干个扇叶组成,将扇叶向外张开适当的角度,在罐体上部安装三只离心稳速片,由此构成新型稳速壳体叶轮。在罐体的上部冲压成两个O型开口,在罐体的下部冲压出两个“拔叉”。在罐体上部和罐体下部同心轴位置分别各钻一个孔,形成同心轴孔。在罐体上下轴孔间安装一根不锈钢同心轴,分别在罐体上部和罐体下部的上方各安装一个超轻型轴承或。

4、聚合物滑动轴套,分别在罐体上部的下方和罐体下部轴承和轴套间的位置,安装圆环形单体永磁元件,并在同心轴的相应位置安装若干对反作用于新型稳速叶轮的环形单体永磁元件,达到产生磁悬浮作用。把横梁上的各个同心轴上的若干罐体风车叶轮通过O型开口和拔插依次串联起来,固定垂直轴最下面和最后一个罐状壳体稳速叶轮的下部齿轮与安装在下横梁上面的微型高速度发电机轴端齿轮传动连接,为了对称安装,发电机为偶数台。2根据权利要求1所述的风车,其特征是新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置,它是一种风能原动力双串联结构,因此有两台高速微型发电机分别安装于下横梁的两边,所以设有电源控制盒,控制盒中有一个输出电压比较传感器对发。

5、电机输出电压进行检测,并将检测信号通过驱动电路控制两个继电器开关或两组无触点电子开关,采用开关的通断改变两台发电机的串联连接或并联连接来调整电压,以确保在微小风和强风情况下获得良好的电能输出。3根据权利要求1所述的风车,其特征是本发明中的罐状壳体稳速叶轮,采用轻型铝合金或抗老化聚合物塑料制成的叶轮,其重量轻,启动快,能有效利用微弱风和间歇风,提高了风车运转效率。4根据权利要求1所述的风车,其特征在罐状壳体稳速叶轮叶片的间隔位置安装三只离心稳速片,稳速片为弹性金属材料。5根据权利要求1所述的风车,其特征罐状壳体叶轮,其叶片沿垂直轴平行方向延伸,叶片径向接受风力推动,叶轮旋转方向不受风向影响。6根。

6、据权利要求1所述的风车,其特征在垂直同心轴上装有若干只罐状壳体叶轮构成串联风车单元。7根据权利要求1所述的风车,其特征索拉轴或线拉轴的长度和粗细不受限制,可安装若干个轻型罐状壳体叶轮。8根据权利要求1所述的风车,其特征水平索拉轴串联风车单元,可在建筑物上固定安装。权利要求书CN102022269ACN102022283A1/2页3新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置技术领域0001本发明涉及环保节能、安全和新型风电能源技术领域,尤其是给田园农庄、城市公园和自然风景区的提供电能,可在公路隧道和铁路隧道里安装一种新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置来提供电能。背景技术0002目前对于生态田。

7、园农庄、公路、铁路及城市公园和自然风景区的路灯照明、景观灯等城市亮化工程的应用,存在安全隐患及大量能源消耗导致环保问题。如传统的路灯等供电采用市电供给电源,灯竿底部连接盒常有触点露出,也存在安全隐患。传统的风力发电机风轮转速低、弱小风转不动、回流风打反转,叶轮直径大、有回转轴和方向舵等整机装置笨重特性,存在占空地面积大,其应用领域受到局限,在地下公路及铁路隧道更难以实现。本研究发明将在上述传统风车发电装置上做了彻底的技术变革,让这种新型串联罐状壳体叶轮高效高速高效风车发电装置在更多领域得到推广和应用。发明内容0003本发明公开一种新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置,即所要解决技术问题大幅。

8、度缩小风车发电机整机系统尺寸、重新组合结构、增加弱小风和回流风的利用、较大范围提高风车转速和电机转速,以达到降低整机制造成本;彻底改变风轮结构和安装方式,使该项技术产品成为更加安全、环保、高效,真正实现良好的社会效益、经济效益和环保效益。本发明所采取的技术方案是1在一个立竿上水平固定安装若干只横梁,横梁垂直于立竿支架,并向左右两边对称延伸,构成风轮和发电机安装支架。2在横梁两边分别各有一根或若干对无磁性不锈钢垂直轴若采用细轴则称为索拉轴或线拉轴,轴的两端分别固定于上下若干个横梁。3若干对新型稳速壳体叶轮将采用串联方式安装在若干根轴上。该叶轮结构为中空罐状壳体叶轮,叶轮是通过激光沿着罐体周长方向。

9、切割成若干个扇叶组成,将扇叶向外张开适当的角度,在罐体上部安装三只离心稳速片,由此构成新型稳速壳体叶轮。在罐体的上部冲压成两个O型开口,在罐体的下部冲压出两个“拔叉”。4在罐体上部和罐体下部同心轴位置分别各钻一个孔,形成同心轴孔。5在罐体上下轴孔间安装一根不锈钢同心轴,分别在罐体上部和罐体下部的上方各安装一个超轻型轴承或聚合物滑动轴套,分别在罐体上部的下方和罐体下部轴承和轴套间的位置,安装圆环形单体永磁元件,并在同心轴的相应位置安装若干对反作用于新型稳速叶轮的环形单体永磁元件,达到产生磁悬浮作用。6把横梁上的各个同心轴上的若干罐体风车叶轮通过O型开口和拔插依次串联起来,固定垂直轴最下面和最后一。

10、个罐状壳体稳速叶轮的下部齿轮与安装在下横梁上面的微型高速度发电机轴端齿轮传动连接,为了对称安装,发电机为偶数台。0004新型串联罐状壳体叶轮高速高效风车发电装置,它是一种风能原动力双串联结构,因此有两台高速微型发电机分别安装于下横梁的两边,所以设有电源控制盒,控制说明书CN102022269ACN102022283A2/2页4盒中有一个输出电压比较传感器对发电机输出电压进行检测,并将检测信号通过驱动电路控制两个继电器开关或两组无触点电子开关,采用开关的通断改变两台发电机的串联连接或并联连接来调整电压,以确保在微小风和强风情况下获得良好的电能输出。0005本发明中的罐状壳体稳速叶轮,采用轻型铝合。

11、金或抗老化聚合物塑料制成的叶轮,由于风力的作用,壳体叶轮在同心轴上作高速旋转,因离心力作用提高该装置的稳定性,并且充分利用不同方向的风转换电能的效率。风车叶轮支撑方式可采用垂直轴、倾斜轴和水平轴等形式,采用弹簧张紧或重力张紧的索拉轴,这种装置抗大风能力强,稳定性好。该叶轮直径远远小于传统叶轮直径,这种叶轮的发电效率远远高于传统的效率。1千瓦的传统风力发电机启动时间需要140秒左右,而本发明所述的风车启动时间不到10秒。具体实施方式0006组合稳速壳体叶轮,结构为罐状壳体,在罐身沿周边均分开成3到8个长形扇叶,接着在窗口同一侧分别延伸同样数量的叶片,所张开的叶片角度为近似圆轴切线方向,然后在叶片。

12、根部的尾片向壳体轴心方向折弯一定角度。稳速元件在壳体叶轮上的安装选择3块材料为弹性的长条形金属片,采用空心铆钉将金属片的一端,铆接在壳体非装叶片位置,且三个金属片铆接点互成120度,沿铆接点延伸部分紧靠壳体,在旋转速度达到一定时,因旋转离心力作用,金属片开始张开,转速越高其张开角度变大,与空气发生的摩擦阻力就越大,壳体叶轮转速随之降低,以达到稳速和抗强风的目的。本发明的最好实施方式,例1在城市公园及广场、公路、铁路及自然风景区安装这种风能发电装置,路灯照明及自然风景区的照明灯提供电能。例2在地下铁路候车站点,由于地铁车流风的作用,地下车流密集的隧道装置该风车发电设备供电效果最佳,由于地铁空间有限,该装置可采用水平索拉轴与墙体连接,风车不占容纳乘客的空间,并节省传统供电设施的费用。例3在现代生态田园农庄采用该发电装置,能给田园路灯及农田灌溉等方面提供环保的清洁电能,并且大大减少现代生态田园农庄的建设和投资费用。说明书CN102022269A。

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