[发明专利]一种利用风能和燃料化学能的电力发生器

说明书

技术领域

  本发明涉及综合利用太阳能和燃料化学能的新型风力/燃料发电系统，特别涉及电力发生器，属于新型能源利用领域。

背景技术  

目前风力的运用已经成为新能源利用的一个领域，各式的风力发电机也应运而生。其中小型水平轴风力永磁发电机作为其中一种能源装置，一般在边远小家庭，牧场或工厂使用，能够产生一定量的电能，满足生产或生活的需要。其结构是由永磁电机和三片式螺旋风叶构成，螺旋的轴向是水平的，受到气体对叶片的推力而旋转电机工作。但目前的小型水平轴风力发电机的最大缺陷是：因为能量来源完全依赖风力，所以受地区、季节或天气的影响而不能稳定、持续产生电能；其次，对于一些扭矩系数大的风叶，需要很强的风力或者需借助外力才能将整个电机启动，这限制了小型风力发电机的推广。如何借助外力提高风机的工作运转时间长度，并且能够在风力不够条件下达到发电量要求便成了有待解决的问题。

微尺度燃烧喷射技术与飞行器引擎燃烧的喷射技术相似，所不同的是它是在微尺度的燃烧室内进行燃烧，燃烧时燃气具有显著的层流特点。这种小型的化学能推进器是通过工质（即燃料推进剂）的燃烧作用获得高能气流，然后经过喷管加速而产生推力。微尺度燃烧采用甲烷作为燃料，进行燃烧时，喷管出口速度随着喷管喉部直径的增大而增大，出口直径和速度之间存在着一定的线性关系。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术中单靠风叶产生推力的发电机存在的完全依赖风力、受地区、季节或天气的影响而不能稳定、持续产生电能的不足，提供一种利用风能和燃料化学能的电力发生器，协调利用风能和燃料化学能，在风力不稳定或者无风时，启动微型推进系统产生推力进行补充或者单独发电，提高风机的工作运转时间长度。  

本发明采用的技术方案是：包括支架和电磁转子，支架下部被固定，上部连接电磁转子，沿电磁转子的周向均布三个相同的叶片，在三个叶片的外侧边缘端分别固定设置一个微型推进器，微型推进器的中心轴线与叶片的翼弦之间的夹角等于电磁转子转动平面上的升力方向与翼弦之间的夹角。

进一步地，本发明微型推进器包括燃烧室和工质预混器，燃烧室一端连通针孔燃料喷嘴，针孔燃料喷嘴通过电控气阀连接工质预混器；燃烧室另一端收缩形成喷管喉部，喷管喉部扩张形成喷管出口，燃烧室通过喷管喉部连通喷管出口；在靠近针孔燃料喷嘴处的燃烧室壁面上设置两个电子点火电极。

本发明的技术效果是：本发明在叶片上安置微型推进器，利用高速气流喷射产生的推力将叶片推动，能量来源为风能和燃料，因为不完全依赖风速，所以不受地区，季节或天气的影响，能全天候稳定、持续产出电能，平稳地启动和运行，是一种联合供能实现不同规模大小的发电系统。其次，整个微型推进器无运动部件，燃烧室结构装置也得到了简化，因此无噪音、安装简便、维护简单，耐用性好。此外，与传统能源系统相比，本发明若以氢气为燃料，则完全无污染，还具有微排放、可充分运用生物质沼气能等新型燃料的优点，特别适用于家庭用户或偏远地区，而且装置安装轻便简单，有一定的实用价值。

附图说明  

图1是本发明结构图；

图2是图1中微型推进器9的结构放大图；

图3是图1中一个叶片的受力原理图；

图中：1.燃烧室；2.喷管喉部；3.喷管出口；4、5.电子点火电极；6.电控气阀；7.针孔燃料喷嘴；8.工质预混器；9.微型推进器；10.第一叶片；11.电磁转子；12.第二叶片；13.支架；14.第三叶片。

具体实施方式  

如图1，本发明包括支架13、电磁转子11和叶片；支架13下部被固定，上部连接电磁转子11，沿电磁转子11的周向均布三个相同的叶片，分别是第一叶片10、第二叶片12和第三叶片14。在三个叶片的外侧边缘端分别固定安装一个微型推进器9。为了保证三个叶片能够安全的承担燃烧时高温等外界载荷，三个叶片采用玻璃纤维/碳纤维混杂复合材料结构，在对材料强度和耐高温要求较高的叶片边缘处，使用碳纤维作为增强材料可提高叶片的承载能力，而且具有导电性的碳纤维可以有效地避免雷击对叶片造成的损伤。