[发明专利]一种风力发电装置

说明书

(一)技术领域

一种风力发电装置，特别是利用风力——即利用于地表空间流动之气体的动能来进行发电的装置，它可以为人类提供大量的、廉价的、“绿色”电力能源。

(二)背景技术

目前的风力发电装置，主要的是塔杆与桨叶式风力发电机。该种风力发电机的造价较高

另外，由于它对气流的任一断层气体能量的利用仅仅地是靠三个桨叶的狭窄表面来采收和桨叶厚度范围内的一过性地利用，故而，它对风能的采收和利用的效率很低。另外，由于塔杆高度以及桨叶根部强度等因素的限制，桨叶的长度不可能无限制地伸长(现有桨叶的长度一般为20米左右)，故而也就限制了它的装机容量。

本发明的目的在于：是要提供一种造价低廉然而却能够较大面积地采收风能、并能将每一个断层里气体的动能都尽量地“吃干榨净”的风力发电装置，以更有效地利用风能来为人类提供更多的电力。

(三)发明内容

本发明的基本内容是一个风力接收器。该风力接收器是在一个具有一定直径、一定刚性和适当长度的钢制圆筒(以下简称之为风筒)的二端，通过与风筒二端相对固定的支架和轴承支撑着一个可以在风筒内围绕着风筒的轴心线旋转的转子。该转子之中心轴的中 间部位是一个具有一定轴向长度的同轴圆锥台形心毂。该圆锥台形心毂的底径又应适当地小于风筒的内径；而在圆锥台的侧表面又有数个于其圆周上均布的、具有适当的螺旋角的螺旋形叶片，且该每一个螺旋叶片都是从圆锥台的顶端一直延伸至圆锥台的底端；而各螺旋形叶片外沿的回转直径又都应车削得略小于风筒的内径。如此，便可以形成了一个“基本的风力接收器”。如果让风从该风力接收器的前端——即其转子心毂的小头端进入，则转子便可以被风吹动旋转并通过其中心轴输出机械能做功。在该风力接收器中，由于其各螺旋叶片的轴向投影几乎可以封闭整个风筒的内腔，故而，该风力接收器对进入风筒内腔的气体能量的采收就不仅仅的是传统三个桨叶宽度的狭窄表面，而是在以转子叶片外沿的回转直径为直径的整圆范围内都可以采收风能。又由于各螺旋形叶片沿着风吹的方向都具有一定的纵深长度，故而它对气流中的任一个断层内气体能量的利用就不是传统桨叶厚度范围内的一过性利用，而是在叶片的整个轴向长度范围内都可以对风能进行采收并利用之。当然，先期进入风筒的气体由于叶片的阻挡其能量的密度会有所降低，从而会影响到它对叶片的推动速度，然而，随着气流的继续前进，由于转子之圆锥台形心毂外表面的不断扩撑作用，会不断地将气体的体积压缩，亦即不断地提高了它们的能量密度，从而使得它们与后续进入风筒的气体对叶片的推动速度尽量地取得一致。当然，由于加工条件的限制或者为了安装的方便，一个风筒的直径做得不可能很大，但是，可以将数个基本的风力接收器水平地并排在一起——此可称之为一排风力接收器；或者再在其垂直的方向上配置数排风力接收器，如此便形成了“一组风力接收器”，之后，用前后二个矩形框架分别将该组 风力接收器中的每一个风筒的前端和后端装固起来，便形成了一个“集成风力接收器”。通过装配在每一个转子中心轴末端的主动链轮用一条链条将各基本风力接收器的能量都联动起来，便可以扩大整个装置的采风面积，从而可以大大地提高其装机容量。而为了避免因链条对主动链轮的包角太小而影响它们之间传动的可靠性，可以让链条在各主动链轮的或上、或下、或左、或右地穿行——此可称之为“链条的蛇样穿行”。而为了使得每一个风力接收器对链条的传动作用方向一致，各风力接收器之转子叶片的旋向应作好或左旋或右旋的相应配合，也就是讲：有的风力接收器的转子要做正向旋转；而与之相反方面配接链条的转子则应做与其相反方向的旋转。而为了避免集成风力接收器之正前来风的流失，可以将各风筒前端外周之间的空洞以及前矩形框之各边框与各相邻风筒的前端外周之间的空洞用平板密闭补平，或者再配上导流凸起。而为了让该集成风力接收器更大面积地采收风能，还可以在其前端配置上一个具有较大喇叭形开口的矩形集风罩。在前、后矩形框架之上边框的上面固装着一个上台板，在该上台板的上面固装着一个变速箱和一台发电机组。集成风力接收器的链条通过被动链轮与变速箱的输入轴相联接，而变速箱的输出轴又通过联轴节与发电机组的输入轴配接。如此，便构成了一个“基本的风力发电装置”。