[发明专利]一种无桨叶风力发电机

说明书

本发明公开了提供一种无桨叶风力发电机，包括风能接收器及发电机系统。其工作原理就是风能接收器接受风能，产生振动，带动发电机系统发电。其特征是，在所述风能接收器上或在所述风能接收器的内部，安装或设置有密闭空间装置；在所述密闭空间装置内盛有密度小于空气的气体，或在所述密闭空间装置内是真空状态。

技术领域

本发明属于风能利用技术领域，尤其是适用于风力机械及风力发电技术领域。

背景技术

西班牙一家名为 Vortex Bladeless的公司提出一种涡轮机新理念Vortex，取代传统的转动螺旋桨的方式。他们的突破点是“涡量”(也被称为涡度)，这是个空气力学词汇，它能形成旋转涡流。长期以来，涡量都是让建筑师和工程师很头疼的东西，他们在设计建筑时往往会避开风的涡流。理由很简单：涡量会引起建筑结构摇摆振动，严重时还会像塔科马海峡大桥(Tacoma Narrows Bridg)一样土崩瓦解。

而让建筑师们觉得危险的东西在Vortex Bladeless公司创始人David Suriol、David Yáñez和Raul Ingeniero三个人的眼里却是发展机遇。他们想：“为什么我们不能尝试利用这种能量(涡量)，而不是一味地躲避它。”他们在2010年成立这家公司，目的就是想让这个让物体振动的能量变为可生产利用的东西。Vortex的形状看起来怪怪的，像是直冲云霄的烟囱，到那时它的形状设计是经过缜密计算以确保其周围能形成涡流的。Villarreal解释说：“涡流需要聚在一起才能形成很大的能量。”在现已形成的Vortex模型里，它加长版的圆锥体是用玻璃纤维和碳纤维做成的复合材料做的，它能让整根柱子尽可能不受阻挡地振荡(它的重量越大就会导致振动频率降低)。在柱子底部有两圈相斥的磁铁，它们在某种程度上扮演微型电机的作用。当柱子在暴风中歪向一个单一方向时，相斥的磁铁会把它往反方向拉，就像在推动柱子逆风移动。如此产生的动能会在之后通过一个交流发电机转换成电能。而交流发电机会增加Vortex的摇晃频率，提高能量聚集的效率。该公司自称这个设计里面没有齿轮、螺栓或是其他机械的运动部件，而这导致制作、维护Vortex的成本大大降低。三位创始人称，Bortex迷你版大概41英尺(约12.5米)高，在理想状态下(风速大概在26英里/小时左右)最多能捕获40%的风能。在他们的实际场地测试中，Mini版最终捕获的风能比传统螺旋式的少30%，不过这个缺点并不算什么。因为在一根螺旋杆涡轮机占的空间里，Vortex的柱子能立两根。Vortex团队说他们的产品还有几个明摆着的优点：制作成本不贵，完全安静无噪音、不会有鸟类被卷进螺旋杆里。Vortex Bladeless说它的涡轮机制作成本要比传统螺旋式的少51%，而传统的风轮机的叶桨和支撑系统就占了很大比例的成本。另外，Suriol介绍说，它看起来也很酷，“看起来就像芦笋一样，更自然。”该公司已经从民营公司和西班牙政府基金那里募得了1百万美元的资金，他们计划很快就会在美国先试水。Suriol说那里的关注度足够，每天有200多封电邮发过来询问这个风轮机的信息。当然，这项技术还需要进步。他们希望能把最初的产品——9英尺(约2.74m)高、100瓦的涡轮机带给发展中国家，预备会在今年末开始实行。而Mini版将在一年内准备好。在目前这段时间，我们将还是看着风车占领主要地位，不过Suriol对这个现象持乐观态度。他说：“我们不能说传统的涡轮发动机不好，它们是很好的机器。我们只是以不同的角度、不同的思路，用不同的方法，提出了新的风能转换方式。”

本发明中，我们将所述柱子，统称为风能接收器，将下面的磁铁及交流发电机统称为发电机系统。其工作原理就是风能接收器接受风能，产生振动，带动发电机系统发电。所述西班牙公司开发的这种新技术，其不足之处是，它很难做成大型风力发电机。由于其形状像是直冲云霄的烟囱，且上面大，下面小，这样的结构，当达到一定的高度后，当它晃动时，很容易折断，且它的重量越大就会导致振动频率降低，影响发电效率。因此，找到一种方法，使其在外观形状不变的情况下，降低自身的重量，使其自身的重量很轻或者为零或负，就可以解决现有技术的不足，使其结构强度更大，振动频率更快，开发出更大型的风力发电机。

发明内容