[发明专利]移动风力发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电机，尤其是涉及一种可移动的、采用三棱扇翼结构的风力发电设备。

背景技术

风力机，又称“风车”是一种利用天然风为能源，获得一定动力的设备；其中的利用天然风获得电能的设备，就是风力发电机。

目前公知的风力发电机，常见的有轮式风力发电机、立式风力发电机、塔式风力发电机、螺旋桨式发电机……，这些风力发电机无论采用何种结构，均需挖地基，砌地脚，竖立起一套外观高耸宠大的机构，占用空间大，且存在着风能利用效率低、无法移动使用、无法全方位接受风力等缺陷，影响到风力发电机的应用范围和经济效果。

发明目的

本发明的目的，在于设计出一种比目前公知风力发电机结构更精巧、成本更低廉、运行更可靠、且占用空间小，能够移动使用的风力发电装置，赋予风力发电机以更大的应用范围和更宽广的使用空间。

 

发明内容

本发明力求在综合各种公知风力发电机优势基础上，克服现有风力发电机的缺陷，在不降低甚至提高设备风能利用率的前提下，最大限度地精简设备体积，增强设备结构稳定性和运行稳定性，使设备无需打地基就能运转工作，便于设备运输和移动，从而造就出移动式的风力发电设备。

本发明所依据的有流体动力原理、齿轮传动原理等，这些原理主要内容是：

1，流体动力原理：当流体流向物体时，如物体受到的推力大于物体静止的惯力，物体被推动；如物体受到的推力小于物体静止的惯力，物体保持静止；物体被推动运动状态变化的快慢（加速度的大小），跟推力的大小成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

2，绕流物体阻力原理──当流体定常流向物体时，物体所受的阻力由摩擦阻力和压差阻力所组成，用阻力系数来表示。阻力系数的大小，不仅与流体性质、流动情况、物体表面粗糙度有关，而且与物体的特征面积（迎流面积）成有关、物体的形状有关；其中，物体迎流面积（物体在垂直于来流速度方向上的最大投影面积）越大，所受到的阻力越大，物体迎流面积越小，所受到的阻力越小；无限长半圆柱壳正面迎流的阻力系数是2.30，背面迎流的阻力系数是1.20。

3，齿轮传动原理：利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动；齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动；齿轮传动具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点，齿轮传动的转速比与齿轮之间的直径比成反比，即：主动轮直径越大、从动轮直径越小，则从动轮的转速越快；反之，主动轮直径越小、从动轮直径越大，则从动轮的转速越慢。

4，物体稳定原理：物体重心越高、支撑面越小，其稳定性越差；物体重心越低、支撑面越大，其稳定性越强。

根据上述原理，本发明所采用的技术方案是：

⑴将设备中用于采纳自然风力的扇叶，设计为能够全方位兜截气流的立面半圆形柱壳，使其能够在迎风时能够最大限度地利用、采纳自然风冲力，在背风时能够最大限度地化解自然风阻力。

⑵将三个扇叶立面绕轴等距环形阵列，形成三棱扇翼形状，以吸收和采纳不同方向的自然风力，不留风向死角，同时使扇叶运转平衡稳定，不使扇叶运行有格禁隐患。

⑶将扇叶不同立面之间的连接处设计为平滑过渡的流线面，使自然风能够在扇叶中平滑流动，提高自然风的冲力，减低自然风的阻力。

⑷将扇叶与扇叶之间的立面连接处设计为平滑过渡的波浪面，使自然风对一个扇叶的阻力，转化为对另一个扇叶的冲力，提高风能的利用率。

⑸在扇翼与发电机之间设计一套扁平的变速机构，将从动轮转速提高到主动轮转速的30倍，使设备在每秒0.5米微风情况下能够启动使用，并能够适应每秒20米以上的风力等级。

⑹将设备支撑装置设计为碗状结构，加强设备中各零部件之间的紧凑性，尽可能地降低设备重心，尤其是尽可能地降低设备各装置的安装高度，扩大设备负重的支撑面，以增大设备的稳定性，使设备能够在移动状态中安全平稳地运行。

与目前公知的风力发电设备相比，本发明所形成的风力发电机，可以取得下列有益效果：

1，体积精悍──本发明产品仅由扇翼、变速动力、框架护罩三个模块组成，集采纳风力、变速发电、减震维稳功能于一体，体积精悍，占用空间面积小，可装载在车船中使用。

2，运行可靠──本发明产品结构简单，无需风向调节机构，无需高大支架或铁塔，不存在风向格禁问题，来自任何方向的自然风力均可采纳利用，运行平稳，工作可靠，故障率低。