[发明专利]具有双重生态工程效益的数控风帆发电装置

说明书

本发明涉及一种结构新颖的数控风帆发电装置，确切地说，涉及一种具有风力发电和环境保护双重生态效益的数控风帆发电装置。

由于煤和石油的燃烧会造成酸雨等污染和对臭氧层的破坏，从70年代起，人们就热衷于寻找“洁净的能源”，开始对太阳能、地热的应用进行大规模的开发研究，而从90年代开始，人们又开始注意风力的利用，这方面的工程进展迅速，风起源于太阳对地球表面各地的不均匀加热，风速随地形高度而增加，风在通过山口时速度会加大，所以山峰间的山谷往往成为风口，据《科技日报》报道，美国已在其最大的三个风口处安装了17000台风力涡轮发电机，它们的发电量每年可达180亿度，相当于上海市1985年全年的工业用电量，在上述的每一个风口处都矗立着数千台发电风车组成的阵列，其情景蔚为壮观。

但是，目前绝大多数风力发电装置都是使用类似螺旋浆的风动力装置。由于风力资源的品位很低，为了获取一定功率，必须把浆叶的直径做得很大，这样势必将风力装置做得很高，使得造价昂贵，维护、保养、使用很不方便，例如，最近在意大利研制成功并即将投入试运行的“伽玛-60”巨型风力发电机的塔高为66米，其风力浆叶长达60米，比大型直升飞机的叶展还长，其制造、安装、使用和维护的技术要求都很高。而且，大多数风力发电装置所使用的发电机很难适应风速变化范围大，需在较大功率范围内都能正常工作的要求，这也是制约风力发电推广应用的“瓶颈”之一。

欧洲专利申请《风力涡轮机和它的安全装置》(Wind turbine anddevice for its safety公开号：EU0276904)公开了一种由金属支架和帆布叶片组成的立轴式风力涡轮装置，但是，该装置是由多达4个立轴式风帆叶片通过各自的金属支架径向均布地竖立在其主轴的四周，将各个风帆获取的风能再通过齿轮机构传递到主轴，其结构复杂、制造成本高，不利于推广应用。

本发明的目的是提供一种结构简易、新颖的风帆式数控风力发电装置。该装置具有风力发电和防治风沙、改善环境的双重生态工程效益。

本发明是这样实现的：由风帆、立轴、联轴器、电机和刮板、金属支架等部件组成，其特征在于：在立轴上径向均匀分布的3～4个竖式风帆，通过其一侧的轴套紧固在立轴上，立轴下端通过联轴器与稀土全速同步电机相连接，该电机转轴靠近地面的另一端装有刮板，电机的定子线圈外接有双向可变频逆变器，此逆变器与电网相连，有对电机、逆变器进行数字控制的微型计算机。

该立轴通过径向止推轴承安装在金属支架上，该金属支架可以是单端支承结构，也可以是双端支承的龙门架式的金属框架。

本发明是申请人在其专利技术《风帆式风力动力装置》(专利号：CN92236222.X)和《数控全速风力发电装置》(专利号：CN93201286.X)基础上的再创造。由于人类文明发展，能源消耗日趋紧张，迫切需要开发没有环境污染的洁净能源，另一方面，因为不合理的采伐树木，地球上的绿色植被面积减少，造成自然环境沙漠化的危险。尤其在幅圆辽阔的我国广大北方(东北、华北、西北)土地上，由于邻近漫漫无际的戈壁沙漠和境外长年多风沙的西伯利亚和蒙古地区，深受风沙侵袭的危害和侵扰，甚至北京市也面临着日益南移的沙漠风害的威胁。古代人们为了军事目的建造了万里长城，后来虽然在军事上，万里长城的城墙失去了原来的意义，但它在漫长久远的年代里却有效地阻止了沙漠向关内的推进。由于建造工程的浩大，今天，人们不可能只是为了阻止风沙南移而采取再造几座类似长城这样的防风墙措施，即使国力再强大，也难以办到。但是，采用本发明作为一种有偿投资，来建造和经营这种在治理风沙的同时，能将风力能量加以开发利用——发电的风帆式“长城”效果就不一样了。因为利用本发明可以获得相当可观的经济效益：经营者除从电能销售中获益外，还可以从治理风沙中得到经济效益。这样自然会有众多的投资者自发筹措资金相继建成规模不等的风帆式风力发电机群，从而建成“风帆长城”，既能发电，又能防风沙，具有双重生态工程效益，所以，推广应用本发明所具有的社会效益和经济效益是相当诱人的。

图1是本发明的结构示意图。