一种新型转板式阻力型高效发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种转板式阻力型高效发电装置，原理是风或水流的动能作用于机械，进行机械运动后转化为电能。主要部件：叶轮，含中轴和绕该轴向心排列的多个叶片，叶片和中轴之间留有空隙，它们由支架连接成柱状体，中轴一侧叶片在风或水流的动能冲击作用下旋转；发电单元，与变速装置和支架连接；变速装置，与中轴和发电单元连接；引流板，为直板形或弧面形，与支架连接起到风导向和遮蔽作用，遮挡住中轴一侧的叶片使其不受力而另一侧叶片受力；输出控制器；交流直流变换器；逆变器；蓄电电瓶；避雷针；正负极换向开关；整机支架等，当以太阳能电池板作引流板时还可成为风光能或水光能发电一体机。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型转板式阻力型高效发电装置，是一种把风能（即空气流 动的动能）或水流动能转化为机械能再转化为电能的一种装置，是一种转化效率比较高的 发电设备。本技术的引流板可以由太阳能电池板组成，这时本技术就成了风光能 发电一体设备或水光能发电一体设备。本技术可以采用多种使用方式和用于不同场 合，适用于楼顶、楼侧、阳台、小区空地、草原、戈壁、山地、丘陵、沙漠、河流等风能、水能资源 丰富之地，离网、并网发电均可，是利用风能、水能发电的理想发电设备。
技术介绍
在化石燃料大量使用导致全球变暖现象越发严重的现代社会，风能、水能作为清 洁能源越来越受到重视，风力、水力等清洁、环保、可再生能源发电项目越发被看好。目前公知常见的大、中、小型风力发电机，绝大多数为3个三角状细长叶片加发电 机和支撑立杆的结构，利用风力推动3叶片绕中轴旋转将风能转化为机械能带动发电机进 行发电。（此种风力发电机简称为3叶片风力发电机，下同。）还有少部分风力发电机是采用 达里厄（Darrieus)型的H型、Φ型、S型样态。这些风力发电机样态大都是在国外理论基 础上仿制、创造而成的。 3叶片风力发电机由3个三角状细长叶片作为接受风能受力面，由于叶片与风的 吹来方向有夹角，叶片在风的动能推动下做轴向旋转运动(但是旋转运动方向与风的来向 不相同)，带动发电机发电，但是实际这种风力发电机风能转化为电能的效率并不像理论宣 称的那样高，总体转化率较低，低风速下尤其明显，很多产品在风速达到每秒2- 3米以上 才能发出电，风能总体利用率只有20%左右。主要原因是：①3叶片风力发电机实度很低 (即叶片的投影面积之和与风轮面积之比很低)。3叶片风力发电机叶片细长且为三角状， 当风吹过风力发电机时，只有吹到3个叶片受力面上的风才能带动叶片旋转，没有吹到叶 片的风即大量带有动能的空气会从巨大的叶片间隙通过而不能推动叶片旋转运动继而做 功发电。②三角状叶片与风的吹来方向成夹角，这使吹到3个叶片受力面上的风的动能减 少，因为这种叶片夹角设计使风前进的力被分解，只有一部分分力驱使3个叶片做机械旋 转运动，即力的分解原理使很少部分的风的动能转化为机械能，继而带动发电机发电，因此 产生的电能也很少。③有些大中型3叶片风力发电机叶片截面设计成上凸下凹的机翼截 面形状，即所谓升力型叶片，希望用以提高转速，继而提供发电效率，但实际提升效果有限。 ④3叶片风力发电机叶片形态为尖锐的三角形刀片状(多为金属或坚硬复合材料)，立杆又 较长，叶片半径越长强风下越易弯折损坏，在人口密集地区使用很不安全，所以大中型3叶 片风力发电机多安装在空旷地带，且彼此间距离很大以免出现附带损害事故。 而风吹过达里厄型的H型、Φ型、S型垂直轴风力发电机时会使这类风力发电机中 轴两侧同时受力，但由于两侧叶片形态不同，故中轴两侧叶片受力大小不相同，受力的差使 叶轮朝向受力大的一侧旋转，虽然这类风力发电机设计时已经将中轴两侧叶片形态设计得 不同用以增大受力之差，但是两侧受力差值仍然较小，受力差值没有最大化，也就是吹到风 力发电机的风能相当多的部分由于风力发电机结构的原因相互抵消未能利用起来发电，这 也就是这类风力发电机低风速条件下难以启动旋转发电或发电效果较差以及强风下易于 损坏的原因。
技术实现思路
为了克服上述风力发电机风能利用效率低下和形态不安全的弊端，本技术提 供了一种包括叶轮、引流板、变速装置、发电单元、整机支架的发电装置，全新设计的高效发 电机系列产品，不仅相同条件下可以比3叶片风力发电机以及达里厄型(包括H型、Φ型、S 型）风力发电机发出更多的电，而且整体结构更加坚固和安全。 本技术解决技术问题所采用的技术方案 本技术的基本结构是一种发电装置，其特征在于包括叶轮、引流板、变速装 置、发电单元、整机支架；其中叶轮是由中轴和围绕中轴均匀分布安装的η个不透气叶片组 成，η多3,优选为3~8片；叶片和中轴之间留有空隙；中轴安装在整机支架上，在风力或水 力作用下叶轮以中轴为轴旋转，中轴通过变速装置连接发电单元；发电单元是一组包含定 子、转子的电磁感应发电部件，其中转子与上述变速装置连接；引流板为安装在叶轮迎风或 迎水一侧的不透气板，其位置应遮挡叶轮迎风或迎水投影面以中轴为分界的一半叶轮，使 一半叶片受风或水的推动力，另一半不受风或水的推动力；引流板，即风导向装置，是围绕 所述叶轮设置的风导向板，引流板都是起到气流导向和遮蔽叶轮迎风投影面以中轴为分界 的一侧叶片的作用，只让叶轮中轴另一侧叶片接受风或水的动能的冲击力，从而使叶轮绕 轴做轴向旋转运动。在本系列发电装置各种应用形态中，引流板形状及数量有所不同，中轴 平行于地面时，引流板为直板状，且可在装置四周安装多块，或为弧形顶状；中轴垂直于地 面时，引流板为弧面状并带方向舵，和方向舵一体。引流板可以是防锈合金或高强度复合 材料，也可以是太阳能电池板(这时就组成了风光能发电一体设备或水光能发电一体设备)； 变速装置，起到变速效果的一组装置(一般用齿轮组或用皮带和轮盘及部分电子元件等）； 发电单元，其与变速装置连接，通过变速装置间接连接到中轴。 较优的方案是，如基本结构所述的发电装置，其特征在于：所有叶片与轴为一体化 框架连接。 较优的方案是，如基本结构所述的发电装置，其特征在于：中轴平行于地面，用于 风力发电时，引流板（4-1)与水平面成一定的角度，使得冲击在引流板上的风部分导向未 被引流板遮挡的叶片。 较优的方案是，如基本结构所述的发电装置，其特征在于：中轴平行于水面，用于 水力发电时，中轴以下部分放入水中，引流板（4-1)在水面以上与水面成一定的角度，使得 冲击在引流板上的风部分导向未被引流板遮挡的叶片。 较优的方案是，如基本结构所述的发电装置，其特征在于：中轴平行于地面，用于 风力发电时，引流板（4-2)在中轴上方，为遮挡非直接接受风动能叶片的弧形板。 较优的方案是，如基本结构所述的发电装置，其特征在于：中轴垂直于地面，用于 风力发电时，引流板为带方向舵（15)的弧形板（4-3)，方向舵与弧形板一体固定，能绕中轴 旋转。 较优的方案是，如基本结构所述的发电装置，其特征在于：发电单元可以自己组装 也可以为市售的直流发电机或交流发电机。 较优的方案是，如基本结构所述的发电装置，其特征在于：发电单元连接一个电能 输出单元。 较优的方案是，如基本结构所述的发电装置，且连接一个电能输出单元，其特征 在于：发电单元为直流发电机，电能输出单元包括正负极换向开关（13-1)、输出控制器、电 缆、蓄电电瓶；或者电能输出单元包括正负极换向开关（13-1)、输出控制器、电缆、蓄电电 瓶、逆变器；或者电能输出单元包括正负极换向开关（13-1)、输出控制器、电缆、蓄电电瓶、 逆变器并接入外网。 较优的方案是，如基本结构所述的发电装置，且连接一个电能输出单元，其特征 在于：发电单元为交流发电机，电能输出单元包括交流直流变换器（13-2)、输出控制器，电 缆，蓄电电瓶；或者电能输出单元包括交流直流变换器（13-2)、输出控制器、电缆、蓄电电 瓶、逆变器；或者电能输出单元包括交流直流变换器（13-2)、输出控制器、电缆、蓄电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型转板式阻力型高效发电装置，其特征在于包括叶轮、引流板、变速 装置、发电单元、整机支架；其中叶轮是由中轴和围绕中轴均匀分布安装的n个不透气叶片组成，n≥3；叶片和中轴之间留有空隙；中轴安装在整机支架上，在风力或水力作用下叶轮以中轴为轴旋转，中轴通过变速装置连接发电单元；发电单元是一组包含定子、转子的电磁感应发电部件，其中转子与上述变速装置连接；引流板为安装在叶轮迎风或迎水一侧的不透气板，其位置应遮挡迎风或迎水投影面以中轴为分界的一半叶轮，使叶轮一半受风或水的推动力，另一半不受风或水的推动力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王芸惠，傅强，
申请(专利权)人：王芸惠，傅强，
类型：新型
国别省市：天津;12