專利名稱：全能萬向風力發(fā)電器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電設備。
背景技術：
世界上現(xiàn)有的風力發(fā)電機對風力和使用區(qū)域有較高要求，常用的水平軸風力發(fā)電機一般是由一個單一的，在一個很高的支架頂部設置一個風力驅動器帶動一臺發(fā)電機的簡易設備，這種設備存在著單位支架點的風能的利用率不高，一定量的電力需占地量大、戰(zhàn)線長，使用地域局限性大，有安全隱患等缺陷，一般在電網到達的地區(qū)很少使用；垂直軸風力發(fā)電機可以接受來自任何方向的風，但是由于由于存在負壓阻力、不對稱氣流等原有技術原因的局限，無法大量推廣。通過專利檢索發(fā)現(xiàn)許多新型風力發(fā)電設備，但同樣存在上述一種或幾種缺陷，這些缺陷成為制約風力發(fā)電普及，特別是在人口眾多、耗電量大、污染嚴重的城鎮(zhèn)普及的嚴重障礙。

發(fā)明內容
本發(fā)明主要原理是平靜的風在特殊環(huán)境能生成旋轉的龍卷風，這種龍卷風擁有巨大的能量。本發(fā)明就是針對風在特定環(huán)境下能產生旋風的特征，設計了全能萬向風罩，利用全能萬向風罩，能將任何方向的來風改造成速度快、密度大、能量強的旋風，驅動風力發(fā)電機發(fā)電，同時轉動風輪被罩在全能萬向風罩內，形成安全穩(wěn)定的整體結構，由于作用于轉動風輪的風速和密度的增加，風輪直徑可以大幅度減小，機體體小精致，也使本發(fā)明成本低廉、安裝簡單，非常便于推廣使用。
本發(fā)明的目的在于為提高風力發(fā)電的普及率，特別是在城市的普及，提供一種全能萬向風力發(fā)電器，以便充分利用風力發(fā)電，解決日益緊張的能源供應和緩解日益嚴重的環(huán)境污染。本發(fā)明是一種新型的垂直軸風力發(fā)電機，與目前已經出現(xiàn)過的垂直軸風力發(fā)電機不同的是全能萬向風力發(fā)電器提供了能產生旋轉風動力的全能萬向風導向罩，不僅將垂直軸型風力發(fā)電機負壓阻力轉化成正動力，而且也使發(fā)電器背風面的風也參加發(fā)電器有效動力，經過本發(fā)明全方位的創(chuàng)新，新型的垂直軸風力發(fā)電機解決了垂直軸風力發(fā)電機負壓阻力、不對稱氣流等原有技術原因的局限，比水平軸風力發(fā)電機更具推廣應用優(yōu)勢。
本實用新型的全能萬向的目標是這樣實現(xiàn)的由按圓形排列的風導向構件柱，在上下兩塊框架板間構成框架柱，風導向框架柱上安裝著有多種曲面構成的風導入構件，和角形直面構成的風導出構件；框架板在圓心處有能卡接軸承的卡孔，驅動軸和風輪安裝其中，上下框架板分別連接發(fā)電機室和蓄電池室，發(fā)電機和蓄電池分別隱匿于發(fā)電機室和蓄電池室中，發(fā)電機與驅動軸直接或通過齒輪、皮帶輪、變速箱連接，發(fā)電機與蓄電池通過電線連接(發(fā)電機和蓄電池也可以選擇離發(fā)電器工作；發(fā)電器還可以選擇通過逆變器直接輸入電網)，框架板邊有邊框，邊框上有發(fā)電器安裝螺栓孔；固定在風力驅動器外周的風導入構件形成的進風孔，對作用在發(fā)電器的風向進行改變，以獲得集中有序的和不斷加速加密的“旋風”風力，驅動安裝在曲面構件組合框架內的風力驅動器發(fā)電，完成使命的“旋風”最后由風導出構件形成的排風孔排出。本發(fā)明安裝非常簡單便捷，能靠、吊、坐、掛等多種形式安裝；本發(fā)明的應用范圍極廣可以安裝在樓頂、陽臺、墻面、電線桿、樹桿、巖壁等任何通風的地方，特別是可以充分利用高樓大廈借助空間的有強大風力的風場為能源緊張、環(huán)境污染嚴重的城鎮(zhèn)發(fā)電；可以由多臺共同形成一個非常集中的小型發(fā)電站，可以由成千上萬臺共同形成一個立體的、非常集中的大中型發(fā)電站，且這種發(fā)電站利用的是垂直空間，一個獨立支架能安裝多臺發(fā)電器，占地非常少；可以整機安裝或局部應用在機動車上，利用車輛行駛產生的空氣阻力發(fā)電，為機動車提供動力和電源，再結合由本發(fā)明組成的風力發(fā)電站(注這種風力發(fā)電站可以設置在樓房屋頂?shù)热魏瓮L的區(qū)域，占地非常少。)構筑充電網，這為開發(fā)電動力或混合動力機動車提供新的思路；本發(fā)明還可以整機安裝或局部應用在火車、輪船上，利用風和行駛產生的空氣阻力發(fā)電，為火車、輪船提供電力。
作為更好的方案，本發(fā)明在前述的圓形排列框架柱中設線圈，使之成為定子，在風力驅動器設置永久磁鐵或線圈，使之成為轉子，這種處理能使發(fā)電器體積更小、結構更為緊湊，非常適合于機動車輛使用。
本發(fā)明“全能”體現(xiàn)在可以在任何通風的地區(qū)安裝使用，應用范圍及廣；“萬向”體現(xiàn)在能接受任何方向的風力，不受風向約束。
本發(fā)明的技術效果在于1.本發(fā)明有極強的捕捉風力的能力和安全穩(wěn)定的結構，是一種實用性強、投資少、能源環(huán)保、安裝簡單、安全可靠的新型風力發(fā)電器。
2.本發(fā)明即可以在農村、牧場、孤島、沙漠、南北極等任何有風的偏遠地方使用，又可以在城市利用樓頂風、樓間風、路(街道)向風、地鐵隧道等最大限度和有效、安全地發(fā)電。
3.本發(fā)明一個獨立支承架可以掛多個發(fā)電器同時工作，形成一個小型發(fā)電站，占地非常少；可以單機放置在空曠有風地帶獨立工作，為野外作業(yè)提供方便；可以單機或多機安裝在高層建筑的外墻面、屋面、架空層等，利用高空的強勁風力為家庭和社區(qū)發(fā)電；可以多機群安裝在工廠廠房屋面，為工廠提供生產電力；可以安裝在輪船甲板為輪船提供電力，可以安裝在火車底部、頂部、車廂外壁等處為火車提供空調、照明等部分電力；本實用新型大可以為廠區(qū)和社區(qū)供電，小可以為單一建筑物、家庭和路燈等供電，是家庭、單位節(jié)能的一種選擇，也是遏制環(huán)境污染、減少能源危機的有效方法之一。
4.本可以安裝在機動車上，利用機動車行駛產生的空氣阻力發(fā)電，同時可以利用本發(fā)明構筑專門對車用蓄電池進行充電的發(fā)電站網絡，開發(fā)出新型電動車或混合動力車等環(huán)保型交通工具。
5.本發(fā)明受風向的影響小，地域限制少，非常有利于推廣應用。
以下結合附圖對本實用新型進一步說明

圖1是全能萬向風力作用原理分析示意圖，通過此示意圖分析，360度任一方向的風作用在由曲面體風導入構件1組成的立柱體框架時，都能產生旋渦狀旋轉，而且這種旋轉力是不斷被集中和加強的；圖2是一種全能萬向風力發(fā)電器的正立面圖，它展示全能萬向風力發(fā)電器是一種體小精致、安全可靠的發(fā)電器；圖3是圖2的正投影圖；圖4是圖2的A-A斷面圖；圖5是圖2的B-B斷面圖；圖6是圖3的C-C斷面圖，是圖2內部構造；圖7是圖6的一種選擇形式，使用在風力大的地區(qū)或機動車輛或船上，這種發(fā)電器可以帶動兩臺或多臺發(fā)電機發(fā)電，蓄電池安裝在發(fā)電器以外，發(fā)電機與驅動軸也可以通過皮帶輪連接，發(fā)電機安裝在發(fā)電器以外；圖8是另一種形式的全能萬向風力發(fā)電器的正立面圖，它展示全能萬向風力發(fā)電器種類的多樣性；圖9、圖10是圖8的兩種內部形式，是將水平軸風力機與全能萬向罩結合在一起。
在圖1至圖10中1是制造旋轉風的風導入構件，它是由多塊曲面構成的立柱體，風導入構件組成發(fā)電器進風口，具有改造進風風向成為旋轉風、和發(fā)電器框架作用。
2是出風罩，它主要功能是使出風口的風不受外界風的干擾，同時它還使導出風再循環(huán)導入發(fā)電器。
3是框架板，它是發(fā)電器框架的組成部分，在框架板邊框留有發(fā)電器安裝螺栓孔。
4是發(fā)電機室，發(fā)電機隱匿其中。
5是蓄電池室，蓄電池隱匿其中。
6是軸向風葉，它是發(fā)電器風力驅動部件，軸向風葉的受力葉面是以驅動軸軸心為圓心的一個輪轂的切面，葉面背面有加強肋，風葉面可以帶一些孔洞或或是有間距的幾塊板面；軸向風葉除示意圖4所示的三葉外，還可以是兩葉或多葉風葉。
7是發(fā)電器風力驅動軸。
8是風向導出構件，與風向導入構件共同組成發(fā)電器框架。
9是發(fā)電機。
10是軸承。
11是垂直風向導入百葉，具有風向垂直改造作用。
12是多級軸切風葉。
13是單級軸切風葉。
14是蓄電池組。
15是輪轂。
由框架柱和框架板組成全能萬向罩；由風導入構件部分的框架柱組成進風口；由風導出部分的框架柱和出風罩組成出風口；由風葉和風力驅動軸形成風力驅動器。
發(fā)電機與發(fā)電器風力驅動軸有三種連接形式①發(fā)電機軸與驅動軸通過凹凸承叉口和鎖件直接軸心連接；②發(fā)電機軸與驅動軸通過齒輪或皮帶輪連接；③發(fā)電機軸與驅動軸通過變速廂連接。
具體實施例方式
實施例一如圖2至圖7所示，風作用于發(fā)電器后，被旋向風導向構件改造成旋渦轉動，這種轉動是不斷被后續(xù)風加速的，能量密度也不斷加強的，在發(fā)電器內旋轉的能量推動了軸向風葉6的轉動，軸向風葉6的轉動帶動發(fā)電器風力驅動軸7的轉動，發(fā)電器風力驅動軸7的轉動帶動發(fā)電機9發(fā)電，發(fā)電機9發(fā)出的電通過電線輸入到蓄電池或電網中，用電器可以從蓄電池或電網中取得用電。
實施例二如圖8至圖10所示，風作用于發(fā)電器后，先被垂直風向導向百葉改造成風向導出口方向，再被旋向風向導向構件改造成旋渦轉動，這種定向轉動就象龍卷風一樣，推動了多級軸切風葉12或單級軸切風葉13轉動帶動發(fā)電機發(fā)電。
實施例三在一個塔式支架上懸掛多個全能萬向風力發(fā)電器，在風力作用下，發(fā)電器同時工作，這種工作產生的電可以經蓄電池儲存再輸送到用電器，也可以直接給當?shù)仉娋W輸電，用電時再從蓄電池或電網中索取，這是一個小型發(fā)電站的設計，不需大量土地。
實施例四利用全能萬向風力發(fā)電器原理設計電動力機動車，再在公路網絡中建許多全能萬向風力發(fā)電器風力發(fā)電站，電動車行駛時自身的發(fā)電器不斷發(fā)電，達到省電節(jié)電目的，當電動車電力不足時，可以到發(fā)電站中用空電瓶更換電站充滿電的電瓶，這是電動力機動車的設計構想。
實施例五將全能萬向風力發(fā)電器安裝在火車和輪船上利用空氣阻力發(fā)電，解決火車和輪船的照明、空調等電力，達到節(jié)能目的。
實施例六全能萬向風力發(fā)電器安裝在樓房的屋頂或外墻，利用高空的強勁風力發(fā)電，為住戶提供日常用電，達到節(jié)能目的。
權利要求
1.全能萬向風力發(fā)電器，其特征在于有由風導入構件和風導出構件組成的框架柱，與邊框留有安裝螺栓孔的的框架板，共同構成有吸納改造和排出風的全能萬向風罩；有由風葉與驅動軸組成的風力驅動系統(tǒng)；有由發(fā)電機室、發(fā)電機和與驅動軸連動部件共同組成的發(fā)電系統(tǒng)；有蓄電池室、蓄電池及配電部件組成的電力系統(tǒng)。
2.根據權利要求1所述的全能萬向風力發(fā)電器，其特征在于風導入構件是由多種曲面組成的柱體，這種柱體按圓形均勻組合能將各個方向的風改造成速度快、密度大、能量強的旋風，來驅動風力發(fā)電機發(fā)電，這種組合將轉動風葉和驅動軸罩在組合框架內，形成安全穩(wěn)定的整體結構。
3.根據權利要求1所述的全能萬向風力發(fā)電器，其特征在于風導出構件是由直面和曲面組成的柱狀體，柱狀體組合的效果形狀與進風口構件排列相反，風向導出構件與出風罩組成出風口排出發(fā)電器內氣流；出風罩對外來風進行屏蔽，對排出氣流重新導入，出風罩是斷面呈角狀的環(huán)形體或多邊體。
4.根據權利要求1所述的全能萬向風力發(fā)電器，其特征在于軸向風葉的受力葉面是以驅動軸軸心為圓心的一個輪轂的切面，葉面背面有加強肋；風葉面可以帶有孔洞或是有間距的幾塊板面；除三葉風葉外，兩葉或多葉風葉也屬于本權利要求。
5.根據權利要求1所述的全能萬向風力發(fā)電器，其特征在于框架板邊框留有發(fā)電器安裝螺栓孔，除矩形外框架板及邊框還可以是其它形狀。
6.根據權利要求1所述的全能萬向風力發(fā)電器，其特征在于發(fā)電機和蓄電池有安裝室，發(fā)電機和蓄電池并被隱匿于其中，發(fā)電機和蓄電池也可根據實際需要設置在發(fā)電器以外。
7.根據權利要求1所述的全能萬向風力發(fā)電器，其特征在于在全能萬向風罩的外側面或框架柱間還可以裝配垂直風向導入百葉，垂直風向導入百葉是由長條形構件組成的，可以是調節(jié)導入風是單向的加旋的龍卷風和入風大小的裝置。
8.根據權利要求1或7所述的全能萬向風力發(fā)電器，其特征在于除軸向風葉外，還可以安裝多級軸切風葉和單級軸切風葉，多級軸切風葉和單級軸切風葉是在軸上安裝的形狀象風扇葉狀的風葉或其它已經出現(xiàn)的風力發(fā)電機風葉。
9.根據權利要求1所述的全能萬向風力發(fā)電器，其特征在于可以安裝在機動車上，利用機動車行駛產生的空氣阻力發(fā)電，同時可以構筑專門對車用蓄電池進行充電的發(fā)電站網絡，開發(fā)出新型電動車或混合動力車等環(huán)保型交通工具的構思也屬于本權利要求。
10.根據權利要求1所述的全能萬向風力發(fā)電器，其特征在于可以在圓形排列框架柱中設線圈，使之成為定子，在風力驅動器中設置永久磁鐵或線圈，使之成為轉子，這種處理能使發(fā)電器體積更小、結構更為緊湊，非常適合于機動車輛使用。
全文摘要
一種全能萬向風力發(fā)電器，主要原理是平靜的風在特殊環(huán)境能生成擁有巨大能量的龍卷風。本發(fā)明就是利用曲面構件組合框架，使地面360度任意方向的風吸納改造成速度快、密度大、能量強的旋風驅動風力發(fā)電機發(fā)電，轉動部件被罩在曲面構件組成的框架內安全可靠；本發(fā)明可以安裝在任何通風的地方，特別是可以充分利用高樓大廈的有較大風力的頂和外墻面為能源緊張的城市發(fā)電；本發(fā)明更可以安裝在機動車輛上為機動車輛提供動力，并與由本發(fā)明組成的風力發(fā)電站網的充電相結合，開發(fā)純電動力機動車輛和混合動力機動車輛。這是一種投資少、安裝簡單、能源環(huán)保、安全可靠和非常實用的新型風力發(fā)電器。
文檔編號F03D9/00GK101033728SQ200610034148
公開日2007年9月12日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權日2006年3月9日
發(fā)明者張永清 申請人:張永清