專利名稱：立式太陽(yáng)能、風(fēng)能組合發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于動(dòng)力機(jī)械領(lǐng)域。
目前已有的太陽(yáng)能發(fā)電裝置，只能利用太陽(yáng)能，已有的風(fēng)能發(fā)電裝置只能利用風(fēng)能，這兩者所利用的能源單一，不能同時(shí)綜合利用太陽(yáng)能和風(fēng)能，因而總的發(fā)電量較小，受氣候影響大，總的建設(shè)費(fèi)用較高。
本實(shí)用新型--立式太陽(yáng)能、風(fēng)能組合發(fā)電裝置的目的是，提供一種綜合利用太陽(yáng)能和風(fēng)能的裝置，無(wú)風(fēng)有陽(yáng)光利用太陽(yáng)能，無(wú)陽(yáng)光有風(fēng)可利用風(fēng)能，既有風(fēng)又有陽(yáng)光同時(shí)利用這兩者雙能源發(fā)電、總發(fā)電量更大，而且受氣侯的影響較小，總的占地面積小，設(shè)備費(fèi)用低。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，整個(gè)裝置分兩部份，其中一部分太陽(yáng)能發(fā)電渦輪及其傳動(dòng)、太陽(yáng)發(fā)電機(jī)裝在基礎(chǔ)中心的機(jī)架上，并位于絕熱透明罩及底部基礎(chǔ)之間，基礎(chǔ)及太陽(yáng)能裝置表面均涂有黑色吸熱材料，當(dāng)陽(yáng)光透過(guò)透明簾射到基礎(chǔ)及機(jī)架等構(gòu)件上，被其表面黑體吸收加熱，附近空氣升溫向上流過(guò)發(fā)電渦輪，經(jīng)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)太陽(yáng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
另一部分風(fēng)力發(fā)電裝置是這樣實(shí)現(xiàn)的，立柱垂直地裝在機(jī)架中心上方，立柱上裝有風(fēng)輪、風(fēng)輪臂、其外緣周圍均布裝有若干垂直的風(fēng)翼，當(dāng)風(fēng)流過(guò)時(shí)，作用于翼面的升力驅(qū)動(dòng)風(fēng)翼，風(fēng)輪臂，使風(fēng)輪傳動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)輸出電力。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)總圖，其中A-A是其垂直方向一個(gè)剖面圖。
圖2是
圖1中位于風(fēng)翼內(nèi)下部的凸輪限位機(jī)構(gòu)。
圖3是本實(shí)用新型裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)風(fēng)力發(fā)電的原理圖。
圖中1、基礎(chǔ)；2、太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)；3、傳動(dòng)裝置(如帶式、鏈?zhǔn)降葌鲃?dòng))4、渦輪；5、機(jī)架；6、絕熱透明罩；7、空心立柱；8、風(fēng)輪軸承；9、風(fēng)機(jī)傳動(dòng)裝置(如帶式、鏈?zhǔn)絺鲃?dòng))10、風(fēng)翼；11、風(fēng)翼軸；12、風(fēng)翼軸承；13、風(fēng)翼輪及臂；14、凸輪限位機(jī)構(gòu)；15、風(fēng)力發(fā)電機(jī)；16、凸輪；17、彈簧；18、離心重塊；19、轉(zhuǎn)臂；20、凸輪軸。
圖1中，太陽(yáng)能發(fā)電部份，由基礎(chǔ)(1)，太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)(2)，傳動(dòng)裝置(3)，渦輪(4)，機(jī)架(5)，絕熱透明罩(6)，空心立柱(7)組成。其中空心立柱(7)呈空心管狀，渦輪(4)即位于空心立柱內(nèi)部下方，并垂直支承于機(jī)架(5)中，其傳動(dòng)裝置(3)太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)(2)等個(gè)太陽(yáng)能部份均位于絕熱透明罩(6)與基礎(chǔ)(1)之間，當(dāng)陽(yáng)光以
圖1的S方向(虛線箭頭所出)通過(guò)絕熱透明罩(6)射入時(shí)被基礎(chǔ)，及這些部份構(gòu)件表面黑體材料吸收，轉(zhuǎn)換為熱能加熱附近空氣，使其膨脹上升，流過(guò)渦輪(4)推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)經(jīng)傳動(dòng)裝置(3)帶動(dòng)太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)(2)發(fā)電，基礎(chǔ)(1)與絕熱透明罩(6)間外圍的冷空氣則不斷流入，其中一小部份從基礎(chǔ)專門通道流過(guò)發(fā)電機(jī)，進(jìn)行冷卻。
風(fēng)力發(fā)電部份由空心立柱(7)，風(fēng)輪軸承(8)，風(fēng)機(jī)傳動(dòng)裝置(9)，風(fēng)翼(10)，風(fēng)翼軸(11)，風(fēng)翼軸承(12)，風(fēng)翼輪及臂(13)，凸輪限位機(jī)構(gòu)(14)風(fēng)力發(fā)電機(jī)(15)組成。風(fēng)翼輪及臂(13)通過(guò)風(fēng)翼軸承(12)同心地裝在空心立柱(7)上，若干個(gè)風(fēng)翼(10)以風(fēng)翼軸(11)，風(fēng)翼軸承(12)均布裝于風(fēng)翼輪及臂(13)外圍，彼此平行。風(fēng)翼輪及臂下部裝有風(fēng)機(jī)傳動(dòng)裝置(9)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)(15)相連。
圖2是每個(gè)風(fēng)翼下方內(nèi)部的凸輪限位機(jī)構(gòu)(14)。它由凸輪(16)彈簧(17)，離心重塊(18)，轉(zhuǎn)臂(19)，凸圖2是每個(gè)風(fēng)翼下方內(nèi)部的凸輪限位機(jī)構(gòu)(14)。它由凸輪(16)彈簧(17)，離心重塊(18)，轉(zhuǎn)臂(19)，凸輪軸(20)組成。每個(gè)風(fēng)翼可能擺動(dòng)角度位置均受其內(nèi)特定形狀的凸輪(16)轉(zhuǎn)動(dòng)位置所限定。而凸輪(16)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置又由離心重塊(18)，彈簧(17)各自的高心力和彈簧力的平衡條件所決定，當(dāng)風(fēng)速過(guò)大，風(fēng)翼繞立柱轉(zhuǎn)速過(guò)高，離心力增大克服彈簧力推動(dòng)轉(zhuǎn)臂(19)，凸輪軸(20)，凸輪(16)轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，仗風(fēng)翼相對(duì)風(fēng)力方向的攻角α值(圖3)為零，作用于風(fēng)翼上的升力L及合力R大減，驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪也隨之大減使轉(zhuǎn)速下降，如此進(jìn)行調(diào)速，限制過(guò)載。
圖3是本裝置風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的原理，當(dāng)風(fēng)以W方向流過(guò)的特定翼型的翼片時(shí)。作用于翼片的空氣動(dòng)力中心為O2，翼面的升力分別為L(zhǎng)1、L2、L3、L4、。其合力分別為R1、R2、R3、R4、，均作用于點(diǎn)O2上。沿旋轉(zhuǎn)方向(圖4中向)O2位于的翼片支點(diǎn)(即翼片軸中心)O1之后，這樣在翼片位置1時(shí)，使翼片后緣擺向立柱中心。與其內(nèi)部限制凸輪接觸于A點(diǎn)，造成攻角為α。而合力R1與風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)中心O的距離為r。驅(qū)動(dòng)力矩為R1r，推動(dòng)風(fēng)翼輪臂繞O1旋轉(zhuǎn)。當(dāng)翼片處于其他2、3、4等位置。受力原理與此類似。但各力的大小、方向位置不同。分別以其不同的合力R2、R3、R4推動(dòng)風(fēng)翼輪臂13旋轉(zhuǎn)。通過(guò)其下部風(fēng)機(jī)傳動(dòng)裝置9(
圖1)，帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出電力，其翼型、氣動(dòng)布局，原理與目前已有的擺翼式立軸風(fēng)力機(jī)相同。
以下是本組合發(fā)電裝置的一個(gè)實(shí)施例名稱立式太陽(yáng)能、風(fēng)能組合發(fā)電裝置。
型式立式太陽(yáng)能、風(fēng)能各自獨(dú)立發(fā)電，并入電網(wǎng)。
隔熱透明罩外形尺寸正方形。10米×10米＝100平方米立柱高度5米風(fēng)翼輪臂外徑8米風(fēng)翼數(shù)4風(fēng)力發(fā)電功率(當(dāng)風(fēng)速為8米/秒時(shí)額定值)2.5千瓦太陽(yáng)有發(fā)電功率(當(dāng)日光照射強(qiáng)度為0.6千瓦/平方米時(shí)額定值)1.1千瓦當(dāng)風(fēng)速和日光照射強(qiáng)度同時(shí)達(dá)到上述額定值時(shí)發(fā)電總功率3.6千瓦本裝置的優(yōu)點(diǎn)是1、本裝置既比普通太陽(yáng)能發(fā)電裝置簡(jiǎn)單，又比普通風(fēng)能發(fā)電裝置簡(jiǎn)單。緊湊可靠。整個(gè)設(shè)備總投資低于上述普通這兩者裝置一半以上。比普通太陽(yáng)能電池投資費(fèi)用更低得多。特別是將其裝于其他建筑物頂部時(shí)，可部份代替屋頂，降低建造費(fèi)用，整體更加壯觀。
2、本裝置可隨時(shí)單獨(dú)利用或同時(shí)綜合利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、受氣候的影響波動(dòng)較小，常年工作利用率很高，并大大擴(kuò)展了其應(yīng)用地區(qū)和范圍。
3、由于利了風(fēng)能、太陽(yáng)能、使其功率比同類型普通風(fēng)力機(jī)提高近1倍。這在多風(fēng)干旱地區(qū)效果尤其顯著。
4、本裝置風(fēng)能，太陽(yáng)能發(fā)電無(wú)污染，沒(méi)有能源消耗費(fèi)用，一般不需要特別維護(hù)，奉命長(zhǎng)達(dá)15年以上，總的占地面積小，兩種能源并入同一電網(wǎng)供電，使用控制方便。
本發(fā)明的發(fā)電功率小至千瓦以下，大至數(shù)十、數(shù)百千瓦?？山M成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化產(chǎn)品、應(yīng)用廣泛，更適于較大功率多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)發(fā)電供電。成為更清潔，無(wú)污染綠色電源。普遍用于工農(nóng)業(yè)國(guó)民生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.立式太陽(yáng)能、風(fēng)能組合發(fā)電裝置，特征是中空的立柱與絕熱透明罩和機(jī)架連成一體，固定于基礎(chǔ)上，太陽(yáng)能發(fā)電裝置位于絕熱透明罩與基礎(chǔ)間，風(fēng)力發(fā)電裝置位于絕熱透明罩上方的立柱周圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式太陽(yáng)能、風(fēng)能組合發(fā)電裝置，其特征是絕熱透明罩由絕熱透明材料構(gòu)成，其內(nèi)基礎(chǔ)及各構(gòu)件表面涂有專用黑體材料，渦輪位于立柱內(nèi)部下方與立柱同心布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式太陽(yáng)能、風(fēng)能組合發(fā)電裝置，其特征是若干個(gè)風(fēng)翼通過(guò)風(fēng)翼軸位于上下風(fēng)翼輪臂的軸承中間，彼此平行均布于風(fēng)輪的外圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式太陽(yáng)能、風(fēng)能組合發(fā)電裝置，其特征是限位凸輪位于中空的翼片下面內(nèi)部，凸輪軸支承風(fēng)翼輪臂上，并與重塊臂，離心重塊連成一體，重塊臂與風(fēng)翼輪臂之間以彈簧連接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于動(dòng)力機(jī)械領(lǐng)域,主要特征是太陽(yáng)能發(fā)電裝置位于絕熱透明罩與基礎(chǔ)之間,基礎(chǔ)及各構(gòu)件表面均為黑色吸熱材料。風(fēng)力發(fā)電裝置位于透明罩上方立柱的周圍。分別利用風(fēng)通過(guò)風(fēng)翼和日光加熱罩內(nèi)空氣產(chǎn)生流動(dòng)的動(dòng)能,各自驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。綜合利用太陽(yáng)能和風(fēng)能。功率比同類普通風(fēng)力機(jī)提高近一倍,總的建造費(fèi)用更低。常年利用率高,應(yīng)用地區(qū)更廣,產(chǎn)生功率從不足仟瓦至數(shù)十仟瓦,更適合多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)供電,成為新型、廉價(jià)、無(wú)污染的電源。
文檔編號(hào)F03D3/00GK2477853SQ00257860
公開(kāi)日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2000年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月17日
發(fā)明者雷良榆 申請(qǐng)人:雷良榆