半月形风轮风力压缩空气气轮发电机及其设计与制作技术的制作方法

一.技术领域：

半月形风轮风力压缩空气气轮发电机及其设计与制作技术，它是一种有别于现有的三叶风车带动变速齿轮组直接发电的风力发电机及设计和制作技术的发电技术。半月形风轮风力压缩空气气轮发电机的名称来源：是因为我把三叶风车变成了风轮，在风轮的外缘上又增加了增压罩。而风轮远看象半个月亮，故而得名{半月形}。图2是它的方框示意图：(1).把三叶风车改变为前、后两个半月形、多叶片、外缘连接的、有挡风增压圈的风轮。并把两个风轮，分别串在同一直线轴的前、中部上、紧固；(必需可靠紧固，对穿镙杆)。在水平轴的另一头加装曲轴，在曲轴上装单缸压缩空气的气缸活塞连杆。(如石油油田的抽油机，由原耒抽油而今变为现在用来压缩空气)。当高大(直径可达百米)的双风轮同步转动时，空气经大容量的空气过滤器过滤后，由活塞把空气吸入”打气筒”，它会不断把压强60公斤的高压压缩空气通过高压气管输入多个并联的高压容器。(氧气钢瓶并联组，氧气钢瓶出厂合格捡验压强是365公斤，平时使用充氧气压强是150公斤；现在经过特种工艺外理后在瓶内已形成长年不锈的镀层。氧气钢瓶并联大组年捡周期很长；高压容器也可以用厚钢板做成大直径的、并联的球体)。这一过程管路中设有多道空气单向止回阀和双向压差止回阀、多点限压安全泄压阀、多道空气滤清器等。(2).清洁的高压空气，通过高压容器组的气压缓冲后，气流流入压力容器的出气总管。在总管上装有并例的、足量的氧气减压器。减压器经二只以上串联后、所有串联的氧气减压表都调到等压。汇集成一根总出气管，使汇总的减压器下游总管的气压略大于发电厂汽轮发电机的蒸气气压、流量。(35公斤压强，气体流量相等)。(3).在通往发电机气流的总管上并连安装双通道双串联的气路开关和备用不停机气路维修管路，用房车移动的小型发电机组可以通过开、关气道而择时发、停电，也节约了压缩空气。独立住宅的风轮发电机组，创造了家用发、用电和计量出售电、或压缩空气至公共电网、气网的可能。(这点非常重要，它没有走直接发电、储电、升压、用电的常规老路，(而且电池费用成本高，不环保；而是走储气的新方案。压缩空气只要容器及管路不漏气，长年保存，压强不会变。电池不行)，成本低、可靠、环保。连接气网，更重要的是便于全民参与其中，从而从根本上解决了中国缺少清洁能源的问题。对牧民、船民、旅游都可使用。

二：

背景技术：

现在中国的风力发电几乎是国家投入为主；企业财力加上国家资助为补：个人投资建独立风力发电厂几乎没有。原因如下：(1).投资大、回收周期长、收入少、发电效率差、并入国家电网难、储电电池贵而使用周期短。现在的风力发电是风车直接发电，时有时无，电压不稳，国家电网缺电，它没风；国家电网不需电，它发电卖不掉。并网有时还会使国家电网电压产生波动。更重要的是因为输往远方的高压线输电电流有上限，所以电卖不掉。个人风电厂单独架设一路高压铗塔输往远方，涉及方方面面，太难了。(2).为了缓冲风电的时有电时无电的难题，也有人把风能发电与太阳能发电组合联网。(太阳能发电电压也不稳定，天晴有电，天雨无电)。用两者联合的办法解决了部分问题。但没有从根本上解决风能长距离输出问题。用高压气管把风能送往远方，是可行的。(3).有些风电厂把发的电直接送到水力发电站，把发过电的水用风电再送回水库中，把电能转换成势能(水能))存放，但是水源充足的水电站就不行了。所以离水电厂远的、或根本没有水电站的地方，风电厂发的电再多，(季节性发电)，太阳能发的电也只能用电池存放或弃电。国家电网输电能力有限，卖不出去。(4).在中国西北地区有的企业单独发电发展较快。他们用三套方法组合起耒解决企业的确保用电：他们发展建设了自己的风力发电设备；也建了太阳能发电设备；另外还组建了自巳的柴油机发电机组作为备用补充应急用电；有可能的话，他们和国家电网也不完全脱离，但用电很少。卖电很少，(5).现在的风力发电是每个风车各带动一组齿轮变速组加一台发电机发电，投资大、成本太贵，维护成本高，风大了也不能发电，(自动停转)；风小了也不能发电。(风车叶子细而长，受风面积少)。维护保养成本大。东海有一台说是中国最大的风力发电机，它的三叶风车直径123米，海上安装费用每天100万元，发电机造价没公布，发的电卖掉，20年才能收回投资成本。还不包括平时的维护费用。太贵了，所以现在个人投资风电厂很少。

全世界每年所生成的风能，是人类每年消耗矿物能源总合的三倍，(核能因有核废处理的问题不包括在内)，而今矿物能源对中国来说：进口为主，需求曰增。如有战事，供应受阻。中国缺少石油、也缺少天燃气；但决不缺少由高大风轮产生的压缩空气！用压缩空气发电，大有前途：平时不求人、战时也不怕！海路不通风路通，中国有风就有电！大自然每年都给中国南方送来台风北上；北方送来呼啸的西北风南下，风吹石头跑、车辆路边倒，这是上天给中国人的能源！世界上有哪个国家老天给这么多台风能量？而且又有这么好的三级梯度海拔地形。在高山哨所边防线上，有哨兵每七天就要换一面新的国旗，因为大风把原来的国旗吹破了。我国风能巨大。只要把三叶风车换成高效风轮，提高风能的利用率，把巨大的风轮装在高山顶上生产压缩空气，中国不缺清洁能源。

三.

技术实现要素：
名称：

半月形风轮风力压缩空气气轮发电机及其设计与制作技术

(1).它彻底解决了风力发电机怕风大的致命要害问题。我发明的风力发电杌台风中也能发电。不会因为风太大、为自保、自动停机。风越大越好！产生的压缩空气越多！

(2).现在世面上的风力发电机，风车如三只蜻蜓翅膀，细而长。风能流失太多。我发明的风力发电机是把风车做成风轮，可以大大增加迎风面积，获得比三叶风车多几倍的能量。图3第6号风轮转的最快，第1号风车转昀最慢。而1号风车，就是现在风力发电机的现状。)

(3).现有的风力发电机是三叶风车直接带动齿轮变速机构同时直接带动发电机发电，有储电、(废、旧电池对环境有影响)，变压、等多项设备开支。平日维修、保养工作在高空，工作人员爬上爬下，受天气影响有时还不能进行。我设计的风力发电机不是直接发电，而是风轮带动曲轴产生压缩空气，用压缩空气带动汽轮机发电，曲轴转速不怕台风。台风越大获得的压缩空气越多！发的电越多，而且是稳压电源，国家电网很欢迎。大大减少了高空作业的工作量。高空维保受各种因素干扰，不安全。

(4).为了提高发电效率，现有风电只能在中国第二台基上选风大的地方、海边、建风力发电站，民间普及很难。我的风力发电机没有以上问题。

(5).现在的风力发电机是三叶风车先发电而后再把各风车发出的电并网；我发明的风力发电机是先分别产生压缩空气，而后把压缩空气并联在一起再与高压容器并联，使气压得到缓冲，再用大、中型火电厂的汽轮发电机发电，只要解决了发电机的散热问题，中国的大西北都可以竖立起高大的风轮产生压缩空气发电。高压气管可以联网，战时机房可以设在地下。如把太阳能的电时就用电动空气压缩机变成压缩空气并网、如果把其他任何电厂(包括风力及一切所有能发电的电厂)夜里发的电都即时用电动空气压缩机变为压缩空气，并网，电价就会降下好多。人民是欢呼的。(高压气网也是容器的容量补充。)

(6).风轮、风轮轴、曲轴、气筒连杆、及气筒、(氧气钢瓶买得到).都不是高科枝的产品，制造、维修方便，成本低，有利于生产家用风力发电机。氧气钢瓶买的到，先试压、后使用。由于没有发电机在塔顶部，所以铗塔造价也低。

四、半月形风力发电机的优点：

(1)、半月形风轮发电机，是在把三叶风车改成风轮的基础上，又在风轮外围加了集风罩，这是为了使风轮风叶比在同一环境中的三叶风车的风叶有更大风压的情况下转动，这样无异于人为增加了自然风力，在原有的基础上，增加了半月形风轮的转速，从而提高了发电效率。小风也能发电，比三叶风车好。

(2).半月形风轮如同撑开的、平放的、水平串在一起的两顶或多顶雨伞(排架支起万向节连轴)，风从伞柄方问吹来，风轮叶片开口设在伞面4分之3的顶部，获得的风压比伞面外面要大。(拉力大压力也大，叶片上的风压大，转的也快。而三叶风车压力要小很多。转的就幔，获能少图3

(3)`解决半月形风轮的静平衡、动平衡、是非常细心认真的工作，如同安装公园里的摩天轮一样，要能使之坚固、非常平衡的快速转动。(平时用双细牙镙帽作精细调正，确保大风高速运行无震动)。

(4)、半月形风轮虽然直径大，但结构笱易，同一直径风轮零郜件可以互换，便于降低成本。

(5)、带动发电机可以用气动马达、齿条齿轮、弹簧箱等

五，半月形风轮风力压缩空气气轮发电机及其设计与制作技术的具体实施方法如下：（理论验证机）

1、买2公分乖3公分乖3毫米厚的镀锌角钢做成直泾8米的两只圆环。把两个圆环重合，在上下圆环之间用等长1米的、镀锌的、3公分宽、2毫米厚的、扁钢把两只圆环周长，同长等分后，垂直连接。

2.把相邻的两根垂直扁铁的四个头用×字形固定。并在环的中部做一个如公园里摩天轮蕊子一样的轴套管件。结合组成一个直经8米、厚1米的摩天轮。经粗调，(如自行车的后轮)把它串在五米高的水平铀上，与轴紧固，精调圆度达到毫米级。(这点非常重要，日后维修也要达到这样精度，防止大风时震动。)

3.在轴的一头装轴承，在轴的三分之二的地方加轴承，在轴的另一头装曲柄轴，在曲柄上装气筒连秆。在水平铀支架侧面装可自由摆动的，底座有万向节的打气筒管体及底座（图1）。

4.打气筒的进气管一头与汽车空气滤清器连接，另一头与气筒的进气管连接，进气、出气阀是个竖横竖的弯管双球阀组件。维修拆装简便。

5.空气滤清器前设置可方便置换大面枳滤清耗材，与风轮支架结合。延长保养周期，

6、打气筒的高压气流经过高压气管单向止回阀再经过三通的左路到中路送入高压容器内，三通的右路用高压管连上下一三通的左路，第二个三通的中路用高压管接通第二个容器。第二个三通的右路再与第三个三通的左路连接，中路与容气连接，右路与下一个三通的左路连接，中路连接第三个容器，右路连接下一个三通的左路、、、、、、。这样就做成了一个并联的容气组。左、右通路需要用大流量的管子连接才行，中路管径可以小些。(可用异径三通)。

7.最后一个三通的右路高压管连接出气表排的总进气管中部三通的中路，左、右路管径要粗。减压表串连组要留有换表时的足够备用流量。(不影响正常发电)。

8.稳压的恒量压缩空气进入改造过的风动马达(或气轮机)带动发电机发出稳压的、恒定的电源电流。

以上是一台小的家用发电机。

说明书附图说明：

附图[1]：

风轮发电机产生压缩空气的设计及流程示意图。

(1).半月形风轮远看如半个月亮，风从伞柄方向吹入。

(2).是曲轴的有平行管孔的过渡件。

(3).单缸空气压缩机的连杆轴孔配件。

(4).活塞外套，有风冷散热片。

(5).压缩机进气不锈钢球止回阀。

(6).出气管用高压长软管与支架转动中心的有止回泄气的管道上，支架360度转动也不漏气。（消防水带接头）

(7).往高压容器送气的管道：气2。气1是从滤清器吸进来的清洁空气。

(8).支架c形槽环形轨道支架由多个双承压轮组同行。轻松转动。

(9).单缸空气压缩机总成，由双止回阀、进出气管道、前后摆动机构组成，进出气管有高压软管过渡。

(10).支架转动底盘，自然空气从支架顶部弯口向下的管道进入底盘上设置的大面枳滤材的过滤器，此过器的出气管与汽车空气滤清器进气管连接。

(11).风轮叶片在风轮中的位址。

附图[2]：

风轮发电机发电流裎方框示意图。

附图[3]：

三叶风车与风轮结构外形示意图。