专利名称：立式的圆柱体、圆锥体、棱锥体风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于风力发电技术领域。
背景技术：
目前国内所有的风力发电场的发电机均采用扇叶式结构，外观如同立 式电风扇，扇叶靠风力驱动，这种装置的缺点是扇叶面积占整个迎风面面积不到10%，扇叶 窄长需要较大的风力才能驱动，如扇叶加大则立杆会发生危险，加之扇叶回转时产生的阻 力因而风能利用率非常低，5%左右。其他形式的风力发电机扇叶基本暴露在风中，存在扇 叶回转时风的阻力问题，因此风力发电效率很低，而发电机造价非常高，这也是我国虽然风 力资源丰富但风力发电却远远落后的重要原因之一。发电机置于立杆的顶端，重心高，存在 安全隐患，安装维修非常不方便，成本高。
发明内容本实用新型着重解决的问题是风能利用率。如图1所示，这是一种立式的圆柱体 风力发电机装置，中央为立式中心轴，上面可根据需要安装不同数量的叶片，叶片的形状是 矩形或方形，电机固定在下固定板底端，中心轴与发电机转子连接，在圆柱体的外圆上可以 平均分成三个、四个、五个、六个、八个等多个迎风面，每个迎风面的半面上均安装一块挡风 板，挡风板向内倾斜，挡风板可安装在圆柱体内侧(如图2所示)，也可以安装在圆柱体外侧 (如图3所示)。立式的风力发电机的外观可以为圆锥体和棱锥体形状，如图4所示，这是外 观为圆锥体形的风力发电机，如果去掉圆锥的顶端，则其外观为梯形圆锥体(如图7所示)， 在圆锥体的外圆上可以平均分成三个、四个、五个、六个、八个等多个迎风面，每个迎风面的 半面上均安装一块挡风板，挡风板向内倾斜，挡风板可安装在圆锥体内侧(如图5所示)，也 可以安装在圆锥体外侧(如图6所示)。如图9所示，这是外观为棱锥体形的风力发电机， 如果去掉棱锥的顶端，则其外观为梯形棱锥体(如图12所示)，棱锥体可以为三棱锥、四棱 锥、五棱锥、六棱锥、八棱锥等多面棱锥体，每个棱锥面都可以成为迎风面，每个迎风面的半 面上均安装一块挡风板，挡风板向内倾斜，挡风板可安装在棱锥体内侧(如图10、13所示)， 也可以安装在棱锥体外侧(如图11、14所示)。这几种发电机的特点是1.风能利用率高。迎风面全空的半面，叶片可全部直接利用风力，利用率接近 50%，向内倾斜的挡风板作用之一是将这半面的风力折向叶片，风力利用率可超过20%，挡 风板另一作用是消除这半面风力给叶片回转带来的阻力，因此整个迎风面风能利用率可达 70 %以上，是传统发电装置利用率的十几倍。2.这种发电机单独使用，不论那个方向来风均可发电。3.装置采用组装式结构，安装维修方便、快捷。4.所有风力发电机的外形均为立式结构，叶片数量可灵活多样，外观尺寸(迎风 面宽度和高度)可从五十厘米到一百米，叶片数量根据需要可安装3片、4片、5片、6片、8 片等多片，叶片均布固定在中心轴上。5.电机安装在底面的固定板上，重心低，消除了安全隐患，可根据底面大小和外 观高度在底面周围采用四个或更多的支撑和地脚固定，支撑和底面下固定板之间安装加强筋，整体结构安全可靠，每个迎风面上均安装铁丝网，使叶片不外露，用于防止鸟类误入或 人手误入，防止塑料袋、树叶等垃圾进入内部缠绕叶片，提高了环保性能。6.叶片形状可以随发电机外观形状而改变，可以是矩形叶片(如图15所示)，可 以是方形叶片(如图16所示)，也可以是梯形叶片(如图17所示)。7.倾斜式挡风板与来风方向的角度为30-60度，最大程度将风力折向叶片，挡风 板的形状可以随发电机外观形状而改变，可以是矩形、方形或梯形。8.传统的风力发电机由于扇叶外露不安全只能安装在野外无人区，而本实用新型 的这几种形状的发电机由于其叶片内置不外露，环保性能好，只要有风力条件的地区均可 安装，可以在农村、城市中广泛应用。
图1为外观为圆柱体的立式风力发电机示意图，图2是圆柱体发电机的俯视示意 图(挡风板安装在圆柱体内部)，以安装五块挡风板和五个叶片为例，图3是圆柱体发电机 的俯视示意图(挡风板安装在圆柱体外部)，以安装五块挡风板和五个叶片为例，三张附图 中1是圆柱体外框，外圆和高度尺寸可根据发电机大小而改变；2是圆柱体挡风板，与外框 和上下固定板进行固定，根据需要在圆柱体外圆上可均布安装三块或四块或五块或六块或 八块挡风板，挡风板向内倾斜30-60度，挡风板的宽度是两个安装点之间距离的一半(称之 为半面挡风板)，所有挡风板的安装位置(左边或右边)及倾斜角度是相同的；3是圆柱体 加强筋，安装在支撑和下固定板之间，加强箱体整体强度；4是圆柱体电机，安装在下固定 板上，用于发电；5是圆柱体下固定板；6是圆柱体上固定板；7是圆柱体支撑和地脚，一台 发电机可以根据外观形状大小设置4个或更多的支撑和地脚，以加强整体安全性；8是圆柱 体叶片，呈放射状均布固定在中心轴上；9是圆柱体中心轴，上端与安装在上固定板中的轴 承连接，下端与电机转子连接；10是圆柱体挡风板的固定支架，分上下两个支架，支架与圆 柱体外框连接。图4是外观为圆锥体的立式风力发电机示意图，图5是圆锥体发电机的俯视示意 图(挡风板安装在圆锥体内部)，以安装四块挡风板和四个叶片为例，图6是圆锥体发电机 的俯视示意图(挡风板安装在圆锥体外部)，以安装四块挡风板和四个叶片为例，三张附图 中11是圆锥体外框，底圆和高度尺寸可根据发电机大小而改变；12是圆锥体挡风板，与外 框和上下固定板进行固定，根据需要在圆锥体外圆上可均布安装三块或四块或五块或六 块或八块挡风板，挡风板向内倾斜30-60度，挡风板的宽度是两个安装点之间距离的一半 (称之为半面挡风板)，所有挡风板的安装位置(左边或右边)及倾斜角度是相同的；13是 圆锥体加强筋，安装在支撑和下固定板之间，加强箱体整体强度；14是圆锥体电机，安装在 下固定板上，用于发电；15是圆锥体下固定板；16是圆锥体上固定板；17是圆锥体支撑和 地脚，一台发电机可以根据外观形状大小设置4个或更多的支撑和地脚，以加强整体安全 性；18是圆锥体叶片，呈放射状均布固定在中心轴上；19是圆锥体中心轴；20是圆锥体挡 风板的固定支架，支架与圆锥体外框连接。图7是外观为梯形圆锥体的立式风力发电机示意图，它与圆锥体的区别在于没有 圆锥体的上边部分，其他结构与圆锥体相同，图8是梯形圆锥体发电机的俯视示意图(挡风 板安装在圆锥体内部)，以安装四块挡风板和四个叶片为例，两张附图中21是梯形圆锥体外框；22是梯形圆锥体挡风板；23是梯形圆锥体加强筋；24是梯形圆锥体电机；25是梯形 圆锥体下固定板；26是梯形圆锥体上固定板；27是梯形圆锥体支撑和地脚；28是梯形圆锥 体叶片；29是梯形圆锥体中心轴。图9是外观为棱锥体的立式风力发电机示意图，棱锥体可以为三棱锥、四棱锥、五 棱锥、六棱锥、八棱锥等多面棱锥体，图10是棱锥体发电机的俯视示意图(挡风板安装在棱 锥体内部)，以四棱锥体和四个叶片为例，图11是棱锥体发电机的俯视示意图(挡风板安装 在棱锥体外部)，三张附图中30是棱锥体外框，底边宽度和锥体高度尺寸可根据发电机大 小而改变；31是棱锥体挡风板，每个棱面上安装一块，与外框和上下固定板进行固定，挡风 板向内倾斜30-60度，挡风板的宽度是棱面宽度的一半(称之为半面挡风板)，所有挡风板 的安装位置(左边或右边)及倾斜角度是相同的；32是棱锥体加强筋，安装在支撑和下固 定板之间，加强箱体整体强度；33是棱锥体电机，安装在下固定板上，用于发电；34是棱锥 体下固定板；35是棱锥体上固定板；36是棱锥体支撑和地脚，一台发电机可以根据外观形 状大小设置4个或更多的支撑和地脚，以加强整体安全性；37是棱锥体叶片；38是棱锥体 挡风板的固定支架，支架与棱锥体外框连接。图12是外观为梯形棱锥体的立式风力发电机示意图，它与棱锥体的区别在于没 有棱锥体的上边部分，其他结构与棱锥体相同，图13是梯形棱锥体发电机的俯视示意图 (挡风板安装在梯形棱锥体内部)，以安装四块挡风板和四个叶片为例，图14是梯形棱锥体 发电机的俯视示意图(挡风板安装在梯形棱锥体外部)，三张附图中39是梯形棱锥体外 框；40是梯形棱锥体挡风板；41是梯形棱锥体加强筋；42是梯形棱锥体电机；43是梯形棱 锥体下固定板；44是梯形棱锥体上固定板；45是梯形棱锥体支撑和地脚；46是梯形棱锥 体叶片；47是梯形棱锥体中心轴；48是梯形棱锥体挡风板的固定支架，支架与梯形棱锥体 外框连接。图15是矩形叶片示意图，用于圆柱形风力发电机。图16是方形叶片示意图，用于圆柱形风力发电机。图17是梯形叶片示意图，其特点是一个立边为直角边，另一立边为斜边，可用于 圆锥体、棱锥体的风力发电机。
具体实施方式
1.如图1所示，这是一种立式的圆柱体风力发电机装置，中央为立式中心轴(9)， 上面可根据需要安装不同数量的叶片(8)，叶片的形状是矩形(图15)或方形(图16)，电机 (4)固定在下固定板(5)底端，中心轴与发电机转子连接，在圆柱体的外圆上可以平均分成 三个、四个、五个、六个、八个等多个迎风面，每个迎风面的半面上均安装一块挡风板(2)，挡 风板向内倾斜，挡风板可安装在圆柱体内侧(如图2所示)，也可以安装在圆柱体外侧(如 图3所示)。立式的风力发电机的外观可以为圆锥体和棱锥体形状，如图4所示，这是外观 为圆锥体形的风力发电机，如果去掉圆锥的顶端，则其外观为梯形圆锥体(如图7所示)， 在圆锥体的外圆上可以平均分成三个、四个、五个、六个、八个等多个迎风面，每个迎风面的 半面上均安装一块挡风板(12、22)，挡风板向内倾斜，挡风板可安装在圆锥体内侧(如图5 所示)，也可以安装在圆锥体外侧(如图6所示)。如图9所示，这是外观为棱锥体形的风 力发电机，如果去掉棱锥的顶端，则其外观为梯形棱锥体(如图12所示)，棱锥体可以为三棱锥、四棱锥、五棱锥、六棱锥、八棱锥等多面棱锥体，每个棱锥面都可以成为迎风面，每个 迎风面的半面上均安装一块挡风板(31、40)，挡风板向内倾斜，挡风板可安装在棱锥体内侧 (如图10、13所示)，也可以安装在棱锥体外侧(如图11、14所示)。这几种风力发电机的 外形均为立式结构，电机安装在底面的固定板上，可根据底面大小和外观高度在底面周围 采用四个或更多的支撑和地脚固定，支撑和底面下固定板之间安装加强筋，迎风面全空的 半面，叶片可全部直接利用风力，向内倾斜的挡风板与来风方向的角度为30-60度，挡风板 的形状可以随发电机外观形状而改变，可以是矩形、方形或梯形，挡风板的作用之一是将这 半面的风力折向叶片，另一作用是消除这半面风力给叶片回转带来的阻力，叶片呈放射状 均布固定在中心轴上，叶片数量根据需要可安装3片、4片、5片、6片、8片等多片，叶片形状 可以随发电机外观形状而改变，可以是矩形叶片(如图15所示)，可以是方形叶片(如图 16所示)，也可以是梯形叶片(如图17所示)，每个迎风面上均安装铁丝网，使叶片不外露， 提高了环保性能。 2.本实用新型的这几种形状的发电机由于其叶片内置不外露，环保性能好，只要 有风力条件的地区均可安装，可以在农村、城市中广泛应用，如安装在房前屋后或屋顶楼顶 上，安装在公用场合，发出的电力用于各种电器；将多台风力发电机的支撑和地脚在同一地 区进行安装就是建立风力发电场，凡是一年四季风力较大的地区均可安装，如安装在海上 或海岸线上，安装在广大的草原地区，安装在迎风的山坡上，安装在峡谷的两山之间，安装 在城市高楼顶端或两楼之间，发出的电力并入电网使用。
权利要求1.立式的圆柱体、圆锥体、棱锥体风力发电机，其特征是外形结构所有风力发电机 的外形均为立式结构，外形形状为圆柱体、圆锥体和棱锥体，圆锥体没有上部尖顶则为梯形 圆锥体，棱锥体没有上部尖顶则为梯形棱锥体，棱锥体为三棱锥或四棱锥或五棱锥或六棱 锥或八棱锥，发电机的迎风面宽度和高度可从五十厘米到一百米；内部特征圆柱体和圆 锥体的外圆上根据需要可均布安装三块或四块或五块或六块或八块挡风板，挡风板的宽度 是两个安装点距离的一半，挡风板向内倾斜，与来风方向夹角为30-60度，挡风板可安装在 外圆的内部，也可安装在外圆的外部，棱锥体的每个棱面上均在半面安装一块挡风板，挡 风板可安装在棱面的内部，也可在棱面的外部，挡风板向内倾斜，与来风方向夹角为30-60 度，圆柱体发电机的叶片为矩形或方形，数量可以为3片或4片或5片或6片或8片，叶片 呈放射状均布固定在中心轴上，圆锥体和棱锥体的叶片为梯形，数量可以为3片或4片或5 片或6片或8片，叶片呈放射状均布固定在中心轴上，每个迎风面上均安装铁丝网，使叶片 不外露，电机的位置在下固定板的下方，转子与中心轴相连。
专利摘要本实用新型名称是立式的圆柱体、圆锥体、棱锥体风力发电机，属于风力发电技术领域。着重解决的问题是风能利用率。这种立式的发电机装置，每个迎风面的半面安装一块挡风板，挡风板向内倾斜30-60度，整个迎风面风能利用率可达70％以上，是传统发电装置利用率的十几倍。发电机各部件采用组合安装，便于维修。外观形式多样，不论那个方向来风均可发电。外观结构大小和叶片数量可根据发电机容量大小而灵活设置。落地式箱体各面采用四个或更多的支撑和地脚固定，安全可靠，迎风面可加装遮网，可防止鸟类和人手误入，防止垃圾被风吹入。主要用途是进行风能发电，应用范围非常广泛。
文档编号F03D3/00GK201778953SQ200920218998
公开日2011年3月30日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者林荣敬 申请人:林荣敬