專利名稱：雙葉片風力發電機的制作方法
技術領域：
本發明屬于風力發電技術領域，特別涉及一種可按裝在建筑上的垂直軸雙葉片風力發電機，該機可一機兩用；同時具有發電和無動力能源消耗空氣凈化、置換雙重功能。
背景技術：
當今世界能源日漸枯竭，能源危機將嚴重地影響人類社會的進步和發展。為此全世界都在為開發新能源以維持地球的可持續發展做著不懈的努力。風能是一種人類取之不盡的綠色能源，如何有效地利用和開發風能資源一直是科學界不斷努力的方向。早期的水平軸風力發電機，由于體積龐大、輕風無法啟動等缺陷，只適用于邊遠山區風口處建立電廠，而無法從根本上解決城市電荒的燃眉之急。為了使“風力發電機”的應用領域更加廣泛，沐日開元公司在全球首次研發出第四代建筑一體化的垂直軸雙葉片風力發電機，該機可一機兩用；同時具有發電和“無動力能源消耗空氣凈化、置換”雙重功能。第四代建筑一體化的垂直軸雙葉片風力發電機是以“小型尺寸、微風啟動、一機兩用”為根本思想，歷經七年不懈的探索和試驗，對槳葉構造和電機結構進行了深入研發。以變功角翼雙葉片組合構造取代了單一固定槳翼構造，將電機結構由傳統電機運用硅鋼片與繞線定子結構升華為電機磁鋼直接粘到外殼上的外轉子結構技術。 將磁鋼和外殼之間的相互運動降為零，減少了渦流損耗；雙轉子構成了雙氣隙，不僅可以克服單邊磁拉力，增加氣隙磁密，而且可以改善極面下磁密分布的均勻性，減少漏磁。沐日開元公司的“垂直軸變功角翼雙葉片風力發電機”是“綠色低碳生態家園”整體解決方案中的核心技術之一，是能夠實現建筑“能源自供、空氣自潔、碳中和、零排放”的保障，對于構成清潔能源可循環再生利用具有重要的戰略意義。然而，使用這種新型“垂直軸變功角翼雙葉片風力發電機”系統將風能轉化為電能，也是有很大困難的。由于城市建筑上的風速始終是在變化的，這就要求風力發電機的槳葉片不能是固定的，它要實時變換角度使風力發電機的轉數始終保持在最佳功率轉數上。 這樣的技術被稱之為變功角翼技術。目前現有的水平軸風力發電機系統都是把風力發電機和風標定向系統固定安裝在一個高大的塔基上，這種方式就產生了一個風帆效應。這樣的系統存在以下缺陷；
1、塔基結構和基礎強度要求過高；大體積槳葉片組合在一塊塔基上并暴露在大氣中需要承受很大的風荷載，為了保證承載風力發電機的大體積槳葉片能夠承受風荷載并始終轉動，塔基支架結構中大量地采用鋼架結構。由于槳葉片體積很大，因此塔基鋼架結構所采用的鋼材和基礎都必須有相當高的結構剛度和體積重量。2、風速耍求高風能量利用效率低由于水平軸風力發電機系統的槳葉體積龐大， 對于啟動和工作風速耍求很高，如果不是在固定的風口上，很難獲得理想的發電效率。現有的水平軸風力發電機系統都安裝有風速自動關機糸統，因風過大時易導致風力發電機損毀，因此風小時無法啟動，風大時需要停機，不僅發電電壓不穩定影響了電力供應質量，而且風能量中的大部分被白白浪費掉而無法實現風能量利用效率的最大化。
3、系統維護和電力傳輸成本高對于安裝在遠離人居環境的野外高山上的水平軸風力發電機系統(絕大部分)，由于需要架設輸電線路將所發電力傳輸至用電城市，因此不僅傳輸成本投資較大、輸電線路損耗浪費較高，同時也給輸電系統的維護帶來很高的成本支出。

發明內容
本發明的目的是提供一種可按裝在建筑物上的垂直軸雙葉片風力發電機，該機可一機兩用；同時具有發電和無動力能源消耗空氣凈化、置換雙重功能。將風力發電機變功角翼槳葉片和附屬槳葉片結合在一起，組成垂直軸雙葉片風力發電機，再將多個垂直軸雙葉片風力發電機按裝在建筑上。組合成新型的建筑一體化風力發電站，為建筑提供廉價且清潔的能源的同時為建筑提供無動力能源消耗空氣凈化和新風置換。本發明是通過以下技術方案來實現的雙葉片風力發電機，包括風力發電機槳葉片、發電機軸桿和電機，其特征在于風力發電機第一槳葉片固定在發電機軸桿上，發電機軸桿上固定有電機和第二槳葉片，風力發電機第一槳葉片、發電機軸桿、電機和第二槳葉片共同組合成一個同時具有發電和空氣凈化置換雙重功能的電力、空調兩用系統。風力發電機第一槳葉片、電機和第二槳葉片可以共用發電機軸桿，并共同繞發電機軸桿轉動，也可以由傳動機構分別連接和驅動。電機可以通過電機裝配孔與風力發電機第二槳葉片罩固定連接，風力發電機第二槳葉片罩可以通過風力發電機第二槳葉片罩上的裝配孔和風力發電機第二槳葉片罩底板上的裝配孔固定在建筑外墻體和建筑樓頂板上。風力發電機第二槳葉片可以放置在風力發電機第二槳葉片罩中，風力發電機第二槳葉片罩上分別開有上排風口和裝配孔。風力發電機第二槳葉片罩與風力發電機第二槳葉片罩底板連接，風力發電機第二槳葉片罩底板上分別開有下進風口和裝配孔。風力發電機第二槳葉片罩與風力發電機第二槳葉片罩底板組合固定后，風力發電機第二槳葉片罩上的上排風口與風力發電機第二槳葉片罩底板上的下進風口可以連通，下進風口通過排風管道可以和居民家中的居室排風口連通，上排風口、下進風口、排風管道、 居室排風口連通后構成一個相對獨立的排風循環系統。可以利用風力發電機的第二槳葉片免費為居民排出室內的污濁空氣。本發明的優點是
1、將風力發電機第一槳葉片固定在發電機軸桿上，發電機軸桿上固定有電機和風力發電機第二槳葉片，風力發電機第一獎葉片、發電機軸桿、電機和風力發電機第二獎葉片共同組合成一個同時具有發電和空氣凈化置換雙功能的電力、空調兩用系統。2、將風力發電機第一槳葉片、電機和風力發電機第二槳葉片可以共用發電機軸桿，并共同繞發電機軸桿轉動，也可以由傳動機構分別連接和驅動。電機可以通過電機裝配孔與風力發電機第二槳葉片罩固定連接，風力發電機第二槳葉片罩可以通過風力發電機第二槳葉片罩上的裝配孔和風力發電機第二槳葉片罩底板上的裝配孔固定在建筑外墻體和建筑樓頂板上。3、將風力發電機第二槳葉片罩與風力發電機第二槳葉片罩底板組合固定后，風力發電機第二槳葉片罩上的上排風口與風力發電機第二槳葉片罩底板上的下進風口可以連通、下進風口通過排風管道可以和居民家中的居室排風口連通，上排風口、下進風口、排風管道、居室排風口連通后構成一個相對獨立的排風循環系統。可以利用風力發電機的第二槳葉片免費為居民排出室內的污濁空氣。本發明的優點是
本發明是基于美國Mag-Wind公司的主打產品麗1000豎直軸風力渦輪機研發的，我們改進了該產品技術上的缺陷，并增加了變攻角技術和雙葉片技術，使該產品的性能大幅提高，在發電的同時將建筑的空氣、溫度進行凈化和調解。成為了一款達到世界標準、適合中國國情的頂尖綠色科技產品。將“雙葉片風力發電機”的第二獎葉片與建筑內的排風管道聯接，在發電的同時為居民抽出居室的污濁空氣。在每個居室設送風口，利用氣體負壓原理將除塵、滅菌、增氧、力口濕、調溫后的高氧含量清潔空氣送入居室，調解居民室內空氣和溫度，極大地提高風能的利用效率及經濟性，并能很好地降低建筑用電成本，節約居民空調和采暖的費用，減少火力發電生產的總體能耗和污染，對風能的規模化應用、推廣及節約資源具有重大意義，是一種有著重要研究價值和市場應用價值的關鍵技術。配置的SEEM電機是根據左手定則，通電導線在磁場中產生安培力的原理，改變了，這樣；電樞繞組采用新型繞制工藝，無槽無鐵心，直接由繞組加入高分子材料和新研發出的含有超導磁性特殊材料燒結而成。由于繞組部分無鐵心，不存在飽和問題，不必考慮飽和的影響，損耗降低、效率提高。在稀土永磁材料中產生磁場，通電導線產生旋轉推力，結合電子智能變頻技術，大幅度提高功率密度和轉矩體積比。由于采用無鐵芯、無刷、無磁阻尼，有效降低繞組銅損，不使用硅鋼片作為定、轉子鐵芯材料，消除了磁阻尼及鐵損，減少了鐵損發熱源使電機系統效率提高到9 5 %以上。與常規電機對比有以下優勢
①通過改變磁塊的形狀、位置、磁場的走向，實現大轉矩，小體積。②采用了高磁通量特殊材料結成線圈，使電機效率大幅提升。③比傳統電機節約銅線90%、節約永磁材料80%。④與傳統電機比；成本是傳統電機的1/3、體積是傳統電機的1/5。⑤功率扭矩是傳統電機的2倍，耗能比傳統電機減少40%。由于無啟動負荷，所以在1.3米/秒的微風下即可發電。另外，還可輕松實現多級構造，電極數量分割得越細， 發電量就越大。發電效率是普通發電機的3倍。“雙葉片風力發電機”適用范圍
“雙葉片風力發電機”可廣泛應用于住宅、賓館、學校、醫院、政府機關和大型企業廠房、 辦公樓等公用、民用建筑。并為上述建筑提供廉價且清潔的能源。可離網獨立使用或聯網合作使用。


圖1是本發明“雙葉片風力發電機”的結構示意圖。圖2是本發明雙葉片風力發電機第一槳葉片、電機和第二槳葉片共同繞發電機軸桿轉動的結構示意圖。圖3是本發明雙葉片風力發電機第一槳葉片、電機和第二槳葉片由傳動機構分別連接和驅動的結構示意圖。圖4是本發明中電機與第二獎葉片罩組裝的示意圖。圖5是本發明中雙葉片風力發電機A——A軸向的剖面示意圖。圖6是附圖5所示A——A剖面圖按裝在建筑物的外墻體和樓頂屋面板上的工作示意圖。圖中1是風力發電機第一獎葉片、2是發電機軸桿、3是電機、4是電機上的裝配孔、 5是上排風口、6是第二獎葉片、7是第二獎葉片罩、8是第二獎葉片罩底板、9是下進風口、 10是排風管道、11是第二獎葉片罩上的裝配孔、12是第二獎葉片罩底板上的裝配孔、13是建筑外墻體、14是樓頂屋面板、15是居室排風口。
具體實施例方式實施例1
本實施例的“雙葉片風力發電機”的結構如附圖1所示采用風力發電機第一獎葉片1 作為風力驅動裝置，以發電機軸桿2作為連接軸，將第一獎葉片1、發電機軸桿2、電機3和第二獎葉片6連接固定成一體，共同組合成一個同時具有發電和空氣凈化置換雙功能的電力、空調兩用系統。本實施例的“雙葉片風力發電機”的結構如附圖2、圖3所示風力發電機第一槳葉片1、電機3和風力發電機第二槳葉片6可以共用發電機軸桿2，并共同繞發電機軸桿2轉動，也可以由傳動機構分別連接和驅動。電機3是用于發電。電機3通過電機裝配孔4與第二槳葉片罩7固定連接。第二槳葉片罩7上分別開有上排風口 5和裝配孔11。第二槳葉片罩7與第二槳葉片罩底板8連接，第二槳葉片罩底板8上分別開有下進風口 9和裝配孔12。第二槳葉片罩7可以通過第二槳葉片罩7上的裝配孔11和第二槳葉片罩底板8上的裝配孔12固定在建筑外墻體13 和建筑樓頂板14上。風力發電機第一獎葉片1在風力的驅動下，以發電機軸桿2作為連接軸，帶動電機3工作(發電)，通過電機3上的導線將電能引出到負載上使用。第二槳葉片6的作用是利用風能進行空氣凈化置換工作；風力發電機第一獎葉片 1在風力驅動下帶動發電機軸桿2轉動，發電機軸桿2帶動第二槳葉片6轉動，第二槳葉片 6放置在第二槳葉片罩7中，第二槳葉片罩7與第二槳葉片罩底板8組合，第二槳葉片罩7 上的上排風口 5與第二槳葉片罩底板8上的下進風口 9連通、下進風口 9通過排風管道10 和居民家中的居室排風口 15連通。上排風口 5、下進風口 9、排風管道10、居室排風口 15連通后構成一個相對獨立的排風循環系統。可以利用放置在第二槳葉片罩7中的第二槳葉片 6免費為居民排出室內的污濁空氣。本發明安裝在建筑物的頂部，不但可以解決住戶的電力供應、取暖和空調問題，還節約能源、綠色環保。雙葉片技術，使該產品的性能大幅提高，在發電的同時將建筑的空氣、 溫度進行凈化和調解。成為了一款達到世界標準、適合中國國情的頂尖綠色科技產品。將“雙葉片風力發電機”的第二獎葉片與建筑內的排風管道聯接，在發電的同時為居民抽出居室的污濁空氣。在每個居室設送風口，利用氣體負壓原理將除塵、滅菌、增氧、力口濕、調溫后的高氧含量清潔空氣送入居室，調解居民室內空氣和溫度，極大地提高風能的利用效率及經濟性，并能很好地降低建筑用電成本，節約居民空調和采暖的費用，減少火力發電生產的總體能耗和污染，對風能的規模化應用、推廣及節約資源具有重大意義，是一種有著重要研究價值和市場應用價值的關鍵技術。
實施例2
將雙葉片風力發電機按裝到路燈上，可以為太陽能路燈提供照明電力。
權利要求
1.雙葉片風力發電機，包括風力發電機槳葉片、發電機軸桿和電機，其特征在于風力發電機第一槳葉片(1)固定在發電機軸桿(2)上，發電機軸桿(2)上固定有電機(3)和風力發電機第二槳葉片(6)，風力發電機第一槳葉片(1)、發電機軸桿(2)、電機(3)和風力發電機第二槳葉片(6)共同組合成一個同時具有發電和空氣凈化置換雙功能的電力、空調兩用系統。
2.根據權利要求1所述的雙葉片風力發電機，其特征在于風力發電機第一槳葉片(1)、電機(3)和風力發電機第二槳葉片(6)可以共用發電機軸桿(2)，并共同繞發電機軸桿(2)轉動。
3.根據權利要求1所述的雙葉片風力發電機，其特征在于風力發電機第一槳葉片 (1)、發電機軸桿(2)、電機(3)和風力發電機第二槳葉片(6)也可以由傳動機構分別連接和驅動。
4.根據權利要求1所述的雙葉片風力發電機，其特征在于電機(3)可以通過電機裝配孔(4)與風力發電機第二槳葉片罩(7)固定連接，風力發電機第二槳葉片罩(7)可以通過風力發電機第二槳葉片罩(7)上的裝配孔(11)和風力發電機第二槳葉片罩底板(8)上的裝配孔(12 )固定在建筑外墻體(13)和建筑樓頂板(14 )上。
5.根據權利要求1所述的雙葉片風力發電機，其特征在于風力發電機第二槳葉片(6) 可以放置在風力發電機第二槳葉片罩(7)中，風力發電機第二槳葉片罩(7)上分別開有上排風口(5)和裝配孔(11)。
6.根據權利要求1所述的雙葉片風力發電機，其特征在于風力發電機第二槳葉片罩 (7)與風力發電機第二槳葉片罩底板(8)連接，風力發電機第二槳葉片罩底板(8)上分別開有下進風口(9)和裝配孔(12)。
7.根據權利要求1所述的雙葉片風力發電機，其特征在于風力發電機第二槳葉片罩 (7)與風力發電機第二槳葉片罩底板(8)組合固定后，風力發電機第二槳葉片罩(7)上的上排風口(5)與風力發電機第二槳葉片罩底板(8)上的下進風口(9)可以連通、下進風口(9) 通過排風管道(10)可以和居民家中的居室排風口(15)連通，上排風口(5)、下進風口(9)、 排風管道(10)、居室排風口(15)連通后構成一個相對獨立的排風循環系統，可以利用風力發電機的第二槳葉片(6)免費為居民排出室內的污濁空氣。
全文摘要
本發明是一種垂直軸雙葉片風力發電機，包括槳葉片、發電機軸桿和電機，第一槳葉片、電機和第二槳葉片固定在發電機軸桿上，共同組合成一個同時具有發電和空氣凈化置換雙重功能的電力、空調兩用系統。多個雙葉片風力發電機可以組合成電站，安裝在建筑物上，第一槳葉片、電機和第二槳葉片可以共同繞發電機軸桿轉動，也可以由傳動機構分別連接和驅動。第二槳葉片可以放置在第二槳葉片罩中，第二槳葉片罩上的上排風口與第二槳葉片罩底板上的下進風口可以通過裝配孔固定連通，下進風口通過排風管道可以和居室排風口連通，構成一個相對獨立的排風循環系統。本發明可原地發電、原地使用、沒有輸電過程的投資和能源損耗。可用于建筑物電力供應、取暖、空調和路燈上使用。
文檔編號F03D9/00GK102454542SQ20121000294
公開日2012年5月16日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者吳喜元 申請人:吳喜元