CN101092933A - 一种全方位采风罩装置 - Google Patents

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孙世中
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Abstract

一种全方位采风罩装置，由位于水平面收集风能的四个喇叭口3、中轴2及安装在中轴上的半球形风轮1和变速传动机6组成。四个喇叭口面向东南西北四个方向，两两相对，形成进风口4和出风口5，在中央中轴2处相通相连，喇叭口3入口正对着半球形风轮1，变速传动机6和中轴2连接，置于底座7。喇叭口起到导风和富集作用，能全方位收集风能，推动半球形风轮旋转。半球形风轮直径较小，震动较小，运行稳定。这种全方位采风罩可以通过增大喇叭口直径，增加采风面积，从而提高风力发电机功率；可单机建造，也可多机并行；可建成塔形，也可建成风墙。宽敞的空间有利于安放所有设备，方便使用和维护。这种采风罩特别适用于山区，山区的大风垭口，也可用于高山顶上的森林防火观察站或者高楼等处。

Description

一种全方位采风罩装置
技术领域：
本发明涉及一种全方位采风罩装置，属于风力发电领域。
背景技术：
据估计，全球地面的风能总量为13PW，我国风能总量为1TW，其中可利用的为1GW。由于风向多变，随机性很强，收集风能比较困难。有各种各样的风力发电机，1982年原联邦德国就制成风轮直径为145米、功率为5000kW的风电机；而我国新疆、内蒙古牧民用的是风轮直径只有1M多的100W级便携式家用微型风力机。目前投入使用的风力发电机多数为水平轴式，单向收集风能，群落布局，构成风电场。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有风机只能单向收集风能的局限，提供一种能够全方位收集风能的采风装置，按各个方向布置后，无论风向如何变化，都能有效收集风能，推动风力发电机旋转。
本发明采取的技术方案是：将风力发电机变为垂直轴式，风能收集部分变为水平式，主体部分由相对并连通的4个喇叭口3、位于中心的中轴2及安装在中轴上的半球形十字风轮1组成，中轴下部连接变速传动机6。这种装置不仅能收集各个风向的风能，而且易于增加层数，形成塔状，或者扩大采风罩直径，从而增大风力发电机功率。如果风向比较固定，还可做成只有一个喇叭口的风墙9，专门收集这一风向的风能。
附图说明：
图1是全方位采风罩的主视图，图中1.半球形风轮  2.中轴  3.喇叭口
图2是全方位采风罩的俯视图，图中4.进风口  5.出风口
图3是塔形结构风电机示意图，图中6.变速传动机  7.底座  8.标灯
图4是风墙采风示意图，图中9.风墙
具体实施方式：
实施例1：单一全方位采风罩
单一全方位采风罩如图1和图2所示，图1是主视图，图2是俯视图。在图1中，阴影部分为喇叭口3正面，入口正对着半球形风轮1，这种受力方向总是使风轮向同一方向旋转；面向风的喇叭口为进风口4，相对的背向风的喇叭口为出风口5，如图2所示，中轴2连接着置于底座7的变速传动机6。其特征是，无论从哪个方向吹来的风都可以通过喇叭口导入，富集后推动风轮旋转，然后从对面的喇叭口流出。这样，无论风向怎样改变，风电机都可以不改变位置而正常运转。
喇叭口形结构有效地提高了能流密度，有利于设计大功率的风力发动机。加大喇叭口直径，可增大采风面积，从而提高风力发电机的功率。
风轮在旋转过程中，因其直径较小，震动小，有较高的运行稳定性。风力发电机的速度控制器、发电机和蓄电池等都可以置于采风罩的中央空闲处，既安全又方便维护。
实施例2：塔形结构采风罩
将多个采风罩叠加在中轴上，构成塔形结构，能提高上下的采风面积。
这种塔形结构与目前的水平轴式大桨叶式结构相比，有很高的运行稳定性。在山顶或高层建筑物顶部安装这种塔形风电机，能有效利用风力。还可增加层数或加大采风罩直径，以提高风电机功率。
塔形结构可用于高山顶上的森林防火观察站。顶端安放标灯8，可用于高楼航空灯标指示。
实施例3：风墙形采风罩
将全方位采风罩进行改装，只用一个喇叭口的采风罩叠加在中轴上，构成风墙9，可称为风墙形采风罩，如图4所示。这种单一喇叭口采风罩可以上下左右平面组合形成风墙，以便有效利用风力。
山区有很多人们称为大风垭口的地方，这种地方的风向变化较小，比较单一，山坡地面本身就起到导风和富集作用。由上到下通过同一根轴连接一台风电机，左右风电机并联输出风电。
总之，全方位采风罩组成的风力发电机有显著的优点，特别适用于山区。可单机建造，也可多机并行；可建成塔形，也可建成风墙。单机功率大小的改变，在技术要求上变化不大，只需改变采风罩大小。宽敞的空间有利于安放所有设备，方便使用和维护。

Claims (4)

1.一种全方位采风罩装置，其特征在于：由面向水平面的四个喇叭口3、中轴2和位于中轴2上的半球形风轮3和变速传动机6组成；这种全方位采风罩可以叠加在中轴上，形成塔形结构采风罩；也可以只用一个喇叭口，叠加在中轴上，形成风墙形采风罩。
2.根据权利要求1所述的全方位采风罩装置，其特征在于：四个喇叭口3面向东南西北四个方向，两两相对，在中央中轴处相通相连；喇叭口正面入口处正对着半球形风轮；向风面的喇叭口为进风口，背风面的喇叭口为出风口，喇叭口起到导风和富集的作用，能全方位收集风能，推动半球形风轮旋转；加大喇叭口直径，能增大采风面积，提高风力发电机的功率。
3.根据权利要求1所述的塔形结构采风罩，其特征在于：由全方位采风罩叠加在中轴上，能提高上下采风面，提高风力发电机的功率。
4.根据权利要求1所述的风墙形采风罩，其特征在于：用单一喇叭口的采风罩，叠加在中轴构成，还可以进一步上下左右平面组合形成风墙，以收集利用常年单一风向的风能。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication