CN101225798A - 聚风发电装置 - Google Patents
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Abstract
一种聚风发电装置,包括聚风锥体、快速风道、风叶轮和发电机等。该装置不但适宜设置在地面,更适宜放飞在空中,适应性特别广泛,不受风能资源的限制。其特点能促使自然风力自动升级发电,微风变弱风,弱风变强风,强风变暴风。因其能放飞空中,故有需用多少级风力,则有多少级风力的独特性能。本发明聚风发电装置,无噪声污染,不受地域与空间限制,投资少、成本低、效益高,能与煤电、核电竞争。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机技术,特别涉及一种聚集风量,增加风速,增强风力的发电装置,即是一种聚集风能,增大风功率密度,提高风电效益的聚风发电装置。
背景技术:
由于全球气候变暖以及化石能源危机,欧美不少国家都在积极研究风力发电机新技术,力求开发利用更多的风能以及破解能源困局。目前,世界关注的焦点在于5兆瓦风力机技术,其叶轮直径130米,塔架高度120米。变桨变速设计成为主流,同时直接驱动发电机技术的创新引入变得十分引人瞩目。其最常见的结构是水平轴、三叶片、上风向,机舱安装在高高的塔架上。但亦有如下缺点:1、其在微风时难于起动与运转,因而发电机工作效率不够高;2、叶尖及齿轮发出噪声过大,对环境十分不友好;3、投资与成本居高不下,难与煤电竞争。
发明内容:
本发明聚风发电装置的目的,在于提供一种能够充分利用微风发电的技术,即可聚集风能,增加风速,增强风力,增大风功率密度,能使风叶轮和发电机高速运转,正常发电。而且该聚风发电装置,亦能够排除风暴的袭击,防止发电机超速运转,以免故障,照常工作,不停输电。因此基本克服现行风电机组存在的三大缺点。
本发明解决此技术问题采用的技术方案是:一种聚风发电装置,包括聚风锥体和快速风道,以及风叶轮和发电机,还有排风窗。聚风锥体尾部留出口与快速风道相接连通及同向。快速风道为柱体,内置风叶轮,而风叶短小,风叶轮直径约等于但小于快速风道内径,风叶轮后(前)直接发电机,无需齿轮,二者同轴相连,其轴线与聚风锥体的中心线保持一致。聚风锥体侧面设有多个自动开关的排风窗,用以保证所聚集风能数量相对稳定,而且能排除风暴的袭击,防止发电机超速运转以免故障,同时确使输出电源比较恒定。
所述聚风锥体与快速风道的长度及口径大小形状,以及风叶轮与发电机的选型,根据现场实际及需要设计确定。
本发明聚风发电装置,不但适宜地面,而且适宜空中。因此,其适应性极广,不在乎风能资源是否丰富。
该聚风发电装置设在地面时,则选用全金属结构或金属架框结合强力纤维布,聚风锥体头部进风口架设在有一定高度的向风转盘上。快速风道则附设一座相应高度的四方柱脚架,脚架底部安装四个摆动轮。此二配套设置则可保障聚风发电装置随时随地随风正常工作,源源不断地输电上网。
该聚风发电装置需设在空中时,如立体风筝放飞空中,此则选用强力纤维布附着尼龙绳编制的网络结构,而其外表配设充满氢气的气袋,促使聚风发电装置成型后便顺利升空,同时必须利用三根缆绳(两根系在聚风锥体头部,一根系在快速风道)将其拉住并栓在地面的卷扬机上。离地面越高,则风速越大,可根据风速大小及需要确定其在空中的高度。
本发明聚风发电装置的原理与实质:空气在水平方向运动形成风,这种空气运动产生的能量称为风能。气流速度与垂直通过截面积成反比,风功率密度则与风速的立方和空气密度成正比。聚风锥体的作用则是聚集风能,增加风速,增强风力,增大风功率密度。而进入快速风道的强劲气流,则使风叶轮和发电机同时高速运转,做功发电日夜不停。本发明聚风发电装置创新独特,技术领先,有无可论比的绝对优势。其特别之处,就是能够促使微风变弱风,弱风变强风,强风变暴风。自然风力自动升级发电,即是该聚风发电装置的本能。而放飞空中的聚风发电装置更加优越,更胜一筹,完全不受地面风能资源的限制,也不受地域与空间的限制。天高气流急,更可任意选用,需要多少级风力,则有多少级风力,何愁欠风能!
本发明聚风发电装置的有益效果是:因其风叶短小,且无需齿轮,故无噪声污染,对环境友好。其适应性广,不受地域与空间限制,能充分利用风能资源。造价与成本较低,用户及市场易于接受,更可与煤电、核电竞争上网。
附图说明:
图1是本发明聚风发电装置的结构示意图
图中:1、聚风锥体;2、快速风道;3、风叶轮;4、发电机;5、排风窗
具体实施方式:
如图1所示的聚风发电装置是本发明的实施方式,包括聚风锥体1和快速风道2,以及风叶轮3与发电机4,还有排风窗5。聚风锥体1尾部留相应出口,与快速风道2连接相通并同向,快速风道2为柱体,内置风叶轮3,而风叶短小,此轮直径略小于风道内径。风叶轮3后(前)直接发电机4,无需齿轮,二者同轴,其轴线与聚风锥体1的中心线保持一致。发电机4安装在快速风道2之外,以减小气流阻力。聚风锥体1的侧面设置多个自动开关的排风窗5,以确保聚集风能及发电量相对稳定,并且能够抵抗及排除风暴的袭击,防止发电机超速运转以免故障。
聚风发电装置设在地面时,该装置需用全金属结构或金属框架结合强力纤维布制造。聚风锥体1的头部进风口必须架设在一定高度的向风转盘上,而快速风道2则需配设一座相应高度的四方柱脚架,脚架底部安装四个摆动轮子。这样聚风发电装置便可随时随地随风摆动,始终保持向风状态,风叶轮3与发电机4则能日夜不停地高速转动,做功发电。
聚风发电装置最适宜放飞空中,如立体式风筝,此则需用强力纤维布附着尼龙绳编制的网络结构,聚风锥体1和快速风道2的外表附设充满氢气的气袋,促使该装置成型后则可顺利升空,同时必须利用三根缆绳(两根系住聚风锥体1头部,一根系住快速风道2)拉住并栓在地面的卷扬机上。根据空中风力级数及需要确定其高度,亦可随时调整。
Claims (2)
1.一种聚风发电装置,其特征是包括聚风锥体1和快速风道2,以及风叶轮3和发电机4,还有排风窗5;聚风锥体1尾部出口与快速风道2相接连通,口径相等,方向相同,快速风道2呈柱体,内置风叶轮3,其风叶短小,风叶轮3的直径略小于快速风道2的内径,风叶轮3后(前)直接发电机4,无需齿轮,二者同轴,轴线与聚风锥体1的中心线一致;发电机4安装在快速风道2之外,以减少气流阻力;聚风锥体1的侧面设有多个自动开关的排风窗,用以排除风暴袭击,以及防止发电机超速运转,以免故障,并确保输出电源比较恒定。
2.根据权利要求1所述聚风发电装置的特征,其有地面及空中设置两种形式,设置地面的则用全金属结构或金属框架与强力纤维布相结合,聚风锥体1的头部进风口必须架设在一定高度的向风转盘上,快速风道2则附设一座相应高度的四方柱脚架,脚架底部安装四个摆动轮子,聚风发电装置便可随时随地随风摆动,以保持向风状态,风叶轮3和发电机4亦可同时日夜不停地高速运转,做功发电;聚风发电装置最适宜放飞空中,此则需选用强力纤维布附着尼龙绳编制的网络结构,其外表附设充满氢气的气袋,促使聚风发电装置成型后便顺利升空,同时必须利用三根缆绳(两根系在聚风锥体1的头部,一根系在快速风道2)拉住并栓在地面的卷扬机上,可根据空中风力大小及需要确定其高度。
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