CN101487451A - 并列集束风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种成本低、风源利用率高、噪音低、而且使用寿命长的并列集束风力发电装置，包括：多个集束器(D、E、F)，沿上下方向重叠，每个集束器包括多个沿径向彼此间隔开地配置的围圈(A、B、C)，在内侧形成活动空间(39)，每个围圈包括多个风道(G、H、J)，最外层围圈的风道接收风源，最内层围圈的风道形成供风口(11)；集风栅(M)，沿装置的外周面(52)设置，形成有多个四棱锥形的隔间；以及卷风器(10)，包括卷风器单元(S1、S2、S3)，在各卷风器单元的旋转轴上连接发电机组(26)的输入轴，风由集束器的风道会聚后吹入活动空间，驱动卷风器单元旋转，发电机组借助卷风器单元的旋转轴的旋转而发电。

Description

并列集束风力发电装置

技术领域

本发明涉及一种风力发电装置，特别是涉及一种集束风力发电装置。

背景技术

目前社会生产力高速发展，电能广泛使用，人们生活中的能量消耗又日益增加，造成有限资源严重消耗，面临枯竭的危险，据能源情报搜索数据显示，全球的电能85％以上属于“火、核、油、气”产生，因而严重造成环境污染、地球变暖，将直接威胁生态并危及人类生存。

作为传统的风力发电装置，通常已知的是风扇型的发电装置。这种发电装置是将类似于电风扇扇叶的叶片安装在支柱的顶端，由于叶片的形状具有一定的弧度，因而在受风时叶片旋转，进而由发电机将叶片的旋转转化为电力。这种装置的结构较为简单，但却存在以下缺点。即，由于是利用叶片接受风力，而叶片的面积有限，叶片之间的大部分空间都无法对风源进行利用，所以利用率非常低，通常数百台这样的风力发电装置也无法供应一个普通工厂的生产用电，而若要满足生产的需求则会占用大面积土地从而造成土地和风力资源的严重浪费。而且，由于叶片裸露在外部，所以会长期受到风吹日晒等的侵蚀，更严重的破坏来自于飞行的鸟类等，调查表明，这样的风力发电装置经常会由于鸟等的撞击而损坏。进而，这种风力发电装置还会产生很大的噪音。

发明内容

本发明是鉴于现有的风力发电装置中存在的上述问题而做出的，其目的在于提供一种成本低、风源利用率高、噪音低、而且使用寿命长的并列集束风力发电装置。

为了实现上述目的，本发明技术方案1的并列集束风力发电装置包括：多个集束器，这多个集束器沿上下方向重叠，每个集束器包括多个沿径向彼此间隔开地配置成同心圆形式的围圈，在最内层围圈的内侧形成活动空间，每个围圈包括多个由风道墙隔开的沿周向并列设置的风道，各风道形成为朝装置内侧渐缩的锥形，最外层围圈的风道接收来自各个方向的风源，最内层围圈的风道形成有向活动空间排风的供风口；

集风栅，正对风向沿并列集束风力发电装置的外周面设置，该集风栅形成有多个朝装置内侧渐缩的四棱锥形的隔间，向所述集束器的最外层围圈的风道会聚风源；

以及卷风器，该卷风器包括设置在各集束器的所述活动空间中的卷风器单元，在各卷风器单元的旋转轴上连接发电机组的输入轴，经所述集风栅进入的风由所述集束器的风道会聚后吹入所述活动空间，驱动各个所述卷风器单元旋转，所述发电机组借助各个所述卷风器单元的旋转轴的旋转而进行发电。

根据上述方案，在各层围圈之间隔开间隔，由此，形成断续的风道而不是形成连续风道，这是因为，风道是渐缩的以便会聚风，但如果风道连续，则风在受到连续挤压的过程中继续前进的阻力加大，不利于风的吸入，而通过如本发明这样设置断续的风道，能够在风道的间隔处使风适度膨胀，形成内外压力差，从而很好地促进风的吸入，极大地提高风源利用效率。

进而，由于本发明的装置是由多个围圈组成集束器、再由多个集束器组成整体的筒型装置，从而对装置中心的卷风器形成了有效的保护，能够使其免受飞鸟和砂石等的侵害，从而延长使用寿命。由于使用寿命长、风源利用效率高，所以在发同样电力的情况下，与传统的风扇型发电装置相比，所需的成本降低。进而，这种围圈结构的风力发电装置还能很大程度上降低噪音。

技术方案2的装置在技术方案1的基础上，优选地，多个所述集束器在上下方向上彼此隔开间隔地配置，相邻的集束器之间通过多根截面呈弧形的柱杆连接。

通过将多个集束器在上下方向上彼此隔开间隔地配置，能够进一步促进排风的顺畅进行，而通过将连接各集束器的柱杆设计成截面呈弧形，能够减小对风的阻力。

技术方案3的装置在技术方案1的基础上，优选地，每一个所述集束器均设计成，高度为直径的10％～20％。

技术方案4的装置在技术方案1的基础上，优选地，最外层围圈的风道和中间层围圈的风道均呈四棱锥形，最内层围圈的风道形成为，径向外侧的一半部分为四棱锥形，而径向内侧的一半部分为截头椭圆锥形，两部分之间平滑地过渡，所述供风口的纵截面呈椭圆形，并且各个供风口彼此不重叠。

通过将最内层围圈的风道设计成从四棱锥过渡到圆锥的形状，将供风口形成为椭圆形，与全长范围内都呈四棱锥形的风道相比，能在供风口处更好地会聚风，形成强劲的驱动力。

技术方案5的装置在技术方案1的基础上，优选地，沿通过卷风器单元的中心和装置中心的装置直径衡量，卷风器单元各占活动空间的88％～99.8％。

技术方案6的装置在技术方案1的基础上，优选地，各所述风道的周向一侧边缘延长线与周向另一侧边缘延长线之间形成一夹角，所有风道的该夹角均为10°～17°的范围内的同一角度。

由此，风道从外侧向内侧缩窄，能够对风起到会聚作用，而通过将所有风道的缩窄程度设定成同一角度，使得装置整体美观。

技术方案7的装置在技术方案6的基础上，优选地，设所述风道的径向外侧边缘中点与径向内侧边缘中点之间的连线为该风道的周向宽度中心线，在该周向宽度中心线与通过最外层围圈的风道的径向外侧边缘中点的装置整体半径线之间，形成25°～35°的范围内的夹角。

通过如此设计，风道相对于进风方向朝一侧倾斜，吹入的风中沿卷风器单元切线方向的风量较多，从而能更为高效地驱动卷风器单元旋转。

技术方案8的装置在技术方案1的基础上，优选地，各所述卷风器单元在相应的活动空间中心设置：在装置中心各卷风器单元对准集风栅的周向宽度中点。

由此，各卷风器单元的阶梯轴上下两端不设联动器和上下台架，只设置多根连接杆及轴承并安装发电机组固定。

这样，能够节省施工，并减少成本。

技术方案9的装置在技术方案1的基础上，优选地，各所述风道的高度均向径向内侧减薄，并且，最外层围圈的风道的上缘延长线和下缘延长线的夹角≤中间层围圈的风道的上缘延长线和下缘延长线的夹角≤最内层围圈的风道的上缘延长线和下缘延长线的夹角，其中最外层围圈的风道的上缘延长线和下缘延长线的夹角为12°～20°。

由此，各风道从外侧向内侧缩薄，由此能够进一步提高会聚效果。进而，通过如上所述设计各层风道的角度，能够使得外层风道的风全部进入到内层风道中。

技术方案10的装置在技术方案1的基础上，优选地，各个所述风道的内部由多块隔板分割成多个小风道，并且各隔板的进风口侧向径向内侧凹陷从而整体形成为凹球面形，而各隔板的出风口侧不超出围圈的内周立面，并且，最内层围圈的风道的所述隔板终止于风道的中途。

通过将风道的进风口侧形成为凹球面形，能够使风朝风道中心集中，从而有效地利用风力。其次，最内层围圈的风道的隔板终止于风道的中途，所以在风道结束端形成等于各小风道空间总和的较大空间，能够使得从风道进入的风在该风道结束端膨胀，从而产生大的压力差，促进风的吸入。

技术方案11的装置在技术方案1的基础上，优选地，最外层围圈的各个风道的外周缘及内周缘均沿周向平滑地相连，而中间层围圈的各风道和最内层围圈的各风道则分别设置成，内周缘沿周向平滑地相连但外周缘形成为直线形，从而中间层围圈与最内层围圈的外周缘整体呈锯齿形，使得周向相邻风道的外周缘之间在径向上存在间隙，其中，以最外层围圈的外周缘至相应的最内层围圈的内周缘之间的距离为100％，最外层围圈的风道的底板与顶板均长27％；最外层围圈的风道的底板及顶板与中间层围圈的风道的底板及顶板之间的距离在一侧为6％，在另一侧为3％，中间层围圈的风道的底板及顶板的长度在上述一侧为29％，在上述另一侧为32％；中间层围圈的风道的底板及顶板与最内层围圈的风道的底板及顶板之间的距离在一侧为6％，在另一侧为3％，最内层围圈的风道的底板与顶板的长度在上述一侧为32％，在上述另一侧为35％。

通过以锯齿形设计中间层和最内层围圈的外周缘，能够防止风向周向逃逸。进而通过按照上述比例设计各围圈和风道的尺寸，能够实现较高的风利用效率。

技术方案12的装置在技术方案1的基础上，优选地，各个所述卷风器单元的旋转轴共用同一阶梯轴，所述阶梯轴的直径从下向上分多级缩小从而形成多个台阶部，在各个台阶部安装各个所述卷风器单元。

这样，能够利用一根轴进行动力输出，从而与用不同的轴支承各卷风器单元并分别进行动力输出的情况相比，能够缩减成本，并减少动力的损失。

技术方案13的装置在技术方案12的基础上，优选地，还包括联动器、顺风定位舵、和附加舵，所述联动器包括上台架、下台架和连接上台架与下台架的多根连接杆，在所述上台架的一端设置有轴承，所述阶梯轴的顶端由所述上台架的轴承支承，所述多根连接杆的顶端安装在所述上台架的另一端，所述多根连接杆的底端安装在所述下台架的一端，在所述下台架的另一端设置有轴承，所述阶梯轴的下端由所述下台架的轴承支承并且贯穿所述下台架而向下方突出，在突出的部分上连接所述发电机组的输入轴，在所述上台架的中部设置有固定轴承，该固定轴承的轴承壳经由多根杆轴连接到最上层集束器的最内层围圈的环骨上，所述顺风定位舵包括贯穿该固定轴承而固定安装到所述上台架上的旋转轴、和由连接至该旋转轴上的多根撑杆支撑的多个叶片，所述附加舵可滑动地设置在并列集束风力发电装置的外周面两侧，包括多根撑杆和多个叶片，所述顺风定位舵的撑杆和所述附加舵的撑杆经由架设在并列集束风力发电装置的顶部的拉杆连接，所述集风栅连接在所述附加舵之间，能随附加舵一起沿所述沿并列集束风力发电装置的周向滑动，所述多个集束器沿并列集束风力发电装置的整周设置，而所述集风栅沿并列集束风力发电装置的整周的40％至50％设置。

在安装地的风向多变的情况下，可以如上所述设置整周的风道，并利用顺风定位舵、附加舵和联动器来随风向调整卷风器以及集风栅的位置，使得卷风器以及集风栅始终面向来风方向。

技术方案14的装置在技术方案12的基础上，优选地，还包括包围所述多个集束器的固定框架，所述阶梯轴的顶端和底端分别安装在设置于所述固定框架的固定轴承上。

在安装地的风向单一的情况下，无需利用联动器等，只要设置固定的卷风器即可。

技术方案15的装置在技术方案14的基础上，优选地，所述多个集束器的风道沿并列集束风力发电装置的整周的50％至60％设置，所述集风栅与所述多个集束器重合并且相对于所述多个集束器位置固定。

在上述风向单一的情况下，还无需设置整周的集束器，而只要设置上述那样的半体集束器即可，相应地，集风栅也可以设计成固定的形式。

技术方案16的装置在技术方案1的基础上，优选地，各所述卷风器单元整体呈充气后的车轮内胎形，包括：安装在旋转轴上的轴毂、由从轴毂延伸的多根中心杆支承并隔开距离空间地设置的上环形板和下环形板、以及安装在所述上环形板和下环形板之间的多个外部叶片及多个排风叶片，在所述上环形板和下环形板内侧形成中心排风空间，所述外部叶片包括多个母叶和多个子叶，所述母叶、子叶以及排风叶片均呈带锥度的半杯形，所述母叶的大口和子叶的大口朝向所述供风口，所述母叶从外侧焊接在所述上环形板和下环形板的环骨上，在每个母叶的背面安装有多个子叶，并且，在母叶背面中与子叶的小口相对的位置上，设置有月牙形口，所述排风叶片从内侧焊接在所述环骨上。

通过设置这样的卷风器单元，能够实现强有力的进风和顺畅的排风，达到较高的风利用率。

本发明的并列技术风力发电装置具有成本低、风源利用率高、噪音低、而且使用寿命长的优点，而且适应性强，具有很强的实用性。

附图说明

图1是表示本发明一个实施例的并列集束风力发电装置的局部剖视图。

图2是图1所示风力发电装置的整体立体图。

图3是图2所示风力发电装置的俯视图。

图4是图1所示风力发电装置中的集束器的结构的立体图。

图5是将图4所示集束器剖开而得到的集束器半体的立体图。

图6是用来说明图1所示联动器与卷风器的位置移动原理的示意图。

图7是表示图1所示卷风器单元的整体结构的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行进一步详细的说明。

图1是表示本发明一个实施例的并列集束风力发电装置的局部剖视图，在图1中，附图标记7表示后述集束器的剖断线，附图标记23表示后述联动器的剖断线。另外，在以下的说明中，“径向”、“周向”、“上下方向”、以及“内外方向”均是针对安装状态下的并列集束发电装置而言的。

如图1所示，本发明的并列集束风力发电装置主要包括：在上下方向上隔开间隔地重叠设置的三个集束器D、E、F、相对于这三个集束器D、E、F的中心偏心设置的卷风器10、集风栅M、以及根据需要设置的定位舵(顺风定位舵5和附加舵35、45)。其中，每个集束器D、E、F包括由外向内隔开间隔地同心设置的三个围圈C、B、A，其中最外层围圈C构成风源接收器。

下面，对装置的各个部分进行详细说明。

首先，对集束器的详细结构结合图3至图5进行说明。

各个集束器D、E、F呈中空圆柱体，各自的高度占各自直径的10％至20％。如图1所示，各个围圈C、B、A分别通过沿周向并列配置多个风道G、H、J段而构成，各风道由风道墙68隔开。在本实施方式中，以沿周向配置22个风道的情况为例进行说明。

各风道G、H、J形成为从径向外侧朝径向内侧缩口的锥形。其中，最外层围圈C的风道和中间层围圈B的风道均呈四棱锥形，最内层围圈A的风道形成为，径向外侧的一半部分为四棱锥形，而径向内侧的一半部分为截头椭圆锥形，两部分之间平滑地过渡，所述供风口11的纵截面呈椭圆形，并且各个供风口11彼此不重叠。

具体而言，如图3所示，各风道G、H、J的周向宽度从径向外侧朝径向内侧缩窄，并且缩窄的程度相同。由此，如图3所示那样，各风道的周向两侧边缘分别处于同一直线上。若以风道的周向一侧边缘延长线与周向另一侧边缘延长线之间的夹角表示周向宽度的缩窄程度的话，则各风道G、H、J的该夹角均设定为10°至17°的范围内的同一角度，在本实施例中设为13.2°，当然，如果风道数目增多，则该夹角也相应地减小，风道数目减少，则该夹角也相应地增大。

另外，如图3所示，各风道G、H、J并不朝向装置的中心，而是从装置的中心偏离。在图3所示的俯视图中，假想风道G的周向宽度中心线也就是连接风道G的径向外侧边缘中点与径向内侧边缘中点的直线(由于各风道G、H、J的周向宽度缩窄程度相同，所以风道H的周向宽度中心线及风道J的周向宽度中心线与风道G的周向宽度中心线重合)，该周向宽度中心线与通过风道G的径向外侧边缘中点的装置整体半径线之间形成一夹角，若以该夹角表示各风道的偏心程度的话，则在本实施例中偏心25°至35°的范围内的角度。

其次，如图1所示，各风道G、H、J的上下方向高度也即风道墙68的高度从径向外侧朝径向内侧缩窄，但各风道的高度缩窄程度不同，各层围圈的风道缩窄程度之间有下述关系：外层围圈C的风道G缩窄的程度≤中层围圈B的风道H缩窄的程度≤内层围圈A的风道J缩窄的程度。并且，在沿图1中的剖断线7剖开所得的截面中，风道H的径向内侧两顶点以及风道J的径向内侧两顶点分别位于风道G的上缘延长线和下缘延长线上，而由于各风道的缩窄程度存在如上所述的关系，所以风道H的径向外侧两顶点和风道J的径向外侧两顶点分别处于或超出风道G的上缘延长线和下缘延长线，更具体地说，风道H的径向外侧上顶点以及风道J的径向外侧上顶点分别处于或高于风道G的上缘延长线，而风道H的径向外侧下顶点以及风道J的径向外侧下顶点分别处于或低于风道G的下缘延长线。通过这样设置，能够保证从外层风道吸入的风完全被内层风道吸入。若以风道上缘延长线和风道下缘延长线的夹角来表示的话，则风道G的上下方向宽度从径向外侧朝径向内侧缩窄12°～20°，而风道H和风道J上下方向宽度从径向外侧朝径向内侧缩窄的角度大于风道G的缩窄角度，例如同为21°。

进而，如图1所示，外层围圈C的各个风道G的外周缘及内周缘均沿周向平滑地相连，而中层围圈B的风道H和内层围圈A的风道J则分别设置成，各风道的内周缘沿周向平滑地相连，但周向上相邻的风道的外周缘彼此之间在径向上存在间隙。具体而言，风道H和风道J的外周缘形成为一条条的线段，这些线段相对于周向以同样的角度倾斜，由此形成图中所示的锯齿形式。通过这样设置，即使是向周向逃逸的风也可以被很好地吸入风道，从而能使内层风道更完全地吸入从外层风道吹入的风。

另外，如图3所示，中层围圈B和内层围圈A的各风道墙68以直线状延伸，而外层围圈C的风道墙68则在径向外端带有圆弧形部分。具体而言，从距径向内端的距离为风道墙总长度的6/7的位置起，风道墙68形成向周向凹或凸的弧形。通过这样形成风道墙68，可以大幅提高后述集风栅M的集风效果。

如图4所示，在围圈C的底板面上设置有梁骨43，从该梁骨43延伸出风道墙68，借助风道墙68，沿周向分隔出22个风道G。同样，沿围圈B、A也分别分隔出22个风道H、J。四棱锥形风道G中最高处也就是径向最外端的高度是集束器总直径的大约1/7。各风道G、H、J内分别有36个以上的小风道69，用于分隔各小风道69的横隔板74和竖隔板70分别形成为内凹的弧形，从而各个风道G、H、J的进风口侧整体上形成为大致内凹的半球面形，这种形状使得风易于向风道中心集中从而获得强劲的风力。在各风道G、H、J的出风口侧，各横隔板74和竖隔板70不超出风道的内周立面73(图5)。

同一集束器中的各层围圈G、H、J之间在径向上隔开距离空间9、75，而上下各层集束器D、E、F之间设有距离空间40、41，该距离空间40、41各自的尺寸是单个集束器E的高厚的1/6。在各距离空间40、41中，分别借助截面呈弧形的柱杆65纵向连接上下层集束器中的相应围圈。柱杆65的位置对准风道墙68，该柱杆65的上下各端分别连接在环形梁61、63、62上，环形梁61、63、62是指安装在各围圈C、B、A的内周缘上的加固梁。由于柱杆65的截面形成为弧形，所以能够尽量减小对风造成的阻力。另外，沿围圈C的外周缘安装有环形梁60来进行加固，沿环形梁60的外围安装有梁外环板66。从外层围圈C的外缘至内层围圈A的内缘之间架设着多根墙梁42，而在各根墙梁42的处于距离空间9中的部分上设置有加固杆骨64。

这样，利用墙梁42和加固杆骨64连接同一集束器中的各层围圈C、B、A，同时，利用柱杆65连接上下各层的集束器D、E、F，从而构成整体的并列集束风力发电装置。

另外，在最底层集束器D的梁骨43与风道墙68之间的交叉处连接外支柱3，在各外支柱3之间设置有附加柱67。而且，在最底层集束器的各围圈的环形梁61、63、62与风道墙68之间的交叉处设置有内支柱1，利用这些外支柱3、内支柱1和附加柱67将整个装置牢固地固定在地面上。

接下来参照图5对各个围圈C、B、A的具体尺寸进行说明。

各围圈C、B、A中的相应风道G、H、J构成整体风道，若以该整体风道的总深度(径向上的长度)为基准，用百分比分别表示各风道和围圈的规格，则如下所述。

风道G的风道墙深27％，风道G的风道墙与风道H的风道墙之间的距离深3％；风道H的风道墙深32％，风道H的风道墙与风道J的风道墙之间的距离深3％；风道J的风道墙深35％。风道G、H、J各自的底板与顶板沿围圈C、B、A的周向分别有22片。风道G的底板与顶板均深27％，风道G的底板及顶板与风道H的底板及顶板之间的距离在板短方B1为6％，在板长方B2为3％；风道H的底板及顶板的深度在板短方B1为29％，在板长方B2为32％；风道H的底板及顶板与风道J的底板及顶板之间的距离在板短方A2为6％，在板长方A1为3％；风道J的底板与顶板的深度在板短方A2为32％，在板长方A1为35％。所述短、长，按围圈A的环骨17与围圈A的外周面之间的距离、以及围圈B的内缘线76与围圈B的外周面之间的距离定义。

围圈B、C的内周立面73在整个圆周范围内互相平行。如前所述，形成各风道G、H、J内的36个以上小风道69的竖隔板70和横隔板74内凹，但不超越内周立面73。围圈A内是卷风器10转动的活动空间39，因此风道J内形成小风道的各板A3只能延伸到风道J的中途，例如风道J深度的一半左右(如虚线A5所示)。这样，能够保证风道J的供风口11与卷风器单元之间有一定的距离，增强吹风的力度。这是因为，风道是呈棱锥形的，风进入到风道之后，不断受到压缩，从而进一步前进的阻力增大。如上所述，卷风器单元是偏心设置的，所以卷风器单元与进风侧的供风口11之间的距离如图3所示非常小，如果风道J一直延伸到供风口11，则风受到的阻力将非常大，从而影响风的吸入。相反，通过如本实施方式这样在风道J的终端与供风口11之间确保一定的距离，能够使得风在到达卷风器单元之前适当膨胀，利用该膨胀产生的压力差将风强力吸入到卷风器单元中。在围圈C与围圈B之间以及围圈B与围圈A之间分别设置距离空间9和距离空间75，也是同样的道理。

集束器D、E、F各自的直径大体相同，而围圈A、B、C向内延伸的深度有差别。若考虑直径100m的装置，则上层集束器F中，活动空间39的直径是装置整体总直径的32％；在中层集束器E中，活动空间39的直径是装置整体总直径的30％；在下层集束器D中，活动空间39再缩小中层集束器E的活动空间39的6.5％。

如图2所示，在装置顶面设置有顺风定位舵5，在装置外周面52的两侧分别设置有附加舵35、45。

该顺风定位舵5具有8个卷形叶片，分别为两个中间叶片38和左右各三个的左右叶片36(图2)。顺风定位舵5的左右叶片36由上下各两根的侧面撑杆33支撑，而中间叶片38由上下各一根的中间撑杆58和上下各两根的斜撑杆37支撑。上方的两根侧面撑杆33和一根中间撑杆58直接连接至旋转轴31。而下方的两根侧面撑杆33和一根中间撑杆58汇集到一点，再由汇集点延伸出一根总撑杆，该总撑杆连接至旋转轴31。另外，可根据装置规格设计附加其他附加杆。

附加舵35、45分别设有三个卷形长叶片D5、D6、D7，在三个卷形长叶片D5、D6、D7的背面侧支撑有横向及纵向撑杆47。这两个附加舵35、45通过拉杆6与顺风定位舵5连接，该拉杆6贯通顺风定位舵5的两根侧面撑杆33和一根中间撑杆58的上述汇集点并且连接附加舵45、35的横向撑杆47。另外，在装置的顶面还架设有多根支杆30，支杆30与横向撑杆47在连接点53处连接，从而稳定横向撑杆47。另外，在装置顶面的梁外环板66上设置有环形滑轨34，在附加舵35、45的上侧的横向撑杆47上分别安装有多个滑轮32，该滑轮32在环形滑轨34中滑动。在装置底面也同样设置有环形滑轨2和滑轮46。这样，在风力作用下，顺风定位舵5和附加舵35、45一起沿装置周向旋转。

另外，如图2和图3所示，在装置外周面52上设置有集风栅M，该集风栅M设置在两个附加舵35、45之间，覆盖装置外周面总面积的40％至50％，具体的比例可以根据实际施工场所的风向等因素确定。集风栅M包括：上侧的上半环板29、下侧的下半环板50、左右两侧的外皮纵向板48、沿装置的周向在左右两侧的外皮纵向板48之间延伸的两张隔层半环板D4、以及沿装置的上下方向在上半环板29和下半环板50之间延伸的多块中部纵向板49，其中，隔层半环板D4对应于集束器之间的距离空间40、41设置，并且每张隔层半环板D4由两张半环撑板57构成。在集束器D和E之间的距离空间41中，两张半环撑板51的径向外端焊接在一起，径向内端则向内以朝集束器D和E的周缘向相反方向分开的方式延伸(如外皮纵向板48中的虚线所示)。在集束器E与F之间的距离空间40中也同样。由上述各板分隔出集风栅M的多个隔间，各隔间呈四棱锥形。在集风栅M的圆周方向两端，分别以上下排列三层、每层三个的方式设有9个(共计18个)隔间D1、D2、D3，在集风栅M的圆周方向中部设有3个长的隔间。在集风栅M的各板上，均有肋进行支撑和加固。

并且，集风栅M设置在正对顺风定位舵5的位置。两侧的外皮纵向板48较宽，上半环板29的端部宽度是该外皮纵向板48的宽度的4/5，并且上半环板29的宽度从端部朝向中部逐渐缩小，中部的宽度是外皮纵向板48的宽度的3/5。左右的外皮纵向板48向外以垂直于该处的装置外周面52的切线的方式扩开(图3)。位于外皮纵向板48内侧的左右两侧各第一隔间D3的宽度(从外皮纵向板48起的宽度)是集风栅M的整个圆周方向长度的1/15，并且各第一隔间D3的中部纵向板49(左右两侧起第1块中部纵向板49)以相对于该处的装置外周面52的切线倾斜65°的方式向外扩开。左右两侧各第二隔间D2的宽度(从第一隔间D3的中部纵向板49起的宽度)是集风栅M的整个圆周方向长度的1/14，并且各第二隔间D2的中部纵向板49(左右两侧起第2块中部纵向板49)以相对于该处的装置外周面52的切线倾斜45°的方式向外扩开。左右两侧各第三隔间D1的宽度(从第二隔间D2的中部纵向板49起的宽度)是集风栅M的整个圆周方向长度的1/13，并且各第三隔间D1的中部纵向板49(左右两侧起第3块中部纵向板49)以相对于该处的装置外周面52的切线倾斜30°的方式向外扩开。其余的中部长隔间宽度约为集风栅M的整个圆周方向长度的8/14，不需中部纵向板49。在本实施例中各种撑杆及隔间板不限于此，必要时可以自由增加。

在集风栅M的上半环板29和下半环板50上分别安装有多个滑轮(图2中是3个)，这多个滑轮32、46也在上述环形滑轨34、44中滑动。并且，左右的外皮纵向板48连接在附加舵35、45的左右两端的纵向撑杆47上。由此，当附加舵35、45旋转时，集风栅M也随之一起旋转。

如上所述，集风栅M被分隔成多个四棱锥形的隔间，因此具有会聚风源的作用。假设在设置装置的环境中，风向为图3中自下而上的方向，则顺风定位舵5在风力作用下调整成图中所示的状态并稳定下来。此时，正对顺风定位舵5设置的集风栅M位于图中下方，从而对来自下方的风进行会聚。穿过集风栅M的各个隔间而得到会聚的风进而依次穿过围圈C、B、A的风道G，由于风道G也形成为锥形，所以风进一步被会聚。然后，风从供风口11向后述卷风器单元S3的叶片吹入，驱动卷风器单元S3旋转。对于下层的卷风器单元S2、S1也同样。

如上所述，集风栅M的左右外皮纵向板48向外扩开，而外层围圈C的风道墙68的径向外端向圆周方向凸或凹，这种结构使得从集风栅M吹入的风能够被很好地吸入到风道中。

下面，结合图1和图6对卷风器10的结构进行说明。

卷风器10包括对应于上下各层集束器D、E、F设置的三个卷风器单元S1、S2、S3、以及用于使这三个卷风器单元S1、S2、S3联动的联动器N，其中联动器N包括上台架8、下台架19和连接它们的连接杆。

如图6所示，在地面上利用多根支承柱16固定安装有环形梁20，该环形梁20还借助从外周缘伸出的多根横杆28固定在集束器D的内围圈A的底部，由此环形梁20的位置被牢固地固定。在该环形梁20的8个方位上设置有可自由转动的滑轮21。下台架19的外周缘18嵌入在各滑轮21的槽中。这样，环形梁20的位置固定，而下台架19能够利用外周缘18在滑轮21的槽中进行的滑动而转动。

在该下台架19的靠近外周缘18的位置上，设置有用来安装阶梯轴15的轴承85，阶梯轴15贯穿该轴承85和下台架19地安装。该阶梯轴15的直径从下向上分三级缩小，从而形成三个台阶部，这三个台阶部的位置分别对应于集束器D、集束器E和集束器F的上下方向中心。在阶梯轴15的上方台阶部上安装有卷风器单元S3，在该阶梯轴15的中间台阶部上安装有卷风器单元S2，在该阶梯轴15的下方台阶部上安装有卷风器单元S1。

在阶梯轴15的顶端安装有上台架8，阶梯轴15的顶端贯穿上台架8，在阶梯轴15的延伸到上台架8上方的部分上安装有轴承54和轴承壳80。另外，在上台架8的中部设置有固定轴承55(图3)，该固定轴承55的轴承壳81借助从该轴承壳81的外周面向外伸出的三根杆轴12连接到集束器F的内围圈A的环骨17上。前述顺风定位舵5的旋转轴31的下端贯穿该轴承55而固定在上台架8上。这样，在顺风定位舵5受风转动时，上台架8随顺风定位舵5一起转动，而固定轴承55保持不动。

上台架8和下台架19通过5根连接杆连接，这5根连接杆包括一根中间连接杆14、两根左右连接杆13、以及左右连接杆13两侧的未图示的弯曲连接杆。这5根连接杆的顶端连接在上台架8的与安装阶梯轴15的一侧相反的一侧，底端连接在下台架19上。其中，两根弯曲连接杆的底端安装在下台架19的下述位置上，即，以通过阶梯轴15的安装位置的半径作为将下台架19的360度圆心角三等分的三条等分线中的一条，两根弯曲连接杆的底端的安装位置位于另两条等分线上。进而，两根左右连接杆13配置在两根弯曲连接杆与中间连接杆14之间。

在中间连接杆14以及两根左右连接杆13的上端设有扩径台阶部78，上台架8被载置在各扩径台阶部78上从而限定了它的安装位置，进而将从上方贯穿上台架8的螺栓77拧入到各扩径台阶部78中，将上台架8与三根柱13、14紧固在一起。

在阶梯轴15的下端连接着发电机组26的输入轴，发电机组26还经由框架27安装在联动器N的底部。由此，发电机组26的输入轴随阶梯轴15的旋转而旋转，从而利用众所周知的发电原理进行发电。另外，在环形梁20内侧安装有中心架22，在中心架22的中心通过轴承安装有圆柱轴86，在该圆柱轴86的上端安装有传电轮24。传电轮24一方面通过传电管25与发电机组26相连，一方面与电力传输线路相连。这样，发电机组26产生的电力通过传电管25传递到传电轮24，再经由传电轮24传递到电力调控系统和传输线路，实现发电并网。

上台架8和下台架19彼此严格平行，换句话说，顺风定位舵5的旋转轴31与联动器N中心的圆柱轴86及卷风器10的阶梯轴15等均沿铅直方向设置而不能存在偏差。在三台卷风器单元S1、S2、S3的规格各有差别而又串连起来一体组装在同一阶梯轴15上的情况下，可以采用空心管配合各卷风器单元S1、S2、S3的位置分层固定。

在卷风器10的安装中，重要的是将卷风器10安装成相对于装置的中心偏心。如图3所示，在装置的俯视图中，卷风器10的中心也就是阶梯轴15的轴心偏离装置整体的中心。这里，装置整体的中心也就是顺风定位舵5的旋转轴31的轴心。卷风器10以下述方式设置：在装置顶面上，通过集风栅M的周向宽度中点的装置半径线与活动空间39的圆周相交而形成交点，在该交点和卷风器单元S1、S2、S3的中心的连线与所述装置半径线之间形成一夹角，该夹角的度数在15°至25°的范围内。

通过这样设置，各卷风器单元S1、S2、S3总是在集束器D、E、F中心的活动空间39中偏心地旋转。在卷风器单元的活动空间39(包括卷风器单元本身所占空间和卷风器单元周围的外围空间56)中，若沿通过卷风器单元中心与装置中心的装置直径线测量，则外围空间56占活动空间39的约8％，卷风器单元本身占约92％。上述比例数据是针对100米直径的装置计算的，装置直径越大，则卷风器单元本身所占比例越小，优选将卷风器单元本身占活动空间的比例设定在88％至98％的范围内。

卷风器10(各卷风器单元S1、S2、S3)的位置移动由联动器N控制，而联动器N又由顺风定位舵5控制，顺风定位舵5根据来风方向而顺风定位。在下台架19的外周缘18的底部安装有环形齿轮87，环形齿轮87在同一直径线上的相对两侧各啮合着一根柱状齿轮4。在最底层的集束器D的外围圈C的底部设置有滑轨44(图2)。进而，在该外围圈C的下侧设置有环形架2，在该环形架2的上表面的多个位置上安装着滑轮46，在该环形架2的下表面上安装着环形齿轮(未图示)，该环形齿轮与柱状齿轮4啮合。于是，当顺风定位舵5受风转动时，由于该顺风定位舵5的旋转轴31固定安装在上台架8上，所以上台架8随顺风定位舵5一起转动。随之，通过管柱13、14等与上台架8连接的下台架19也一起转动。设置在下台架19的外周缘18底部的环形齿轮87与柱状齿轮4啮合，从而柱状齿轮4旋转，并将旋转传递给设置在环形架2底部的环形齿轮上。由此，设置在环形架2上的滑轮46在滑轨44中滑动，从而环形架2转动而集束器D保持不动。另一方面，在下台架19转动时，贯通下台架19安装的阶梯轴15随下台架19一起转动，从而各卷风器单元S1、S2、S3转动。

在本实施例中本可以不设置联动器N。只设置集风棚M相连顺风定位舵5和卷风器单元S1、S2、S3相连阶梯轴15并安装发电机组26进行发电。

接下来，参照图7对各个卷风器单元S1、S2、S3的具体结构进行说明。

卷风器单元的大小是按照装置直径确定的，同时也根据设置场所的风源测算结果确定。各卷风器单元包括外部叶片U、上环形板90、下环形板91以及排风叶片S，整体呈车轮内胎形。其中，外部叶片U包括母叶U1和子叶U2，它们都呈带有锥度的半杯形，并且多个外部叶片沿周向排列组成吞风环圈。

各外部叶片U被焊接固定在上下环形板90、91内部，在上环形板90和下环形板91之间设有距离空间98。该距离空间98的距离尺寸根据卷风器单元的总直径确定，这里设为卷风器单元总直径的18.5％。环形板90、91宽度也就是外周缘至内周缘之间的直线距离是卷风器单元总直径的16.5％。在外部叶片U的内侧设置有多个排风叶片S，这些外部叶片U和排风叶片S组合起来构成环圈式的卷风器单元，其中外部叶片U和排风叶片S整体的宽度占卷风器总直径的57％，它们的内侧是占卷风器总直径的43％的中心排风空间59。

在环形板90、91的上下内缘各设有浮面环骨83，在上下的浮面环骨83上各安装3条以上(这里是上下各5条，共计10条)的中心杆79、89，这些中心杆79、89连接至阶梯轴15的轴毂82。该轴毂82的长度是卷风器单元整体厚度的160％。在轴毂82的内孔中，如虚线88所示安装阶梯轴15，在轴毂82的两端套装法兰84来加固各中心杆79、89。

多个母叶U1沿卷风器单元的圆周方向焊接在环骨83上，母叶U1的体长是指从杯口侧的焊接点到杯底侧的焊接点之间的距离。多个母叶U1安装成，旋转方向上游侧的母叶的杯底进入旋转方向下游侧的母叶的大口U5中，进入的深度为体长的17％。母叶的数量根据该体长、进入深度、以及卷风器单元的大小确定。

这里，设母叶U1的大口U5的径向最外端(顶U9)与焊接到环骨83上的点(焊接点)之间的距离为大口U5的深度，该深度为卷风器单元总直径的18％。在安装状态下，各母叶U1的顶U9将从距离空间98中伸出。图中虚线表示的是母叶U1由上下环形板90、91覆盖的部分。

并且，母叶U1的大口U5设计成，以卷风器单元的直径线S6(图中只画出了直径线的一部分)为基准，大口U5的边沿逐渐扩开，即，大口U5的边沿与直径线S6之间的距离从顶U9处起朝向焊接点逐渐增大。其中，顶U9处的边沿的切线与直径线S6之间的夹角为12°至18°。

在每个母叶U1的背面侧安装多个子叶U2。子叶U2的旋转方向上游侧端部被焊接在环骨83上，旋转方向下游侧端部被焊接在母叶U1的背面上，这样，母叶U1和子叶U2形成交线，该交线与环骨83之间设有间隔部95，该间隔部95的宽度从大口U3朝向杯底侧逐渐增大。在本实施例中，在大口U3处，上述交线的切线与环骨83的切线之间的夹角为5°至10°。多个子叶U2的体长是指从杯口侧的焊接点到杯底侧的焊接点之间的距离，也就是上述交线的长度。该体长比径向最外端(顶92)处的母线长度长30％。多个子叶U2安装成，旋转方向上游侧的子叶U2的杯底进入旋转方向下游侧的子叶U2的大口U3中，进入的深度为体长的17％。子叶U2的数量根据该体长、进入深度、以及母叶U1的体长确定。其中子叶U2的数目是母叶U1的6倍以上。

并且，子叶U2的大口U3设计成，以卷风器单元的直径线S5(图中只画出了直径线的一部分)为基准，大口U3的边沿逐渐扩开，即，大口U3的边沿与直径线S3之间的距离从径向最外端(顶92)处起朝向焊接点逐渐增大。其中，顶92处的边沿的切线与直径线S5之间的夹角为25°至35°。另外，子叶也安装成，顶92从距离空间98伸出，并且伸出的长度均与母叶U1的顶U9伸出的长度相同。由此，在安装状态下，从外面观察时，分辨不出母叶U1和子叶U2。

进而，在母叶U1的背面上与各子叶U2的小口S7对应的位置上，设置有月牙形口U4。该月牙形口U4起到进风分配口的作用，具体而言，从子叶U1的大口U3吸入的风在向杯底流动的过程中受到挤压作用，从而继续前进的阻力增大，通过在与小口S7对应的位置上设置月牙形口U4，可以将一部分风从该月牙形口U4吸入母叶U1内部，从而增强吸入力，提高风源的利用效率。

多个半杯形的排风叶片S从卷风器单元的内侧沿圆周方向焊接在环骨83上，排风叶片S的倾斜方向与母叶U1及子叶U2相反。各排风叶片S的倾斜角度如下设定：在俯视图中，排风叶片S的母线延长线与环骨83相交，该母线延长线与交点处的环骨切线之间的角度即为倾斜角度，该倾斜角度为30°。另外，排风叶片S的大口96侧的顶部(径向最内端)与环骨83之间的距离等于卷风器单元的厚度的65％。

排风叶片S的体长是指从杯口侧的焊接点到杯底侧的焊接点之间的距离。多个排风叶片S安装成，旋转方向上游侧的排风叶片S的杯底进入旋转方向下游侧的排风叶片的大口中，进入的深度为体长的17％。排风叶片S的数量根据该体长、进入深度、以及卷风器单元的大小确定。其中排风叶片S的数目是母叶U1的5倍以上。

这样构成的卷风器单元S1、S2、S3如上所述偏心地配置在各集束器D、E、F中心的活动空间39中，所以无论风向如何，卷风器单元在活动空间39中总是向一方偏置。例如，在图3所示状态下，卷风器单元向左下方偏置。由此，卷风器单元外周的叶片U(母叶U1和子叶U2)接近集风栅M所处方位的供风口11，从而能强劲地驱动卷风器单元旋转。另外，由于卷风器单元偏置，所以卷风器单元周围的外围空间56中，卷风器单元与围圈A之间的距离狭窄的一部分空间(图中为左下侧空间)为进风空间，而其余部分则起到排风空间的作用。卷风器单元的偏心程度(上述活动空间39的圆周上的任一点处的活动空间半径线与卷风器单元半径延长线之间的角度)设定成，使得在任一位置上，上述进风空间与排风空间之比都为1:2左右。这样，能够利用排风空间的膨胀作用产生压力差，将进风空间中的风经卷风器单元向排风空间强力吸入，实现对风的有效利用。而如果排风空间太小，例如和进风空间相同，则没有这样的效果，排风阻力非常大，进而阻碍风的吸入，导致风源利用效率很低。

以上对本发明的并列集束风源发电装置的一个实施方式进行了说明，但本发明并不限于此，在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，对各集束器D、E、F均沿装置的整周设置的情况进行了说明，但不限于此，在某些特殊地理条件下，风向常年保持不变，因此就没有必要设置整周的集束器了。这种情况下可以设置图5所示那样的半体集束器R，该半体集束器只占装置整周的50％至60％。在安装该半体集束器R的装置中，不需在上下各层集束器D、E、F之间设置距离空间40、41，也不需设置顺风定位舵5及附加舵，只要设置固定式的集风栅M即可。具体来说，将半体集束器R柱状在圆筒形的框架中，在正对该半体集束器R的位置上，安装周向范围与半体集束器R相同的固定式的集风栅M。换句话说，集风栅M与半体集束器R重合并且相对于半体集束器R位置固定。

而且，在上述实施方式中，借助联动器N使上下各层的卷风器单元S1、S2、S3随顺风定位舵5旋转，但联动器N不是必需的。例如在设置上述半体集束器R的装置中，不需要使卷风器10的旋转轴也就是阶梯轴15移动，所以只要设置固定在框架上的轴承，将卷风器10的阶梯轴15的两端安装在轴承中，并在阶梯轴15的底端上安装发电机组26，即可进行发电并网。这种情况下，卷风器10在活动空间39中固定在向进风侧偏心的状态下。

另外，在上述实施方式中，将各层集束器D、E、F中心的活动空间39以及各卷风器单元S1、S2、S3设置成大小不同的形式，这是出于以下考虑：在通常的地理条件下，高度越高，风力则越大，如果各层的卷风器单元S1、S2、S3大小相同的话，则上层的卷风器单元S3在较大风力作用下会以较快速度旋转，下层的卷风器单元S2、S1则由于受到的风力较小而以较慢的速度旋转。由于各层卷风器单元S1、S2、S3是安装在同一根阶梯轴15上的，所以这样的速度差会在阶梯轴15上作用较大的扭曲应力，从而造成阶梯轴15损坏。正是为了避免这种问题，上述实施方式中采取上方的卷风器单元较大、下方的卷风器单元较小的设计，大的卷风器单元要达到与小的卷风器单元相同的旋转速度，就要受到更大的力，这正好符合自然条件。当然，若要匹配安装地的风源条件，需要通过实地测试来获得理想的大小比例，使得各层卷风器单元以同样的速度旋转，避免阶梯轴15受损。

但是，在某些地理条件下，例如沿海地区，在装置高度范围内风力变化是很小的，甚至可以忽略，这种情况下则不必采取上述实施方式那样的设计，将各层卷风器单元以及活动空间39设计成相同的尺寸即可。而且，在小型装置的情况下，也可以忽略风力在装置高度范围内的变化，从而将各层卷风器单元以及活动空间设计成相同的尺寸即可。

进而，即便在风力受高度影响大的情况下，也可以代替上述那样改变上下层卷风器单元尺寸的设计，而采用多根独立的旋转轴支承各卷风器单元，从各根旋转轴分别获取动力来利用发电机发电。这样一来，结构可能变得复杂而导致成本增加，但可延长阶梯轴15进而装置整体的使用寿命。在实际实施中，可以综合考虑成本和使用年限来选择何种设计。

进而，在上述实施方式中，以设有三个集束器D、E、F，每个集束器包括三个围圈A、B、C，且每个围圈包括22个风道的情况为例进行了说明，但并不限于此，可以根据实际安装本发明的并列集束风力发电装置的地理和气候条件来决定所要安装的集束器、围圈以及风道的数目。而且，上述实施方式中例举出的各倾斜角度和比例等也仅为示例作用，实际的角度和比例在不影响装置性能的范围内可以适当改变。

Claims (16)

1.一种并列集束风力发电装置，包括：

多个集束器(D、E、F)，这多个集束器(D、E、F)沿上下方向重叠，每个集束器(D、E、F)包括多个沿径向彼此间隔开地配置成同心圆形式的围圈(A、B、C)，在最内层围圈(A)的内侧形成活动空间(39)，每个围圈(A、B、C)包括多个由风道墙(68)隔开的沿周向并列设置的风道(G、H、J)，各风道(G、H、J)形成为朝装置内侧渐缩的锥形，最外层围圈(C)的风道(G)接收来自各个方向的风源，最内层围圈(A)的风道(J)形成有向活动空间(39)排风的供风口(11)；

集风栅(M)，正对风向沿并列集束风力发电装置的外周面(52)设置，该集风栅(M)形成有多个朝装置内侧渐缩的四棱锥形的隔间，向所述集束器(D、E、F)的最外层围圈(C)的风道(G)会聚风源；

以及卷风器(10)，该卷风器(10)包括设置在各集束器(D、E、F)的所述活动空间(39)中的卷风器单元(S1、S2、S3)，在各卷风器单元(S1、S2、S3)的旋转轴上连接发电机组(26)的输入轴，经所述集风栅(M)进入的风由所述集束器(D、E、F)的风道(G、H、J)会聚后吹入所述活动空间(39)，驱动各个所述卷风器单元(S1、S2、S3)旋转，所述发电机组(26)借助各个所述卷风器单元(S1、S2、S3)的旋转轴的旋转而进行发电。

2.如权利要求1所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

多个所述集束器(D、E、F)在上下方向上彼此隔开间隔地配置，相邻的集束器之间通过多根截面呈弧形的柱杆(65)连接。

3.如权利要求1所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

每一个所述集束器(D、E、F)均设计成，高度为直径的10％～20％。

4.如权利要求1所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

最外层围圈(C)的风道(G)和中间层围圈(B)的风道(H)均呈四棱锥形，最内层围圈(A)的风道(J)形成为，径向外侧的一半部分为四棱锥形，而径向内侧的一半部分为截头椭圆锥形，两部分之间平滑地过渡，所述供风口(11)的纵截面呈椭圆形，并且各个供风口(11)彼此不重叠。

5.如权利要求1所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

沿通过卷风器单元(S1、S2、S3)的中心和装置中心的装置直径衡量，卷风器单元(S1、S2、S3)各占活动空间(39)的88％～99.8％。

6.如权利要求1所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

各所述风道(G、H、J)的周向一侧边缘延长线与周向另一侧边缘延长线之间形成一夹角，所有风道(G、H、J)的该夹角均为10°～17°的范围内的同一角度。

7.如权利要求6所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

设所述风道(G、H、J)的径向外侧边缘中点与径向内侧边缘中点之间的连线为该风道(G、H、J)的周向宽度中心线，在该周向宽度中心线与通过最外层围圈(C)的风道(G)的径向外侧边缘中点的装置整体半径线之间，形成25°～35°的范围内的夹角。

8.如权利要求1所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

各所述卷风器单元(S1、S2、S3)在相应的活动空间(39)中心设置：在装置中心各卷风器单元(S1、S2、S3)对准集风栅(M)的周向宽度中点。

9.如权利要求1所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

各所述风道(G、H、J)的高度均向径向内侧减薄，并且，最外层围圈(C)的风道(G)的上缘延长线和下缘延长线的夹角≤中间层围圈(B)的风道(H)的上缘延长线和下缘延长线的夹角≤最内层围圈(A)的风道(J)的上缘延长线和下缘延长线的夹角，其中最外层围圈(C)的风道(G)的上缘延长线和下缘延长线的夹角为12°～20°。

10.如权利要求1所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

各个所述风道(G、H、J)的内部由多块隔板(70、74)分割成多个小风道(69)，并且各隔板(70、74)的进风口侧向径向内侧凹陷从而整体形成为凹球面形，而各隔板(70、74)的出风口侧不超出围圈(A、B、C)的内周立面(73)，

并且，最内层围圈(A)的风道(J)的所述隔板(70、74)终止于风道的中途。

11.如权利要求1所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

最外层围圈(C)的各个风道(G)的外周缘及内周缘均沿周向平滑地相连，而中间层围圈(B)的各风道(H)和最内层围圈(A)的各风道(J)则分别设置成，内周缘沿周向平滑地相连但外周缘形成为直线形，从而中间层围圈(B)与最内层围圈(A)的外周缘整体呈锯齿形，使得周向相邻风道的外周缘之间在径向上存在间隙，

其中，以最外层围圈(C)的外周缘至相应的最内层围圈(A)的内周缘之间的距离为100％，

最外层围圈(C)的风道(G)的底板与顶板均长27％；

最外层围圈(C)的风道(G)的底板及顶板与中间层围圈(B)的风道(H)的底板及顶板之间的距离在一侧(B1、A2)为6％，在另一侧(B2、A1)为3％，中间层围圈(B)的风道(H)的底板及顶板的长度在上述一侧(B1、A2)为29％，在上述另一侧(B2、A1)为32％；

中间层围圈(B)的风道(H)的底板及顶板与最内层围圈(A)的风道(J)的底板及顶板之间的距离在一侧(B1、A2)为6％，在另一侧(B2、A1)为3％，最内层围圈(A)的风道(J)的底板与顶板的长度在上述一侧(B1、A2)为32％，在上述另一侧(B2、A1)为35％。

12.如权利要求1所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

各个所述卷风器单元(S1、S2、S3)的旋转轴共用同一阶梯轴(15)，所述阶梯轴(15)的直径从下向上分多级缩小从而形成多个台阶部，在各个台阶部安装各个所述卷风器单元(S1、S2、S3)。

13.如权利要求12所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

还包括联动器(N)、顺风定位舵(5)、和附加舵(35、45)，

所述联动器(N)包括上台架(8)、下台架(19)和连接上台架(8)与下台架(19)的多根连接杆(13、14)，在所述上台架(8)的一端设置有轴承(54)，所述阶梯轴(15)的顶端由所述上台架(8)的轴承(54)支承，所述多根连接杆(13、14)的顶端安装在所述上台架(8)的另一端，所述多根连接杆(13、14)的底端安装在所述下台架(19)的一端，在所述下台架(19)的另一端设置有轴承(85)，所述阶梯轴(15)的下端由所述下台架(19)的轴承(85)支承并且贯穿所述下台架(19)而向下方突出，在突出的部分上连接所述发电机组(26)的输入轴，

在所述上台架(8)的中部设置有固定轴承(55)，该固定轴承(55)的轴承壳(81)经由多根杆轴(12)连接到最上层集束器(F)的最内层围圈(A)的环骨(17)上，所述顺风定位舵(5)包括贯穿该固定轴承(55)而固定安装到所述上台架(8)上的旋转轴(31)、和由连接至该旋转轴(31)上的多根撑杆(58、33、37)支撑的多个叶片(36、38)，

所述附加舵(35、45)可滑动地设置在并列集束风力发电装置的外周面(52)两侧，包括多根撑杆(47)和多个叶片(D5、D6、D7)，

所述顺风定位舵(5)的撑杆(58、33、37)和所述附加舵(35、45)的撑杆(47)经由架设在并列集束风力发电装置的顶部的拉杆(6)连接，

所述集风栅(M)连接在所述附加舵(35、45)之间，能随附加舵(35、45)一起沿所述沿并列集束风力发电装置的周向滑动，

所述多个集束器(D、E、F)沿并列集束风力发电装置的整周设置，而所述集风栅(M)沿并列集束风力发电装置的整周的40％至50％设置。

14.如权利要求12所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

还包括包围所述多个集束器(D、E、F)的固定框架，所述阶梯轴(15)的顶端和底端分别安装在设置于所述固定框架的固定轴承上。

15，如权利要求14所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

所述多个集束器(D、E、F)的风道(G、H、J)沿并列集束风力发电装置的整周的50％至60％设置，所述集风栅(M)与所述多个集束器(D、E、F)重合并且相对于所述多个集束器(D、E、F)位置固定。

16.如权利要求1所述的并列集束风力发电装置，其特征在于，

各个所述卷风器单元(S1、S2、S3)整体呈充气后的车轮内胎形，包括：安装在旋转轴上的轴毂(82)、由从轴毂(82)延伸的多根中心杆(79、89)支承并隔开距离空间(98)地设置的上环形板(90)和下环形板(91)、以及安装在所述上环形板(90)和下环形板(91)之间的多个外部叶片(U)及多个排风叶片(S)，在所述上环形板(90)和下环形板(91)内侧形成中心排风空间(59)，

所述外部叶片(U)包括多个母叶(U1)和多个子叶(U2)，所述母叶(U1)、子叶(U2)以及排风叶片(S)均呈带锥度的半杯形，所述母叶(U1)的大口(U5)和子叶(U2)的大口(U3)朝向所述供风口(11)，

所述母叶(U1)从外侧焊接在所述上环形板(90)和下环形板(91)的环骨(83)上，在每个母叶(U1)的背面安装有多个子叶(U1)，并且，在母叶(U1)背面中与子叶(U1)的小口(S7)相对的位置上，设置有月牙形口(U4)，

所述排风叶片(S)从内侧焊接在所述环骨(83)上。

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