CN101603510A - 带抽气装置的聚风增速型风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源利用，这种风力发电机由一个或多个可绕一根垂直主轴转动的主渐缩喷管或拉伐尔喷管、抽气装置、抽气管道、一个或多个垂直固定安装的副渐缩喷管或拉伐尔喷管等组成。一台或多台主风力机安装在气缸内，气缸有可转动的主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口和抽气出口。抽气装置的作用是降低并控制主渐缩喷管或拉伐尔喷管的出口反压，使气流在主渐缩喷管或拉伐尔喷管内不断加速流动，主出风口将获得理想的高风速。抽出来的气体通过抽气管道输送回入风口正对着来风方向的渐缩喷管或拉伐尔喷管的入口，以增加渐缩喷管或拉伐尔喷管入口的流量和压强，或者对垂直固定安装的副渐缩喷管或拉伐尔喷管出口的副风力机做功发电。
Description
技术领域
本发明涉及新能源利用.这种风力发电机由一个或多个可绕一根垂直主轴转动的主渐缩喷管或拉伐尔喷管(这根垂直主轴也是主风力机的主轴)、抽气装置、抽气管道、一个或多个垂直固定安装的副渐缩喷管或拉伐尔喷管等组成。一台或多台主风力机安装在气缸内，主风力机使用垂直轴风力机，气缸有可转动的主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口和抽气出口。抽气装置的作用是降低并控制主渐缩喷管或拉伐尔喷管的出口反压，使气流在主渐缩喷管或拉伐尔喷管内不断加速流动，主出风口将获得理想的高风速。抽出来的气体通过抽气管道输送回入风口正对着来风方向的渐缩喷管或拉伐尔喷管的入口，以增加渐缩喷管或拉伐尔喷管入口的流量和压强，或者对垂直固定安装的副渐缩喷管或拉伐尔喷管出口的副风力机做功发电。
背景技术
现有技术的风力机在地表没什么大风的地区不能使用。另外，现有技术的风力发电还存在发电成本高、设备安装困难、输出电能不稳定等问题。本发明也是对本发明人已有发明(中国专利申请号：200810198515.1和200810198657.8)的进一步改进，目的是解决自然条件下渐缩喷管或拉伐尔喷管风速增速不理想的问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，在本发明人已有发明(中国专利申请号：200810198515.1和200810198657.8)的基础上，本发明提供一种能大大地增加风力机功率并输出稳定电能的发电装置。
垂直轴主风力机1安装在一个有主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8和抽气出口6的气缸9内。
调速电机控制抽气装置2的抽气量，以达到降低并控制主渐缩喷管或拉伐尔喷管的出口反压、获得理想的出风口高风速的目的；抽气装置2抽出来的气体通过抽气管道输送回主渐缩喷管或拉伐尔喷管入口7，以增加主渐缩喷管或拉伐尔喷管入口7的流量和压强。因而解决了自然条件下渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压高、渐缩喷管或拉伐尔喷管3风速增速不理想的问题。抽出来的气体或者对垂直固定安装的副渐缩喷管或拉伐尔喷管4出口的副风力发电机5做功发电。
调速电机并有控制发电机10以额定转速转动的作用，发电机10转速恒定将输出稳定的电能。
渐缩喷管或拉伐尔喷管入口有一个类似于文丘里管入口圆筒段的入口稳定段11，这个入口稳定段11的形状与长度视渐缩喷管或拉伐尔喷管入口7的参数而定，作用是使气流保持均匀稳定。
另外，渐缩喷管或拉伐尔喷管的出口安装有屏障和偏流板，屏障用于遮挡逆风叶片，偏流板用于把气流导向顺风叶片，活动偏流板可开启或关闭喷管出口。
附图说明
图1是本发明带抽气叶轮或真空泵的聚风增速型风力发电机示意图。
图中：1、主风力机；2、抽气装置；3，可绕一根垂直主轴转动的主渐缩喷管或拉伐尔喷管；4，垂直固定安装的副渐缩喷管或拉伐尔喷管；5、副风力发电机；6、抽气出口；7、主渐缩喷管或拉伐尔喷管入口；8、主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口；9、气缸；10、发电机；11、入口稳定段。
具体实施方式
本发明提供一种能大大地增加风力机功率并输出稳定电能的发电装置。请参照图1。
该增速装置装有风速风向传感器和调向调速机构，风速风向传感器可以测量入风口前面的风速和风向并把信号传递给调向调速机构；当入风口前面的风速处于正常值范围内时，调向调速机构可以使入风口始终正对着来风方向；当入风口前面的风速低于正常值时，调向调速机构可以使隔板的长度伸长以增大入风口截面积；当入风口前面的风速过大时，调向调速机构也可以通过调整入风口与来风方向的夹角或缩短隔板的长度以减少入风截面积来调低出风口的风速，使风力机和电力设备不会因风速过高而损坏。
下面介绍一具体实施例，但具体实施方式不局限于此一例。
先关闭气缸9的所有主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8，接着抽气装置2对气缸9抽气，当气缸9的气压达到一定真空度时，也就是主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压降低到一定真空度时，打开一个正对着来风方向的主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8，并继续关闭气缸9的其它主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8。在抽气装置2不断抽气的同时，调向调速机构始终使一入风口7正对着来风方向。
由于抽气装置的不断抽气降低了渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压，加大气流在渐缩喷管或拉伐尔喷管3内的加速流动，因此将在出风口获得高风速。当出风口风速达到启动风速时，风力机将带动发电机发电。
抽出来的气体通过抽气管道输送回入风口正对着来风方向的主渐缩喷管或拉伐尔喷管入口7，以增加主渐缩喷管或拉伐尔喷管入口7的流量和压强。因而解决了自然条件下主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压高、渐缩喷管或拉伐尔喷管3风速增速不理想的问题。
抽出来的气体或者对垂直固定安装的副渐缩喷管或拉伐尔喷管4出口的副风力发电机5做功发电。
调速电机并有控制风力机1带动发电机10以恒定转速发电的作用。
当发电机10的转速低于额定转速时，调速电机将增大抽气装置2的抽气量，降低主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压，加大气流在主渐缩喷管或拉伐尔喷管3内的加速流动，进一步增大主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的风速，并直接增大发电机10的转速使其达到额定转速。
当发电机10的转速高于于额定转速时，调速电机将减少抽气装置2的抽气量，增大主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压，降低气流在主渐缩喷管或拉伐尔喷管3内的加速流动，降低主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的风速，并直接抑制发电机10的转速使其下降到额定转速。通过与风速风向传感器和调向调速机构配合，发电机10将获得恒定转速并输出稳定的电能。
抽气装置2包括抽风机和真空泵，但不限于抽风机和真空泵等机器，还包括其它的抽气机器。
另外，亦可在气缸9内安装冷却器，降低出风口温度也可以降低主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压，控制出风口温度可以控制主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压，从而达到控制出风口风速的目的。
渐缩喷管或拉伐尔喷管入口有一个类似于文丘里管入口圆筒段的入口稳定段11，这个入口稳定段11的形状与长度视渐缩喷管或拉伐尔喷管入口7的参数而定，作用是使气流保持均匀稳定。
渐缩喷管或拉伐尔喷管的出口安装有屏障和偏流板，屏障用于遮挡逆风叶片，偏流板用于把气流导向顺风叶片，活动偏流板可开启或关闭喷管出口。
Claims (6)
1，一种带抽气装置的聚风增速型风力发电机，其特征在于：包括主风力机1、发电机10、一个或多个可绕一根垂直主轴转动的主渐缩喷管或拉伐尔喷管3、抽气装置2、一个或多个垂直固定安装的副渐缩喷管或拉伐尔喷管4等。
2，根据权利要求1所述的带抽气装置的聚风增速型风力发电机，其特征在于：所述的渐缩喷管或拉伐尔喷管入口有一个类似于文丘里管入口圆筒段的入口稳定段11，这个入口稳定段11的形状与长度视渐缩喷管或拉伐尔喷管入口7的参数而定，作用是使气流保持均匀稳定。
3，根据权利要求1所述的带抽气装置的聚风增速型风力发电机，其特征在于：所述的垂直轴主风力机1安装在一个有主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8和抽气出口6的气缸9内；抽气装置2由调速电机控制；先关闭气缸9的所有喷管出口8，接着抽气装置2对气缸9抽气，当气缸9的气压达到一定真空度时，也就是主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压降低到一定真空度时，打开一个正对着来风方向的主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8，并继续关闭气缸9的其它喷管出口8；在抽气装置2不断抽气的同时，调向调速机构始终使一入风口7正对着来风方向。抽气量视所需要的主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压而定。
4，根据权利要求1所述的带抽气装置的聚风增速型风力发电机，其特征在于：所述的发电机由调速电机控制转速。当发电机10的转速低于额定转速时，调速电机将通过增大抽气装置2的抽气量，降低主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压，加大气流在主渐缩喷管或拉伐尔喷管3内的加速流动，进一步增大主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的风速，并直接增大发电机10的转速使其达到额定转速；当发电机10的转速高于于额定转速时，调速电机将减少抽气装置2的抽气量，增大主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压，降低气流在主渐缩喷管或拉伐尔喷管3内的加速流动，降低主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的风速，并直接抑制发电机10的转速使其下降到额定转速。通过与风速风向传感器和调向调速机构配合，发电机10将获得恒定转速并输出稳定的电能。在气缸9内安装冷却器，降低出风口温度也可以降低主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压，控制出风口温度可以控制主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压，从而达到控制出风口风速的目的。
5，根据权利要求1所述的带抽气装置的聚风增速型风力发电机，其特征在于：抽出来的气体通过抽气管道输送回入风口正对着来风方向的主渐缩喷管或拉伐尔喷管入口7，以增加主渐缩喷管或拉伐尔喷管入口7的流量和压强；抽出来的气体或者对垂直固定安装的副渐缩喷管或拉伐尔喷管4出口的副风力发电机5做功发电。
6，根据权利要求1所述的带抽气装置的聚风增速型风力发电机，其特征在于：所述的渐缩喷管或拉伐尔喷管的出口安装有屏障和偏流板，屏障用于遮挡逆风叶片，偏流板用于把气流导向顺风叶片，活动偏流板可开启或关闭喷管出口。
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| CNA2009100403459A CN101603510A (zh) | 2009-06-18 | 2009-06-18 | 带抽气装置的聚风增速型风力发电机 |
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