CN101725478A - 垂直轴风轮涡轮式风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种利用风力、涡轮效应、烟囱效应、集风体产生的正负压差、旋转气流的瞬间爆发力来推动传动系统的垂直轴风轮涡轮式风力发电机组做功发电，该机组包括由控制系统、组合钢架1、多台发电机组2、双层机房3、垂直轴4、联轴器5、可转集风体&整流板6、组合式风腔7、垂直风轮8、水平桨叶9、支撑组合架10、轴承11。该机组以风力的大小、电机转速来同步控制进风百叶12及出风百叶13的角度及控制多电机的联动，以使风力发电机组全风况、最大化的发电。

Description

垂直轴风轮涡轮式风力发电机组

技术领域

本发明涉及一种利用风力推动传动系统的垂直轴风轮涡轮式风力发电机组，更具体地说，涉及一种可用于风力发电场和建筑领域的智能型风力发电机组。

背景技术

能源是人类生存和社会发展的原动力和基本要素。随着社会经济的飞速发展，能源日益成为影响经济继续健康发展的瓶颈。风力发电越来越成为可再生能源发电的主要手段。而现在我们所采用的水平轴风电机组存在着造价高，噪音大，发电效率低，安装维护复杂等缺陷。

目前全世界都在推动新一代的风力发电机组，它主要具备这样的特点：发电效率提高、造价低、智能化控制和远程管理。同时如何提高发电机组有效发电小时数及提高发电的出力效率，如何能在全风况情况下使发电机组最大化发电，是本发明要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有传统风电机组的缺陷，提供一种全新的解决方案。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能型、多技术手段、全风况的风力发电机组或能使它全风况发电的环境。该机组采用垂直轴、组合式风腔、双叶轮、涡轮增压、多电机联动和智能系统所组成。

该机组的工作原理：在图1、2中可以看到，该机组有智能集风体&整流板6以产生前面高压区和背风面的负压区、垂直轴方向有多个组合式涡轮风腔7，每个风腔内含有垂直水平转轮8和水平涡轮桨叶9、在集风体&整流板6对自然风的作用下，高速、高压、高密度气流进入涡轮首先推动转轮8做功，然后气流在涡轮内风速加快，风压变小，同时又再次以螺旋气流推动涡轮桨叶9做功后排出，多个风腔共同对垂直轴做功，推动底部发电机组发电。发电机2可以是一台、二台或三台按大中小规格配置，发电机余热气流喷出推动上部多层桨叶9做功和维持各工作机构在寒冬正常运作，智能进气百叶12，可根据发电机转速和自然风力大小自动调节百叶的高度，以控制进气量，在背后的智能出气百叶13可自动调整高度，以保证空气顺畅排出达到最大化发电的效果。空气通过进气风腔7进入主风腔10推动叶轮4的旋转，驱动底部电机1进行发电。

进一步的改进如下：

该机组具有可转动集风体&整流板6，将自然风集风整流为高速、高压、高密度的气流。

该机组具有组合式风腔7、垂直风轮8、水平桨叶9、三高气流推动垂直风轮8后，将有部分气流形成旋转气流再次推动水平桨叶9对垂直轴做功。

该风力机组组合式风腔7共有三个水平开口，在一个开口作为进风时，另外二个作为出风口工作，且这二个出风口可根据风力、转速的大小调整大小，以保证最大转速。

该风力机组有一个利用工业或建筑余热空气由机组底部向上助吹的余热空气传输系统。智能系统可以根据发电机组转速及风速及时发出信号开启热空气仓和电磁阀所组成的空气助吹系统推动气流向上运行推动叶轮。

气流在组合式风腔7内推动多层叶轮4、通过垂直轴4共同工作并作功于底部发电机组发电。

附图说明

附图1是垂直轴风轮涡轮式风力发电机组平面图

附图2是垂直轴风轮涡轮式风力发电机组剖面图

具体实施方式

当一级风力时，机组只挂单机，控制系统控制集风体&整流板6最大打开，迎风面进气百叶12最大打开、将组合式风腔7处风速提高，推动转轮8、桨叶9的旋转，驱动发电机组1小机联机开始发电，然后根据风力加大和机组转速提高组合电机自动挂中，大机，同时出风口将会根据风速和转速调整大小来控制出风量以使转速最佳。当大中小电机全部挂满，超出额定功率达至极限时，控制系统发出信号逐渐收小智能进气百叶12的高度，风力太大超出电机限额时，智能系统关小迎风面的进气百叶12及出风百叶13以保持最佳发电状态。在维修期间和紧急情况下(如电网瘫痪)，机组可迅速关闭进气百叶12及出风百叶13以使机组转速迅速降低到可以采用机械刹车的程度。所有的机械收放都由控制系统的机组转速探感器、风速探感器，控制器和传动机构等完成。以达致发电机组始终处于最佳发电出力状态。可根据建筑规划将风机设置在特定的位置，配合建筑智能集风体，改变风力的密度及启动路线，实现从一级到十二级以上大风均可发电。

Claims (6)

1.一种带有垂直转轮和水平桨叶的垂直轴涡轮风力发电机组，该机组包括由控制系统、组合钢架1、多台发电机组2、双层机房3、垂直轴4、联轴器5、可转集风体&整流板6、组合式风腔7、垂直风轮8、水平桨叶9、支撑组合架10、轴承11。其特征在于：该机组以风力的大小、电机转速来同步控制进风百叶12及出风百叶13的高度以达到最优化发电状态。

2.根据权利要求1所述的垂直轴风轮涡轮式风力发电机组，其特征在于，该机组具有可转动集风体&整流板6，将自然风集风整流为高速、高压、高密度的气流。

3.根据权利要求1、2所述的垂直轴风轮涡轮式风力发电机组，其特征在于，该机组具有组合式风腔7、垂直风轮8、水平桨叶9、三高气流推动垂直风轮8后，将有部分气流形成旋转气流再次推动水平桨叶9对垂直轴做功。

4.根据权利要求1所述的垂直轴风轮涡轮式风力发电机组，其特征在于，该风力机组组合式风腔7共有三个水平开口，在一个开口作为进风时，另外二个作为出风口工作，且这二个出风口可根据风力、转速的大小调整大小，以保证最大转速。

5.根据权利要求1所述的垂直轴风轮涡轮式风力发电机组，其特征在于，该风力机组有一个利用工业或建筑余热空气由机组底部向上助吹的余热空气传输系统。智能系统可以根据发电机组转速及风速及时发出信号开启热空气仓和电磁阀所组成的空气助吹系统推动气流向上运行推动叶轮。

6.根据权利要求3所述的垂直轴风轮涡轮式风力发电机组，其特征在于气流在组合式风腔7内推动多层叶轮8、9、通过垂直轴4共同工作并作功于底部发电机组发电。

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