CN101949353A - 风洞式扩压引射风机 - Google Patents

Abstract

本发明风洞式扩压引射风机，包括塔架、装于塔架顶部的工作平台、装于工作平台上的下承力盘、位于下承力盘上的上承力盘、装于上承力盘上的机舱，上承力盘上装有支撑托架，支撑托架上装有截面形状为圆形的风洞式扩压引射流体通道，风洞式扩压引射流体通道中有扩压器，扩压器中有依次连通的前部扩压增速段三维流体通道、三维流体作功通道、后部功后气流三维流体通道，三维流体作功通道沿风机轴向上装有至少二个叶轮，位于机舱内的工作机通过传动机构与叶轮连接。本发明动能利用率高，减少成本，制造、运输、安装、维护方便，安全。

Description

风洞式扩压引射风机

技术领域：

本发明属于风力机械领域。是采用一种通过扩压引射方法，实现提高气流速度并在同一流体通道内，同一轴向多级叶轮梯级捕获动能，提高能效比，减少轴向动能流失损失的效果的风洞式扩压引射风机。

背景技术：

人类利用风能的历史已有数千年。在风能利用领域已从早期的农业加工、抽水灌溉发展到今天的热能转换、发电等方面。由于古代东方的垂直轴阻力型风机功率系数太低，在当今已几乎无应用价值。而近代欧洲的垂直轴升力型风机因其振动大、地面负面影响大等缺点突出而不宜使用。因而现代风力机械领域基本都采用水平轴升力型风机。(请参阅《风力发电技术》西北工业大学出版社、2009.9重印第四章第33、34页)。由上可知水平轴风机(现代主流技术)对人类的风能利用作出了积极贡献。但在多年的运用实践中也显露出了诸多缺陷和不足，以及尚需完善之处。例如：

(一)、动能利用率低、风能资源流失量大：

由于水平轴升力型风机设计思想中，叶轮处于开放的大气自然流场，叶轮只能对轴向流经的空气动能进行一次性捕获，而不能对其进行多次捕获，因而轴向流经叶轮的动能便会流失，从而出现无法充分高效利用风能资源导致风能使用成本高和资源流量大的技术经济缺陷。

(二)叶轮体量过大，成本比重高，制造、运输、安装、维护、使用不经济又不方便：

由于现代风机设计是仅靠叶轮在开放的大气流场截获转换动能，叶轮面积决定了动能的捕获量。因此，叶轮体量必然庞大，特别是近年来随着风机功率的不断增大，风机叶轮的直径也越来越大。因此，对风机叶轮的制造工艺和材质以及安全性要求也越来越高，从而造成叶轮在风机整个系统成本的占比越来越大(占比已近25，见《风力发电技术》西北工业大学出版社2009.9重印第15章第300页)。同时还因其叶轮体量太大造成叶轮的制造、运输、安装、维护诸多不便，费用增大，从而降低了整个系统的经济性。

(三)、塔架体量太大，成本占比过高，制造、运输、安装、维护不便：

由于现行水平轴风机是仅靠塔架作为支撑，塔架必须承受各种载荷，特别是来自于水平方向的巨大力矩，塔架载荷很大。因此，对塔架的质量和安全性要求很高，其体量必然庞大，材质成本高。由于现行主流技术中，叶轮是垂直于塔架方向旋转，叶轮直径和塔架轮毂高度的比值在0.7～1.0之间(《风力发电技术》西北工业大学出版社2009.9重印第15章第304页)，造成无法用全方位高位斜拉索方式来分担其水平方向的应力，因而无法大幅度降低塔架的建造成本。特别是近年来随着风机功率的不断增大，塔架在整个系统成本中占比也越来越大(占比已近25％《风力发电技术》西北工业大学出版社2009.9重印第15章第300页)，由此，不仅造成塔架建设成本过高，系统的经济性差，还存在制造、运输、安装、维护过程难度大，费用大的问题。

(四)、对风向角要求高，偏航系统成本大，偏航启动前15°以内的风向角变化对功率损失大：

由于现代水平轴风机的设计，对风向角要求很高，其风向角对装置输出功率影响很大，因而导致其偏航系统构造复杂、质量要求高，启动频繁、成本增大，再加之，再行风机15°以上的风向角变化才启动偏航(《风工程与工业空气动力学》国防工业出版社2006.1第二章第127页)。由于其15°以内的风向角变化很频繁，因而功率损失也大。

(五)、设计风速以外的风能流失损失量大，抗过载气流方式的经济和安全性差：

由于现行风机一般只是对风速4m/s～25m/s之间的动能进行捕获转换(《风力发电机组原理与应用》机械工业出版社2009.6第六章第125页)，因而造成4m/s以下25m/s以上的动能无法充分利用而流失，另外，现行风机设计是靠加强叶片和塔架强度或变浆方式来对过载气流抗阻或泄流，因而其抗过载气流方式的经济性和安全性差。

(六)、机舱的定位对系统的安全性和经济性负面影响大：

由于现代水平轴风机设计，是将整个传动、制动、偏航、控制、发电或制热抽水系统集成于机舱，迎风放置于塔顶流场的中心位置。极大的影响了系统的气动性能，不但直接造成动能损失，降低了系统效能，还增大了塔架的横向载荷，既影响风机安全性能，又导致塔架设计、制造成本过高的负面效应。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种动能利用率高，减少成本，制造、运输、安装、维护方便，安全的风洞式扩压引射风机。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明风洞式扩压引射风机，包括塔架、装于塔架顶部的工作平台、装于工作平台上的下承力盘、位于下承力盘上的上承力盘、装于上承力盘上的机舱、装于上承力盘上的偏航装置中的偏航电机输出轴上的与下承力盘上的偏航齿圈啮合从而能带动机舱和上承力盘绕偏航齿圈转动的主动齿轮，上承力盘上装有支撑托架，支撑托架上装有截面形状为圆形的风洞式扩压引射流体通道，风洞式扩压引射流通道体中有扩压器，扩压器中有带有扩开角的前部扩压增速段三维流体通道及后部带有扩开角的后部功后气流三维流体通道、位于前部扩压增速段气流三维流体通道和后部功后气流三维流体通道间且与二者连通的三维流体作功通道，三维流体作功通道的最小直径小于前部扩压增速段气流三维流体通道以及后部功后气流三维流体通道的直径，在三维流体作功通道沿风机轴向上装有至少二个叶轮，位于机舱内的工作机通过传动机构与叶轮连接。叶轮数量的多少视需要而定，工作机可为发电机或抽水机等，采用风洞式扩压引射流体通道，改善了大气流场，使进入通道的气流扩压增速，由于气流在周向封闭的流体通道中运行，风机的高速平均出力时间增加，更重要的是，可在通道内沿流体方向增设叶轮的级数，多次对上一级叶轮轴向流失的动能进行充分捕获，从而达到了提高动能利用率，减少大气动能资源流失的目的，由此解决和弥补了现行技术中，动能利用率低，资源流失量大的问题和不足，由于本发明采用风洞式扩压引射流体通道，可将叶轮安装在流体通道中直径最小的圆形三捕获动能，由此，其叶轮直径大幅缩小，从而弥补了现行风机设计中叶轮体积过大，成本比重过高，制造、运输、安装维护不便且费用大的缺陷和不足。由于本发明采用风洞式扩压引射流体通道，将其叶轮沿风机轴向配置于流体通道中段的维流体作功通道内，周向气流对叶轮做功已无影响，而轴向来流由于扩压段迎风口呈扩开角引导气流通过流场，因而本发明在一定风向角变化范围内对风机输出功率影响较小，无需启动偏航系统，从而改善了现行风机设计中对偏航系统的依赖程度，降低了风机对偏航系统的结构要求和启动频率。另外，由于本发明叶轮配置于三维流体作功通道内，轻度风向角变化对叶轮功率影响不大，而现行风机叶轮对风向角较为敏感，(现行风机在15°以内风向角变化却不会启动偏航(《风工程与工业空气动力学》国防工业出版社2006.1第二章第127页)，因而现行风机中，在偏航启动前15°以内，风向角变化对叶轮功率负面影响大的缺陷，在本发明中也得以弥补和完善。同时，已有的现行风机设计中对风向角要求很高，偏航系统投资大、使用成本高的问题也一并得到了解决和弥补。由于本发明采用了扩压引射流体通道，改善了扩压段流场，使来流平均速度大幅度提高，而由于平均风速越大，风功率密度越大，风能可利用小时数就越多(《风力发电机组原理与应用》机械工业出版社2009.6第一章第16页)，因此，在现行风机中流失的4m/s以下的无效动能在本发明中便能基本转化为有效动能而被充分利用。本发明整体提高了风速，因而平均风速提高、能效提高。由于本发明采用了风洞式扩压引射流体通道，通过扩开角将气流导入其叶轮做功段，集中多级捕获动能，在其流体通道内，只设置了捕获动能的叶轮，将具有较大体积的机舱置于通道下方紧邻叶轮接引动能，因而保障了流场的通畅，从而达到了最大化的减少流场动能损失，充分利用动能的目的。也因此弥补和完善了现行风机中将机舱定位与流体通道中心，正面迎风所导致的机舱部分对系统气动性和经济性负面影响大的缺陷和不足。

上述的扩压器壳体周边上与位于前部扩压增速段气流三维流体通道和三维流体机功通道相邻处有多个恒压舱口，每个恒压舱口上铰接有恒压舱门，位于恒压舱门外的复位弹簧一端连接在扩压器壳体上而另一端紧顶在恒压舱门上，本发明在流体通道内叶轮前方设置数扇自动恒压舱门，便可将流向叶轮的过载风能适时排出通道，以使风机的稳态工作点尽可能靠近风机的最佳风能利用系数曲线，从而充分获取经济效益。同时，也是对风机过载风速下的安全保护装置。因此，本发明通过上述设计，和措施完善和弥尔了现行风机中，设计风速以外的风能流失损失大的问题。同时还用很经济、安全的方式和措施解决了过载风能的泄流问题。

上述的三维流体作功通道上装有至少二个叶轮支架，转轴支撑在叶轮支架上，叶轮装在转轴上，转轴上装有外齿圈，传动机构中有与转轴上的外齿圈啮合的传动齿轮。

上述的塔架周边分布有多根两端分别与塔架顶部工作平台和相应斜拉索基础连接的斜拉钢索，由于本发明采用了风洞式扩压引射流体通道设计，其动能捕获转换装置配置于塔架上方的流体通道上，因而避免了现行风机中叶片与塔架垂直同向旋转的问题，由此，便可对塔架采用全方位高位斜拉索方式分担来自于水平方向的各种力矩，从而大幅度减小了塔架设计的载荷要求和体量，因此相应在减少塔架载荷的同时也减少了塔架建造成本，再加之本发明将流体通道配置于塔架上方，其流场中心上移，因此便可以直接降低塔架高度要求。由此弥补和解决了现行机设计中，塔架体量过大、成本比重高，制造、运输、安装、维护费用大且不便的问题和不足。

上述的塔架由多个桁架通过连接件组合而成，拆装、运输方便。

上述的风洞式扩压引射流体通过中有套装于扩压器壳体后部功后气流三维流体通道上的引射器。

上述的支撑托架上装有上斜拉索固定架，多根上斜拉索的两端分别固定在扩压器壳体和上斜拉索固定架上、或固定在引射器壳体和上斜拉索固定架上。

上述的引射器中有前后带有扩开角的前部扩压增速段圆形三维流体通道和后部引射段圆形三维流体通道。

上述的引射器引射段三维流体通道扩开角为15°～70°。

上述的机舱设置于风洞式扩压引射流体通道外部。

本发明工作时，自然风通过扩压器进入三维流体作功通道，推动叶轮转动。已被利用的风再经过引射器使已逐渐降速的风能再次被提速；传动机构通过与转轴外齿圈啮合的传动齿轮将动能传输给机舱内的工作机供发电或抽水等作用。

本发明具有如下优点：

(一)、本发明采用了风洞式复合扩压引射流体通道，对其高速通过的风能进行多级捕获，既提高了风能的平均流速，又能多次对前轴向流失的动能进行捕获。从而较好的实现了提高其功能利用率、减少动能资源流失的有益效果，提高了风机的系统经济性。

(二)、由于本发明中，叶轮对动能的捕获过程是在较小直径，周向封闭的流体通道内实现。从而克服了现行风机中叶轮体积过大，投资比重过高的技术经济缺陷。并达到了降低叶轮投资比重，减小叶轮体积，便于制造、运输、安装、维护和减少期间费用，缩短建设周期。

(三)、由于本发明中动能捕获系统置于塔架顶部，压缩了塔架高度，并采用了全方位高位斜拉索方式分担了塔架的横向载荷，从而达到了大幅度压缩塔架规模，缩短建设周期，降低塔架成本，便于制造、运输、安装、维护，节省期间费用的有益效果。

(四)、由于本发明采用了扩压引射流体通道设计，其扩压段呈扩开角，加之采用了叶轮内置方式，因而，本发明在一定风向角变化范围内，对叶轮功率输出影响较小，解决了现行主流风机设计中对风向角要求较高，偏航系统结构复杂，成本高的问题和不足，取得了积极有益的经济技术效果。

(五)、由于本发明采用了扩压引射流体通道，改善了大气流场和风机做功流程，使设计风速以外的低速风能得以提速利用，过载风能得以简便泄流，因此完善和弥补了现行风机设计风速以外的风能流失损失大的问题。同时还用很经济和安全的方式解决了过载风能的泄流问题。

(六)、由于本发明采用了扩压引射流体通道，将机舱外置，从而达到了最大化减少流场阻力和动能损失，充分利用动能的目的，也因此弥补和完善了现行风机设计中机舱定位对系统气动性和经济性负面存在的缺陷和不足。

(七)、由于本发明提高了风机能效，减少了投资成本和建设周期，从而达到了减少投资压力，降低投资风险，缩短投资周期的有益效果。

(八)、由于本发明提高了风机能量利用率并减少了投资成本，因而必须会降低风能转换成本，因此本发明在推进风能产业发展，普及低成本风能发电以及农林、农业、农民低价使用风能方面将作出积极贡献，取得有益效果。

(九)、若实现产业化，本发明将对加快风能产业发展，实现可持续低碳经济以及环保事业作出积极贡献，取得有益效果。

附图说明：

图1为本发明结构示意图。

图2为图1中的的A-A剖视图。

图3为图1中的的B-B剖视图。

图4为图1中的的G-G剖视图。

图5为图1的左视图。

图6为图1中的C-C剖视图。

图7为图6中的F-F剖视图。

图8为图1的俯视图。

图9为图8的D-D剖视图。

图10为图8中的E-E剖视图。

图11为本发明另一结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

图1～图10给了本实施例1图。参见图1～图10，本实施例风洞式扩压引射风机，包括塔架1、装于塔架顶部的圆形工作平台2、装于圆形工作平台上的下承力盘3、位于下承力盘上的上承力盘4、装于上承力盘上的机舱5、装于上承力盘上的偏航装置6中的四部偏航电机输出轴上的与下承力盘上的偏航齿圈7啮合从而能带动机舱和上承力盘绕偏航齿圈转动的主动齿轮8，在上、下承力盘上设置了多个偏航制动器9(参见图9、图10)。上承力盘上装有支撑托架10。支撑托架为两侧带翼11的长方形架(参见图8)。支撑托架上装有截面形状为圆形的风洞式扩压引射流体通道体12。风洞式扩压引射流体通道体中有扩压器13、引射器14。扩压器13中有带有扩开角的前部扩压增速段三维流体通道13-1及后部带有扩开角的后部功后气流三维流体通道13-2，位于前部扩压增速段气流三维流体通道和后部功后气流三维流体通道间且与二者连通的三维流体作功通道13-3。三维流体作功通道的直径小于前部扩压增速段三维流体通道、后部功后气流三维流体通道、引射器壳体的最小直径。三维流体体功通道上等距离装有三个叶轮支架15，转轴16支撑在叶轮支架上，三个叶轮17装在转轴上。中间转轴上装有外齿圈18，传动机构19中有与叶轮外齿圈啮合的传动齿轮20。传动机构将叶轮动能传输与位于机舱内的工作机(如发电机)21(参见图6、图7)。

参见图1、图4，扩压器壳体周边上均匀分布有与三维流体作功通道相邻的八个恒压舱口22。每个恒压舱口上铰接有恒压舱门23。位于恒压舱门外的复位弹簧28连接在扩压器壳体上而另一端紧顶在恒压舱门上。

参见图1，塔架由多个桁架1-1通过连接件组合而成。塔架周边分布有多根两端分别与塔架顶部工作平台和相应斜拉索基础1-2连接的斜拉钢索24。

参见图1、图2、图3、图5、图8，支撑托架两侧翼上装有上斜拉索固定架25，多根上斜拉索26的两端分别固定在扩压器壳体和上斜拉索固定架上，分别固定在引射器壳体和上斜拉索固定架上。

参见图6，引射器中有前后带有扩开角的圆形三维流体通道，包括前部扩压增速段三维流体通道14-1和后部引射段三维流体通道14-2。引射器引射段三维流体通道扩开角α为40°。

本发明安装过程如下：

1.用钢筋水泥现浇塔架基础及其斜拉索基础；

2.加工组装、安装塔架。为保证塔顶有足够的工作面积并控制成本，本发明一般采用正多边截锥形桁架，在现场组装为数层(一般用钢管和角钢结合)然后吊装连接固定在塔基上。塔架高度与风机功率和风能密度及能量需求匹配，一般应低于现行同等功率风机塔架高度。其顶部应考虑工作平台的支撑托架和稳固设施，并保证其塔顶直径不小于机舱长度，且平整度高。

3.加工安装圆形塔顶工作平台。其基本要求是，大型特大型风机工作平台，直径约为塔顶直径的4倍。中小型风机塔顶工作平台一般无需考虑检修环道，其直径可按塔顶2.5倍左右安排，其平台龙骨架及板面材料和安全性能按行业标准要求。平台整体吊装并调校平整后，固定在塔顶及其托架上。平台按水平面架设，表现平整度要高，承力盘以外的面积为检修环道，周边设防护栏和斜拉索安装位。平台还应考虑检修及物件上下升降机安装位。

4.加工安装下承力盘。大型、特大型风机，下承力盘直径约为塔顶工作平台的3.5倍。其材质和其它按行业标准要求。偏航齿圈安装在下承力盘外侧，下承力盘按现行大型风机承力底盘紧固方法，固定在塔顶工作平台中心。

5.上承力盘的加工安装。由于上承力盘是直径承载和安装风机机舱总成和流体通道及其支架的工作平台，因此承力盘圈内，加工成以盘圈中心向外辐射状的承重龙骨架，整体吊装，进行上下承力盘契合，调校平整后铺设钢板，具体材料和制作，按行业要求执行。对于放置和固定机舱及稳固方法，与现行大型风机相似。

6.风机机舱总成的加工安装。该机舱总成系统仍采用现代大型风机常规配置。只是本发明增加了叶轮传动轴和传动机构，以及偏航电机。因此，本发明机舱系统基本仍沿用现行主流风机机舱总成结构集成方式，运至现场整体吊装调试。其中四部偏航电机对称定位安装于机舱四边，偏航电机上的主动齿轮与下承力盘偏航齿圈啮合。机舱固定于上承力盘中心位置，其侧面需开设检修舱门，舱门配吊起装置和滑轨，并与平台检修升降机位接口。

7.流体通道支撑托架、上斜拉索固定架的加工安装。支撑托架为两侧带翼的长方形状，其上面长度与上承力盘直径一致，下面长度与上面端头向下50°外倾角，以支架下平行线交汇点为准。支架主体最宽度约为上承力盘直径50％，其两侧翼型部分向左右两端顺延至承力盘边缘，高度与主体支架一致，宽度约为支架宽度的50％(两翼对支架主体承受的横向力矩起支撑稳定作用，同时也是架设上斜拉索架的基础)。支架主体内净高度以高于机舱顶部15％为宜。支架按行业要求加工，其主体和两翼运至现场合成，吊装至上承力盘安装调校，仍以塔架稳固方式固定。然后再安装附着于上的稳固和支撑流体通道的小型支撑或月牙型托架。安装于支撑托架两翼之上的上斜拉索固定架，及横向斜拉支架的加工和安装与现行斜拉工程方式一致。

8.风洞式扩压引射流体通道的加工安装。它是由扩压器、引射器、叶轮、传动动轴、恒压舱门等组合而成的横截面为圆形的复合流体通道。其中扩压器因具有将动能扩压增速并通过多级叶轮实现梯级捕获动能，减少动能轴向流出损失的功能。因而，在其扩压引射系统当中起着主要的作用。而引射器是通过引入外部气流通过扩压形成高速气流，并导引扩压器尾流高速通过其引射器流场的气流引射装置。其功能是，减少扩压段流场末端气流速度的衰减，从而达到扩压段的多级叶轮充分做功，提高其能量利用率的作用。安装于扩压器流体通道内的多级叶轮，是整个风机截获转换动能的核心装置。它是通过下一级叶轮做功，对上一级叶轮轴向流失的动能再一次进行截获转换，并通过其中轴齿轮变向，将动能传递给机舱主轴。从而实现对风机轴向动能充分捕获利用的功能(其做功通道内，梯级叶轮轴向间距的叶轮做功后，气流旋转变向问题可采用安装静叶轮或参照现行热力发电，同向连轴或多轴叶轮做功的处理方式解决)。设置于扩压器扩开角始点位置的恒压舱门，是通过其适时排放过载风能，以使风机的稳定态工作点，尽可以靠近风机的最佳风能利用曲线，从而获取良好经济效益，同时也是风机过载风速下的安全保护装置。

9.扩压器的加工安装。扩压器的迎风面积，由风机设计功率及及气流能量密度和拟建塔架高度综合决定。其通道扩开角段的扩开角度，根据不同风况、地形、塔架高度等掌握匹配。大型风机的扩开角龙骨架，一般采用刚性较好的轻型材料制作。扩开角段内，上下设多级支撑架，其支撑材料要求气动性能要好，其他方向按行业要求实施。其扩开角迎风板面材料一般用玻璃钢或其他有一定刚性和性料的材料制作。其扩开角段与风机做功段接口处应尽量减少气动损失，在其接口处外边对称安装8个恒压舱门(用压力弹簧或其他自动控制方式)。流体通道扩压器的叶轮做功段。直径约为塔顶上承力盘直径的40％，其做功段通道用塑性钢板卷制，并根据设计叶轮级数匹配叶轮及其转轴和支架。支架于通道中心向周向辐射，定位于通道壁，叶轮安装于支架前方轴承上。其支架用优质钢材或其他合金材料制作，迎风气动性能要好，承力和耐腐性能要弱。连轴或中轴及变向齿轮箱按常规技术和行业高标准材料要求制作。叶轮选用碳纤维材料制作，叶形设计一般按三维流体通道通用理论为基础的三维设计方法进行。为减少扩压段的压力损失，除了保证功率输出外，还需考虑叶轮出口截面流场的均匀性，以减少叶形损失，提高工作效率，另外，由于本设计中叶片沿径向的扭角大小，因此也可采用简化的自由旋流流型设计方法。关于叶轮中轴可采用分级做功，分别输出动能的方式。也可采用热力发电联轴做功集中传输动能的方式，将动能90°变向传至机舱中轴。叶轮之间的轴向间距可参照热力发电中的联轴式叶轮间距其他条件安排。其叶轮做功后产生的气流旋转变向问题可采用安装静叶轮或者仍按热力发电联轴式叶轮功后变向气流的调整方法解决。其他辅助的安全、控制、传输、电气设施，等按行业常规布置。

10.引射器是前后带有扩开角的圆形三维流体通道。其通道分别为前部的扩压增速段和后部分的引射段，其前部分的扩压增速段围绕(包围)扩压器做功段至扩压器做功段末端尾流处开始，以扩压器扩角开角段的扩开角度向外延伸，其迎风口直径和长度以风机设计功率和其能量密度，及相关条件要求决定。一般引射器风能补给总量为扩压器来流总量20％为宜。引射器的引射口至引射器末端后部分，是引射器引射段，引射口是接引扩压器做功后的尾流，并将扩压器扩压增速后的高速气流会同于叶轮做功后的低速尾流高速流向大气自然流场。从而实现对扩压器做功后的慢速气流提速引射，叶轮充分做功，对动能充分利用的效能。引射器引射段扩开角约为15°～70°，长度与其扩压段一致。引射器扩压段通道，包围扩压器做功段的重合部分内，用支撑支架支撑在扩压器做功段通道外壁上，扩压器、引射器扩开角延伸出塔顶平台以外的部分，下用延伸托架，扩压器、引射器延伸出塔顶平台的重量可采用配重方式平衡。

实施例2：

图2给出了本实施例2图。本实施例2基本与实施例1同。不同处是无引射器。

本发明扩压器和引射器的外形、结构、尺寸、比例、材料要坟，在特殊情况下或者风机流体通道不用塔架等直接建造于峡谷、山坡、异形地貌带或其他建筑物体上等情况均可相应变化调整。但只要扩压器或其他人工流场能达到对气流扩压增速的技术经济效果即可。

本发明在流体通道内安装叶轮的级数，可根据实际需要决定。只要能达到通过人工流场集中捕获动能的效果即可。

本发明扩压器的前部扩压增速段三维流体通道处恒压舱门配置数量或方位、形式均为根据具体情况调整。只要能达到对风机扩压通道恒压和排泄过载风能的功效即可。

本发明对塔架的高位斜拉和对流体通道的斜拉及支撑设计，在特殊情况下可对其具体斜拉点、角度、数量、方式、或结构材料均可作相应调整。但只要能达到本设计对风机塔架全方位高位斜拉或对塔架之上流体通道斜拉和支撑的功效即可。

本发明对机舱置于流体通道外的设计，对机舱外置的方式、高度及其机舱形式，均可根据具体情况调整。但只要能达到风机将机舱置于流体通道外，减少阻力和动能损失的效果即可。

本发明一般采用迎风式设计，但在特殊地形、风况或小型风机和其他特殊情况需要下，也可改变为下风式风机，从而变通为被动偏航风机。但只要不改变本发明的扩压引射集中捕获动能的原理，其风机效能基本无大变化。

上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (10)

1.风洞式扩压引射风机，包括塔架、装于塔架顶部的工作平台、装于工作平台上的下承力盘、位于下承力盘上的上承力盘、装于上承力盘上的机舱、装于上承力盘上的偏航装置中的偏航电机输出轴上的与下承力盘上的偏航齿圈啮合从而能带动机舱和上承力盘绕偏航齿圈转动的主动齿轮，上承力盘上装有支撑托架，支撑托架上装有截面形状为圆形的风洞式扩压引射流体通道，风洞式扩压引射流通道体中有扩压器，扩压器中有带有扩开角的前部扩压增速段三维流体通道及后部带有扩开角的后部功后气流三维流体通道、位于前部扩压增速段气流三维流体通道和后部功后气流三维流体通道间且与二者连通的三维流体作功通道，三维流体作功通道的最小直径小于前部扩压增速段气流三维流体通道以及后部功后气流三维流体通道的直径，在三维流体作功通道沿风机轴向上装有至少二个叶轮，位于机舱内的工作机通过传动机构与叶轮连接。

2.如权利要求1所述的风洞式扩压引射风机，其特征在于扩压器壳体周边上在前部扩压增速段三维流体通道与三维流体作功通道相邻处有多个恒压舱口，每个恒压舱口上铰接有恒压舱门，位于恒压舱门外的复位弹簧一端连接在扩压器壳体上而另一端紧顶在恒压舱门上。

3.如权利要求1或2所述的风洞式扩压引射风机，其特征在于三维流体作功通道上装有至少二个叶轮支架，转轴支撑在叶轮支架上，叶轮装在转轴上，转轴上装有外齿圈，传动机构中有与转轴上外齿圈啮合的传动齿轮。

4.如权利要求1或2所述的风洞式扩压引射风机，其特征在于塔架周边分布有多根两端分别与塔架顶部工作平台和相应斜拉索基础连接的斜拉钢索。

5.如权利要求4所述的风洞式扩压引射风机，其特征在于塔架由多个桁架通过连接件组合而成。

6.如权利要求1或2所述的风洞式扩压引射风机，其特征在于风洞式扩压引射流体通过中有套装于扩压器壳体后部功后气流三维流体通道上的引射器。

7.如权利要求6所述的风洞式扩压引射风机，其特征在于支撑托架上装有上斜拉索固定架，多根上斜拉索的两端分别固定在扩压器壳体和上斜拉索固定架上、或固定在引射器壳体和上斜拉索固定架上。

8.如权利要求6所述的风洞式扩压引射风机，其特征在于引射器中有前后带有扩开角的前部扩压增速段三维流体通道和后部引射段三维流体通道。

9.如权利要求8所述的风洞式扩压引射风机，其特征在于引射器引射段三维流体通道扩开角为15°～70°。

10.如权利要求1或2所述的风洞式扩压引射风机，其特征在于机舱设置于风洞式扩压引射流体通道外部。

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