CN102678481B - 一种风力发电聚风大坝装置 - Google Patents

一种风力发电聚风大坝装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种风力发电聚风大坝装置，包括主体结构和反馈结构，所述的主体结构包括顶壁、旁壁、主叶片、下底，所述的反馈结构包括上壁、下壁、辅助叶片、侧壁；顶壁、旁壁、下底安装在一起形成主体结构进风口，主叶片通过主体轴安装在旁壁上，主叶片与旁壁形成主体结构出风口，顶壁包括水平部分和圆弧部分，水平部分位于主体结构进风口一侧；上壁、下壁、侧壁安装在一起，辅助叶片通过反馈轴安装在侧壁上，主体结构出风口的下方、主叶片和上壁形成反馈结构进风口，下壁位于主体结构进风口一侧为半圆形状部分，下壁的半圆形状部分与辅助叶片形成反馈结构出风口；主体轴和反馈轴通过传送带相连。本发明提高了可靠程度和发电效率。

Description

一种风力发电聚风大坝装置
技术领域
本发明涉及的是一种发电装置，具体地说是风力发电装置。
背景技术
可再生能源特别是风能的开发利用已得到世界各国的高度重视。我国风能资源具有巨大的开发潜力，我国的风能资源总贮量为32.26亿千瓦，实际可开发量为2.53亿千瓦，十分适合发展风电。然而随着近几年的飞速发展，传统风力发电项目的弊端也凸显出来。目前风力发电机叶片效率仅为40%，而目前燃气轮机和蒸汽轮机涡轮透平的效率为90%以上；由于自然情况下风能的不稳定性，造成风力发电功率难以稳定；由于自然风能的间歇性，产生的电力时断时续，增加了并入电网困难。其中，风叶转换效率低下是由传统风电直接利用低速自然风能的方式决定的，由贝兹极限理论可知，风力机的风能利用率的最大值为0.593。由此可见，对传统风力发电的改造很有必要。要想从根源上解决风力发电的弊端，就必须改变直接利用自然风场进行发电的方式。
发明内容
本发明的目的在于提供能够得到稳定、高速气流进行发电的一种风力发电聚风大坝装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种风力发电聚风大坝装置，其特征是：包括主体结构和反馈结构，所述的主体结构包括顶壁、旁壁、主叶片、下底，所述的反馈结构包括上壁、下壁、辅助叶片、侧壁；顶壁、旁壁、下底安装在一起形成主体结构进风口，主叶片通过主体轴安装在旁壁上，主叶片与旁壁形成主体结构出风口，顶壁包括水平部分和圆弧部分，水平部分位于主体结构进风口一侧；上壁、下壁、侧壁安装在一起，辅助叶片通过反馈轴安装在侧壁上，主体结构出风口的下方、主叶片和上壁形成反馈结构进风口，下壁位于主体结构进风口一侧为半圆形状部分，下壁的半圆形状部分与辅助叶片形成反馈结构出风口；主体轴和反馈轴通过传送带相连。
本发明还可以包括：
1、所述的连接主体轴和反馈轴的传送带为两根，两根传送带分别连接安装在侧壁上的变速齿轮箱。
2、顶壁水平部分长度为主体结构宽度的1/3。
3、下壁靠近主叶片一侧的形状为1/8圆弧，上壁靠近主叶片一端的端部与主叶片主体轴的距离为主叶片半径的2倍。
4、还包括配重盘，配重盘安装在主体轴上或反馈轴上或主体轴和反馈轴上。
本发明的优势在于：本发明设计了利用发电后的废气和外来能量产生反馈气流的反馈结构，进行风速的调节，不但能够保持风力发电的稳定性和持续性，提高其可靠程度，而且产生的高速风能使得采用其他高效率的透平成为可能，提高了发电效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明的截面剖视图；
图3为本发明的主视图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～3，本发明专利为一种新型的风力发电聚风大坝装置，该装置由主体结构1和反馈结构2两部分及相关部件组成。主体结构由顶壁3，旁壁4，主叶片5和底部6组成，主体结构的主要作用是：一、引导和汇聚风能，使自然低速风能成为高速风能（主要依靠顶壁3，旁壁4和下底6的形状来实现）；二、固定和安装主叶片5，使高速风能转化为动能驱动发电机进行发电（固定安装作用主要由旁壁4来实现）。反馈结构是由上壁7，下壁8，辅助叶片9和侧壁10组成，反馈结构2的主要作用是：一、固定和安装辅助叶片9（固定安装作用主要有侧壁10来实现）；二、提高发电的稳定性和持续性，通过安装在在聚风大坝入风口下部的风速传感器11检测风速变化，经单片机处理后控制辅助叶片9的转动状态，进而改变反馈气流的大小，使其与进口风速一致或者成一定的延迟关系。上述主叶片和辅助叶片均通过轴承连接固定，轴承分为左右轴承，都为深沟球轴承。主叶片和辅助叶片依靠带12传动，之间有变速齿轮箱13，变速齿轮箱13可以通过单片机控制。
本发明专利设计了一种类似于喇叭的主体结构形式，但主体结构1的进风口14（大端）在竖直面内，出风口15（小端）在水平面内。主图结构顶壁3在靠近进风口14部分是水平的，水平部分长度为主体结构宽度的1/3，主体结构顶壁3后半段形状为圆弧，其半径和角度由本专利的高度和宽度共同决定。反馈结构进风口18（区别于主体结构进风口14）位于主叶片下部，是反馈结构2靠近主体结构出风口14的那一端。为充分利用主体结构出风口15的排气，反馈结构下壁8靠近主叶片的一侧，形状设计为1/8圆弧；反馈结构上壁7靠近主叶片的一端，与主叶片中心轴距离为主叶片半径的2倍。为使得反馈气流的方向合适，将反馈结构下壁8靠近主体结构进风口14部分设计成半圆。辅助叶片9由侧壁10固定，位于反馈结构中靠近进风口14部分。
低速风能经过聚风大坝主体部分1的汇聚作用后，得到的高速风能推动主叶片5转动，由于主叶片5和发动机相连，进而带动发电机发电，之后一部分排入大气。此时的排气依然具备一定的动能，由于反馈结构进风口18设置在聚风大坝出风口15下方，由于惯性一部分废气进入反馈结构2形成反馈气流。同时，安装在在聚风大坝入风口14的下部的风速传感器11检测风速变化，经单片机处理后控制主叶片5和辅助叶片9之间的变速齿轮箱13，改变辅助叶片9的转动状态，进而改变反馈气流的大小，使其与进口风速一致或者成一定的延迟关系。通过上述方式后，反馈气流流回到聚风大坝主体结构1，形成反馈，保证大坝发电的相对稳定。由于经汇聚后风速变化较大，所以本发明专利设计了配重盘16。当强风作用时由于配重盘16本身的惯性较大，会减轻强风对风力发电机危害并储存风能。当强风过后又会将储存的风能缓缓释放出来，这样既可以延长本发明专利的使用寿命又可以提高对风能的利用效率。

Claims (9)

1.一种风力发电聚风大坝装置，其特征是：包括主体结构和反馈结构，所述的主体结构包括顶壁、旁壁、主叶片、下底，所述的反馈结构包括上壁、下壁、辅助叶片、侧壁；顶壁、旁壁、下底安装在一起形成主体结构进风口，主叶片通过主体轴安装在旁壁上，主叶片与旁壁形成主体结构出风口，顶壁包括水平部分和圆弧部分，水平部分位于主体结构进风口一侧；上壁、下壁、侧壁安装在一起，辅助叶片通过反馈轴安装在侧壁上，主体结构出风口的下方、主叶片和上壁形成反馈结构进风口，下壁位于主体结构进风口一侧为半圆形状部分，下壁的半圆形状部分与辅助叶片形成反馈结构出风口；主体轴和反馈轴通过传送带相连。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电聚风大坝装置，其特征是：所述的连接主体轴和反馈轴的传送带为两根，两根传送带分别连接安装在侧壁上的变速齿轮箱。
3.根据权利要求1或2所述的一种风力发电聚风大坝装置，其特征是：顶壁水平部分长度为主体结构宽度的1/3。
4.根据权利要求1或2所述的一种风力发电聚风大坝装置，其特征是：下壁靠近主叶片一侧的形状为1/8圆弧，上壁靠近主叶片一端的端部与主叶片主体轴的距离为主叶片半径的2倍。
5.根据权利要求3所述的一种风力发电聚风大坝装置，其特征是：下壁靠近主叶片一侧的形状为1/8圆弧，上壁靠近主叶片一端的端部与主叶片主体轴的距离为主叶片半径的2倍。
6.根据权利要求1或2所述的一种风力发电聚风大坝装置，其特征是：还包括配重盘，配重盘安装在主体轴上或反馈轴上或主体轴和反馈轴上。
7.根据权利要求3所述的一种风力发电聚风大坝装置，其特征是：还包括配重盘，配重盘安装在主体轴上或反馈轴上或主体轴和反馈轴上。
8.根据权利要求4所述的一种风力发电聚风大坝装置，其特征是：还包括配重盘，配重盘安装在主体轴上或反馈轴上或主体轴和反馈轴上。
9.根据权利要求5所述的一种风力发电聚风大坝装置，其特征是：还包括配重盘，配重盘安装在主体轴上或反馈轴上或主体轴和反馈轴上。
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