CN103133271A - 聚风发电用风力增速装置 - Google Patents

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李勇强
谢玉琪
杨伟涛
徐莉
陈志刚
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Abstract

本发明涉及一种聚风发电用风力增速装置。具体说，是具有对气体进行聚集、分流、压缩、增速功能的聚风发电用风力增速装置。它包括集风筒，所述集风筒为呈竖向布置的直筒。其特点是集风筒内有导风罩。所述导风罩为锥形，其上端呈封闭状。导风罩底部四周均布有聚风管道，该聚风管道的口径自上而下逐渐变小。聚风管道上端有调风机构。这种风力增速装置，具有结构稳定，强度高，可以对出口风速进行有效控制，便于风能充分利用和优化，对发动机做功力矩大，由多段管道组合而成，易制造，易施工。

Description

聚风发电用风力增速装置
技术领域
本发明涉及一种风力发电机。具体说，是具有对气体进行聚集、分流、压缩、增速功能的聚风发电用风力增速装置。
背景技术
众所周知，为减少对自然资源的过度开发、利用，目前世界各国都比较重视利用风力来进行发电。传统风力发电系统的发动机主要有水平轴和垂直轴两大类，无论是水平轴还是垂直轴风力发动机，都是利用空气在大尺度范围内不同地点之间压强差形成的势能引起的宏观流动进行发电，而对于空气本身所携带的静压力势能则无法被利用。为了提升单个风力发电机的功率，就只能一味增加扫风面积，结果是必须配备巨大的风叶。风叶一大，不仅制造、安装、维护起来比较麻烦，而且制造成本较高。
中国201210282851.0号专利公开了一种自启动式狭管聚风风力发电系统，该系统利用一端到另一端口径由大逐渐变小的管道来进行聚风，将自然风的风速提高了10倍以上后送给风力发动机，充分利用空气中蕴含的巨大静压力势能，使得与相同进风口面积的传统风力发电机相比，发电功率可提高到100倍以上。但这种风力发电系统仍存在以下问题：一是为了适应聚风管道出口较小的需要，风力发动机的叶片也较小。而叶片一小，其力臂就短，并且往往风速最高处的风在管道中心，而叶轮中心处的风是无法产生力矩的，因此，这种发电系统的力矩仍旧较小，中心处的高速风利用率较低；二是由于上述风力发电系统所用聚风管道自进风口一端到出风口一端由大到小逐渐变小，体积大、重量较重、不仅不易制造、不易运输、不易施工，而且整个系统的强度较低；三是从进风口到出风口以一根狭管相对应安装一套风力发电机运行，如遇某一个部件损坏，就会导致全面停车整修的局面；四是风从聚风口进入后，无论风的大小，利用率多少，都无法控制与调节。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种聚风发电用风力增速装置。这种风力增速装置，具有结构稳定，强度高，可以对出口风速进行有效控制，便于风能充分利用和优化，对发动机做功力矩大，由多段管道组合而成，易制造，易施工。
为解决上述问题，采取以下技术方案：
本发明的聚风发电用风力增速装置包括集风筒，所述集风筒为呈竖向布置的直筒。其特点是集风筒内有导风罩。所述导风罩为锥形，其上端呈封闭状。导风罩底部四周均布有聚风管道，该聚风管道的口径自上而下逐渐变小。聚风管道上端有调风机构。
本发明的进一步改进方案是，导风罩下端连有短直筒，所述调风机构包括调风板，所述调风板为扇形，该扇形调风板的径向中心有转轴，转轴两端分别呈可旋转状安装在集风筒内壁上和所述短直筒上，且转轴与短直筒配合的一端伸入短直筒内。所述短直筒内壁上固定有与转轴数量相等的电机，电机的输出轴分别与转轴相连。
本发明的更进一步改进方案是，所述短直筒下端接有锥形下筒，锥形下筒四周与集风筒间均布有成对竖向隔板，竖向隔板的竖向两边分别与锥形下筒的外侧面和集风筒的内侧面间呈密封状焊接在一起，且每对竖向隔板间的间距自上而下逐渐变小，从而由一对竖向隔板和与该对竖向隔板间对应的集风筒筒壁组成一个口径自上而下由大逐渐变小的聚风管道。其中，在相邻的两个聚风管道中，相邻的竖向隔板上端间焊接在一起。
采取上述方案，具有以下优点：
由上述方案可以看出，由于在集风筒内设置了上端封闭的锥形导风罩。这样一来整个增速管道结构上是上小下大，稳定性很好，又满足聚风管道截面积上大下小逐渐收缩。与传统风力发动机相比，增速后的风聚集在管道四周，避免了叶轮中心处的风速高却无法产生力矩的情况。导风罩底部四周均布有多个聚风管道，口径自上而下逐渐变小。每个聚风管道上端均有调风机构，下端与所述风力发电机的进风口相连。这样，从集风筒上端的集风头进入的自然风在导风罩的四周由于截面积不断减少的缘故，经历了第一次压缩增速，然后进入下端的聚风管道，在聚风管道中从上向下截面积进一步减少，利用狭管效应，风速得到进一步提升，更多静压力势能转换动能，使得风能功率密度成倍增强，风速由几米每秒增加到几十米每秒，增速后的风直接进入第一级风力机发电。又由于采用多个聚风管道，以便于在风速较大变化时可以根据需要开启或关闭部分聚风管道，使得工作中的聚风管道内风速的变化控制在需要的范围，有利于风能的安全利用和优化。并在部分设备发生故障时，只需局部停车就能进行检修，进一步提升了风能利用率，降低了因检修带来的损失。又由于采用分体制造工艺，化整为零，确保制造、运输、安装、运营、维护的方便、安全。
附图说明
图1是本发明的聚风发电用风力增速装置结构示意图；
图2是图1中的A-A剖视示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细说明：
如图1和图2所示，本发明的聚风发电用风力增速装置包括集风筒4，所述集风筒4为呈竖向布置的直筒。集风筒4内设置有导风罩5。所述导风罩5为锥形，其上端呈封闭状。导风罩4底部四周均布有聚风管道，该聚风管道的口径自上而下逐渐变小。聚风管道上端设置有调风机构，在使用状态下，聚风管道下端与风力发电机的进风口9相连。
为便于安装调风机构，在导风罩5下端连有短直筒3。所述调风机构包括调风板7，所述调风板7为扇形，该扇形调风板的径向中心固定有转轴2，转轴2两端分别呈可旋转状安装在集风筒4内壁上和所述短直筒3的筒壁上，且转轴2与短直筒3配合的一端伸入短直筒3内。所述短直筒3内壁上固定有与转轴2数量相等的电机6，电机6的输出轴分别与一转轴2相连。
所述聚风管道可以采用圆锥形管道，也可以采用以下形式，即在所述短直筒3之下接一锥形下筒1，锥形下筒1四周与集风筒4间均布有成对竖向隔板8，竖向隔板8的竖向两边分别与锥形下筒1的外侧面和集风筒4的内侧面间呈密封状焊接在一起，且每对竖向隔板8间的间距自上而下逐渐变小，从而由一对竖向隔板8和与该对竖向隔板间距对应的集风筒4的那部分筒壁组成一个口径自上而下由大逐渐变小的聚风管道。其中，在相邻的两个聚风管道中，相邻的竖向隔板8上端间焊接在一起。

Claims (3)

1.聚风发电用风力增速装置，包括集风筒（4），所述集风筒（4）为呈竖向布置的直筒；其特征在于集风筒（4）内有导风罩（5）；所述导风罩（5）为锥形，其上端呈封闭状；导风罩（5）底部四周均布有聚风管道，该聚风管道的口径自上而下逐渐变小；聚风管道上端有调风机构。
2.根据权利要求1所述的聚风发电用风力增速装置，其特征在于导风罩（5）下端连有短直筒（3），所述调风机构包括调风板（7），所述调风板（7）为扇形，该扇形调风板的径向中心有转轴（2），转轴（2）两端分别呈可旋转状安装在集风筒（4）内壁上和所述短直筒（3）上，且转轴（2）与短直筒（3）配合的一端伸入短直筒（3）内；所述短直筒（3）内壁上固定有与转轴（2）数量相等的电机（6），电机（6）的输出轴分别与转轴（2）相连。
3.根据权利要求1所述的聚风发电用风力增速装置，其特征在于所述短直筒2下端接有锥形下筒1，锥形下筒1四周与集风筒4间均布有成对竖向隔板9，竖向隔板9的竖向两边分别与锥形下筒1的外侧面和集风筒4的内侧面间呈密封状焊接在一起，且每对竖向隔板9间的间距自上而下逐渐变小，从而由一对竖向隔板9和与该对竖向隔板间对应的集风筒4筒壁组成一个口径自上而下由大逐渐变小的聚风管道；其中，在相邻的两个聚风管道中，相邻的竖向隔板9上端间焊接在一起。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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