CN103256184A - 人控风力发电设施及其建造方法 - Google Patents

Abstract

一种人控风力发电设施及其建造方法，它属于风电技术领域。它解决的问题是要突破现有风电机由于不能体现自然风力资源具有分布广阔的气象特点，致使其存在着对分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源还不能得到很好开发利用的严重缺陷。所采用的技术方案是：通过建造由大型聚散风力斗篷、人控风道、联动风力调控机构和风电机组以及高架式房屋、升降机这些构件和配属物件所构成的设施，并让其形成人控风力高压区→风力转化及发电区→人控风力低压区，使自然风力资源能转化为工作物质用于发电的运行过程而实现的。它突出的优点是能在人们所掌握的工程技术条件下，可以很好地开发利用分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源。

Description

人控风力发电设施及其建造方法

一、所涉及的技术领域

本发明与风力发电有关，它主要涉及到如何更好地开发分布于广阔气象空间区域内的自然风力资源，并充分利用于发电的设施及其建造方法。它属于风电技术领域。

二、背景技术

就本人所知，目前盛行于世的风力发电装置，从构造上讲，它们的基本构造是有风电机和承载支架以及风力调控机构等构件组成；从运行过程上讲，当自然风力从风叶片正面直接吹来时，风叶片开始转动并启动风力调控机构对风力作用实施调控，然后带动风电机进行发电；从获取的风电效能上讲，它可以把直接吹向风叶片的自然风力资源开发利用于发电，从而可以获得一定的风电效能。但是，气象学的知识告诉人们，人们所生活着的地面以上，那广阔的气象空间区域内，则蕴含着巨量的自然风力资源，而它的气象特点却是分布广阔。所以，要想真正更好地开发利用自然风力资源，就要一方面要确实能真正认识到在地面以上的广阔的气象空间区域内，蕴含着极其丰富的自然风力资源，另一方面还必须在开发利用自然风力资源的实践中，通过利用工程技术手段，能够充分有效地体现出自然风力资源具有分布广阔的气象特点。因此，如果从气象学的角度来看待和评判现有的风力发电装置的构件组成、运行过程以及所获取的风电效能，就不能不认为现有的风力发电装置由于不能充分体现出自然风力资源具有分布广阔的气象特点，致使现有的风力发电装置存在着还不能对分布于广阔气象空间区域内的，那极其丰富的自然风力资源进行有效开发利用的问题。具体地说，从构件组成上讲，现有的风力发电装置由于还不具备可以大量吸纳分布于广阔气象空间区域极其丰富的自然风力资源的相应构件以及相应构造的局限性；从运行过程讲，现有的风力发电装置由于还不具备可以大量吸纳分布于广阔气象空间区域极其丰富的自然风力资源的相应构件以及相应构造，因而也就不能很好地开发分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源，使其不能成为风力发电装置用来发电的极其富足的可利用的资源，从而反映出了现有的风力发电装置在其运行过程中，存在着对分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源开发利用上的不足；从所获取的风电效能上讲，现有的风力发电装置由于对于分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源不能被大量吸纳而得到很好的开发，因而也就不能把它们转化成风力发电装置在其运行过程中可以被充分利用的极其富足的资源，所以存在着所获取的实际的风电效能，在那极其丰富的自然风力资源拥有巨量潜力的背景条件下，显得极为过低的严重缺陷。

另外，今天风电产业虽然正在迅速发展着，但是，要想取得突破性的发展，就必须用科技和工程手段解决如何开发利用那极其丰富、但又分布于广阔气象空间区域内的自然风力资源，让风电设备能充分体现出自然风力资源具有分布广阔的气象特点，并在其运行过程中能够很好地把极其丰富的自然风力资源得到大量吸纳，得到充分开发，然后把它们有效地转化成用于发电的极其富足的可充分利用的资源。如果从发电技术的角度来讲，这就是必须把分布于广阔气象空间区域内的自然风力资源，以明确的认识和可行的工程技术，把它们有效地转化成用于发电的极其富足的工作物质，这如同火力发电用的高压水蒸气，或水力发电用的水力，它们属同一类工作物质。因此，这就需要在认识上有所突破，在科技和工程上有所创新。也只有这样，才能在风电产业的发展上有所建树。

三、发明内容

1、所要解决的技术问题

为了解决现有的风力发电装置在构件以及构造上由于不能充分体现出自然风力资源具有分布广阔的气象特点，因而存在着不具备可以大量吸纳分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源所应有的构件以及构造上的局限性，以克服现有的风力发电装置在其运行过程中，还不能把分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源转化成用于发电的极其富足的可有效利用的工作物质上的不足，以弥补现有的风力发电装置在所获取的风电效能上过于低下的严重缺陷。另外，为了能更好地推动当前风电产业的发展，并希望能获得突破性的进展，这就非常需要让分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源，在当代科技、工程和产业大力进步的背景条件下，能够得到前所未有的开发和利用。也就是：需要把分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源转化成用于发电的极其富足的可有效利用的工作物质。本发明提供了一种人控风力发电设施及其建造方法，该发明既能在设施的构件以及构造上，可以在开发和利用分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源的过程中，能够充分体现出自然风力资源具有分布广阔的气象特点，又能在其运行过程中，把开发到的分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源转化成用于发电的极其富足的可有效利用的工作物质，使分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源能够得到很好的利用，从而可以获得高效的风电效能。特别是它所提供的开发和利用分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源的途径和办法，将会对今后的风电发展，从科技、工程和产业上产生深远影响。

2、所采用的技术方案

本发明在解决技术问题上所采用的技术方案是：在气象学、物理学，特别是在流体力学，尤其是在充分突出自然风力的气象流体力学特性的基础上，根据发电装置的基本构造和运行过程，采用工程技术手段，按照发明要求和目的，专门提出了一种人控风力发电设施及其建造方法的技术实施方案，其方案的具体内容如下：

1)对本发明的功能区及其整体构造体系的确立

本发明是在认真研究了自然风力产生及其运动过程的气象空间体系的基础上，并在它的启发和引导下，为了达到能够很好地开发分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源的发明要求，以及把它能够有效地用于发电的发明目的，同时又考虑到能够采用工程技术手段，使其可以实现发明的构建、设计直至能够建造起来，因而首先确立了本发明的功能区。这就是：人控风力高压区、风力转化及发电区和人控风力低压区，当把这些功能区按：人控风力高压区→风力转化及发电区→人控风力低压区这样的顺序构建起来，并让它们形成具有整体单向运行的顺序关系，这样也就确立了本发明的整体构造体系。其中，涉及到有关气象方面的知识，其具体内容请专利审查人员参阅随本专利申请文件所附带着的关于气象方面的背景资料，因为它们是实施本发明的前提。

2)对本发明的构件组成及其整体设施的确定

由于本发明是从确立功能区及其整体构造体系开始的，因而为了使各功能区及其整体构造体系能够体现出其功能和发挥出体系作用，就必须要有与各功能区及其整体构造体系相对应的构件组成和可以反映出具有整体形态的设施。也就是说，在实施发明的过程中，需要把发明构建中的各个功能区及其整体构造体系设计成具有具体形态特性的技术和工程性的实际实物，实现工程技术化，以便让它们能够成为可以制作的构件组成和可以实施建造的设施。于是，各功能区与它们相对应的各构件组成之间就有了如下的关系：人控风力高压区由大型聚散风力斗篷这一构件来承担；风力转化及发电区则由人控风道、联动风力调控机构和风力发电机组这几个构件以及形成的联动关系来共同承担；而人控风力低压区也是由大型聚散风力斗篷这一构件来承担的，而它与承担人控风力高压区的不同的地方只是自然风力的气象条件不同而已。也就是说，同样一个大型聚散风力斗篷构件，然而在不同的自然风力气象条件下，承担着不同的功能区。当把上述三个功能区与其所对应的各构件组成确定下来后，这样，实施本发明所需的构件或构件组成也就被确定了下来。另外，为了把确定下来的各构件或构件组成能够再进一步按照所确立的整体构造体系把它们构建成一个整体形态的设施，还需要各种样式的承载架和高架式房屋以及运送人员和设备的升降机等这些配属物件。当把以上这些确定后的构件、构件组成和配属物件，先根据自然风力资源的气象特点，再依照基本的发电构造和运行过程，把它们按照发明要求和发明目的构建起来。形成一种具有整体形态的工程设施，这样本发明的设施也就被确定了下来，这就是：人控风力发电设施。

3)对各构件和构件组成以及配属物件技术特征的说明

大型聚散风力斗篷的技术特征是：其顾名思义就是能够聚积和扩散风力的大型斗篷。它从形状上讲，类似于一个漏斗，有开着很大口子的大开口，有盛料的腔体，还有紧收腔体之后的小开口。所不同是，大型聚散风力斗篷体形必须很大，而且腔体又深。同时，它不是上下方向使用的，而是大、小开口呈水平方向设置的。从大小尺寸上讲，它的大开口必须制作成长为几十米或上百米，高也为几十米；小开口则必须制作成直径只有几米，边沿体也有几十米，其腔体容积可达数万立方米之巨的容量空间。从构造组成上讲，它有承担整个大型聚散风力斗篷的竖立主架，可用水泥、钢铁材料来制作；也有横架于大型聚散风力斗篷边沿体和腔体内部的横接主架，它也可用水泥、钢铁材料来制作。其中，首先由竖立主架和横接主架搭建起设施的构造框架。接着还有直接搭建大型聚散风力斗篷的各种弯曲主架、支架和网架以及大量的加固桩，它们可用钢材、铁板条等材料来制作。然后还有遮盖整个大型聚散风力斗篷腔体边沿体的裹装软体弧面物，也就是覆盖物。它们可用帆布、油毡布或薄铁皮等软体材料来包裹、来覆盖。其中也包括太阳能接受材料，这样可以进一步开掘设施的潜力。当然，在工程技术条件允许的情况下，也可用水泥、钢铁材料等制作成薄壳。另外，在腔体中部靠近左、右边沿体的地方，设置了左、右两扇拦风板，它们可用硬质材料在腔体内部的竖立主架之间搭建而成，它们中间则是用来进风的开口。它们把整个腔体分为拦风腔(散风时则称为散风腔)和聚风腔这两个部分。再者，小开口有两个，一个是出风的，它由斗篷在自然收拢之后形成；另一个则是一根直径为几米、长度为几十米的排风软管，它的末端有排风阀，它也是多向排风管的一部分。从作用效果上讲，大型聚散风力斗篷所发挥的作用是两方面的：一是通过它的大开口尽量吸纳分布于广阔气象空间区域内的自然风力资源，并让它们在腔体内高密度地聚积起来，形成充实的资源开发量，从而就会形成人控风力高压区，进而对自然风力资源实施初期的调控，并为下一步实施调控创造动力推进条件；另一是通过散风腔(在聚积风力时则称为拦风腔)这一人工专门创造的人控风力低压区，把由用于发电之后流出来的风力扩散开来，为整个设施能够连续不间断地运行起来创造条件。

人控风道的技术特征是：它顾名思义就是由人工建造并用于调控自然风力状况的管道，由于本发明重点解决的是要对自然风力资源的动力状态、运动过程、资源流量以及最终让其转化为用于发电的工作物质，而这几个方面都要实施调控。所以，整个人控风道又可分为前段、中段和末段。前段由多向风力合向管来承担，中段由单向风力分向管来承担，末段则由多向排风管来承担，它们在设施的运行过程中形成了联动风力调控机构。

多向风力合向管的技术特征是：它顾名思义就是用来把多个方向进来的风力合并成向同一个方向流动的风力的管子。它从形状上讲，就像一朵正在盛开着的花儿，它有四溢的“花瓣儿”，也有挺直的“花柄”。“花瓣儿”由数根一端朝不同方向伸展、另一端则逐渐收拢于“花柄”的弧状形管子组成；而“花柄”只有一节方柱体的管子来承担。从构造上讲，“花瓣儿”伸展开来的数根弧型管子，开着口子的一端其直径约为3-4米，收拢合并起来后的一端直径则为2米左右。它们可用金属、橡胶等材料来制作。另外，在由数根弧状型管子所组成的“花瓣儿”当中，在每一个“花瓣儿”内部腔体内，靠近“花柄的”地方，都专门安装有单向风力调控阀，这种阀是由簸箕型的阀门和阀框构成。这是多向风力合向管的一种。本发明还提供了第二种多向风力合向管，其构造是它由数根一端伸向不同方向、另一端收拢合并成一节管子。而在数根呈弯曲状的管子内部专门安装了单向风力调控阀。这种阀则是由圆台体轻力弹簧、圆盆状阀门和过风环构成。多向风力合向管的安装情况则是：把“花瓣儿”的数根大开口端与建造于不同方向的数个大型聚散风力斗篷极其它们尾部都收拢于中心位置后的几个出风开口相连接，而“花柄”末端的开口则与单向风力分向管相连接。从作用过程上讲，它是通过预先确定管子的形状和专门安装了单向风力调控阀，并让它们发挥调控作用的办法，把流过多向风力合向管的、来自不同方向的自然风力调控成只向同一个方向流动的调控风力，这其中也包括对自然风力的流动空间区域实施紧缩性的调控。

单向风力分向管的技术特征是：它顾名思义就是用来把流动于单个方向的风力分成向多个方向流动的管子。它从形状上讲，就像一株植物的“根”，它既有“主根”又有“分根”。“主根”就是一节呈正方面的管子；“分根”则是数根方形软管。从构造上讲，“主根”长数米`，口径在1-2米之间，在腔体壁的几个方面上，开有上、下不一样齐的开口，呈长方形的开口，用于联接“分根”。它的底部是密封的，内部则专门安装有风力压力调控活塞。这种活塞由竹节式塞子、正方体弹簧构成。“主根”底部还有用来固定“主根”的底座。“主根”可用金属材料来制作，底座则可用水泥等来制作。“分根”有数个限流阀和方形软管构成。限流阀的管壁可用金属材料制作，而它的内部则安装有专门用于调控风力流量的调控阀，这种阀是由方柱状轻力弹簧、方形状聚风盆阀门以及过风圈共同构成的。这是限流阀的一种。本发明还提供了第二种限流阀，其构造样式是：它由方柱状轻力弹簧、方形状聚风盆阀门和宽片型弹簧构成。方形软管就是用软性材料制成的、并且长短不一的柔软性管子，它一端与限流阀相连接，另一端与风力发电机组上的进风口相连接。从作用过程上讲，它是通过发挥预定的管子形状和设置方向的作用，以及发挥专门与不同方向的各个限流阀和风力压力调控活塞的作用，对流过单向风力分向管的、只向单个方向流动的风力实施分向调控，并且也对其流量实施调控，最终使自然风力转化为工作物质，从而保证风力发电机组可以在不同的风力条件下，以逐次展开工作的方式运行。

多向排风管的技术特征是：它顾名思义就是用来把用于发电之后的、来自不同风力发电机组的风力，也就是发电之后的工作物质排出于设施外部的管子。它从形状上讲，类似于一个人工建成的“喷水池”。它中央是“喷水头”，这是另一种多向风力合向管；“池子”则是一个呈方形体样式的汇风箱；而它的“进水管”则是由数根长达几十米、安装于汇风箱不同棱角中间处的排风软管组成。从构造上讲，这里的多向风力合向管其体形呈散翘状的，而且尺寸较小，内部的单向调控阀则是由圆台体轻力弹簧、圆盆状阀门和过风环构成，它的上部多个开口与多级风电机组上的出风口相连接，下部的开口则与汇风箱上的顶部短管相连接，它可由金属、橡胶等硬质材料来制作。汇风箱是一个四方形体的密封箱子，它长和宽有几十米、高有几米，每个棱角中间处有出风短管，它也可由金属、橡胶、甚至木料来制作。排风软管则是由几十米长、直径在3米上下的橡胶管子来构成。其中，设置在大型聚散风力斗篷腔体内部的排风软管是它的自然延伸部分，而在末端还专门安装有排风阀，其构造是由排风软管头上的出风口、圆盆状阀门以及杠杆臂、转轴、方柱体轻力型弹簧、卡子和固定架构成。从作用效果上讲，多向排风管是通过发挥预定的管子的形状和设置的方向的作用，以及发挥其安装于内部各个不同位置上的多个风力调控阀的作用，使流过该管子的风力，或工作物质，能在它的进风口与出风口之间始终形成一定的风力压力差，从而使风力在管子里能够自然而顺畅、但又可以朝不同的方向流动，进而为整个设施能够在不同风力级别及其不同方向吹动的气象条件下，都可以连续不间断的运行而创造条件。

联动风力调控机构的技术特征是：它从构造上讲，就是由各种各样的管道构建成的整个人控风道及其布局状况，而它的调控机关则是分别安装在不同管道内以及不同位置上的各种调控阀和活塞。这两者共同构成了能够发挥联动调控作用的实体机构。从联动过程上讲，它是在不同风力级别及其不同方向的气象条件下，使设施的大型聚散风力斗篷大量地吸纳自然风力资源之后，在自然风力本身动力(压力)的作用下，开始启动各个调控阀和活塞，使它们在调控自然风力资源的过程中各司其职，并且使它们相互之间共同形成一种联动的调控过程，从而能使自然风力资源按照管道所预先确定的空间和方向流动。从作用效果上讲，整个设施之所以能够运行起来，就是要靠通过充分发挥联动风力调控机构的调控作用，让整个设施可以在不同的自然风力的气象条件下，能够把自然风力资源转化为具有一定流量、流速以及限定了流动空域和方向并且达到连续不间断流动的、可以用来发电的工作物质，进而为整个设施能够始终保持连续不间断的运行创造调控条件。

风力发电机组的技术特征是：它从配置上讲，首先，它有若干个风力发电机按照所建设施的规模的需要配置成机组，这些风电机组的机型就是现有的各种型号的风电机型。当然，最理想的是配置那种转动阻力很小的磁悬浮式风电机型。其次，机组又专门配置了专用的风叶轮，它是为了能够把各个风电机可以组织成机组，并且可以使其逐次展开工作的方式运行起来而专门设计的。这种专用风叶轮，其构造是有外罩、数个风叶片和隔风圈、轮架以及转轴共同组成的密封式的风叶轮。在每个风叶片上对于接受风力作用的位置和构造，都采用了让风力的作用全部集中于它的末端特定部位和作用面上的密封式构造，并且在其末端的相应部位上又专门设置了风力隔离圈，用来阻隔风力向四周的扩散。从组装方式上讲，它采用了把两个专用风叶轮组成一种左右排列式的组合，在它们顶部的中间位置上设置了一个共同的进风口。而在两个专用风叶轮的转轴上各自安装了风电机，它可以根据需要安装2-4台，从而组成风电机组。当然。也可以采用其它的组装方式，例如，在专用风叶轮与风电机之间用皮带连接，而后组成机组的方式。就整个设施而言，它可以安装多个风电机组，每个风电机组为一级，于是，设施可以安装多级风电机组。本发明正是采用了安装多级风电机组的办法，来解决风电机在不同风力级别的气象条件下，使设施都能够连续不间断地运行的技术问题的。从功率大小上讲，由于各地风力情况极不相同。又由于设施建造的规模也会不一样，所以，功率究竟需要多大，这要在某地把设施建成后，经过对人控风道中端的风力大小进行实际测试之后，然后再装上不同功率的风电机及其机组进行试运行后，方可确定。从作用过程及其效果上讲，它是通过风电机组上的专用风叶轮来接受由自然风力资源转化而来的工作物质所具有的推动力，使专用风叶轮转动起来，以便让专用风叶轮能够很有效地发挥出由它的特定构造而形成的力矩可以对机械转动产生力学增效的特殊优势，使它进而带动风电机组运转起来，发出电，从而获得可以极大地提高对自然风力资源利用效率的实际而突出的应用效果。

配属物件的技术特征是：它从配属种类上讲，由竖立主架、横接主架、高架式房屋和升降机这几种主要的配属物件。它们分别配属在几个大型聚散风力斗篷的框架建造上，也用于风力转化及发电区的建造上。从它们的构造样式上讲，竖立主架可采用方形空心的长柱体构造，也可采用圆形空心的长柱体构造，或者采用“工”字型的长柱体构造；横接主架可采用长方条状形体构造。这两种配属物件均可用水泥加钢筋或者钢铁材料等坚固材质来搭建，其搭建过程可采拼装式，也可采用浇筑成型式。而它们的大小尺寸和样式应根据实际要求而加以确定。高架式房屋这个配属物件在整体构造上除了要有竖立主架和横接主架搭建整体框架外，还要有墙板、顶板、地板以及门、窗等，而它的具体构造样式应根据实际需要而加以确定即可。升降机这个配属物件就构造而言，它与一般的机型没有什么区别，其采用的构造样式、规格大小应根据实际需要进行配置即可。它在安装方式上也是如此。从所发挥的作用上讲，竖立主架和横接主架所发挥的作用有三：一是用来搭建大型聚散风力斗篷的框架；二是用来搭建高架式房屋的框架；三是用来连接设施的各个构件和配属物件，使它们构成一个整体性的设施框架，从而对来自自然风力的压力形成一种整体性的承受构造形体。高架式房屋和升降机所发挥的作用是：它们用来建造风力转化及发电区，也就是为安装人控风道和风电机组，并为其正常运行提供一个场所，同时，也形成一个便于使工作人员和设备展工作的便利条件。

4)对设施整体构造布局情况的说明

设施的整体构造布局是根据自然风力资源的气象特点和按照基本的发电构造和运行过程以及依据设施建造的实际条件而实施整体构造布局的。其具体情况是这样的：首先，根据自然风力具有东、西、南、北四个方向随意吹动的气象特点，特将四个大型聚散风力斗篷也按照东、西、南、北这四个方向实施布局。其中，让每个的大开口朝向一个方向，四个就是四个方向，并且让它们围拢起来形成一个四面形的构造布局。接着让它们尾部的小开口布局在四面形的内部，使这些小开口都趋向四面形的中心。这时，四个的大开口就成了整个设施的外部边沿。再接着用竖立主架和横接主架，把四个大型聚散风力斗篷连接起来，加固牢靠，让它们形成一个具有整体性构造的设施框架。其次，设施的中央部位建有架式房屋，它是用来建造风力转化及发电区的。也就是说，是用来安装多向风力合向管，单向风力分向管和多向排风管的，以便让它们有场所共同组成人控风道。同时，它也是用来安装风电机组的。对于上述各种构件的安装顺序情况是这样的：为了能在构造布局上体现出基本的发电构造和运行过程的布局需要，将高架式房屋的房顶外部用来安装多向风力合向管，房顶内部中央空间处用于安装单向风力分向管，地板则用来安装风电机组，而地板外部，也就是高架式房屋的底部用来安装多向排风管。另外，在房屋的空挡处还专门安装有升降机。当把这些构件全部安装到位后就形成了具有整体功能性的风力转化及发电区。以上就是对设施整体构造布局情况的说明。当然，在这里还需要强调说明的是：上述的布局情况仅仅是人控风力发电设施基本的整体构造布局。只是一种基本布局，它只是用来建造实用性设施的基础，或者说，它只是为建造各种实用性设施而提供的一种样本，一种实施例。它属于基本设施范畴。

5)对设施建造方法的说明

本发明的设施可采用以下方法建造；第一步先进行建造前的选址，这是非常重要的一步，它关系到设施建成后是否能真正运行起来的关键。因此，选址必须按照自然风力资源以及气象、地理、工程技术能力和产业发展前景进行综合性考查。其中，对风力级别的最低要求是必须达到4级以上，而正常运行的风力级别则是5-9级，并且是常年性刮风的条件。第二步是在选址工作完成后，根据地形、地貌以及气象特点进行设施规划和地面整治。其具体步骤是：首先确定所建设施的中心点，然后以此点开始向四周规划设施的整体布局，接着在此基础上清除掉布局内及其周围的各种障碍物等，然后对地面进行平整、夯实。在整治过程中最好是由中心点向四周逐渐展开的方式进行，并且让其呈一定的下坡度(约为每百米下降2-3米)，以便让雨和雪水流出设施。第三步就是对设施进行具体的建造。由于设施从整体的建造过程上讲，是采用从中心点开始建造，然后再向四周延伸和展开的办法而具体实施的。又由于设施的风力转化及发电区是布局在中心点位置上的，而它的外部构件就是高架式房屋。所以，这一步首先是用竖立主架和横接主架把高架式房屋的框架搭建起来，然后选取中部位置的方框处，安装上墙板、顶板和地板，使它构成高架式房屋。第四步就是建造各个大型聚散风力斗篷，其建造的具体过程是：从中心点向四个方向规划，确定搭建各个竖立主架的具体位置。然后在这个基础上，用竖立主架和横接主架搭建设施中各个大型聚散风力斗篷所需的整体框架，接着在再其上搭建各种弯曲主架、支架和网架，使它们最终形成大型的、网状的斗篷框架。在搭建过程中，弯曲主架在设施框架边沿的起端应插在横接主架中央，并加以固定，随后按照自然弯曲的路线延伸，使以后的弯曲主架一个接一个地焊接起来，并且用加固桩把它们与竖立主架和横接主架连接起来，加固成体。当斗篷搭建起来之后，就可用防水帆布、油毡布、软胶板或薄铁皮等覆盖材料来覆盖在其一上，并用网状绳索加以固定。此外，为了能充分利用由大型聚散风力斗篷形成的大型立体空间的特殊优势，可以在大型聚散风力斗篷的向阳的一面铺设上太阳能接受材料，这样就可以顺便增加设施的额外效能。最后在用横接主架把各个大型聚散风力斗篷连接起来，使它们共同形成一个具有整体性的构造。第五步是对风力转化及发电区的进一步建造。具体地说，就是在高架式房屋上安装门、窗和升降机，然后依房顶外部、内部和地板内部、外部的顺序把多向风力合向管、单向风力分向管、风电机组和多向排风管配备齐全、安装到位，并且把它们有机地连接起来，密封严实，加以固定。这一步工作完成后，设施的实物构件部分的建造任务就完成了。第六步是对建造好的设施进行运行过程的确立，并对其运行状况进行调控。在运行过程的确立上，也就是在自然风力资源进入到设施内部之后，检查、测试和完善各个构件及其它们之间连接的质量，掌握风力流动状态及其调控效果，尤其是要调整好联动风力调控机构。必要时可对相应的调控阀、弹簧及其零件进行更换，甚至进行对构件构造上的变更。而对于风电机组来讲，就是要确定理想或较理想的功率及其机组的数量。最后再从设施的构造、运行过程和所获得的风电效能上进行综合性评价，评价认为所建设施已达到了建造所要求的预定目标，这时，整个设施才算最终建成了。

在这里还需要指出的是：以上所说的建造方法只是针对设施建造的基本过程而言的。也就是说，上面所说的建造方法只是基本的建造方法，采用这种方法所建造起来的设施只是基本设施。而要建造实用的、有产业价值的设施，应当是在此基础上，再根据气象条件，地理环境、工程技术能力和产业发展前景等实际情况和需要，进行进一步设计和建造。实用性的设施及其建造方法有以下三种类型：

第一种类型：这是根据自然风力资源在某个地方流动时，往往总是有一个主要的、经常性的方向和线路。于是：可以依据这样的气象特点，把数十个、甚至几十个基本设施一个挨着一个排列起来，使其形成长条形的布局，然后把围在它内部中间的大型聚散风力斗篷省去，并且让它们与自然风力资源所流动的主要方向和线路呈垂直状布局。通过这样的布局就会使众多的基本设施共同构成一个能充分反映气象特点的实用性设施。而它的建造方法是：依据基本设施的建造方法，对其采用多次重复性的建造方法加以实施即可。

第二种类型：这是依据风电技术的发展，特别是高架技术的进步，把几个基本设施竖立地、一层层建起来，构成塔式布局，以便于开发利用更高空间区域内的自然风力资源。通过这样的布局，就会使几个基本设施共同构成一个可以充分体现风电技术发展水平的另一种类型的实用性设施。它的建造方法是：在风电技术，特别是在高架技术的保障下，根据基本设施的建造方法，对其采用多次重复性建造方法加以实施即可。

第三种类型：这是依据风电产业正在迅速发展的大背景的促发下，为了更好地开发利用分布于更大空间区域内的自然风力资源，可将第一种类型和第二种类型再进一步进行组合，使它们构成既有横平排列又有竖立排列的布局。通过这样的布局，就会构成一种具有复合特性的实用性设施。而它的建造方法是；在风电产业迅速发展的大背景的条件下，特别是在高架技术和工程设备进步的保证下，依据第一种类型和第二种类型的实用性设施的建造方法，对其采用安顺序、重复性地实施建造即可。另外，在建造过程中需要强调的是，在高架部分中间适当增加一些横接主架以及加固桩，用于强化整体构造，以便提高高架部分的抗风能力。

6)对设施运行机理的说明

设施运行的机理是：当大自然中的自然风力资源流向建成后的设施时，这时，无论自然风力资源是从哪个方向流向设施，而设施总会有与其相迎的大型聚散风力斗篷来拦截和吸纳它们，并使它们在腔体内聚积起来。由于腔体建造的很大，特别是迎风的截面积，也就是大开口做的很大，这样就会使大范围内的自然风力资源被拦截和吸纳于腔体内，再加上设施外部的自然风力资源又在源源不断地流向腔体，这样，腔体内的自然风力资源就会越聚越多，风力压强自然也就会越来越高，特别是在高的风力级别情况下，风压会更高，而且会成倍地增高。于是，在这样的情况下，大型聚散风力斗篷这时就会在那巨大的腔体内形成人控风力高压区。而自然风力资源在这样的人控风力高压区内，由于在内部高压强的作用下，就会迫使其通过腔体尾部的与人控风道相连接的那个小开口，向人控风道连续不间断地运行。当自然风力资源进入到人控风道的初段，也就是进入到多向风力合向管时，这时，不论风力是从哪个方向进来的，风力都会吹开这个管内的单向风力调控阀而向前继续运行。而另外的进风管内的调控阀则在重力作用下和反向风力推压下始终是关闭着的，所以，风力不会反向运行。于是，自然风力在这时就被调控成了向预定的同一个方向运行的人控风力，进而使其又向人控风道的中段，也就是向单向风力分向管运行。当风力进入到单向风力分向管之后，它就会根据风力级别的大小来启动风力限流阀和调控活塞，使不同级别的风力得到分向的调控，并使其进入到各个出风软管内。这时，自然风力资源经过上述多次调控，使其在质量的密度，运动的速度、方向和空域，推力(动力)大小、作用面以及持续时间上都可以达到用于发电的特定要求。于是，这时自然风力资源也就被转化成了可以用来发电的工作物质。当工作物质经过单向风力分向管的出风软管进入到各个风电机组时，就会带动各个风电机组运转起来发出电。在这个发电过程中，被转化成的工作物质会显示出多项显著优势。首先，风电机组上的专用风叶轮会在这种工作物质持续推力作用的保障下，能够很好地发挥出专用风叶轮上的专用风叶片所形成的力矩可以对机械转动产生力学增效的特殊效果，从而会使专用风叶轮更有效地转动起来，进而带动各个风电机组连续不间断的发电。其次，风电机组之所以能够在不同的风力级别条件下，以逐次展开工作的方式运行起来，正是在这种工作物质源源不间断的供给和分向的保证下实现的：在风力级别低、动力推力弱的情况下，能使一部分风电机组也可以运转起来；而在风力级别高、动力推力强的情况下，则会使大部分或全部的风电机组运转起来。因此，它可以极大地提高对自然风力资源的利用率，从而表现出了显著的优势。

当工作物质通过风电机组发完电、工作完成之后，就会从风电机组的出风口进入到人控风道的末段，也就是进入到多向排风管。当完成工作后的工作物质进入到多向排风管之后，它首先会进入到另一种多向风力合向管，并在运行途中推开单向风力调控阀，然后同向后进入到密封的汇风箱内。这时，汇风箱虽然连接着几根朝不同方向的排风软管，但是有一部分由于出在人控风力高压区内，这样，安装在这一部分的排风软管头部上的单向风力调控阀在高压风力的作用下却是关闭的，所以它们是不通的。于是，在这种情况下，汇合在密封的汇风箱内的工作之后的工作物质就会沿着其它开着的排风软管运行，并向另外的大型聚散风力斗篷那巨大的腔体流去。而这些另外的大型聚散风力斗篷由于背风的原因，而没有受到来自外部自然风力的填充以及风压的袭扰，所以，它们处于人控风力低压区的状态。于是，经排风软管流进它们腔体后在那巨大的自由空间内，工作后的工作物质就会扩散开来，最后变成了自然条件下的弱性的自然风力而飘向设施之外。于是，自然风力资源在设施内的运行和发电过程也就此结束。就设施的整个运行过程的状态而言，当外部的自然风力资源以源源不断的方式流进到设施的某个大型聚散风力斗篷后就会形成人控风力高压区，这时聚积起来的大量的自然风力资源就会在自身动力(压力)的作用下流向人控风道，然后沿着人控风道向前运行并且接受各种调控。这样的调控是在联动风力调控机构的联动作用下进行的，它是一种特殊的调控过程，从而保证了整个设施无论在什么样的气象条件下，自然风力资源都会在设施内部畅通运行，并且用来发电，然后再经过不受外部自然风力影响的另外的大型聚散风力斗篷而最终流向设施外部。这样，风力就会在设施中通过大型聚散风力斗篷而被大量地接受和吸纳，经人控风道及其联动风力调控机构的联动性的调控，再通过未经外部自然风力影响的另外的大型聚散风力斗篷外散的整个过程之间，始终形成一个风压差。于是，在这样的人控条件下，自然风力资源就会在其自身动力的推动下，在设施中运行起来，并且可以达到连续不间断的运行状态，从而使分布于广阔气象空间区域内那极其丰富的自然风力资源可以得到充分有效的开发和利用。这就是设施之所以能够运行起来，并且可以获得显著的风电效能的工作机理。

7)需要强调说明的三个问题

第一个需要强调说明的是设施抗风能力的问题：由于自然界里的自然风力强弱起伏变化很大，而且各地区，各季节的情况都不一样。因此，对于那些将要建造在高的风力级别条件下的设施，往往会遇到高强度的自然风力对其形成很大的风压，以致遭到损坏。对于这种情况，解决的办法是：一方面是要增加受力部位各个支承构架的大小尺寸，或者增加它们的支承根数，并强化它们的支承点；另一方面是增加设施中各个构件之间的连接密度，加固连接横架，使设施进一步整体化、牢固化。另外，必要时在设施容易遭受风力很大压力的部位再进一步加装加固桩，或者加装拉力绳索，用牵拉的办法再进一步加固构件及其设施。

第二个需要强调说明的是联动风力调控机构调控能力及其调控效果的问题。由于各地区的自然风力资源情况不同，而且风力本身强弱起伏变化也很大。所以，在不同地区、不同风力条件下建造设施时，这些自然地理、气象条件对设施影响最大的地方就是对设施中的联动风力调控机构的调控作用的影响。因此，为了保证设施能够在特定条件下运行起来，并且达到理想的状态，就需要对安装之后的联动风力调控机构再依据特定的条件做进一步的调试和更改。所采用的办法是：一是采用适当调换联动风力调控机构内的相应弹簧和零部件，尤其是限流阀和活塞中的零部件；二是采用增、减相应管子的畅通空间；三是必要时可采用增、减单向风力分向管中的分向的方形软管的数量。总的原则是：应当采用多种办法，让联动风力调控机构很好地适应特定条件，以便让它能够发挥出调控作用，从而保证设施能够运行起来，并且达到理想的状态。

第三个需要强调说明的是设施的相关部件、安装方式、直至整个设施实际建造样式的问题。由于各地的地理环境、气象条件、技术水平、工程能力不同，这往往会使设施在相应部件、安装方式、直至整个设施的构造样式必须做相应的改动。因此，在建造设施的具体过程中，在保证设施建成后能顺利运行起来的前提条件下，应当根据实际情况，对设施中的相应部件、安装方式、直至整个设施的构造样式做一些必要的变动性处置：或增减一些相应部件，或调整安装方式，或改变一下设施的构造样式等等。总之，在设施的实际建造过程中，既要保证设施建造的规范性，又必须考虑到实际建造过程中的适应性和灵活性。

3、优点和积极效果

1)优点：①、可以很好地开发分布于广阔气象空间区域内的极其丰富的自然风力资源；②、可以大量地利用分布于广阔气象空间区域内的极其丰富的自然风力资源；③、可以很有效地提高对自然风力资源利用的效率；④、可以极大地提高风力发电的效能。

2)积极效果：①、可以使人们更好地开发利用自然风力资源；②、可以极大地提高获取风电效能的程度；③、可以有力地推动风电技术和工程项目的发展；④、可以对风电产业的发展产生深远影响。

四、附图说明

下面结合附图和实施例，对本发明再作进一步的说明：

图1是本发明，即人控风力发电设施的基本功能及其发电原理方框说明图。在图中，1、说明有“人控风力高压区”；2、说明有“风力转化及发电区”；3、说明有“人控风道”；4、说明有“联动风力调控机构”；5、说明有“风力发电机组”；6、说明风力的流向以及发电原理；7、说明有“人控风力低压区”。

图2是本发明实施例一中的设施整体空间布局俯视图。在图中，8、9、10、11、均为大型聚散风力斗篷；12、高架式房屋；13、多向风力合向管；14、与后续相关附图有联系的剖视位置及方向指示标记(后续同类附图中的同类标记作用相同，故相关说明省去)。

图3是本发明实施例一中的设施整体空间布局竖视剖面图，也就是对应于图2中的A-A位置及方向的剖面竖视图。在图中，15、左右对称轴线；16、地面；17、竖、横及弯曲主架；18、高架式房屋；19、人控风道及风电机组。

图4是本发明实施例一中的设施整体框架构造俯视图。在图中，20、竖立主架；21、横接主架；22、弯曲主架。

图5是本发明实施例一中的竖立主架构造样式的竖视图。在图中，23、底基；24、25、均为平台；26、正方面空心式水泥柱；27、对接处；28、螺丝。

图6是本发明实施例一中的横接主架构造样式的俯竖二维视图。在图中，29、长孔形水泥柱；30、带帽长螺丝；31、卡夹；32、水泥节；33、长孔；34、凹型夹板；35、螺丝孔。

图7是本发明实施例一中的高架式房屋框架构造竖视图。在图中，36、左右对称轴线；37、底基；38、地面；39、40、均为平台；41、42、43、44、均为横接主架；45、竖立主架；46、47、均为卡夹。

图8是本发明实施例一中的大型聚散风力斗篷的大开口正视图。在图中，48、地面；49、竖立主架；50、横接主架；51、左拦风板；52、右拦风板；53、排风阀。

图9是本发明实施例一中的大型聚散风力斗篷剖视图，也就是对应于图8中的B-B位置和方向的剖视图。在图中，54、地面；55、竖立主架；56、横接主架；57、斜向弯曲主架；58、左拦风板；59、泄风阀；60、排风阀；61、排风软管；62、尾罩。

图10是本发明实施例一中的大型聚散风力斗篷的弯曲框架的俯、侧二维视图。在图中，63、左右对称轴线；64、横接主架；65、66、均为竖立主架；67、68、均为纵向弯曲主架；69、70、均为斜向弯曲主架；71、72、均为竖横向弯曲主架；73、74、均为泄风阀；75、地面。

图11是本发明实施例一中的泄风阀外观构造图。在图中，76、管体；77、金属套环。

图12是本发明实施例一中的泄风阀内部构造图，也就是对应于图11中的C-C位置和方向的剖视图。在图中，78、管壁；79、圆台体重力弹簧；80、阀门。

图13是本发明实施例一中的尾罩的侧面和正面二维视图。在图中，81、橡胶管；82、管身；83、大开口；84、小开口。

图14是本发明实施例一中的弯曲主架构造样式的俯、竖二维视图。在图中，85、金属角材；86、87、均为金属连板；88、金属角材；89、金属连板；90、加固桩；91、金属槽型材；92、金属连板；93、带帽长螺丝；94、表示待定加固部位。

图15是本发明实施例一中的弯曲支架构造样式的俯、竖、侧三维视图。在图中，95、金属角材；96、金属连条。

图16是本发明实施例一中的弯曲网架构造样式的俯、侧、竖三维视图。在图中，97、98、均为金属角材；99、缺口。

图17是本发明实施例一中的多向风力合向管竖视图。在图中，100、管体。

图18是本发明实施例一中的多向风力合向管俯视图。在图中，101、管体。

图19是本发明实施例一中的多向风力和向管的剖视图，也就是对应于图18中的D-D位置和方向的剖视图。在图中，102、左右对称轴线；103、重力垂线；104、管壁；105、阀框；106、簸箕形阀门；107、活页圈；108、管壁；109、阀框；110、簸箕形阀门；111、活页转轴架。

图20是本发明实施例一中的单向风力分向管竖视图。在图中，112、正方面分向管；113、限流阀；114、方形软管；115、底座。

图21是本发明实施例一中的单向风力分向管俯视图。在图中，116、正方面分向管；117、118、均为限流阀；119、120、均为方形软管。

图22是本发明实施例一中的单向风力分向管剖视图，也就是对应于图21中的E-E位置和方向的剖视图。在图中，121、正方面分向管；122、限流阀；123、124、均为方形软管；125、正方体竹节式塞子；126、长方体轻力型弹簧；127、底座。

图23是本发明实施例一中的第一种限流阀内部构造的侧、俯二维视图。在图中，128、正方面分向管内壁；129、阀内壁；130、阀门；131、正方面分向管内壁；132、133、均为正方面分向管外壁；134、过风圈；135、方柱状轻力弹簧；136、方形状聚风盆；137、方圈；138、连杆；139、方圈；140、过风孔；141、有轴承的小轮子。

图24是本发明实施例一中的第二种限流阀内部构造的侧、俯二维视图。在图中，142、正方面分向管内壁；143、阀内壁；144、阀门；145、正方面分向管内壁；146、147、均为正方面分向管外壁；148、方柱状轻力弹簧；149、方形状聚风盆；150、宽片型弹簧；151、弹簧卡桩及卡洞；152、弹簧卡洞。

图25是本发明实施例一中的第一种风电机组外观的竖、俯二维视图。在图中，153、左右对称轴线；154、地板；155、风叶轮；156、进风口；157、风电机；158、风叶轮支架；159、风电机支架；160、出风口；161、左右对称轴线；162、地板；163、风叶轮；164、165、均为风电机；166、167、均为风电机支架；168、风叶轮支架；169、进风口。

图26是本发明实施例一中的第二种风电机组外观的竖、俯二维视图。在图中，170、左右对称轴线；171、地板；172、连接体；173、皮带轮；174、进风口；175、皮带；176、风电机；177、风电机支架；178、风叶轮支架；179、转轴承架；180、出风口；181、左右对称轴线；182、风叶轮；183、进风口；184、185、均为转轴承架；186、187、均为风电机；188、189、均为风电机支架；190、风叶轮支架；191、皮带；192、地板。

图27是本发明实施例一中的专用风叶轮竖视剖面图(F-F平面图)。在图中，193、左右对称轴线；194、地板；195、进风口；196、收口边；197、外罩、198、风叶片；199、隔风边圈；200、隔风底圈；201、转轴；202、轮架；203、风叶轮支架；204、出风口。

图28是本发明实施例一中的专用风叶轮侧视剖面图(G-G剖面图)。在图中，205、上下对称轴线；206、外罩；207、转轴；208、轴承；203、210、均为风叶片；211、212、均为隔风边圈；213、214、均为隔风底圈；215、轮架；216、风叶片；217、218、均为隔风边圈实体；219、轮架；220、风叶片；221、222、均为底槽；223、224、均为隔风边圈实体；225、隔风圈内部底边

图29是本发明实施例一中的风电机组布局的平面示意图。在图中，226、高架式房屋；227、地板；228、229、230、231、均为风电机组；232、升降机。

图30是本发明实施例一中的多向排风管竖视图。在图中，233、左右对称轴线；234、汇风箱；235、排风软管；236、排风阀；237、另一种多向风力合向管；238、阀壁；239、圆台体轻力弹簧；240、圆台体小口罐；241、过风环；242、罐背；243、环；244、短连杆；245、带轴承的小轮子；246、过风孔。

图31是本发明实施例一中的排风阀俯视图。在图中，247、排风软管；248、出风口；249、固定架；250、卡子；251、带帽螺丝；252、转轴；253、方柱体轻力型弹簧；254、杠杆臂；255、圆盆状阀门；256、活页圈。

图32是本发明实施例一中的人控风道和风电机组整体安装展示图。在图中，257、地面；258、多向排风管；259、高架式房屋；260、261、均为风电机组；262、单向风力分向管；263、多向风力合向管。

图33是本发明实施例二的实用设施横平排列式整体空间布局俯视示意图。在图中，264、第一基本设施；265、第二基本设施。

图34是本发明实施例三中的实用设施竖立排列式整体空间布局竖视示意图。在图中，266、地面；267、第一层基本设施；268、第二层基本设施。

图35是本发明实施例三中的实用设施竖立排列式整体空间布局剖视示意图(H-H剖视图)。在图中，269、地面；270、第一层基本设施；271、第二层基本设施；272、层板；273、升降机。

图36是本发明实施例四中的实用设施横竖排列复合式整体空间布局俯视示意图。在图中，274、第一基本设施；275、第二基本设施；276、第三基本设施；277、第四基本设施。

图37是本发明实施例四中的实用设施横竖排列复合式整体空间布局竖视示意图。在图中，278、地面；279、第一层基本设施；280、第二层基本设施。

五、具体实施方式

下面结合实施例图再用文字作进一步的说明：

在图1中，它指明了本发明是人控风力发电设施，并用方框图说明了它的基本功能及其发电原理的情况，它是实现本发明的依据，也就是实现工程技术化的依据。

在图2中，它反映的是设施在俯视条件下所看到的整体空间布局的情况，它为下面的图例提供了整体性的设计思路。本图是按1∶1000的比例绘制的。

在图3中，它反映的是设施在对图2中的、经过按A-A位置及方向进行剖解后，在竖视条件下所看到设施竖立空间布局的情况，它为了解、掌握设施的各个构件和构件组成以及在设施中的具体位置提供了空间布局上的图样。其中，在左右对称轴线左边一侧的相关构件也会在右边一侧同样出现，并且名称、位置和作用均相同(后续同类附图其情况也一样，故省去相关的说明)。本图是按1∶1000的比例绘制的。

在图4中，它反映的是设施中各种竖、横、弯曲主架所搭建的设施整体框架的俯视情况，它为设施的建造布局确立了整体性的空间构造框架。本图是按1∶1000比例绘制的。

在图5中，它绘出的是竖立主架构造形状和制作材质的样式图。通过这个样式图，就可以制作出整个设施所需要的所有竖立主架。其中，在搭建过程中两根竖立主架对接时，应在对接处灌注上水泥浆，以便于让它们整合成整体。另外，在高空整合时，可以把竖立主架制作成十几米、甚至几米的长度，以方便高空的施工。本图是按1∶250的比例绘制的。

在图6中，它绘出的是横接主架构造形状和制作材质的样式图。通过这个样式图，再根据实际需要就可以制作出整个设施所需要的所有横接主架。这里需要说明的是：本图所反映的是搭建在设施上、形成了横接主架之后的整体形状。而在搭建之前，它们是散件，这样便于吊装施工。本图是按1∶250的比例绘制的。

在图7中，它绘出的是高架式房屋的框架构造竖视图。按照本图就可以搭建起所需的高架式房屋：当用竖立主架和横接主架把它搭建起来之后，形成框架，然后铺上地板、顶板，装上带有窗户的墙板，高架式房屋就建成了。另外，本图还同时展示了竖、横主架搭建的格式和方法。通过此格式和方法，就可以搭建起整个设施中，由其它竖、横主架所搭建的设施框架。本图是按1∶250的比例绘制的。

在图8中，它所反映的是大型聚散风力斗篷在大开口的正面所看到的情况。其中，左、右拦风板是两块隔板，在搭建时，它们的三个边应紧扣大型聚散风力斗篷的边缘，靠中央的一边应紧扣中间的竖立主架，以求达到牢靠，并呈现出“凹”字状。另外，在本图中出现的“排风阀”，它属于“多向排风管”的组成部分，这里出现是为了说明它在大型聚散风力斗篷中的安装情况。还需要强调的是：它在实际的安装过程中，应当根据具体需要，从大小尺寸、位置以及数量上进行必要的增减。本图是按1∶1000的比例绘制的。

在图9中，它所反映的是大型聚散风力斗篷在对图8中的B-B位置和方向上进行解剖之后所看到的情况，它为搭建大型聚散风力斗篷提供了空间布局的剖视图样。另外，在本图中所出现的“排风管”、“排风软管”，它们是“多向排风管”的组成部分，这里出现是为了说明它们在大型聚散风力斗篷中的安装情况，也为后续的“多向排风管”图例补充遗漏。本图是按1∶1000的比例绘制的。

在图10中，它所反映的是对大型聚散风力斗篷在俯、侧视二维条件下所看到的、由各种弯曲主架所搭建成的弯曲框架构造的情况。需要说明的是：在实际搭建过程中，应当根据整体需要来制作和搭建各种弯曲主架，使它们最终形成整体性的弯曲框架。本图是按1∶1000的比例绘制的。

在图11和图12中，它们绘出的是泄风阀的外观和内部构造图。其中，重力弹簧是指在九级风力条件下才开始发挥作用的弹簧。另外，还需要说明的上是：应当根据设施建造所在地的实际风力状况，增减泄风阀的数量，或是增减它们的大小尺寸，或是改变它们构造形状，或是调整它们的安装位置，或者调改重力弹簧的弹性力。两图均是按1∶250的比例绘制的。

在图13中，它所反映的是尾罩的构造形状情况，它是一节大小口径都很大的橡胶管。其作用是：一方面整合各种弯曲主架在尾部收拢时，由于变形所造成的对接问题；另一面也便于和多向风力合向管对接。在安装时，要求两头的对接要做得严密、牢靠，并把它整体地固定在设施上。本图是按1∶250的比例绘制的

在图14中，它所绘出的是弯曲主架构造的样式图。它是由四根长而弯曲的金属角材，再用粗、细以及长、短不等的金属连板焊接起来而制作成的。通过此样式图就可以制作出设施所需要的全部弯曲主架。不过，在这里需要强调的是：在实际制作时，应根据吊装能力来决定每根的长度。另外，还由于搭建在设施上的各个弯曲主架，其弯曲程度、方向以及安装位置的不同，因而差别极大。所以，在实际制作时，必须按实际情况一根一根地进行具体设计和制作。安装过程也是如此。其中，在搭建时，应把弯曲主架的起端插在横接主架的中间并加以固定，然后再继续下面的工作。此外，图中的加固桩是用来把弯曲主架与横接主架或竖立主架相连接起来，使它们成为设施的整体框架，起连接加固作用。而它本身是被认为在需要加固的地方而灵活添置的。其制作方法是：把金属槽型材质从槽底中央分割直到终止的尺寸为止，然后再进行适当的弯扭、焊接，并且把分割的头部压成平状，打孔，再带上有螺帽的长螺丝即可，安装方法则是：把有螺丝的一头安装在横接主架上的两根水泥柱上，另一头就焊接在弯曲主架上。需要强调的是；对它的制作和安装应当根据实际需要灵活进行。也就是说，在加固桩的构造制作上，可以根据实际需要进行变形制作，尤其是它的两头部位，更应该灵活制作；在安装加固时，既可采用螺丝固定方式，也可采用焊接固定方式，或者采用铁丝、绳索捆扎固定的方式，或者采用多种组合固定的方式；而被加固的部位应当根据实际需要最终确定其位置。总的原则是：用加固桩来连接和加固各个弯曲主架与横、竖主架之间的整体程度，让它们能充分发挥整化作用，因而在制作和安装时，怎么合适，怎么便捷，就怎么做。本图是按1∶100的比例绘制的。

在图15中，它所绘出的是弯曲支架的构造样式图。它是由两根长而弯曲的金属角材，再用若干金属连条焊接而成的。通过这个样式图就可以制作出设施所需要的全部弯曲支架。一只是需要强调的是：在实际制作过程中，应根据具体情况逐一地制作。在搭建时也是如此。本图是按1∶150的比例绘制的。

在图16中，它所绘出的是弯曲网架构造的样式图，它所反映的是：把四根弯曲支架如何拼接成一个网架的情况。在这里需要强调的是：在实际拼接的过程中，应当根据它在由各弯曲主架所搭建起的斗蓬框架中所安装的实际位置的状况进行拼接，使它满足整体需要。安装时，让网架既固定在所在斗篷框架之中，同时又与四周的其它网架相焊接。在这里还需要说明的是：网架还包括大量的金属条，而它们在本图中没有绘出。这些金属条应在网架搭建到斗篷框架上之后，应间距地一一焊接在网架空挡处，使斗篷框架能形成一个具有立体空间的大型网式框架，为铺设覆盖物创造条件，并最终能形成大型聚散风力斗篷。另外，图中的缺口是指：在各支架拼接成网架时，把它们所接触部位的角材去掉一个角的一段短边，使接触的部位形成平状，这时就出现了缺口。通过这个缺口就可以把各个支架平稳地拼接成网架。本图是按1∶300的比例绘制的。

在图17、图18和图19中，它们分别绘出的是多向风力合向管在竖、俯和剖视情况下的图样。它说明了多向风力合向管是由管体、阀框和簸箕形阀门共同构成的。在制作时，管体可用硬质材料来制作；安装时上下两个口子要与配装的构件进行严密对接，最后把它固定在高架式房屋的顶部。此外，簸箕形阀门一定要用轻质而坚固的材质来制作，活页转动要灵活，如果需可在内部装上轴承。阀框做得要平整、牢靠且严密，有倾斜度。三图均是按1∶100的比例绘制的。

在图20、图21和图22中，它们分别所绘出的是单向风力分向管的竖、俯和剖视图样。它说明了单向风力分向管是由正方面分向管、多个限流阀和多根方形软管以及活塞底座共同构成的。在制作时，对正方面分向管可用硬质材料来制作；底座可用水泥来制作。其中，活塞上的正方体竹节式塞子是指，它的构造像一段有节的竹子，只是它的形状呈正方体，用于遮挡风力分向口。在制作时必须用轻质的材料来制作。整个活塞在正方面分向管内的高度是：在低风力无法压动它收缩时，它处在从上往下数的第二级风力分向口的位置。也就是说，第一级风力分向口始终是开着的，而第二级风力分向口却是遮挡着的。在这里需要说明的是：正方体竹节式塞子也可用橡胶条吊着的办法安装，其办法是，用四条弹性好的橡胶条分别固定在塞子的四个顶角上，然后安装于正方面分向管内呈吊装状，于是，可省去弹簧。另外，还需要说明的是，在图22中的限流阀的内部构造图是一个略图，这里只说明其内部有特定构造，后面有专门的详图，并以详图为准。此三图均是按1∶250的比例绘制的。

在图23和图24中，它们所反映的是两种限流阀内部构造的详细情况。在第一种限流阀中，它由阀壁和阀门构成，其中阀门又有方柱状轻力弹簧、方形状聚风盆和过风圈共同构成；在第二种限流阀中，它由阀壁和阀门构成，其中阀门又有方柱状轻力弹簧、方形状聚风盆和宽片型弹簧共同构成。对方形状聚风盆的制作可用硬质材料，对过风圈的制作可用金属材料。在设施的建造过程中，可根据实际情况，对两种限流阀进行选择性地使用。此二图均是按1∶75的比例绘制的。

在图25和图26中，它们所反映的是两种风电机组的组成情况。在这里需要说明的是：两图所反映的均是理想状态下的风电机组的组成，而在设施建造的实际组建过程中，应当根据实际的风力状况来组成风电机组。也就是说，应当根据实际需要，对其中的风叶轮的大小，所用风电机的数量和功率进行必要的增减，这样所组成风电机组为一级。本发明实施例一中共采用了四级。二图均是按1∶100的比例绘制的。

在图27中，它反映的是专用风叶轮在竖视的条件下剖解后所看到的情况。其构造是为本设施能够运行起来而专门设计的，特点是可以让风力集中在风叶片上，而其中的隔风圈正是起了这个作用。专用风叶轮由外罩、风叶片、隔风圈、轮架和转轴以及风叶轮支架共同构成。对它的制作可采用轻质而坚固的材料。对风叶轮制作总的要求是：体积大而轻便，转动灵活阻力小，风力集中且能持续。本图是按1∶50的比例绘制的。

在图28中，它绘出的是专用风叶轮侧视剖面图，它所反映的是专用风叶轮内部构造的详细情况，尤其反映了隔风圈的构造情况。在这里需要强调的是：在制作时一定要用轻质而坚固的材料来制作。如果用轻金属来制作，隔风圈内部必须是空心的。图中的实心体是针对那些不易加工的材质而言的。本图是按1∶50的比例绘制的。

在图29中，它所反映的是由四级风电机组在高架式房屋地板上的布局情况。需要说明的是：它所反映的是一种理想状态下的布局，而在实际的布局过程中，应当根据具体情况进行布局。也就是说，应根据实际情况增减风电机组的级数，或改变布局的位置。另外，还需要说明的是：本实施例一采用了把升降机穿过横接主架中间空隙的安装方法。而在实际安装过程中，应根据需要也可安装于其它空挡的地方。本图是一幅示意图。

在图30中，它反映的是多向排风管的构造情况。多向排风管是由另一种多向风力合向管、汇风箱、多根排风软管和多个排风阀共同构成。汇风箱和另一种多向风力合向管可用硬质的材料来制作。汇风箱四个腰面部位可做成鼓凸状形。另一种多向风力合向管由阀壁和阀门构成；而阀门又由圆台体轻力弹簧、圆台体小口罐和过风环共同构成。对圆台体小口罐的制作可用轻质坚固的材料，对过风环的制作可用金属条材。其中，为了使阀门在移动时能够平稳地移动，可以把小轮子制作和安装成有前有后的轮组。在者，在这里还需要说明的是：在此处的多向风力合向管完全可以作为单独的构件而被使用。也就是说，它与前面介绍过的第一种多向风力合向管所起的作用是一样的，它可以作为一个独立构件而使用在第一种多向风力合向管所使用的位置上。所以，完全可以把此处的另一种多向风力合向管作为独立的第二种多向风力合向管进行选择性使用。只是在制作和安装时，其大小规模应与配接的大型聚散风力斗篷和单向风力分向管相匹配。而多根排风软管应分别安装在汇风箱上各个棱角的中间处。此外，还需要说明的是：此处的排风阀只是个略图，它只说明排风阀在多向排风管中的位置，后面有详图，以详图为准。本图是按1∶250的比例绘制的。

在图31中，它反映的是排风阀构造的详细情况。排风阀是由排风软管、出风口、固定架、卡子、转轴、方柱体轻力型弹簧、杠杆臂和圆盆状阀门共同构成。对于出风口、固定架和卡子的制作可采用硬质材料，而对于杠杆臂和圆盆状阀门必须用轻质而耐用的材料来制作，对于转轴的要求是必须能灵活转动。不过在实际制作和安装时，应当根据实际情况，对其构造的大小、数量以及安装位置加以确定。本图是按1∶250的比例绘制的。

在图32中，它反映的是人控风道和风电机组整体安装的情况。这里需要强调的是：在安装的过程中，各个接口要严密、牢靠，使各个构件组成最终形成整体构件。整体构件安装完毕后，将各个风电机上的电线引出联网。本图是一幅整体安装展示图。

在图33中，它反映的是由若干个基本设施在地面上横平排列的情况。在这里需要说明的是：由于绘图纸的局限性，本图只绘出了两个基本设施横平排列的情境，而在实际建造过程中，应当横平地把七八个、十几个、甚至几十个基本设施排列起来，只有这样才能显示出产业化的意义。就建造过程而言，只要按照建造基本设施的建造方法，反复地进行即可。本图是按1∶1000的比例绘制的。

在图34和图35中，它们所反映的是由若干个基本设施像搭建宝塔一样，一层一层地向高处排列的情况。在这里需要说明的是：由于绘图纸的限制，两图只绘出了由两个基本设施所搭建起的实用设施的情境，而在实际的建造过程中，应当充分发挥现有的高架技术，尽量向高处建造，也就是在两层的基础上，再加上第三、第四层，甚至第五、第六层。因为越往高处，风力越大，开发利用的效能也就越大。当然，这需要有高架技术的有力保障。就建造过程而言，只要按照建造基本设施的建造方法，重复地进行即可。两图均是按1∶1000的比例绘制的。

在图36和图37中，它们所反映的是把横平排列和竖立排列综合成横竖复合式排列的情境，这样的排列可以更充分地体现出风力具有广阔的气象空间分布的特点，因而也就可以更有效地开发利用风力资源。就建造过程而言，只要按照建造横平排列式和竖立排列式的实用设施的建造方法，将两种建造方法进行综合后加以实施即可。此二图均是按1∶1000的比例绘制的。

Claims (10)

1.一种人控风力发电设施及其建造方法，其特征是：它由多个大型聚散风力斗篷、人控风道和风电机组以及高架式房屋、升降机共同构成了一种能有效开发和利用分布于广阔气象空间区域内极其丰富的自然风力资源的设施。

2.如权利要求1所述的一种人控风力发电设施及其建造方法，其特征是：建造方法采用的是先进行选址，然后进行设施规划和地面平整，接着再搭建大型聚散风力斗篷和高架式房屋；制作、配备和安装人控风道和风电机组；调整联动风力调控机构；测试和评价设施的运行过程和效果这样的建造方法。

3.如权利要求1或2所述的一种人控风力发电设施及其建造方法，其特征是：大型聚散风力斗篷是该设施的重要组成构件，它由竖立主架、横接主架、弯曲主架、弯曲支架、弯曲网架和拦风板、泄风阀、尾罩以及覆盖物共同搭建而成。

4.如权利要求1或2所述的一种人控风力发电设施及其建造方法，其特征是：人控风道是该设施中的另一重要的组成构件，它由多向风力合向管、单向风力分向管和多向排风管共同构成，它们在设施的运行过程中共同形成了联动风力调控机构。

5.如权利要求1或4所述的一种人控风力发电设施及其建造方法，其特征是：多向风力合向管是人控风道的重要组成部分并且有两种：第一种是由阀壁、簸箕形阀门和阀框构成；第二种是由阀壁和阀门构成，其中阀门又由圆台体轻力弹簧、圆台体小口罐和过风环共同构成。

6.如权利要求1或4所述的一种人控风力发电设施及其建造方法，其特征是：单向风力分向管是人控风道的另一重要组成部分，它由正方面分向管、多个限流阀、多根方形软管以及活塞和底座共同构成。

7.如权利要求1或6所述的一种人控风力发电设施及其建造方法，其特征是：限流阀是单向风力分向管上的一个重要组成部分并且有两种：第一种是由阀壁和阀门构成，其中阀门又由方柱状轻力弹簧、方形状聚风盆和过风圈共同构成；第二种是由阀壁和阀门构成，其中阀门又由方柱状轻力弹簧、方形状聚风盆、宽片型弹簧共同构成。

8.如权利要求1或4所述的一种人控风力发电设施及其建造方法，其特征是：多向排风管是人控风道上的又一重要的组成部分，它由第二种多向风力合向管、汇风箱、多根排风软管和多个排风阀共同构成。

9.如权利要求8所述的一种人控风力发电设施及其建造方法，其特征是：排风阀是多向排风管上的一个重要部件，它由排风软管、出风口、固定架、卡子、转轴、方柱体轻力型弹簧、杠杆臂和圆盆状阀门共同构成。

10.如权利要求1或2所述的一种人控风力发电设施及其建造方法，其特征是：专用风叶轮是风电机组中的重要组成部分，它由外罩、风叶片、隔风圈、轮架、转轴和风叶轮支架共同构成。

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