CN103527415B - 建筑分布复合式风力发电机组 - Google Patents

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Abstract

一种建筑分布复合式风力发电机组，该机组采用垂直轴、上叶轮、下叶轮和风力发电机来实现风力发电；本发明还通过沼气发动机产生机械能来驱动空气压缩机压缩空气，压缩空气直接驱动上叶轮和垂直轴旋转来实现风力发电；另外，建筑电梯井内的热空气进入筒体内驱动上叶轮和下叶轮旋转来实现风力发电；另外，安装座外表面的太阳能电池板将太阳能转化为电能以保证控制器的用电需求；因此，本发明的风力发电机组实现了以风力为主的多种能源发电的目的，提高了发电效率，降低了成本。本发明还克服了传统风机机组在风力较小时不能发电、风力太大需要停机的缺陷，可以实现从一级风到十二级风均可发电，风能的利用率提高到60%-80％。

Description

建筑分布复合式风力发电机组
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种建筑分布复合式风力发电机组。
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。
目前，风力发电越来越成为可再生能源发电的主要手段。而现有技术采用的水平轴风电机组存在着造价高、发电效率低等缺陷。另外，由于传统风电机组的缺陷，无法设置在建筑楼顶和靠近人群的地方，同时发电只靠风能，功能过于单一。另外，传统风电机组在风力较小和风力过大时都不能实现发电。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种成本低、发电效率高、可以分散布置、多种能源复合式发电的建筑分布复合式风力发电机组。
本发明是这样实现的，一种建筑分布复合式风力发电机组，其特征在于，包括一安装座，所述安装座固设于建筑屋顶上；
所述安装座上端固设有一筒体，所述筒体中部开设有若干沿所述筒体圆周方向设置且可调节风口大小的闸门，所述筒体外围设有若干沿所述筒体圆周方向设置的喇叭形进风道，所述进风道的横截面从外至内逐渐变小；
所述筒体内设有一与所述筒体同轴且可转动的垂直轴，所述垂直轴上部固设有一上叶轮，所述垂直轴下部通过一离合器与一下叶轮连接，所述离合器在所述下叶轮的转速小于设定转速时与所述垂直轴脱离连接，所述离合器在所述下叶轮的转速大于或等于设定转速时与所述垂直轴结合在一起，所述垂直轴底部与一风力发电机的转轴同轴固定连接，所述风力发电机设于所述安装座内；
所述安装座内还设有一沼气发动机，所述沼气发动机通过一沼气管道与一沼气池连通，所述沼气发动机的转轴与一空气压缩机的转轴同轴连接，所述空气压缩机与一压缩空气仓连通，所述压缩空气仓与一高压空气管道连接，所述高压空气管道的出气口沿所述上叶轮的圆周方向与所述上叶轮相对设置。
具体地，所述上叶轮和下叶轮均为涡轮状。
进一步地，所述沼气管道上设有一沼气均衡器。
进一步地，所述安装座外表面设有若干太阳能电池板，所述太阳能电池板与一蓄电池连接，所述蓄电池与一控制器连接。
进一步地，所述安装座下端与一电梯井连接，所述电梯井通过一余热空气管道与所述筒体连通。
进一步地，所述安装座内设有一电梯机房，所述电梯机房上端与所述余热空气管道连通，所述电梯机房下端与所述电梯井连通。
进一步地，所述安装座上端还固设有一金属结构体，所述筒体设于所述金属结构体内，所述金属结构体顶端与一避雷针连接，所述金属结构体底部接地。
进一步地，所述筒体上部开设有若干沿所述筒体圆周方向设置的排气格栅。
进一步地，所述筒体外表面还设有一将所述闸门的开口和所述进风道罩住的拦鸟网。
具体地，所述离合器为电磁离合器、摩擦式离合器、飞锤式离合器或电子测速离合器。
本发明的风力发电机组采用垂直轴、上叶轮、下叶轮和风力发电机来实现风力发电；本发明还通过沼气发动机产生机械能来驱动空气压缩机压缩空气，压缩空气直接驱动上叶轮和垂直轴旋转来实现风力发电；另外，建筑电梯井内的热空气进入筒体内驱动上叶轮和下叶轮旋转来实现风力发电；另外，安装座外表面的太阳能电池板将太阳能转化为电能以保证控制器的用电需求；因此，本发明的风力发电机组实现了风力为主的多种能源发电的形式的目的，提高了发电效率，降低了发电成本。本发明还克服了传统风机机组在风力较小时不能发电、风力太大需要停机的缺陷，可以实现从一级风到十二级风均可发电，风能的利用率提高到60%-80％。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种建筑分布复合式风力发电机组的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明实施例提供的一种建筑分布复合式风力发电机组，该机组可以多台组成系统布置在各个建筑顶部，其包括一安装座1，安装座1固设于建筑屋顶2上；
所述安装座1上端固设有一筒体3，筒体3上部开设有若干沿筒体3圆周方向设置的排气格栅31，排气格栅31用于将筒体3内的空气排出，筒体3中部开设有若干沿筒体3圆周方向设置且可调节风口大小的闸门32，闸门32可由一电机（未示出）驱动沿竖直方向上下运动，以调节闸门32的风口大小，筒体3外围设有若干沿筒体3圆周方向设置的喇叭形进风道33，进风道33的横截面从外至内逐渐变小，外部空气可以通过闸门32的开口和进风道33进入筒体3内，筒体3外表面还设有一将闸门32的开口和进风道33罩住的拦鸟网34，拦鸟网34用于防止鸟儿被吸入筒体3内而对鸟儿造成伤害。
所述安装座1上端还固设有一金属结构体9，筒体3设于金属结构体9内，金属结构体9顶端与一避雷针41连接，金属结构体9底部接地，当机组被雷击时，避雷针41将雷电通过金属结构体9传导至大地，从而避免了雷击损坏机组。筒体3内设有一与筒体3同轴且可转动的垂直轴4，垂直轴4上部固设有一涡轮状的上叶轮42，垂直轴4下部通过一离合器43与一涡轮状的下叶轮44连接，离合器43在下叶轮44的转速小于设定转速时与垂直轴4脱离连接，离合器43在下叶轮44的转速大于或等于设定转速时与垂直轴4结合在一起，垂直轴4底部与一风力发电机45的转轴同轴固定连接，风力发电机45设于安装座1内，其中，离合器43可以为电磁离合器、摩擦式离合器、飞锤式离合器或电子测速离合器等。
安装座1内还设有一沼气发动机5，沼气发动机5通过一沼气管道51与一沼气池52连通，本实施例中，沼气池52是从建筑的化粪池改造过来的，其既保留化粪池的功能，同时又可以产生沼气。沼气管道51上设有一沼气均衡器53，沼气均衡器53用于均衡沼气的气压，沼气发动机5的转轴与一空气压缩机54的转轴同轴连接，空气压缩机54与一压缩空气仓55连通，压缩空气仓55与一高压空气管道56连接，高压空气管道56的出气口57沿上叶轮42的圆周方向与上叶轮42相对设置。
进一步地，安装座1外表面设有若干太阳能电池板6，太阳能电池板6与一蓄电池（未示出）连接，太阳能电池板6用于将太阳能转化为电能，并储存到蓄电池内，蓄电池与机组的控制器8连接，以维持控制器8的运行。
安装座1下端与一电梯井7连接，电梯井7通过一余热空气管道71与筒体3连通，安装座1内设有一电梯机房72，电梯机房72上端与余热空气管道71连通，电梯机房72下端与电梯井7连通。
本发明提供的风力发电机组的工作原理具体如下：
（1）本发明的机组设置于建筑楼顶的电梯机房72的顶部，将各个方向的风从闸门32的开口和进风道33水平引入筒体3，由于进风道33为喇叭形状，进风道33的横截面从外至内逐渐变小，因此外界的风进入进风道33后风速从外至内逐渐变大，从而可以将风速提高数倍并直接冲击下叶轮44，显著提高了发电效率；另外，筒体3迎风面与筒体3内的空气压力差，以及筒体3迎风面与筒体3背风面的空气压力差，可以进一步提高风力速度，从而提高发电效率；当下叶轮44的风速小于设定转速时，离合器43与垂直轴4脱离连接，此时下叶轮44只是自转，并不驱动垂直轴4转动，下叶轮44在自转的过程中将水平风整流为垂直向上的旋转气流（龙卷风），旋转气流冲击上叶轮42旋转，由于上叶轮42与垂直轴4固定连接，因此上叶轮42在旋转的同时会驱动垂直轴4旋转，垂直轴4在旋转过程中带动其底部的风力发电机45发电，实现了将风能转化为电能的目的；当下叶轮44的风速大于或等于设定转速时，控制离合器43与垂直轴4结合在一起，此时下叶轮44在旋转的同时也会与上叶轮42共同驱动垂直轴4旋转，垂直轴4在旋转过程中带动其底部的风力发电机45发电，从而实现利用上叶轮42和下叶轮44的合力进行风力发电。
（2）当风力过大，使上叶轮42的转速超过其额定转速的10%时，机组的控制器8发送信号给迎风向的闸门32，使闸门32的风口逐步关小，并发信号给背风向的闸门32，使闸门32的风口逐步开大，从而使筒体3内的空气流量减少，以保证上叶轮42、处于额定转速和风力发电机45处于额定功率发电。
（3）当风力发电机组刚启动或风力变小、不能满足上叶轮42和下叶轮44处于额定转速时，风力发电机45也不能处于额定功率发电，此时，机组的控制器8发送信号启动沼气发动机5，沼气通过沼气管道51进入沼气发动机5内并在沼气发动机5内燃烧，沼气发动机5将沼气燃烧产生的热能转化成机械能，该机械能使沼气发动机5的转轴旋转，由于沼气发动机5和空气压缩机54同轴连接，因此沼气发动机5的转轴会带动空气压缩机54的转轴旋转，空气压缩机54开始制造压缩空气并进入压缩空气仓55，然后压缩空气从压缩空气仓55进入高压空气管道56，最后从高压空气管道56的出气口57喷出，压缩空气协助驱动上叶轮42旋转使其维持额定转速，上叶轮42带动垂直轴4旋转，垂直轴4在旋转过程中带动其底部的风力发电机45发电，以保证上叶轮42处于额定转速和风力发电机45处于额定发电。同时，当风力小到使下叶轮44的风速小于设定转速时，控制离合器43与垂直轴4脱离，此时下叶轮44只是自转，下叶轮44在自转的过程中将水平风整流为垂直向上的旋转气流（龙卷风），旋转气流冲击上叶轮42旋转，以加快实现上叶轮42的风速达到额定转速。
（4）当风力足够大、能够保证上叶轮42的额定转速时，机组的控制器8发送信号关闭沼气发动机5，空气压缩机54随之停止制造压缩空气。这时，当风力足够大到使下叶轮44的风速大于或等于设定转速时，控制离合器43与垂直轴4结合在一起，下叶轮44驱动垂直轴4旋转，垂直轴4带动其底部的风力发电机45发电。
（5）建筑物的余热、电梯机房72和风力发电机45产生的热量可以将电梯井7内的空气加热，电梯井7内的热空气通过余热空气管道71进入筒体3内，热空气驱动上叶轮42和下叶轮44旋转来实现风力发电。
（6）安装座1外表面的太阳能电池板6可以将太阳能转化为电能，并储存到蓄电池内，以维持机组的控制器8运行。
综上所述，本发明的风力发电机组采用垂直轴4、上叶轮42、下叶轮44和风力发电机45来实现风力发电；本发明还通过沼气发动机5产生机械能来驱动空气压缩机54压缩空气，压缩空气直接驱动上叶轮42和垂直轴4旋转来实现风力发电；另外，建筑电梯井内的热空气进入筒体3内驱动上叶轮42和下叶轮44旋转来实现风力发电；另外，安装座1外表面的太阳能电池板6将太阳能转化为电能以保证控制器8的用电需求；因此，本发明的风力发电机组实现了风力为主的多种能源发电的形式的目的，提高了发电效率，降低了发电成本。本发明还克服了传统风机机组在风力较小时不能发电、风力太大需要停机的缺陷，可以实现从一级风到十二级风均可发电，风能的利用率提高到60%-80％。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种建筑分布复合式风力发电机组，包括一安装座，所述安装座固设于建筑屋顶上；
所述安装座上端固设有一筒体，所述筒体中部开设有若干沿所述筒体圆周方向设置且可调节风口大小的闸门，所述筒体外围设有若干沿所述筒体圆周方向设置的喇叭形进风道，所述进风道的横截面从外至内逐渐变小；
其特征在于，所述筒体内设有一与所述筒体同轴且可转动的垂直轴，所述垂直轴上部固设有一上叶轮，所述垂直轴下部通过一离合器与一下叶轮连接，所述离合器在所述下叶轮的转速小于设定转速时与所述垂直轴脱离连接，所述离合器在所述下叶轮的转速大于或等于设定转速时与所述垂直轴结合在一起，所述垂直轴底部与一风力发电机的转轴同轴固定连接，所述风力发电机设于所述安装座内；
所述安装座内还设有一沼气发动机，所述沼气发动机通过一沼气管道与一沼气池连通，所述沼气发动机的转轴与一空气压缩机的转轴同轴连接，所述空气压缩机与一压缩空气仓连通，所述压缩空气仓与一高压空气管道连接，所述高压空气管道的出气口沿所述上叶轮的圆周方向与所述上叶轮相对设置。
2.根据权利要求1所述的建筑分布复合式风力发电机组，其特征在于，所述上叶轮和下叶轮均为涡轮状。
3.根据权利要求1所述的建筑分布复合式风力发电机组，其特征在于，所述沼气管道上设有一沼气均衡器。
4.根据权利要求1所述的建筑分布复合式风力发电机组，其特征在于，所述安装座外表面设有若干太阳能电池板，所述太阳能电池板与一蓄电池连接，所述蓄电池与一控制器连接。
5.根据权利要求1所述的建筑分布复合式风力发电机组，其特征在于，所述安装座下端与一电梯井连接，所述电梯井通过一余热空气管道与所述筒体连通。
6.根据权利要求5所述的建筑分布复合式风力发电机组，其特征在于，所述安装座内设有一电梯机房，所述电梯机房上端与所述余热空气管道连通，所述电梯机房下端与所述电梯井连通。
7.根据权利要求1所述的建筑分布复合式风力发电机组，其特征在于，所述安装座上端还固设有一金属结构体，所述筒体设于所述金属结构体内，所述金属结构体顶端与一避雷针连接，所述金属结构体底部接地。
8.根据权利要求1所述的建筑分布复合式风力发电机组，其特征在于，所述筒体上部开设有若干沿所述筒体圆周方向设置的排气格栅。
9.根据权利要求1所述的建筑分布复合式风力发电机组，其特征在于，所述筒体外表面还设有一将所述闸门的开口和所述进风道罩住的拦鸟网。
10.根据权利要求1所述的建筑分布复合式风力发电机组，其特征在于，所述离合器为电磁离合器、摩擦式离合器、飞锤式离合器或电子测速离合器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2546530A (en) * 2016-01-22 2017-07-26 Sankey Tim Elevator energy recovery system
CN110485651A (zh) * 2019-09-09 2019-11-22 大理大学 一种小型垂直轴风力发电建筑女儿墙构件集成系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101963133A (zh) * 2009-07-24 2011-02-02 连志敏 增压集风式风力发电机组
EP2568169A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-13 Areva Wind GmbH Wind turbine with tower climatisation system using outside air
CN203148258U (zh) * 2013-01-05 2013-08-21 高尚义 一种冷却塔

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101963133A (zh) * 2009-07-24 2011-02-02 连志敏 增压集风式风力发电机组
EP2568169A1 (en) * 2011-09-09 2013-03-13 Areva Wind GmbH Wind turbine with tower climatisation system using outside air
CN203148258U (zh) * 2013-01-05 2013-08-21 高尚义 一种冷却塔

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