CN109538421A - 一种提高风力利用率的组合风力发电装置及其方法 - Google Patents
一种提高风力利用率的组合风力发电装置及其方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109538421A CN109538421A CN201811206739.2A CN201811206739A CN109538421A CN 109538421 A CN109538421 A CN 109538421A CN 201811206739 A CN201811206739 A CN 201811206739A CN 109538421 A CN109538421 A CN 109538421A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wind power
- wind
- power generation
- generation plant
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/60—Cooling or heating of wind motors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种提高风力利用率的组合风力发电装置，包括第一风力发电装置和第二风力发电装置，若干所述第一风力发电装置以第二风力发电装置为中心圆形阵列设置；所述第一风力发电装置包括通风筒和设置在所述通风筒内部的风力发电机组，所述通风筒包括进风口和出风口，所述进风口与出风口之间形成通风通道，所述风力发电机组设置在所述通风通道内，若干所述第一风力发电装置的出风口均朝向且靠近第二风力发电装置设置，所述第二风力发电装置位于若干第一风力发电装置的出风路径上。本发明将若干水平风力发电和一个垂直风力发电相结合，整体结构紧凑，合理的利用环境中的自然风，以提高风力的利用率。
Description
技术领域
本发明属于风力发电领域，特别涉及一种提高风力利用率的组合风力发电装置及其方法。
背景技术
由于地球能源贮藏量有限，随着不断的开采，日益枯竭、短缺，并威胁着人类的生存和发展。因此，如何合理的利用自然能源，如太阳能、风能等，是当今必须解决的问题。风力发电是合理利用自然能源的措施之一。目前，人类生活对电力的需求很大，需要尽可能大程度的利用风能发电。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种提高风力利用率的组合风力发电装置及其方法，以提高风力的利用率。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种提高风力利用率的组合风力发电装置，包括第一风力发电装置和第二风力发电装置，若干所述第一风力发电装置以第二风力发电装置为中心圆形阵列设置；所述第一风力发电装置包括通风筒和设置在所述通风筒内部的风力发电机组，所述通风筒包括进风口和出风口，所述进风口与出风口之间形成通风通道，所述风力发电机组设置在所述通风通道内，若干所述第一风力发电装置的出风口均朝向且靠近第二风力发电装置设置，所述第二风力发电装置位于若干第一风力发电装置的出风路径上。
进一步的，所述第二风力发电装置的外侧设置有若干风阻挡板，且若干所述风阻挡板分别设置在两个相邻的第一风力发电装置之间，所述风阻挡板靠近各出风口设置，若干所述风阻挡板与出风口形成第二风力发电装置的环形绕流风道；所述第一风力发电装置的风轮转动轴线为水平方向，所述第二风力发电装置的风轮转动轴线为竖直方向，所述第一风力发电装置的风轮转动轴线的延伸线与第二风力发电装置的风轮转动轴线偏距设置。
进一步的，所述出风口的开口小于进风口的开口大小，所述出风口呈缩口状结构，所述通风筒的顶部壁体及相邻顶部壁体两侧的区域靠近第一风力发电装置的风力发电机组的机舱设置，所述通风筒的内壁与机舱之间形成散热通风通道；所述通风筒与机舱相对应的区域呈弧形下滑式斜坡状结构，且弧形面向机舱的一侧凸出。
进一步的，所述第一风力发电装置还包括轴端稳定杆和支撑架，所述第一风力发电装置的风轮相邻进风口的一侧，所述风轮与进风口之间设置有支撑架，所述支撑架设置在通风筒内，所述轴端稳定杆的一端同轴固定设置在风轮的轮毂上，且另一端转动设置在支撑架上，所述轴端稳定杆与风力发电机组的传动主轴共线；通过轴端稳定杆分散传动主轴的径向受力。
进一步的，还包括减速稳定组件，所述减速稳定组件设置在轴端稳定杆与支撑架之间，在风轮高速转动超过极限转速的状态下，通过减速稳定组件减慢叶轮的转动速度；
所述减速稳定组件包括外环固定座、转动内芯盘和减速组件，所述固定外环座为环形结构，且所述固定外环座设置在支撑架上，所述固定外环座与轴端稳定杆同轴设置，所述转动内芯盘套设在轴端稳定杆上，所述转动内芯盘与风轮同步转动，所述转动内芯盘的圆周壁与固定外环座的内圆周壁相对设置，所述减速组件设置在固定外环座与转动内芯盘之间。
进一步的，所述减速组件包括减速块和复位件，所述转动内芯盘为环形柱状结构，所述转动内芯盘包含有若干沿圆周壁阵列设置的凸键体，形成花键状的柱体结构，若干所述凸键体上均凹设有安装凹槽，所述安装凹槽朝向固定外环座的一侧为开口设置，且若干所述安装凹槽沿转动内芯盘圆周方向的同一侧均为开口设置，且圆周方向的开口方向与转动内芯盘的转动方向相同，所述凸键体在圆周方向上的另一侧壁为限位部，所述安装凹槽内转动设置有减速块，所述减速块远离限位部的一侧壁与转动内芯盘的小径壁体之间设置有复位件，所述转动块上远离转动端的一侧面远离或摩擦接触固定外环座的内环壁；
在风轮低速转动状态下，所述复位件的回复力大于转动件的离心力，转动块偏离固定外环座的内壁，且靠近固定外环座的小径内圈；在风轮超高速转动状态下，所述复位件的回复力小于转动件的离心力，转动块向限位部的一侧偏转，且转动块的远离转动端的外侧面与固定外环座的内壁紧密接触。
一种提高风力利用率的组合风力发电装置的方法，包括以下步骤：
S1：流动的风力从第一风力发电装置的进风口向出风口流动，气流经过风轮时使得风轮转动，从而风力发电机组工作进行发电，所述轴端稳定杆与风力发电机组的传动主轴共线，通过轴端稳定杆支撑并分散传动主轴的径向受力，减少传动主轴的挠度；气流从通风筒的进风口流入，进风口聚集空间中的气流，并通过通风通道形成统一流向的进风气流，然后正面流向风轮，使得风轮转动；
S2：所述通风筒与机舱相对应的区域呈弧形下滑式斜坡状结构，且弧形面向机舱的一侧凸出，气流从通风通道向出风口流出时，流动的风带走机舱内部的热量，通过下滑式斜坡状结构，在通风通道内形成一段空间狭小的散热通道，气流通过散热通道时，流动速度增加，增加气流流动时携带的热量；
S3：从第一风力发电装置的出风口流出的风力热气流作用在第二风力发电装置的风轮叶片上，使得第二风力发电装置的风轮转动并发电工作，以增加风力的利用率，同时从第一风力发电装置的出风口流出的风力气流携带风力发电机组的热量，由于热气流中气体分子的运动速度大于低温状态下的气流中风分子运动，使得出风口流出的热气流高效的推动第二风力发电装置的风轮转动；
S4：在风轮低速转动状态下，所述复位件的回复力大于转动件的离心力，转动块偏离固定外环座的内壁，且靠近固定外环座的小径内圈；在风轮超高速转动状态下，所述复位件的回复力小于转动件的离心力，转动块向限位部的一侧偏转，风轮的转动速度越大，转动件的离心力越大，偏转幅度越大，偏转的转动件与固定外环座的内圈壁体紧密接触产生摩擦，若干转动件形成环形的摩擦阻力，以降低叶轮的转速，当转动件偏转至抵接在限位部上时，偏转角度最大，风轮转动时受到的摩擦阻力最大；在风轮转动速度下降至一定程度时，所述复位件的回复力大于转动件的离心力，转动块偏离固定外环座的内壁，风轮正常转动。
有益效果：本发明通过将若干水平风力发电和一个垂直风力发电相结合，且采用环抱的设置方式，整体结构紧凑，合理的利用环境中的自然风，将水平风力发电对风能利用不完全的风能部分进行再次利用，提升风能的利用率。
附图说明
附图1为本发明的整体结构的立体示意图；
附图2为本发明的整体结构的俯视图；
附图3为本发明的第二风力发电装置的风向示意图；
附图4为本发明的第一风力发电装置的立体示意图；
附图5为本发明的第一风力发电装置的主视图；
附图6为本发明的第一风力发电装置的内部结构示意图；
附图7为本发明的风轮及减速稳定组件的结构示意图；
附图8为本发明的风轮及减速稳定组件的爆炸示意图；
附图9为本发明的风轮及减速稳定组件的轴向视图；
附图10为本发明的风轮及减速稳定组件的侧向视图；
附图11为本发明的图10中的A-A向剖视图；
附图12为本发明的转动内芯盘与减速块的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至附图3所示，一种提高风力利用率的组合风力发电装置，包括第一风力发电装置100和第二风力发电装置200，所述第一风力发电装置100为水平轴风力发电设备，所述第二风力发电装置200为升力型的垂直轴风力发电设备，若干所述第一风力发电装置100以第二风力发电装置200为中心圆形阵列设置；所述第一风力发电装置100包括通风筒1和设置在所述通风筒1内部的风力发电机组2，所述风力发电机组2用于发电，所述通风筒1为壳体件，所述通风筒1包括进风口10和出风口11，所述进风口10与出风口11之间形成通风通道，所述风力发电机组2设置在所述通风通道内，若干所述第一风力发电装置100的出风口11均朝向且靠近第二风力发电装置100设置，所述第二风力发电装置200位于若干第一风力发电装置100的出风路径上。本发明适用于楼顶等处的设施，整体的装置体积均相对减小，因此单个或单方向的风力风力发电设备对风能的利用就有一定的局限性，本发明通过将若干水平风力发电和一个垂直风力发电相结合，且采用环抱的设置方式，整体结构紧凑，合理的利用环境中的自然风，将水平风力发电对风能利用不完全的风能部分进行再次利用，提升风能的利用率。
如附图2和附图3所示，所述第二风力发电装置200的外侧设置有若干弧形板状的风阻挡板201，且若干所述风阻挡板201分别设置在两个相邻的第一风力发电装置100之间，本发明的第二风力发电装置200为三个，且等距设置，所述风阻挡板201靠近各出风口11设置，若干所述风阻挡板201与出风口11形成第二风力发电装置200的环形绕流风道202；通过若干风阻挡板围合成环形的风道，使风力更加密集和集中，所述第一风力发电装置100的风轮转动轴线为水平方向，所述第二风力发电装置200的风轮转动轴线为竖直方向，所述第一风力发电装置100的风轮转动轴线的延伸线与第二风力发电装置200的风轮转动轴线偏距设置，也即出风口11的风向倾斜与第一风力发电装置的风轮叶片，并且使环形绕流风道202的气流形成环形的绕流现象，减少风能损失，以增加对风能的利用率。
如附图4至附图6所示，所述出风口11的开口小于进风口10的开口大小，所述出风口11呈缩口状结构，所述通风筒1的顶部壁体及相邻顶部壁体两侧的区域靠近第一风力发电装置100的风力发电机组2的机舱17设置，所述通风筒1的内壁与机舱17之间形成散热通风通道18；所述通风筒1与机舱17相对应的区域呈弧形下滑式斜坡状结构，且弧形面向机舱17的一侧凸出，气流从通风通道向出风口流出时，流动的风带走机舱内部的热量，通过下滑式斜坡状结构，在通风通道内形成一段空间狭小的散热通道18，气流通过散热通道18时，流动速度增加，增加气流流动时携带的热量，快速的对第一风力发电机组进行降温，从第一风力发电装置100的出风口流出的风力热气流作用在第二风力发电装置200的风轮叶片上，使得第二风力发电装置的风轮转动并发电工作，以增加风力的利用率，同时从第一风力发电装置100的出风口流出的风力气流携带风力发电机组2的热量，由于热气流中气体分子的运动速度大于低温状态下的气流中风分子运动，使得出风口流出的热气流可高效的推动第二风力发电装置200的风轮转动；相比于普通状态下，空气中的气流直接推动风轮装动，本发明中的热气流可提升风能利用率。
该装置一般为位于轮船或楼顶等处的强风风口处，而风力的大小也时刻变化着，在风轮转动时风对风轮的不均衡性对发电机转动轴的也产生一定的附加作用力，且风轮叶片受力的不均衡性也致使各叶片之间转速不同，从而产生振颤，这些会导致风轮运行不平稳和振动等问题，加上风轮本身的自重，长此以往，易导致发电机转动轴的弯曲变形以及转动轴的疲劳应力增加，从而影响发电机的稳定性及寿命，因此在本发明中，所述第一风力发电装置还包括轴端稳定杆6和支撑架8，所述第一风力发电装置的风轮4相邻进风口的一侧，通风筒1的底部设置有底座支架9，用于支撑作用，该发电设备较小，可用于海上货轮或楼顶等处，风轮4相邻进风口10的一侧，风力气流从通风通道通过使得风轮转动，风力发电机组发电，所述风轮4与进风口10之间设置有支撑架8，所述支撑架8设置在通风筒1内，所述支撑架8为星形发散状结构，为减少支撑架8对风量的阻挡，应在保证支撑架强度的同时，尽可能的减少支撑架中发散的支撑杆体，所述轴端稳定杆6的一端同轴固定设置在风轮4的轮毂5上，且另一端转动设置在支撑架8上，轴端稳定杆上套设有轴承7，轴承7位于轴端稳定杆与支撑架之间，所述轴端稳定杆6与风力发电机组2的传动主轴共线；通过轴端稳定杆分散传动主轴的径向受力。通过轴端稳定杆增加风轮的支撑强度，轴端稳定杆与风轮的传动主轴共线，通过轴端稳定杆分散传动主轴的径向受力，减少风轮转动主轴的扰度，以保证发电设备的稳定运转和降低其故障率，保证风力发电机组的使用寿命。
由于在自然环境中，风力气流是从四面八方吹在风轮上，从而使风轮转动，叶片旋转过程中旋转到相对于来风方向不同的位置时，受力不同，由于风力的方向的不规律性和风向的各异性，使得风力气流对风轮的作用力方向十分杂乱，在风轮转动时对发电机转动轴的也产生一定的附加作用力，发电机的转动轴受到不同轴的作用力，而且这些大小不一的受力也致使各叶片之间转速不同，从而产生振颤，这些会导致风轮运行不平稳和振动等问题，长此以往，易导致发电机转动轴的弯曲变形以及转动轴的疲劳应力增加，从而影响发电机的稳定性及寿命，如附图4至附图6所示，所述通风筒1包括通风部12和导风部13，所述风力发电机组2设置在通风部12内，所述导风部13位于通风部12的迎风面上，所述导风部13汇聚并导向外界的气流流入通风部12；通过导风部13的进风口对外界的风力流动进行一定的导向和汇聚，使得风力气流的流动方向能尽可能的垂直于发电机的转动轴，减少风力方向的不同而对发电机转动轴造成的受力影响，所述导风部13包括若干导风组件，若干所述导风组件沿风轮4的旋转中心圆形分布设置，通过若干导风组件4可将通风筒1外部的风力气流进行导向，增加进风口的进风量，同时，使不同风向的气流经导风组件4统一导向。
所述导风组件包括导风板15，所述导风部13为环形结构，所述导风部13环形阵列开设有若干导风通道14，所述导风通道14内设置有至少一个导风板15，若干导风板15沿风轮4的旋转轴线方向间距设置，且所述导风板15从进风口10向风轮4倾斜设置；外界的气流通过进风口和若干导风通道14，通过进风口10的风正面流向风轮，通过若干导风通道14的气流，经过倾斜设置的导风板15进行气流导向，导向后的气流沿导风板15的延伸方向流动，并最终流动至风轮4上，通过进风口及导风通道聚集空间中不同方向的气流流向，并在通风通道内形成统一流向的进风气流，然后正面流向风轮4。
如附图7至附图9所示，还包括减速稳定组件，所述减速稳定组件设置在轴端稳定杆6与支撑架8之间，在风轮4高速转动超过极限转速的状态下，通过减速稳定组件减慢叶轮4的转动速度；该所述极限转速为风轮能稳定转动、风力发电机组转动轴可允许的最大转速；如附图5至附图9所示，所述减速稳定组件包括外环固定座20、转动内芯盘21和减速组件22，所述固定外环座20为环形结构，且所述固定外环座20固定设置在支撑架8上，所述固定外环座20与轴端稳定杆6同轴设置，轴端稳定杆6的自由端端部向远离支撑架8的一侧延伸伸出，所述转动内芯盘21套设在轴端稳定杆6伸出的部分上，所述转动内芯盘21与风轮4同步转动，所述转动内芯盘21的圆周壁与固定外环座20的内圆周壁相对设置，所述减速组件22设置在固定外环座20与转动内芯盘21之间，通过在轴端稳定杆的端部设置减速稳定组件，保证在风力较大、风轮转动较快时，能够对风轮的转动进行一定程度的减速作用，防止风轮转速过快而导致的风轮离心力过大、传动轴损坏等现象，保证发电设备的稳定运行和使用寿命。
如附图8至附图12所示，所述减速组件22包括减速块27和复位件26，所述转动内芯盘22为环形柱状结构，所述转动内芯盘22包含有若干沿圆周壁阵列设置的凸键体28，形成花键状的柱体结构，若干所述凸键体28上均凹设有安装凹槽30，且所述安装凹槽30沿转动内芯盘的圆周周向开设，所述安装凹槽30朝向固定外环座20的一侧为开口设置，且若干所述安装凹槽30沿转动内芯盘22圆周方向的同一侧均为开口设置，且圆周方向的开口方向与转动内芯盘22的转动方向相同，所述凸键体28在圆周方向上的另一侧壁为限位部29，所述安装凹槽30内转动设置有减速块27，所述减速块27远离限位部29的一侧壁与转动内芯盘22的小径壁体之间设置有复位件26，所述复位件26为压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别连接减速块与转动内芯盘的小径壁体，压缩弹簧的复位方向与转动块的转动方向相同，在风轮低速或高速转动的两种不同状态下，所述转动块27上远离转动端的一侧面远离或摩擦接触固定外环座20的内环壁；
在风轮低速转动状态下，所述复位件26的回复力大于转动件的离心力，转动块27偏离固定外环座20的内壁，且靠近固定外环座20的小径内圈；在风轮超高速转动状态下，所述复位件26的回复力小于转动件的离心力，转动块27向限位部的一侧偏转，且转动块的远离转动端的外侧面与固定外环座20的内壁紧密接触。
若干所述凸键体28为旋转对称的偶数个，通过偶数个对称的凸键体，也即偶数个转动块，在风轮高速转动状态下，转动块与固定外环座的内部摩擦接触，使得转动内芯盘的周向受力比较均衡，进一步的保证了轴端稳定杆的稳定性；所述凸键体28远离转动端的一侧面为圆弧面，且该圆弧面的曲率半径大于固定外环座20内圈的曲率半径，任意两个相对的凸键体28上两个圆弧面的最大直径大于固定外环座20内圈的曲率半径，以保证转动块在偏转后摩擦接触时，能稳定的与固定外环座的内圈摩擦接触，并保有足够的磨损余量。所述固定外环座20的内圈沿径向凹设有环形的环状槽25，所述环状槽25内镶嵌设置有环状的刹车片23，增加耐磨性和摩擦系数。
一种提高风力利用率的组合风力发电装置的方法，包括以下步骤：
S1：流动的风力从第一风力发电装置100的进风口向出风口流动，气流经过风轮4时使得风轮转动，从而风力发电机组工作进行发电，所述轴端稳定杆6与风力发电机组2的传动主轴共线，通过轴端稳定杆支撑并分散传动主轴的径向受力，减少传动主轴的挠度；气流从通风筒1的进风口流入，进风口聚集空间中的气流，并通过通风通道形成统一流向的进风气流，然后正面流向风轮4，使得风轮4转动；
S2：所述通风筒1与机舱17相对应的区域呈弧形下滑式斜坡状结构，且弧形面向机舱17的一侧凸出，气流从通风通道向出风口流出时，流动的风带走机舱内部的热量，通过下滑式斜坡状结构，在通风通道内形成一段空间狭小的散热通道18，气流通过散热通道18时，流动速度增加，增加气流流动时携带的热量；
S3：从第一风力发电装置100的出风口流出的风力热气流作用在第二风力发电装置200的风轮叶片上，使得第二风力发电装置的风轮转动并发电工作，以增加风力的利用率，同时从第一风力发电装置100的出风口流出的风力气流携带风力发电机组2的热量，由于热气流中气体分子的运动速度大于低温状态下的气流中风分子运动，使得出风口流出的热气流高效的推动第二风力发电装置200的风轮转动；
S4：在风轮低速转动状态下，所述复位件26的回复力大于转动件的离心力，转动块27偏离固定外环座20的内壁，且靠近固定外环座20的小径内圈；在风轮超高速转动状态下，所述复位件26的回复力小于转动件的离心力，转动块27向限位部的一侧偏转，风轮4的转动速度越大，转动件27的离心力越大，偏转幅度越大，偏转的转动件与固定外环座20的内圈壁体紧密接触产生摩擦，若干转动件形成环形的摩擦阻力，以降低叶轮的转速，当转动件偏转至抵接在限位部上时，偏转角度最大，风轮转动时受到的摩擦阻力最大；在风轮转动速度下降至一定程度时，所述复位件26的回复力大于转动件的离心力，转动块27偏离固定外环座20的内壁，风轮正常转动。
以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种提高风力利用率的组合风力发电装置，其特征在于：包括第一风力发电装置(100)和第二风力发电装置(200)，若干所述第一风力发电装置(100)以第二风力发电装置(200)为中心圆形阵列设置；所述第一风力发电装置(100)包括通风筒(1)和设置在所述通风筒(1)内部的风力发电机组(2)，所述通风筒(1)包括进风口(10)和出风口(11)，所述进风口(10)与出风口(11)之间形成通风通道，所述风力发电机组(2)设置在所述通风通道内，若干所述第一风力发电装置(100)的出风口(11)均朝向且靠近第二风力发电装置(100)设置，所述第二风力发电装置(200)位于若干第一风力发电装置(100)的出风路径上。
2.根据权利要求1所述的一种提高风力利用率的组合风力发电装置，其特征在于：所述第二风力发电装置(200)的外侧设置有若干风阻挡板(201)，且若干所述风阻挡板(201)分别设置在两个相邻的第一风力发电装置(100)之间，所述风阻挡板(201)靠近各出风口(11)设置，若干所述风阻挡板(201)与出风口(11)形成第二风力发电装置(200)的环形绕流风道(202)；所述第一风力发电装置(100)的风轮转动轴线为水平方向，所述第二风力发电装置(200)的风轮转动轴线为竖直方向，所述第一风力发电装置(100)的风轮转动轴线的延伸线与第二风力发电装置(200)的风轮转动轴线偏距设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种提高风力利用率的组合风力发电装置，其特征在于：所述出风口(11)的开口小于进风口(10)的开口大小，所述出风口(11)呈缩口状结构，所述通风筒(1)的顶部壁体及相邻顶部壁体两侧的区域靠近第一风力发电装置(100)的风力发电机组(2)的机舱(17)设置，所述通风筒(1)的内壁与机舱(17)之间形成散热通风通道(18)；所述通风筒(1)与机舱(17)相对应的区域呈弧形下滑式斜坡状结构，且弧形面向机舱(17)的一侧凸出。
4.根据权利要求1所述的一种提高风力利用率的组合风力发电装置，其特征在于：所述第一风力发电装置(100)还包括轴端稳定杆(6)和支撑架(8)，所述第一风力发电装置的风轮(4)相邻进风口(10)的一侧，所述风轮(4)与进风口(10)之间设置有支撑架(8)，所述支撑架(8)设置在通风筒(1)内，所述轴端稳定杆(6)的一端同轴固定设置在风轮(4)的轮毂(5)上，且另一端转动设置在支撑架(8)上，所述轴端稳定杆(6)与风力发电机组(2)的传动主轴共线；通过轴端稳定杆分散传动主轴的径向受力。
5.根据权利要求4所述的一种提高风力利用率的组合风力发电装置，其特征在于：还包括减速稳定组件，所述减速稳定组件设置在轴端稳定杆(6)与支撑架(8)之间，在风轮(4)高速转动超过极限转速的状态下，通过减速稳定组件减慢叶轮(4)的转动速度；
所述减速稳定组件包括外环固定座(20)、转动内芯盘(21)和减速组件(22)，所述固定外环座(20)为环形结构，且所述固定外环座(20)设置在支撑架(8)上，所述固定外环座(20)与轴端稳定杆(6)同轴设置，所述转动内芯盘(21)套设在轴端稳定杆(6)上，所述转动内芯盘(21)与风轮(4)同步转动，所述转动内芯盘(21)的圆周壁与固定外环座(20)的内圆周壁相对设置，所述减速组件(22)设置在固定外环座(20)与转动内芯盘(21)之间。
6.根据权利要求5所述的一种提高风力利用率的组合风力发电装置，其特征在于：所述减速组件(22)包括减速块(27)和复位件(26)，所述转动内芯盘(22)为环形柱状结构，所述转动内芯盘(22)包含有若干沿圆周壁阵列设置的凸键体(28)，形成花键状的柱体结构，若干所述凸键体(28)上均凹设有安装凹槽(30)，所述安装凹槽(30)朝向固定外环座(20)的一侧为开口设置，且若干所述安装凹槽(30)沿转动内芯盘(22)圆周方向的同一侧均为开口设置，且圆周方向的开口方向与转动内芯盘(22)的转动方向相同，所述凸键体(28)在圆周方向上的另一侧壁为限位部(29)，所述安装凹槽(30)内转动设置有减速块(27)，所述减速块(27)远离限位部(29)的一侧壁与转动内芯盘(22)的小径壁体之间设置有复位件(26)，所述转动块(27)上远离转动端的一侧面远离或摩擦接触固定外环座(20)的内环壁；
在风轮低速转动状态下，所述复位件(26)的回复力大于转动件的离心力，转动块(27)偏离固定外环座(20)的内壁，且靠近固定外环座(20)的小径内圈；在风轮超高速转动状态下，所述复位件(26)的回复力小于转动件的离心力，转动块(27)向限位部的一侧偏转，且转动块的远离转动端的外侧面与固定外环座(20)的内壁紧密接触。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种提高风力利用率的组合风力发电装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：流动的风力从第一风力发电装置(100)的进风口向出风口流动，气流经过风轮(4)时使得风轮转动，从而风力发电机组工作进行发电，所述轴端稳定杆(6)与风力发电机组(2)的传动主轴共线，通过轴端稳定杆支撑并分散传动主轴的径向受力，减少传动主轴的挠度；气流从通风筒(1)的进风口流入，进风口聚集空间中的气流，并通过通风通道形成统一流向的进风气流，然后正面流向风轮(4)，使得风轮(4)转动；
S2：所述通风筒(1)与机舱(17)相对应的区域呈弧形下滑式斜坡状结构，且弧形面向机舱(17)的一侧凸出，气流从通风通道向出风口流出时，流动的风带走机舱内部的热量，通过下滑式斜坡状结构，在通风通道内形成一段空间狭小的散热通道(18)，气流通过散热通道(18)时，流动速度增加，增加气流流动时携带的热量；
S3：从第一风力发电装置(100)的出风口流出的风力热气流作用在第二风力发电装置(200)的风轮叶片上，使得第二风力发电装置的风轮转动并发电工作，以增加风力的利用率，同时从第一风力发电装置(100)的出风口流出的风力气流携带风力发电机组(2)的热量，由于热气流中气体分子的运动速度大于低温状态下的气流中风分子运动，使得出风口流出的热气流高效的推动第二风力发电装置(200)的风轮转动；
S4：在风轮低速转动状态下，所述复位件(26)的回复力大于转动件的离心力，转动块(27)偏离固定外环座(20)的内壁，且靠近固定外环座(20)的小径内圈；在风轮超高速转动状态下，所述复位件(26)的回复力小于转动件的离心力，转动块(27)向限位部的一侧偏转，风轮(4)的转动速度越大，转动件(27)的离心力越大，偏转幅度越大，偏转的转动件与固定外环座(20)的内圈壁体紧密接触产生摩擦，若干转动件形成环形的摩擦阻力，以降低叶轮的转速，当转动件偏转至抵接在限位部上时，偏转角度最大，风轮转动时受到的摩擦阻力最大；在风轮转动速度下降至一定程度时，所述复位件(26)的回复力大于转动件的离心力，转动块(27)偏离固定外环座(20)的内壁，风轮正常转动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811206739.2A CN109538421B (zh) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | 一种提高风力利用率的组合风力发电装置及其方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811206739.2A CN109538421B (zh) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | 一种提高风力利用率的组合风力发电装置及其方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109538421A true CN109538421A (zh) | 2019-03-29 |
| CN109538421B CN109538421B (zh) | 2020-06-02 |
Family
ID=65843973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811206739.2A Active CN109538421B (zh) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | 一种提高风力利用率的组合风力发电装置及其方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109538421B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113530764A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-22 | 肖鹏 | 一种风力发电叶片抗风级检测及其迎风角对比检测设备 |
| CN115085129A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-09-20 | 武汉理工大学 | 一种风力驱动的高架线缆除冰机器人 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101603510A (zh) * | 2009-06-18 | 2009-12-16 | 龚炳新 | 带抽气装置的聚风增速型风力发电机 |
| CN201757029U (zh) * | 2010-04-23 | 2011-03-09 | 林其访 | 排风再利用发电系统 |
| CN202338450U (zh) * | 2011-10-28 | 2012-07-18 | 杭州鑫龙风能科技有限公司 | 风力发电机过速保护装置 |
| US20130136576A1 (en) * | 2010-06-30 | 2013-05-30 | Sebastian Wojnar | Wind turbine air flow guide device |
| WO2013134794A2 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Reginald Friedenthal | Electrical energy generator |
| CN103807102A (zh) * | 2014-02-25 | 2014-05-21 | 江苏中蕴风电科技有限公司 | 直通式狭管聚风风力发电系统 |
| CN103925166A (zh) * | 2014-04-24 | 2014-07-16 | 国家电网公司 | 一种风力发电风源增强装置 |
| CN205559162U (zh) * | 2016-04-18 | 2016-09-07 | 四川双绿科技有限公司 | 一种太阳能移动式提灌站的风机自动旋转对准风向的装置 |
| CN106014865A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-10-12 | 万金林 | 逐级恒动动力与空气牵引效应多元化风筒循环发电站 |
| CN106989121A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-07-28 | 沈阳建筑大学 | 机械式转动限速器 |
-
2018
- 2018-10-17 CN CN201811206739.2A patent/CN109538421B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101603510A (zh) * | 2009-06-18 | 2009-12-16 | 龚炳新 | 带抽气装置的聚风增速型风力发电机 |
| CN201757029U (zh) * | 2010-04-23 | 2011-03-09 | 林其访 | 排风再利用发电系统 |
| US20130136576A1 (en) * | 2010-06-30 | 2013-05-30 | Sebastian Wojnar | Wind turbine air flow guide device |
| CN202338450U (zh) * | 2011-10-28 | 2012-07-18 | 杭州鑫龙风能科技有限公司 | 风力发电机过速保护装置 |
| WO2013134794A2 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Reginald Friedenthal | Electrical energy generator |
| CN103807102A (zh) * | 2014-02-25 | 2014-05-21 | 江苏中蕴风电科技有限公司 | 直通式狭管聚风风力发电系统 |
| CN103925166A (zh) * | 2014-04-24 | 2014-07-16 | 国家电网公司 | 一种风力发电风源增强装置 |
| CN205559162U (zh) * | 2016-04-18 | 2016-09-07 | 四川双绿科技有限公司 | 一种太阳能移动式提灌站的风机自动旋转对准风向的装置 |
| CN106014865A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-10-12 | 万金林 | 逐级恒动动力与空气牵引效应多元化风筒循环发电站 |
| CN106989121A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-07-28 | 沈阳建筑大学 | 机械式转动限速器 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113530764A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-22 | 肖鹏 | 一种风力发电叶片抗风级检测及其迎风角对比检测设备 |
| CN115085129A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-09-20 | 武汉理工大学 | 一种风力驱动的高架线缆除冰机器人 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109538421B (zh) | 2020-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7503747B2 (en) | Rotatable duct type shrouded rotating wing | |
| US20110006542A1 (en) | Helix Turbine System and Energy Production Means | |
| KR101987839B1 (ko) | 마그누스 효과를 이용한 고효율 풍력발전기 | |
| JP2020519808A (ja) | ガイドワイヤ用の分割化翼型設計 | |
| CN109538421A (zh) | 一种提高风力利用率的组合风力发电装置及其方法 | |
| US20100104417A1 (en) | Dual rotor wind turbine | |
| CN101008376A (zh) | 活叶减阻型旋翼式风力发电机组 | |
| CN106640758B (zh) | 一种双风道风轮 | |
| CN104847579A (zh) | 可调叶片攻角双层式风轮垂直轴风力发电机 | |
| EP0957265A2 (en) | Vertical axis wind turbine | |
| US8613587B2 (en) | Rotor assembly for a turbine | |
| US7845899B2 (en) | Fluid powered turbine engine | |
| CN208417020U (zh) | 一种基于空气动压轴承的高速离心鼓风机 | |
| CN102374116A (zh) | 一种无阻力型风机或风力发电机 | |
| CN112081718A (zh) | 一种磁悬浮风力发电装置 | |
| CN109538420A (zh) | 一种高稳定性的风力发电设备及其方法 | |
| KR101136546B1 (ko) | 집풍형 풍력 발전장치 | |
| CN109322783A (zh) | 一种多孔型风力机增能装置 | |
| CN204465263U (zh) | 一种电机 | |
| CN112628067A (zh) | 一种风力发电机的风叶阵列机构及风力发电机 | |
| CN211370604U (zh) | 一种用于风力发电的全方向可调的风轮装置 | |
| JP5757617B2 (ja) | ダリウス型垂直軸風車、ダリウス型垂直軸風車の翼、およびダリウス型垂直軸風車のローター | |
| CN203146230U (zh) | 一种耦合式风力发电机 | |
| TWI403642B (zh) | 風力發電裝置 | |
| CN208184893U (zh) | 一种悬挂式风力发电塔架 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200417 Address after: No. 353, Government Street, Muping District, Yantai City, Shandong Province Applicant after: Yantai qingneng Wind Power Co., Ltd Address before: 214000 Xinwu District, Wuxi City, Jiangsu Province, No. 200 Linghu Avenue Sensor Network Innovation Coffee Floor 2 Applicant before: WUXI FEISHU TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |