CN110905730A - 一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统 - Google Patents

Abstract

一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统，涉及狭管聚风发电技术领域，包括铺设于海洋底部的基座、固定设置于基座上表面的立柱、以及位于立柱上方的圆环形的平台，所述的立柱延伸出海平面，并在立柱的顶端设有圆形滑轨，所述的平台的下表面通过滑块与圆形滑轨滑动连接，所述的平台与立柱同轴、且在平台内设有狭管聚风发电机构。本发明将狭管聚风发电技术推广到中远海应用，可以充分利用中远海的气候和风能，解决中远海电力设施不足的现状，可以为远海岛礁提供持续环保的电力供应，相对于现在的大叶片式风力发电机组可以更高效利用风力同时减少对当地环境的影响，并且有易于施工、便于维护的优点。

Description

一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统

技术领域

本发明属于狭管聚风发电技术领域，具体涉及一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统。

背景技术

世界上有广阔的海洋面积，其中我国的海洋面积300万平方公里，我国有着广阔的海洋空间，目前我们对海洋的利用仅仅局限于近海养殖及旅游开发，除去捕捞外对远海的利用几乎为零。

据查阅相关资料，现在的分布式风力发电主要集中在内陆地区，多见于山顶及开阔平原地带，也有部分落址于沿海堤岸，海洋之中风力发电项目很少出现，且由于传统发电机组叶片巨大，从而导致了安装施工难度较大、运行噪音污染严重，甚至对海鸟产生伤害。

狭管聚风风力发电技术可以有效避免传统发电机组叶片巨大所带来的问题，且可以实现在风速较低的情况下发电，但该技术目前还仅局限于近海或内陆的范围内使用，对于我国中远海的狭管聚风发电，还存在如下的缺点：

1、由于中远海海域开阔，风能充沛，适用于内陆或近海的小型狭管聚风设备与中远海的上述特点明显不匹配，对中远海海域开发大型的狭管聚风发电装置是必然的趋势；另一方面，相比起大型的狭管聚风发电装置，在中远海利用现有的装置成本高，发电效率低；

2、我国大部分海域处于温热带，能够针对温热带独特的气候特点设计狭管聚风发电装置，可以进一步提高狭管聚风的发电能力，而现有技术中缺乏类似的设计。

3、由于中远海海域开阔，风能充沛，风向变化多端，现有的狭管聚风装置需要追逐风向，往往在追到时，风向又已经发生了变化，由此导致发电效率降低，现有技术中缺乏适用于中远海的特点，能够及时捕捉各种风向来风的狭管聚风发电装置。

针对现有技术的不足、及中远海海洋设备和远海岛礁风电空白，有必要对狭管飓风风力发电系统做出进一步改进。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明公开了一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统，以解决中远海电力设施不足的现状，可以为远海岛礁提供持续环保的电力供应，相对于现在的大叶片式风力发电机组可以更高效利用风力同时减少对当地环境的影响，并且易于施工、便于维护。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统，包括基座、固定设置于基座上表面的立柱、以及位于立柱上方的圆环形的平台，所述立柱的顶端设有圆形滑轨，所述的平台的下表面通过滑块与圆形滑轨滑动连接，所述的平台与立柱同轴、且在平台内设有狭管聚风发电机构。

优选的，所述狭管聚风发电机构包括沿平台轴线向外周放射性均匀分布的若干涵道，所述的涵道在平台的外侧壁表面设有进风口，并在平台的上表面设有出风口，所述的进风口至出风口之间的涵道内径渐进收窄，且出风口的高度大于进风口的高度；在涵道内设有风力叶片，所述的风力叶片连接有风力发电机组，所述的风力叶片沿涵道的纵切面设置，所述的风力发电机组的输出电能通过接线管内的电缆向外传输；所述的平台中心处的支柱顶端面上还固定设有集电环，所述的接线管的外端向集电环的转子方向延伸，所述的接线管内的电缆与转子电性连接、且接线管的外端壁表面通过连接件与转子固定连接，在集电环的定子处设有输出电缆，所述的输出电缆通过支柱内部的管线通道向外输出。

优选的，所述的出风口处还设有导风装置。

优选的，所述的导风装置包括沿竖直方向穿过出风口的中心点并与涵道内壁表面固定连接的支杆，固定设于支杆顶端的风力发电机、及与风力发电机的输出轴连接的叶片，所述的风力发电机的电能输出通过电缆与集电环旋通。

优选的，所述的平台的上表面还关于平台轴线对称设有若干组挡风板。

优选的，相邻的挡风板关于平台轴线之间的夹角为30度或45度或90度。

优选的，所述的基座及立柱由钢筋水泥结构制成，所述的平台由金属结构的骨架与金属板材焊接制成。

优选的，所述的立柱高于常态下的海平面40～80米，在立柱顶端还设有避雷装置。

本发明一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统的有益效果为：

1、本发明将狭管聚风发电技术推广到中远海应用，可以充分利用中远海的气候和风能，解决中远海电力设施不足的现状，可以为远海岛礁提供持续环保的电力供应，相对于现在的大叶片式风力发电机组可以更高效利用风力同时减少对当地环境的影响，并且有易于施工、便于维护的优点；

2、本发明通过对狭管聚风的技术改进，可充分利用温热带海域的气候特点，使涵道内形成虹吸效应，有效提高了风力发电的效果；

3、本发明的可旋转的平台上设有多个涵道，能够及时捕捉各个方向的来风，其对准风向仅需调整小角度，不需要完全旋转，对风能的利用效率高；

4、本发明还设置了导风装置，导风装置利用了平台上表面的风能发电的同时，可以带动涵道内的风外排，进一步促进涵道内虹吸效应的形成，从而提高发电效果。

附图说明

图1：本发明立体结构示意图；

图2：本发明的立柱立体结构示意图；

图3：本发明的涵道及导风装置结构示意图；

图4：本发明设有挡风板的实施例示意图；

1：海平面，2：立柱，3：平台，4：集电环，5：接线管，6：导风装置，601：叶片，602：支杆，603：风力发电机，7：进风口，8：电缆，9：蓄电装置，10：圆形滑轨，11：滑块，12：涵道，13：风力叶片，14：风力发电机组，15：出风口，16：挡风板，17：基座。

具体实施方式

以下所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1：

如图1所示，一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统，包括基座17、固定设置于基座17上表面的立柱2、以及位于立柱2上方的圆环形的平台3，所述立柱2的顶端设有圆形滑轨10，所述的平台3的下表面通过滑块11与圆形滑轨10滑动连接，所述的平台3与立柱2同轴、且在平台2内设有狭管聚风发电机构；基座17可以铺设于海底、礁盘、乃至远海岛礁上，作为稳定立柱2的机构，立柱2应延伸出海平面1，作为狭管聚风发电机构的支撑体。

如图1、图3所示，所述狭管聚风发电机构包括沿平台轴线向外周放射性均匀分布的若干涵道12，所述的涵道12在平台的外侧壁表面设有进风口7，并在平台的上表面设有出风口15，所述的进风口7至出风口15之间的涵道内径渐进收窄，且出风口15的高度大于进风口7的高度；在涵道内设有风力叶片13，所述的风力叶片连接有风力发电机组14，所述的风力叶片沿涵道的纵切面设置，所述的风力发电机组的输出电能通过接线管5内的电缆向外传输；所述的平台中心处的支柱顶端面上还固定设有集电环4，所述的接线管5的外端向集电环的转子方向延伸，所述的接线管内的电缆与转子电性连接、且接线管的外端壁表面通过连接件与转子固定连接，在集电环的定子处设有输出电缆，所述的输出电缆通过支柱内部的管线通道向外输出。

对于集电环4的说明：集电环为现有技术，故本发明未做详细介绍，参见网址http://www.pan-link.cn/index.php/newsview-163-1.html所记载的文字内容及图片，可知集电环也叫滑环、导电滑环、称旋转关节、旋转电气接口、工业滑环、集流环、回流环、线圈、换向器、转接器、导电环、电刷，是一种可旋转的特殊型连接器，是专门为旋转体连通、输送能源与信号电气的部件。集电环本身不具备自转功能。集电环由旋转与静止两部分组成，旋转部分连接使用设备的旋转结构并随之运转，称为转子；静止部分连接设备固定的结构，称为定子。

由于我国大部分中海远海位于温热带，该地区的温度较高，为适应其气候特点，本发明特设置了如图3所示的涵道12，所述的涵道12的尾端即出气口相对于进气口7翘起，再加上出气口的直径小于进气口的直径，从而使涵道形成了虹吸结构。在温度较高的季节，海面上的热气会沿进气口7进入涵道、并通过出气口15排出，由于尾端的直径小，气流速度快，从而形成虹吸效应，因此，在高温天气里，即使海面无风，本发明也可以通过虹吸效应，使涵道内的风力发电机组持续工作，从而产生更多的电能。

由于狭管聚风风力发电可以有效避免传统发电机组叶片巨大所带来的问题，本发明成功的将该技术推广到中海远海，能够在风速很低的情况下即可发电，且充分利用了中远海海域开阔，风能充足的特点，使中远海地带成为风能发电的广阔空间，为人类电能的生产利用提供了方便。

如图1所示，本发明的涵道12呈放射性沿平台3的轴线均匀排列，并且平台3可以沿圆形滑轨10进行360度的旋转，在风力的推动下，可以自动调整使相关涵道12的进风口7朝向风向，从而能够充分的利用风能。

实施例:2：

本实施例是在实施例1的基础上做出的进一步改进，具体为：

如图1所示，所述的出风口15处还设有导风装置6；

如图3所示，所述的导风装置6包括沿竖直方向穿过出风口15的中心点并与涵道内壁表面固定连接的支杆602，固定设于支杆602顶端的风力发电机603、及与风力发电机603的输出轴连接的叶片601，所述的风力发电机的电能输出通过电缆与集电环旋通。

导风装置6是为了进一步提升涵道12内的风速，如图1所示，平台3为圆环形，上表面为平面，由于无阻挡，故风速大，对涵道内的风有引流作用，在此基础上，在出风口15处设置支杆602及叶片601，可以充分利用出风口15处排出的风能及位于平台3上方的风能，使叶片旋转，从而使出风口15处的气压降低，从而促使涵道12内的风速加快。

进一步的叶,601也连接有风力发电机603，可以在引流的同时利用风能发电。

实施例3：

在实施例1、2的基础上，本实施例做出了进一步的改进，具体为：

如图4所示，所述的平台3的上表面还关于平台轴线对称设有若干组挡风板16；

相邻的挡风板16关于平台轴线之间的夹角为30度或45度或90度。

由于海洋发电设施体积庞大，为了使平台3能够更好地旋转，并更好地调整进风角度，本发明还设置了挡风板16，如图4所示，挡风板16相对于平台轴线对称设置，在有风时，可以有效借用风力，使平台3更轻易的旋转以调整涵道12的进风口7朝向风向。

实施例4：

本实施例是在实施例1～3的基础上做出的进一步改进，具体为：

所述的基座及立柱由钢筋水泥结构制成，所述的平台由金属结构的骨架与金属板材焊接制成；

所述的立柱高于常态下的海平面40～80米，在立柱顶端还设有避雷装置。

上述设置可以使本发明便于施工，易于维护，更能充分利用风能。

Claims (8)

1.一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统，其特征在于：包括基座、固定设置于基座上表面的立柱、以及位于立柱上方的圆环形的平台，所述立柱的顶端设有圆形滑轨，所述的平台的下表面通过滑块与圆形滑轨滑动连接，所述的平台与立柱同轴、且在平台内设有狭管聚风发电机构。

2.如权利要求1所述的一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统，其特征在于：所述狭管聚风发电机构包括沿平台轴线向外周放射性均匀分布的若干涵道，所述的涵道在平台的外侧壁表面设有进风口，并在平台的上表面设有出风口，所述的进风口至出风口之间的涵道内径渐进收窄，且出风口的高度大于进风口的高度；在涵道内设有风力叶片，所述的风力叶片连接有风力发电机组，所述的风力叶片沿涵道的纵切面设置，所述的风力发电机组的输出电能通过接线管内的电缆向外传输；所述的平台中心处的支柱顶端面上还固定设有集电环，所述的接线管的外端向集电环的转子方向延伸，所述的接线管内的电缆与转子电性连接、且接线管的外端壁表面通过连接件与转子固定连接，在集电环的定子处设有输出电缆，所述的输出电缆通过支柱内部的管线通道向外输出。

3.如权利要求2所述的一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统，其特征在于：所述的出风口处还设有导风装置。

4.如权利要求3所述的一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统，其特征在于：所述的导风装置包括沿竖直方向穿过出风口的中心点并与涵道内壁表面固定连接的支杆，固定设于支杆顶端的风力发电机、及与风力发电机的输出轴连接的叶片，所述的风力发电机的电能输出通过电缆与集电环旋通。

5.如权利要求1～4任一所述的一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统，其特征在于：所述的平台的上表面还关于平台轴线对称设有若干组挡风板。

6.如权利要求5所述的一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统，其特征在于：相邻的挡风板关于平台轴线之间的夹角为30度或45度或90度。

7.如权利要求1～4、6任一所述的一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统，其特征在于：所述的基座及立柱由钢筋水泥结构制成，所述的平台由金属结构的骨架与金属板材焊接制成。

8.如权利要求1～4、6任一所述的一种海上固定平台式长涵道狭管聚风发电系统，其特征在于：所述的立柱高于常态下的海平面40～80米，在立柱顶端还设有避雷装置。

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