CN201723370U - 高效风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种高效风力发电装置，所述装置包括有静叶栅导流器、多叶片风力机和发电机，所述发电机固定在导流风道的内部，所述多叶片风力机固定在所述发电机的转子上，所述静叶栅导流器固定在导流风道的内壁上，所述静叶栅导流器位于多叶片风力机的前侧；也可串联布置多级由静叶栅导流器、多叶片风力机、发电机组成的风电机组；也可由一个静叶栅导流器一个多叶片风力机组成一级风力机，在导流风道内轴向排列安装多级风力机，形成多级风力机组。本实用新型较现行的三桨长叶风力发电装置转速高，微风时亦可发电；单位叶轮面积发电量大、效率高、造价低。是新一代风力发电的理想方式。

Description

高效风力发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种高效风力发电装置，特别是将自然风或集聚自然风形成的增强风的空气流，在导流风道内，通过静叶栅导流叶片将其沿轴向流动改为周向回转流动，垂直吹向多叶片风力机的叶片，用以推动多叶片风力机旋转，带动发电机发电，从而大大提高单位面积风能的利用效率。该装置可广泛应用于风力发电领域。
背景技术
目前，世界上现有的风力发电装置，大多采用三叶型大桨叶自然风直吹型式，其在实际应有中具有一些不足，具体体现在：
桨叶数量少，单位面积风能利用率低。发电量低、桨叶巨大，转速低，发电机组内采用增速装置，造价较高、转动惯量大、启动困难，在较小风力(小于3级风时)无法启动发电。
风力方向与桨叶受力面形成一定夹角，推动桨叶旋转的风力是吹来风的分力，风力不能全部用来做功，因此效率低。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种风力发电的方法和装置以解决现有技术存在的效率低、转速慢、起动困难、发电量低的问题，通过将自然风或集聚自然风形成的增强风的空气流，在导流风道内，通过静叶栅导流叶片将其沿轴向流动改为周向回转流动，垂直吹向多叶片风力机的叶片，用以推动多叶片风力机旋转，带动发电机发电，从而大大提高单位面积风能的利用效率。
为达到上述目的，本实用新型提供一种高效风力发电装置，所述装置包括有静叶栅导流器、多叶片风力机和发电机，所述发电机固定在导流风道的内部，所述多叶片风力机固定在所述发电机的转子上，所述静叶栅导流器固定在导流风道的内壁上，所述静叶栅导流器位于多叶片风力机的前侧。
所述的高效风力发电装置，其中，所述发电机具有多个串联的发电机转子，每个发电机转子上固定有一个多叶片风力机，且每个多叶片风力机的前侧均布置有一个静叶栅导流器，后级多叶片风力机的直径大于前级多叶片风力机的直径，后级静叶栅导流器的直径大于前级静叶栅导流器的直径。
所述的高效风力发电装置，其中，所述发电机具有一个发电机转子，该发电机转子上固定有多个多叶片风力机，且每个多叶片风力机的前侧均布置有一个静叶栅导流器，后级多叶片风力机的直径大于前级多叶片风力机的直径，后级静叶栅导流器的直径大于前级静叶栅导流器的直径。
所述的高效风力发电装置，其中，所述导流风道具有进风口，所述进风口连接有集风道。
所述的高效风力发电装置，其中，所述导流风道具有出风口，所述出风口为扩张形口。
本实用新型的有益效果为：
1、采用多叶片风力机，单位面积风能利用率高。
2、采用静叶栅导流器，将轴向空气流导流为沿风道周向回转运动的空气流，垂直吹向叶片，将空气流的动能最大限度的转变为多叶片风力机的机械能，大大提高了风力机效率。
3、在一个风道内，可将由静叶栅导流器、多叶片风力机、发电机组成的单级风电机组串联布置，后级风电机组直径大于前级风电机组直径，充分利用风道内的风能。
附图说明
下面结合本实用新型装置的附图和实施例，对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型第一实施例中的单级风电机组示意图；
图1A为图1的A-A截面图；
图2是本实用新型第二实施例中的多级风电机组示意图；
图2A为图2的A-A截面图；
图3是本实用新型第三实施例中的多级风力机风电机组示意图；
图3A为图3的A-A截面图。
附图标记说明：1-单级风电机组；2-多级风电机组；3-多级风力机风电机组；11、21、31-导流风道；111、211、311-进风口；112、212、312-出风口；12、22、32-静叶栅导流器；13、23、33-多叶片风力机；14、24、34-发电机；141、241、341-发电机转子；15、25、35-集风道；I-一级风电机组；II-二级风电机组；III-三级风电机组；I’-一级风力机；II’-二级风力机；III’-三级风力机；。
具体实施方式
参见图1和图1A，其为本实用新型第一实施例中的单级风电机组示意图。其中，单级风电机组1包括静叶栅导流器12、多叶片风力机13和发电机14。所述的单级风电机组1位于导流风道11中，即所述静叶栅导流器12、多叶片风力机13和发电机14均安装在导流风道11内。所述导流风道11是中空的，其具有进风口111和出风口112。所述进风口111连接有集风道15，用于引导风从集风道15通过进风口111而进入到导流风道11中。其中，所述发电机14固定在导流风道11的内部，所述多叶片风力机13固定在所述发电机14的转子141上。所述静叶栅导流器12固定在导流风道11的内壁上，而且所述静叶栅导流器12比多叶片风力机13更靠近进风口111，称所述静叶栅导流器12位于多叶片风力机13的前侧。所述出风口112为扩张形口。
针对上述的单级风电机组1，自然风或集聚自然风形成的增强风的空气流，顺着进风口111轴向引入导流风道11内，在静叶栅导流器12的作用下改变流向，形成沿导流风道11周向回转运动的空气流，垂直吹向多叶片风力机13的叶片，用以推动多叶片风力机13旋转，将空气流的动能最大限度的转变为多叶片风力机13的机械能。大大提高了风力机效率，带动发电机14发电。并且由于导流风道11的出风口112为扩张形口，因此可减小多叶片风力机13的出风阻力。
参见图2和图2A，其为本实用新型第二实施例中的多级风电机组示意图。其中，所述的多级风电机组2是由多个在一个导流通道21内串联的单级风电机组1所组成，而且后级风电机组直径大于前级风电机组直径。
具体而言，所述的多级风电机组2同样包括静叶栅导流器22、多叶片风力机23和发电机24。所述的多级风电机组2位于导流风道21中，即所述静叶栅导流器22、多叶片风力机23和发电机24均安装在导流风道21内。所述导流风道21是中空的，其具有进风口211和出风口212。所述进风口211连接有集风道25，用于引导风从集风道25通过进风口211而进入到导流风道21中。所述发电机24固定在导流风道21的内部且具有多个串联的发电机转子241，每个发电机转子241上固定有一个多叶片风力机23，而且每个多叶片风力机23的前侧均布置有一个固定在导流风道21的内壁上的静叶栅导流器22，后级多叶片风力机23的直径大于前级多叶片风力机23的直径，后级静叶栅导流器22的直径大于前级静叶栅导流器22的直径。所述出风口212为扩张形口。
上述的多级风电机组2在应用中，后级风电机组(比如二级风电机组II)将前一级风电机组(一级风电机组I)的出风作为本级(二级风电机组II)的风源，前一级风电机组(一级风电机组I)的出风经过本级(一级风电机组I)的静叶栅导流器22导流后，垂直吹向本级(一级风电机组I)的多叶片风力机23的叶片继续做功发电，多级风电机组2较单级风电机组1更能充分利用风道内的风能。
参见图3和图3A，其为本实用新型第三实施例中的多级风力机风电机组示意图。其中，由一个静叶栅导流器32和一个多叶片风力机33组成一级风力机I’，在导流风道31内轴向排列安装多级风力机(I、II、III)，每级静叶栅导流器32与导流风道31固定在一起，每级多叶片风力机33和发电机34的一个转子341固定在一起，以此形成多级风力机风电机组3。
具体而言，所述的多级风力机风电机组3包括静叶栅导流器32、多叶片风力机33和发电机34。所述的多级风力机风电机组3位于导流风道31中，即所述静叶栅导流器32、多叶片风力机33和发电机34均安装在导流风道31内。所述导流风道31是中空的，其具有进风口311和出风口312。所述进风口311连接有集风道35，用于引导风从集风道35通过进风口311而进入到导流风道31中。所述发电机34固定在导流风道31的内部且具有一个发电机转子341，该发电机转子341上固定有多个多叶片风力机33，每个多叶片风力机33的前侧均布置有一个固定在导流风道31的内壁上的静叶栅导流器32，后级多叶片风力机33的直径大于前级多叶片风力机33的直径，后级静叶栅导流器32的直径大于前级静叶栅导流器32的直径。所述出风口312为扩张形口。
上述的多级风力机风电机组3在应用中，后级风力机风电机组(比如二级风力机风电机组)将前一级风力机风力机组(一级风力机风电机组)的出风作为本级(二级风力机风电机组)的风源，前一级风力机风电机组(一级风力机风电机组)的出风经过本级(一级风力机风电机组)的静叶栅导流器32导流后，垂直吹向本级(一级风力机风电机组I)的多叶片风力机33的叶片继续做功发电。多级风力机风电机组3较单级风电机组1同样更能充分利用风道内的风能。
综上所述，本实用新型比现有的三浆长叶风力发电装置转速高，微风时亦可发电；单位叶轮面积发电量大、效率高、造价低，是新一代风力发电的理想方式。
唯上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故举凡数值的变更或等效组件的置换，或依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，都应仍属本实用新型专利涵盖的范畴。

Claims (5)

1.一种高效风力发电装置，其特征在于，所述装置包括有静叶栅导流器、多叶片风力机和发电机，所述发电机固定在导流风道的内部，所述多叶片风力机固定在所述发电机的转子上，所述静叶栅导流器固定在导流风道的内壁上，所述静叶栅导流器位于多叶片风力机的前侧。
2.根据权利要求1所述的高效风力发电装置，其特征在于，所述发电机具有多个串联的发电机转子，每个发电机转子上固定有一个多叶片风力机，且每个多叶片风力机的前侧均布置有一个静叶栅导流器，后级多叶片风力机的直径大于前级多叶片风力机的直径，后级静叶栅导流器的直径大于前级静叶栅导流器的直径。
3.根据权利要求1所述的高效风力发电装置，其特征在于，所述发电机具有一个发电机转子，该发电机转子上固定有多个多叶片风力机，且每个多叶片风力机的前侧均布置有一个静叶栅导流器，后级多叶片风力机的直径大于前级多叶片风力机的直径，后级静叶栅导流器的直径大于前级静叶栅导流器的直径。
4.根据权利要求1所述的高效风力发电装置，其特征在于，所述导流风道具有进风口，所述进风口连接有集风道。
5.根据权利要求1所述的高效风力发电装置，其特征在于，所述导流风道具有出风口，所述出风口为扩张形口。
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