CN202545123U - 垂直立式双旋流风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的垂直立式双旋流风力发电装置，是利用大气对流层上下的压差和温差的影响，根据“烟囱效应”，模拟龙卷风旋流原理和“不倒翁”技术相结合应用，由内置空心螺旋管的引风管、风量控制阀，涡轮风力发电一体机，半球体平衡机座，重心圆球，锥形底座或锥形基坑几个部件组合构成；其包括引风管、风力发电机、机座、底座，其特征在于；引风管与半球体平衡机座联接构成主机设备，主机设备与锥形底座或锥形基坑相配合使用；具有技术成熟、易于制造、成本低、适应性强、性能可靠、效率高等优点。

Description

垂直立式双旋流风力发电装置

技术领域

本实用新型的垂直立式双旋流风力发电装置，属于一种风力发电装置。

背景技术

当前，开发新能源、节能降耗、保护环境越来越受到大家的高度重视。由于大气对流层上下的压差和温差的影响，其形成的气旋流（龙卷风），具有强劲的能量。据有关资料记载，由于大气对流层上下的压差和温差的影响，具有强劲的能量。在正常情况下，在大气的对流层范围内，气温随高度的增加而递减，也就是说在近地面，每上升一千米，温度要下降6.5摄氏度；空气在烟囱内部每上升100米，其线速度每秒就会增加26米。

经公开专利检索，检出风力发电专利6751条，其中发明专利(2929)条，实用新型专利(3534)条，外观设计专利(288)条；没有发现与本发明双旋流风力发电装置相同的记载。

发明内容

本实用新型的目的在于：提出一种垂直立式双旋流风力发电装置。

本实用新型的垂直立式双旋流风力发电装置，是利用大气对流层上下的压差和温差的影响，根据“烟囱效应”，模拟龙卷风旋流原理和“不倒翁”技术相结合应用，由内置空心螺旋管的引风管、风量控制阀，涡轮风力发电一体机，半球体平衡机座，重心圆球，锥形底座或锥形基坑几个部件组合构成。

本实用新型的垂直立式双旋流风力发电装置，包括引风管、风力发电机、机座、底座，其特征在于；引风管与半球体平衡机座联接构成主机设备，主机设备与锥形底座或锥形基坑相配合使用；所述引风管，包括管内依一定坡度内衬空心螺旋管、风量控制阀、涡轮风力发电一体机组组成；所述涡轮风力发电一体机组，在引风管底部的风力进出口处，由不少于一个涡轮风力发电一体机组成；所述半球体平衡机座，是在半球体容器中放一个圆球体而构成。所述锥形底座或锥形基坑的锥度角（C），可在90—170°范围，优选其锥度角（C），在150—170°范围。所述半球体平衡机座上可设有进出水管。本实用新型的垂直立式双旋流风力发电装置，引风管内衬空心螺旋管的螺旋坡度在60—70度范围。在引风管引风时，空心螺旋管同时具有引风作用，其空心螺旋管内形成内旋流，空心螺旋管外形成外旋流。

本发明与现有技术相比的有益效果：

1、由于本装置构造简单，装置制造所需要的材料、螺旋空心管、发电机等，目前已有成熟的生产制造技术及产品销售市场，可以进行大规模工业化生产，因此，可实现生产制造成本的最小化。

2、由于本装置主要是根据“烟囱效应”，利用高空风能带动发电机，负压气流型（顺时针螺旋式）类似吸尘器，可将地面的不洁净空气引入高空净化；而正压气流型（逆时针螺旋式）则类似喷气机，可将高空的低温空气下泄地面，以降低地面环境温度或作他用。整体装置无任何三废排放，因此，可实现环境保护的最优化。

3、由于本装置是根据“不倒翁”技术原理而设计安装，装置的起降是用液体来作为配重起降的，不会产生侧翻倒塌等安全问题，发电机所使用的高空对流层风能可以反复应用，可以保证发电机能够长时间连续运行，因此，可实现装置使用效率最大化。

附图说明

图1——内置涡轮风力发电一体机主视示意图

图2——底座主视示意图

图3——圆形底座俯视示意图

图4——方形底座俯视示意图

图5——A—A向示意图

图6——局部B放大示意图

图7——局部B放大示意图

图中：引风管（1），空心螺旋管（2），风量控制阀（3），风机安装区域或位置（4），涡轮风力发电一体机（5），半球体平衡机座（6），重心圆球体（7）锥形底座或锥形基坑（8），液体出入口（9）。

具体实施方式

如图1—7所示：本实用新型的垂直立式双旋流风力发电装置，是利用大气对流层上下的压差和温差的影响，根据“烟囱效应”，模拟龙卷风旋流原理和“不倒翁”技术相结合应用，由内置空心螺旋管（2）的引风管（1）、风量控制阀（3），涡轮风力发电一体机（5），半球体平衡机座（6），重心圆球（7），锥形底座或锥形基坑（8）几个部件组合构成。其所有零部件可用现有技术制造，用现有技术进行组装而获得。

如图所示：本实用新型的垂直立式双旋流风力发电装置，由引风管（1）与半球体平衡机座（6）联接构成主机设备，主机设备与锥形底座或锥形基坑（8）相配合使用；所述引风管（1），管内依一定坡度内衬空心螺旋管（2）、风量控制阀（3）、不少于一组涡轮风力发电一体机组；所述涡轮风力发电一体机组，在引风管底部的风力进出口处，由不少于一个涡轮风力发电一体机（5）组成；所述半球体平衡机座（6）是在半球体容器中放一个圆球体（7）而构成；所述锥形底座或锥形基坑（8）的锥度角（C），可在90—170°范围，优选其锥度角（C），在150—170°范围。所述半球体平衡机座（6）上可设有进出水管（9）。本实用新型的垂直立式双旋流风力发电装置，引风管（1）内衬空心螺旋管（2）的螺旋坡度在60—70度范围。在引风管（1）引风时，空心螺旋管（2）同时具有引风作用，其空心螺旋管（2）内形成内旋流，空心螺旋管（2）外形成外旋流。

本专利技术属于能源技术领域，总的可归纳如下：

通过对风动力系统进行特殊的排列组合，实现一种垂直立式双旋流风力发电装置的制造及使用方法。当前，开发新能源、节能降耗、保护环境越来越受到大家的高度重视。由于大气对流层上下的压差和温差的影响，其形成的气旋流（龙卷风），具有强劲的能量。据有关资料记载，由于大气对流层上下的压差和温差的影响，具有强劲的能量。在正常情况下，在大气的对流层范围内，气温随高度的增加而递减，也就是说在近地面，每上升一千米，温度要下降6.5摄氏度；空气在烟囱内部每上升100米，其线速度每秒就会增加26米。

本专利技术将利用大气对流层上下的压差和温差的影响，根据“烟囱效应”，模拟龙卷风旋流原理应用于工业化发电生产，既可有效解决能源消耗现状，又可促进保护环境，为国民经济可持续发展起到积极的作用。

本专利技术根据“不倒翁”技术原理，使物体在地球万有引力及气流正压力（或负压力）的作用下保持一种垂直平衡状态。该物体是一种高空双旋流风力发电装置，该装置通过螺旋引风管，将高空（可选择距离地面垂直1000米以上）的风力集中在引风管内，以形成强劲的旋流。可将此旋流动力能（类似龙卷风风能）转换为电能。

本专利技术垂直立式双旋流风力发电装置的制造及使用方法是：装置的起降是用液体来作为配重起降的。若干个涡轮风力发电一体机位于引风管底部的风力进出口处与风量控制阀连接。引风管内依一定坡度内衬空心螺旋管，在引风管内形成双旋气流（螺旋空心管内旋流及螺旋空心管外旋流）。该螺旋管为顺时针螺旋式时是负压气流型，该螺旋管为逆时针螺旋式时是正压气流型。在半球体圆弧底部有一锥底基坑。该坑必须对装置有足够的垂直回位能力。

本专利技术的装置由三部分组成：

1、底部为一半球体状（圆弧面朝下），底部半球体内部有一铁制实心圆球可在半球体内任意方向滚动，起重心稳定作用。半球体的总重量（注入液体后）应大于其上面的涡轮发电一体机、风量控制阀及引风管的总重量，此外，半球体面的直径约为引风管直径的10倍以上，使整体装置达到的垂直平衡的安全位置。底部有一圆锥底基坑，可防止装置平移；该坑必须对装置有足够的垂直回位能力。

2、中间为若干个涡轮风力发电一体机位于引风管底部的风力进出口处与风量控制阀连接，可根据风能的大小而设计配置发电机的总功率。

3、上部的引风管及风量控制阀与发电系统连接。引风管内依一定坡度内衬空心螺旋管，既可提高引风管的抗弯、抗扭强度，又可在引风管内形成双旋气流（螺旋空心管内旋流及螺旋空心管外旋流），加大引风量。该螺旋空心管为顺时针螺旋式时是负压气流型，该螺旋空心管为逆时针螺旋式时是正压气流型。由于底部半球体的总重量（注入液体后）大于其上面的发电系统及引风管系统的总重量，半球体面的直径又为引风管直径的五倍以上；此外，引风管内强劲的对流气流的正压力或负压力是呈垂直上下的，因此，该装置尽管受到外部风力摆动的影响，但是，装置就可以像“不倒翁”一样，在安全的摆幅内，将很快恢复到垂直平衡状态，而不会影响引风效果。为保证装置的安全运行，装置上安装有避雷设施。

具体实施步骤、工作流程：

引风管将高空对流层（可选择距离地面垂直1000米以上）产生的双旋气流通过风量控制阀输送到若干个涡轮风力发电一体机，将风能转换为电能。

1、制作引风管最好选择轻质且耐高低温、耐腐蚀、强度高的材料；螺旋空心管最好选择不锈钢材料；发电机最好选择涡轮风力发电一体机；底部半球体选择钢铁材料即可；风量控制阀要求必须密封性能好。

2、整体装置在安装之前，底部半球体的总重量必须与其上面的发电系统及旋流引风管系统的总重量相等，并将其平放在地面上。安装开始，先将风量控制阀关闭，再向半球体空间内注入液体，随着半球体内液体量的增加其重量也在不断增加，其上面的发电系统及旋流引风管也将随之逐渐垂直立起。在确保整体装置达到的垂直平衡的位置后，即可停止向半球体内输入液体。

3、在半球体底部有一锥底基坑，可防止装置平移。该坑必须对装置有足够的垂直回位能力。

4、整体装置在安装完毕后，将风量控制阀开启。风量控制阀可根据发电机功率需要而调整引风量。

5、连接输电系统和避雷系统。

Claims (5)

1.一种垂直立式双旋流风力发电装置，包括引风管、风力发电机、机座、底座，其特征在于：引风管与半球体平衡机座联接构成主机设备，主机设备与锥形底座或锥形基坑相配合使用；所述引风管，包括管内依一定坡度内衬空心螺旋管、风量控制阀、涡轮风力发电一体机组组成；所述涡轮风力发电一体机组，在引风管底部的风力进出口处，由不少于一个涡轮风力发电一体机组成；所述半球体平衡机座，是在半球体容器中放一个圆球体而构成。

2.根据权利要求1所述的垂直立式双旋流风力发电装置，其特征在于：引风管内衬空心螺旋管的螺旋坡度在60—70度范围。

3.根据权利要求1所述的垂直立式双旋流风力发电装置，其特征在于：所述锥形底座或锥形基坑的锥度角C，在90—170°范围。

4.根据权利要求1所述的垂直立式双旋流风力发电装置，其特征在于：所述锥形底座或锥形基坑的锥度角C，在150—170°范围。

5.根据权利要求1所述的垂直立式双旋流风力发电装置，其特征在于：所述半球体平衡机座上设有进出水管。

Images