CN203892111U - 一种风管发电机的风轮 - Google Patents

Abstract

一种风管发电机的风轮，涉及到一种风力发电设备。其特征是风轮由轮廓、轴座和叶片组成，其中，轮廓呈由下向上收缩的筒体结构，轮廓的内空间构成第一收缩腔；轴座设置在第一收缩腔的上部，轴座的轴线与轮廓的轴线重合，轴座中心的轴向通孔构成轴孔；叶片呈横向弧形的薄片结构，多张叶片以辐射分布方式连接在轴座与轮廓的上部内壁之间；风管发电机包括风管、风车发电机、风轮和传动轴，风车发电机设置在风管的内空间中，风轮为风车发电机的风力驱动部件，风轮的轴座安装在传动轴的下部，传动轴的上端通过联轴器连接到风车发电机的转轴上。本实用新型使风管发电机具有更高的发电效率，适合在工业生产的余热回收系统中或蔬菜大棚上应用。

Description

一种风管发电机的风轮

技术领域

本实用新型涉及一种发电设备，特别涉及到一种风力发电设备。

背景技术

风能是一种清洁，安全，可再生的绿色能源。利用风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染，对生态无破坏，环保效益和生态效益良好，对于人类社会可持续发展具有重要意义。风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机构将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度便可以发电。

我国自然界的风力资源极为丰富，利用风力发电的技术已相当成熟，因此，在我国各地已有很多中、小型风力发电装置在运转。常规的风力发电机组由风轮、发电机和铁塔三部分组成，为的是获得较大的和较均匀的风力，铁塔的高度较高大，安装在多风的野外空旷场地上使用，安装在野外的风电设备存在受风沙磨损大、易受台风破坏的缺点。

除了自然界的风力外，把一些生产设备产生的余热收集到风管中也会产生风力；农村的蔬菜大棚内与棚外的温差也会产生风力；据检索，目前还没有利用风管的风力进行发电的报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种用于风管发电机的风轮，使风管发电机具有更高的发电效率，充分利用工业生产的余热风能及蔬菜大棚内外的温差风能来发电，开发绿色能源，保护生态环境。

本实用新型的一种风管发电机的风轮，其特征是风轮由轮廓（602）、轴座（603）和叶片（601）组成，其中，轮廓（602）呈由下向上收缩的筒体结构，轮廓（602）的内空间构成第一收缩腔（Ⅲ）；轴座（603）设置在第一收缩腔（Ⅲ）的上部，轴座（603）的轴线与轮廓（602）的轴线重合，轴座（603）的中心有轴向通孔，轴座（603）中心的轴向通孔构成轴孔（604）；叶片（601）呈横向弧形的薄片结构，叶片（601）为一张以上，多张叶片（601）以辐射分布方式连接在轴座（603）与轮廓（602）的上部内壁之间；风管发电机包括风管（2）、风车发电机、风轮和传动轴（9），风车发电机设置在风管（2）的内空间中，风轮为风车发电机的风力驱动部件，风轮的轴座（603）安装在传动轴（9）的下部，传动轴（9）的上端通过联轴器（10）连接到风车发电机的转轴上。

本实用新型中，风管（2）为变径圆管结构，风管（2）的内空间包括第二收缩腔（Ⅳ）和扩散腔（Ⅴ），第二收缩腔（Ⅳ）在扩散腔（Ⅴ）的下方，第二收缩腔（Ⅳ）为自下而上收缩的喇叭形结构，扩散腔（Ⅴ）为自上向下渐缩的杯形结构，扩散腔（Ⅴ）的下部快速收缩后连接到第二收缩腔（Ⅳ）的上端，扩散腔（Ⅴ）与第二收缩腔（Ⅳ）的结合部位构成喉口（Ⅰ），风轮位于第二收缩腔（Ⅳ）的下部，风轮的轮廓（602）外壁与第二收缩腔（Ⅳ）的内壁之间有空间，风轮的轮廓（602）外壁与第二收缩腔（Ⅳ）内壁之间的空间构成傍路风道（Ⅱ）；风管发电机的结构中有支撑件（7）和机架（11），支撑件（7）的连接端头安装在风管（2）下端的壁体上，传动轴（9）的下端安装在支撑件（7）的中心；风车发电机通过机架（11）安装在扩散腔（Ⅴ）下部的壁体上；在传动轴（9）的上部安装风叶（5），风叶（5）位于风管（2）内的喉口（Ⅰ）部位。

本实用新型所述的风管发电机安装在工业生产的余热风管上或安装在蔬菜大棚的棚顶上应用，利用工业生产的余热风力或蔬菜大棚内外的温差风力来推动风轮和风叶（5）旋转，从而带动风车发电机的转轴旋转而发电，通过风管（2）进行增加风速，达到提高发电效率和增加发电量。

本实用新型的工作原理是：工业生产的余热温度一般在60℃-250℃之间，大大高于环境温度，根据重力循环原理，热空气进行上升运动，当通过烟囱或排气风管排向空中时，上升运动的气流在烟囱或排气风管中产生风力，热空气的温度越高或排气风管的高度越高，产生的风力越大；本实用新型中，风车发电机由风轮和风叶（5）同时带动发电，风轮和风叶（5）安装在同一根传动轴上，风轮位于第一收缩腔（Ⅲ）的收缩口部位，风叶（5）位于第二收缩腔（Ⅳ）与扩散腔（Ⅴ）相交的喉口（Ⅰ）部位，这二个部位都是气流提速的关键部位，当第一收缩腔（Ⅲ）有热风进入时，风力带动风轮旋转，因风轮和风叶（5）安装在同一根传动轴上，所以风轮的旋转同步带动风叶（5）旋转，风叶（5）旋转起到抽风机作用，把第二收缩腔（Ⅳ）内的空气抽出，使第一收缩腔（Ⅲ）的风速加大，推动风轮更快旋转，使得第二收缩腔（Ⅳ）内的气流流速更大，这时推动风叶（5）的旋转力包括喉口（Ⅰ）部位的热空气气流和风轮旋转的力矩，同时，推动风轮的旋转力包括第一收缩腔（Ⅲ）内的热空气气流和风叶（5）旋转的力矩，因此，在热空气气流的作用下，风轮和风叶（5）同步旋转的旋转力将具有相互间的正反馈作用，风轮和风叶（5）会逐步加速旋转，使风管发电机具有更高的发电效率，直至达到转速的平衡点。当把本实用新型的风管发电机与排气风管进行串联连接时，在风管（2）中将产生文丘里效应，该效应表现在气流在通过呈喇叭形缩小的第二收缩腔（Ⅳ）和喉口（Ⅰ）时出现流速增大的现象，并且在第一收缩腔（Ⅲ）和傍路风道（Ⅱ）的出口附近会产生低压，从而产生吸附作用，把热空气吸入风管（2），使得风管（2）内的风速更大，产生更大的风力来推动风轮和风叶（5）更快旋转，从而使得发电效率更高。

上述的实用新型中，由于风轮的轮廓（602）呈由下向上收缩的筒体结构，轮廓（602）的内空间构成第一收缩腔（Ⅲ），当热风气流通过第一收缩腔（Ⅲ）时，在出口附近的流速增大，使得风轮的转速加快，同时，风轮的旋转将带动通过第一收缩腔（Ⅲ）的热风气流旋转，旋转的热风气流更有助于风叶（5）加快旋转。

本实用新型的有益效果是：提供的一种用于风管发电机的风轮，使风管发电机具有更高的发电效率，充分利用工业生产的余热风能及蔬菜大棚内外的温差风能来发电，开发绿色能源，保护生态环境。本实用新型适合在工业生产的余热回收系统中应用或适合在蔬菜大棚上应用。

附图说明

图1是本实用新型的一种风管发电机的风轮仰视图。

图2是本实用新型的一种风管发电机的风轮立面剖视图。

图3是本实用新型的风管发电机的结构示意图。

图中： 1.上连接法兰，2.风管，3.输电导线，4.风车发电机，5.风叶，6.风轮，601.风轮的叶片，602.风轮的轮廓，603.风轮的轴座，604.风轮的轴孔，7.传动轴的支撑件，8.下连接法兰，9.传动轴，10.联轴器，11.机架，Ⅰ.喉口，Ⅱ.傍路风道，Ⅲ.第一收缩腔，Ⅳ.第二收缩腔，Ⅴ.扩散腔。

具体实施方式

实施例1   图1和图2所示的实施方式中，一种风管发电机的风轮由轮廓（602）、轴座（603）和叶片（601）组成，其中，轮廓（602）呈由下向上收缩的筒体结构，轮廓（602）的内空间构成第一收缩腔（Ⅲ）；轴座（603）设置在第一收缩腔（Ⅲ）的上部，轴座（603）的轴线与轮廓（602）的轴线重合，轴座（603）的中心有轴向通孔，轴座（603）中心的轴向通孔构成轴孔（604）；叶片（601）呈横向弧形的薄片结构，叶片（601）为一张以上，多张叶片（601）以辐射分布方式连接在轴座（603）与轮廓（602）的上部内壁之间。本实施例的风轮作为风车发电机的风力驱动部件，应用时，风轮的轴座（603）安装在传动轴（9）的下部，传动轴（9）的上端通过联轴器（10）连接到风车发电机的转轴上。

实施例2   图3所示的实施方式中，风管发电机由风管（2）、风车发电机（4）、风叶（5）、风轮（6）、传动轴（9）和联轴器（10）组成，其中，风轮（6）的结构与第一实施例所述的风轮结构相同，不再赘述；风轮（6）为风车发电机（4）的风力驱动部件，风轮（6）的轴座（603）安装在传动轴（9）的下部，风叶（5）安装在传动轴（9）的上部，传动轴（9）的上端通过联轴器（10）连接到风车发电机（4）的转轴上；风管发电机包括风管（2）、风车发电机（4）和风轮（6），风车发电机（4）设置在风管（2）的内空间中，风管（2）为变径圆管结构，风管（2）的内空间包括第二收缩腔（Ⅳ）和扩散腔（Ⅴ），第二收缩腔（Ⅳ）在扩散腔（Ⅴ）的下方，第二收缩腔（Ⅳ）为自下而上收缩的喇叭形结构，扩散腔（Ⅴ）为自上向下渐缩的杯形结构，扩散腔（Ⅴ）的下部快速收缩后连接到第二收缩腔（Ⅳ）的上端，扩散腔（Ⅴ）与第二收缩腔（Ⅳ）的结合部位构成喉口（Ⅰ），风轮（6）位于第二收缩腔（Ⅳ）的下部，风轮（6）的轮廓（602）外壁与第二收缩腔（Ⅳ）的内壁之间有空间，风轮（6）的轮廓（602）外壁与第二收缩腔（Ⅳ）内壁之间的空间构成傍路风道（Ⅱ），风叶（5）位于风管（2）内的喉口（Ⅰ）部位；风管发电机的结构中有支撑件（7）和机架（11），支撑件（7）的连接端头安装在风管（2）下端的壁体上，传动轴（9）的下端安装在支撑件（7）的中心，风车发电机（4）通过机架（11）安装在扩散腔（Ⅴ）下部的壁体上，风车发电机（4）的线圈绕组上有输电导线（3）接出。本实施例的风管发电机安装在工业生产的余热风管上或安装在蔬菜大棚的棚顶上应用，利用工业生产的余热风力或蔬菜大棚内外的温差风力来推动风轮（6）和风叶（5）旋转，从而带动风车发电机（4）的转轴旋转而发电，通过风管（2）进行增加风速，达到提高发电效率和增加发电量。本实施例在工作时，风车发电机（4）由风轮（6）和风叶（5）同时带动发电，在热空气气流的作用下，风轮（6）和风叶（5）同步旋转的旋转力将具有相互间的正反馈作用，风轮（6）和风叶（5）会逐步加速旋转，使风管发电机具有更高的发电效率，直至达到转速的平衡点；在风管（2）中产生文丘里效应，该效应表现在气流在通过呈喇叭形缩小的第二收缩腔（Ⅳ）和喉口（Ⅰ）时出现流速增大的现象，并且在第一收缩腔（Ⅲ）和傍路风道（Ⅱ）的出口附近会产生低压，从而产生吸附作用，把热空气吸入风管（2），使得风管（2）内的风速更大，产生更大的风力来推动风轮（6）和风叶（5）更快旋转，从而使得发电效率更高。风车发电机（4）接出的输电导线（3）通过半导体二极管连接到蓄电池，蓄电池再通过逆变器连接到用电设备上。

上述的实施例中，风车发电机选用市售产品，风叶（5）采用现有技术制造。

Claims (4)

1.一种风管发电机的风轮，其特征是风轮由轮廓（602）、轴座（603）和叶片（601）组成，其中，轮廓（602）呈由下向上收缩的筒体结构，轮廓（602）的内空间构成第一收缩腔（Ⅲ）；轴座（603）设置在第一收缩腔（Ⅲ）的上部，轴座（603）的轴线与轮廓（602）的轴线重合，轴座（603）的中心有轴向通孔，轴座（603）中心的轴向通孔构成轴孔（604）；叶片（601）呈横向弧形的薄片结构，叶片（601）为一张以上，多张叶片（601）以辐射分布方式连接在轴座（603）与轮廓（602）的上部内壁之间；风管发电机包括风管（2）、风车发电机、风轮和传动轴（9），风车发电机设置在风管（2）的内空间中，风轮为风车发电机的风力驱动部件，风轮的轴座（603）安装在传动轴（9）的下部，传动轴（9）的上端通过联轴器（10）连接到风车发电机的转轴上。

2.根据权利要求1所述的一种风管发电机的风轮，其特征是风管（2）为变径圆管结构，风管（2）的内空间包括第二收缩腔（Ⅳ）和扩散腔（Ⅴ），第二收缩腔（Ⅳ）在扩散腔（Ⅴ）的下方，第二收缩腔（Ⅳ）为自下而上收缩的喇叭形结构，扩散腔（Ⅴ）为自上向下渐缩的杯形结构，扩散腔（Ⅴ）的下部快速收缩后连接到第二收缩腔（Ⅳ）的上端，扩散腔（Ⅴ）与第二收缩腔（Ⅳ）的结合部位构成喉口（Ⅰ），风轮位于第二收缩腔（Ⅳ）的下部，风轮的轮廓（602）外壁与第二收缩腔（Ⅳ）的内壁之间有空间，风轮的轮廓（602）外壁与第二收缩腔（Ⅳ）内壁之间的空间构成傍路风道（Ⅱ）。

3.根据权利要求1所述的一种风管发电机的风轮，其特征是风管发电机的结构中有支撑件（7）和机架（11），支撑件（7）的连接端头安装在风管（2）下端的壁体上，传动轴（9）的下端安装在支撑件（7）的中心；风车发电机通过机架（11）安装在扩散腔（Ⅴ）下部的壁体上。

4.根据权利要求1所述的一种风管发电机的风轮，其特征是在传动轴（9）的上部安装风叶（5），风叶（5）位于风管（2）内的喉口（Ⅰ）部位。