CN204663767U - 一种狭管风道式风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，涉及风力发电技术领域。该一种狭管风道式风力发电装置由风道墙、漏斗式集聚风能装置、高脚机房、风车式风轮型、传动机构、卧式发电机、挡风设施、箱式变压电器设备、电力控制装备、升压变电装备与设施组成，在两山脉之间呈现的V形状沟谷两边构筑风道墙，风道墙向山脉纵深方向延伸构筑，两道风道墙之间的距离空间形成风道。该一种狭管风道式风力发电装置适宜并有效于山峦地貌区域的风力发电开发，且实现电能输入国家电网，供给社会用电，前景十分广阔。

Description

一种狭管风道式风力发电装置

技术领域

本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，涉及风力发电技术领域。该一种狭管风道式风力发电装置由风道墙、漏斗式集聚风能装置、高脚机房、风车式风轮型、传动机构、卧式发电机、挡风设施、箱式变压电器设备、电力控制装备、升压变电装备等的设备与设施组成。该一种狭管风道式风力发电装置适宜并有效于山峦地貌区域的风力发电开发，并且实现电能输入国家电网，供给社会用户用电，前景十分广阔。

背景技术

通用塔式风力发电，由于该发电设备的自身构造特点以及技术设计受限制原因，未能有效拦截大部分的自然流动的风能，不能实现利用风能发出更多的电能。该通用塔式风力发电设备中的风叶须迎合风向作频繁调正风叶角度，由于风叶受到角向转动范围限制，未能全方位取得风能。该通用塔式风力发电设备对来袭风源的强弱状况不能人为控制与利用，故致发电量处于不稳定状态，不能使发电设备稳定、可靠、饱和、持久的发出电能。本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，在两山脉之间呈现的V形状沟谷两边构筑风道墙，风道墙向山脉的纵深方向延伸构筑。两道风道墙之间的距离空间形成风道。利用风道地面的低压吸取截获高空中流动的湍流风能进入风道，风在风道中流动时，由于狭管效应作用，致风向一致、风速加快，变成穿堂风。穿堂风流经漏斗式集聚风能装置时由于流动空间被压缩致风的密度增大、产生风速更快，风力增强，风流窜冲击风轮的功效强大，使风轮旋转。风能旋转时带动卧式发电机发出电能，该电能经箱式变压电器设备的初级调整，电力控制装备的第二次调整后达到输入国家电网所需的技术指标，最后经由升压变电装备将电能输入国家电网，由国家电网向社会用户供电。

实用新型内容

本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，是依据流体学理论，利用狭管效应现象而发明的利用风能作原动力，启动发电机发电供电的一种新型技术方法。该一种狭管风道式风力发电装置，技术先进、方法特异、设备与设施构造简单、制造与安装方便。单体风力发电场的装机容量大，发电量多。该一种狭管风道式风力发电装置具有无须风叶迎风调角，且对来袭风源的强弱状况可以人为控制与利用，能有效拦截获取从风道中流窜的大部分的风能，发电设备稳定、可靠、饱和、持久的发电供电的优点与特性。且在选择风力发电场地址前无须进行先期测风事。该一种狭管风道式风力发电装置不占农田，无污染、每千瓦小时的投入本金比塔式风力发电项目少，且一次投入长期收益。该一种狭管风道式风力发电装置技术新型、实用、有效。有助于风力发电开发拓展，有助于环境保护、有利于节约煤、油等资源、有利于人类生活，能为风力发电企业与国家带来丰盛的经济收益与社会效益。

本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，风道墙由支承立柱与板型墙体构成，支承立柱中心置入H型钢，外围钢筋混凝土围护。板型墙体由钢筋混凝土空心预制板或其他新型建筑材料板制成，板型墙体插嵌入H型钢的槽腔内，风道墙自地面向空中垂直建筑。支承立柱在零位以上呈长方形态构筑。在两道风道墙之间构成的风道中，纵向依据适当距离范围内采用圆型空心钢材连接两边的H型钢顶端部位处或中心高处。H型钢出露外围钢筋砼。

本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，漏斗式集聚风能装置由装置框架与玻璃钢复合材料板构成。玻璃钢复合材料板置嵌入于装置框架的露空中处。漏斗式集聚风能设备的装置框架采用角钢制成，装置框架的进风口面积大于出风口面积，出风口呈扁长方形，面积满足横向排列的两件风轮受风旋转。漏斗式集聚风能装置水平安装于两道风道墙之间，进风口迎合穿堂风来袭方向， 两件漏斗式集聚风能装置在风道内纵向间隔几十米设置。漏斗式集聚风能装置的玻璃钢复合材料板表面包裹玻璃纤维加环氧树脂混合料。

本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，供安装发电设备的高脚机房由承重立柱、机房平台、支撑立柱、斜型屋面框架、彩钢瓦、排水天沟、彩钢围护墙、楼梯、门组成。四根承重立柱将机房平台升至半空中，平台上构筑钢结构机房。高脚机房的四根承重立中心置入H型钢，H型钢穿过机房平台延伸至斜型屋面框架处，致成支撑立柱的中心受力柱，并与斜型屋面框架连接。承重立柱的外围钢筋混凝土与机房平台联体构筑，穿过机房平台的H型钢的外围薄钢板围护，内置素砼。机房平台中安装卧式发电机区域的平台呈凸型状，面积满足卧式发电机底板面积需求，机房平台上面采用彩钢围护墙连接四根支撑立柱，彩钢围护墙与斜型屋面框架之间露空适当距离。高脚机房的平台置于漏斗式集聚风能装置出风口200mm设置，平台面低于出风口500mm。

本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，风轮由风轮轴、前端风叶压板、轴套、风叶、后端风叶压板构成。风轮轴与轴套组成一体，风叶中心孔置入轴套后端的台阶中，风叶前端连接轴套的前端平板中，前端风叶压板置于风叶前端面；后端风叶压板置于风叶后端面。采用螺钉将前端风叶压板、轴套、风叶、后端风叶压板连接在一起。风叶由≧0.5mm厚的镀锌薄钢板制成。取正方形的镀锌薄钢板的尖角处部分进行对角剪裁开后形成8片风叶角型板，并在其中4片风叶角型板上装置风轮耳叶。风轮涡室长≧500mm，风叶四片，形成风车式型风轮。风轮A顺时针方向旋转，风轮B逆时针方向旋转，风轮设置在高脚机房内。

本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，传动机构由传动轴、角型齿轮A、B、C、D型、齿轮轴组成。传动机构中的转动轴的顶端连接风轮B，尾端连接角型齿轮A；齿轮轴的顶端连接角型齿轮B，尾端连接角型齿轮C，角型 齿轮D安装在卧式发电机后端伸出的轴端上，角型齿轮之间互相嵌入连接。传递扭矩，带动旋转。

本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，卧式发电机的转动轴双向伸出卧式发电机的机身两端，卧式发电机的前端伸出轴与风轮A连接；卧式发电机的后端伸出轴与角型齿轮D连接。

本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，挡风设施由支撑架、挡风板、移动滑轮、吊环、牵引索、过渡滑轮、绕索电动机等构成。挡风设施安装在漏斗式集聚风能装置的出风口处。启动挡风板上行，遮盖住出风口的部分面积，达到控制风流量的摄入，从而减少风对风轮的冲击力，满足风轮的设计额定转速，保障卧式发电机的正常发电。

本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，其发电机制为：高空中的湍流风源被吸收截获导引至风道内，风在风道中流动时由于狭管效应作用，形成风向一致，风速加快，变成穿堂风。穿堂风流经漏斗式集聚风能装置时产生再次风速加快、风力增强、且风密度加大，并流窜冲击风轮、使风轮受风力旋转。旋转的风轮带动卧式发电机轴转动，使卧式发电机发出电能，该电能输入箱式变压电器设备，经由箱式变压电器系统作初级电能调整后，经由输电导线输至电力控制装备中，经电力控制装备系统的再一次作电能调整，并满足人们生活、生产的用电技术指标。该电能除企业使用部分电能外，其余电能均通过升压变电装备系统输至国家电网，由国家电网向社会用户供电。

附图说明

以下依据附图作进一步的说明：

图1为一种狭管风道式风力发电装置的发电机制示意图

图2为风道墙构造示意图

图3为漏斗式集聚风能装置在风道内的分布示意图

图4为漏斗式集聚风能装置构造示意图

图5为高脚机房构造示意图

图6为风轮构造示意图

图8为风轮构造示意图

图7为传动机构的结构示意图

图9为挡风设施结构示意图

序号(1)风道墙、序号(2)漏斗式集聚风能装置、序号(3)风轮A、序号(4)卧式发电机、序号(5)风轮B、序号(6)转动轴、序号(7)角型齿轮A、序号(8)角型齿轮B、序号(9)齿轮轴、序号(10)角型齿轮C、序号(11)角型齿轮D、序号(12)支撑立柱、序号(13)H型钢、序号(14)板型墙体、序号(15)装置框架、序号(16)玻璃钢复合材料板、序号(17)排水天沟、序号(18)彩钢瓦、序号(19)斜型屋面框架、序号(20)支撑立柱、序号(21)彩钢围护墙、序号(22)门、序号(23)楼梯、序号(24)机房平台、序号(25)承重立柱、序号(26)风轮轴、序号(27)前端风叶压板、序号(28)轴套、序号(29)风叶、序号(30)后端风叶压板、序号(31)支撑架、序号(32)挡风板、序号(33)移动滑轮、序号(34)吊环、序号(35)牵引索、序号(36)过渡滑轮、序号(37)绕索电动机。 

具体实施方式

如附图(1)所示：本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置由风道墙(1)、漏斗式集聚风能装置(2)、高脚机房、风轮A(3)、卧式发电机(4)、风轮B(5)、传动机构中的转动轴(6)、角型齿轮A(7)、角型齿轮B(8)、齿轮轴(9)、角型齿轮C(10)、角型齿轮D(11)以及挡风设施、箱式变压电器设备、电力控制装备、升压变电装备等的设备与设施组合。

如附图(2)所示：风道墙(1)由支承立柱(12)与板型墙体(14)构成， 支承立柱(12)中心置入H型钢(13)，外围钢筋混凝土围护。板型墙体(14)插嵌入H型钢(13)的槽腔内。风道墙(1)自地面向空中垂直建筑，支承立柱(12)在零位以上呈长方形态构筑。

如附图(3)所示：本实用新型的狭管风道式风力发电装置，风道墙与(1)向山脉纵深方向延伸构筑，两道风道墙(1)之间形成风道。在风道中设置漏斗式集聚风能装置(2)，两道风道墙(1)之间纵向依据适当距离范围内采用圆形空心钢材连接两边的H型钢(13)顶端部位出或中心高处，纵向两件漏斗式集聚风能装置(2)间距几十米设置，进风口迎合穿堂风来袭方向。风道地面呈斜坡状，自低至高向山脉纵深方向建筑。

如附图(4)所示：本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，漏斗式集聚风能装置(2)由装置框架(15)与玻璃钢复合材料板(16)构成。玻璃钢复合材料板(16)置嵌入于装置框架(15)的露空中处，装置框架(15)的进风口面积大于装置框架(15)的出风口面积，出风口呈扁长方形，面积满足横向排列的两件风轮受风旋转。玻璃钢复合材料板(16)由泡沫塑料或其他材料制成的表面粗糙的板材表面包裹玻璃纤维加环氧树脂混合料。

如附图(5)所示：本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置供安装发电设备的高脚机房由承重立柱(25)、机房平台(24)、支撑立柱(20)、斜型屋面框架(19)、彩钢瓦(18)、排水天沟(17)、彩钢围护墙(21)、楼梯(23)、门(22)组成。四根承重立柱(25)将机房平台(24)升至半空中，平台上构筑钢结构机房。高脚机房的四根承重立柱(25)中心置入H型钢(13)，H型钢(13)穿过机房平台(24)延伸至斜型屋面框架(19)处，致成支撑立柱(20)的中心受力柱，并与斜型屋面框架(19)连接。承重立柱(25)的外围钢筋混凝土与机房平台(24)联体构筑，穿过机房平台(24)的H型钢(13)的外围薄钢板围护，内置素砼。机房平台(24)中安装卧式发电机(4)区域的平台呈 凸型状，面积满足卧式发电机(4)底板面积要求，机房平台(24)上面采用彩钢围护墙(21)连接四根支撑立柱(20)，彩钢围护墙(21)与斜型屋面框架(19)之间露空适当间距。彩钢瓦(18)置于斜型屋面框架(19)的上表面处，排水天沟(17)置于斜型屋面框架(19)的低端处，门(22)置于彩钢围护墙(21)的侧面采用楼梯(23)出入高脚机房。高脚机房的机房平台(24)置于漏斗式集聚风能装置(2)出风口距离200mm设置，机房平台(24)面低于出风口500mm。

如附图(6)(7)所示：本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，风轮由风轮轴(26)、前端风叶压板(27)、轴套(28)、风叶(29)、后端风叶压板(30)构成。风轮轴(26)与轴套(28)组成一体。风叶(29)中心孔置入轴套(28)后端的台阶中，风叶(29)前端连接轴套(28)的前端平板中，前端风叶压板(27)置于风叶(29)前端面；后端风叶压板(30)置于风叶(29)后端面。采用螺钉将风叶压板(27)、轴套(28)、风叶(29)、后端风叶压板(30)连接在一起。风叶(29)由≧0.5mm厚的镀锌薄钢板制成。取正方形镀锌薄钢板的尖角处部分进行对角剪裁开后形成8片风叶角型板，并在其中4片风叶角型板上间隔添置风轮耳叶，风轮涡室长≧500mm风叶(29)四片，形成风车式型风轮。风轮A(3)顺时针方向旋转；风轮B(5)逆时针方向旋转，风轮设置在高脚机房内，风叶(29)面对穿堂风来袭方向。

如附图(8)所示：本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，传动机构由转动轴(6)、角型齿轮A(7)、角型齿轮(8)、齿轮轴(9)、角型齿轮C(10)、角型齿轮D(11)组成。转动轴(6)的顶端连接风轮B(8)。转动轴(6)的尾端连接角型齿轮A(7)；齿轮轴(9)的前端连接角型齿轮B(8)，齿轮轴(9)的后端连接角型齿轮C(10)，角型齿轮D(11)安装在卧式发电机(4)后端伸出的轴端上，角型齿轮之间互相嵌入连接。风轮B(5)旋转带动转动轴(6)和角型齿轮A(7)旋转，角型齿轮B(8)与角型齿轮A(7)成90度角 嵌入连接，致成角型齿轮B(8)、齿轮轴(9)、角型齿轮C(10)作同步旋转。又角型齿轮C(10)与角型齿轮D(11)再一次成90度角嵌入连接，由此带动角型齿轮D(11)、卧式发电机(4)的后端伸出轴作同步旋转，如此达到传递扭矩、带动旋转。

如附图(9)所示：本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，挡风设施由支撑架(31)、挡风板(32)、移动滑轮(33)、吊环(34)、牵引索(35)、过渡滑轮(36)、绕索电动机(37)等构成。挡风设施安装在漏斗式集聚风能装置(2)的出风口处，挡风板(32)左右两侧边缘安装移动滑轮(33)；挡风板(32)左右两侧顶端面上安装吊环(34)、移动滑轮(33)置于支撑架(31)的槽腔中，支撑架(31)位于离脚机房的机房平台(24)与漏斗式集聚风能装置(2)出风口之间的间隙中，支撑架(31)的连接于斜型屋面框架(19)处、支撑架(31)的顶端安装过渡滑轮(36)，牵引索(35)一端与吊环(34)连接，另一端经过渡滑轮(36)与绕索电动机(37)连接。启动绕索电动机(37)运行工作，牵引索(35)将挡风板(32)提升、遮盖住漏斗式集聚风能装置(2)出风口的部分面积，控制了来袭穿堂风的摄入，从而减少了来袭穿堂风对风轮的冲击力，满足风轮A(3)风轮B(5)的设计额定转速，保障卧式发电机(4)的正常发电。

依据综上附图所示：本实用新型的一种狭管风道式风力发电装置，其发电机制为高空中的湍流风源被吸收截获导引至由两道风道墙(1)构成的风道内，风在风道中流动，由于狭管效应作用，形成风向一致、风速加快变成穿堂风。穿堂风流经漏斗式集聚风能装置(2)时产生再一次的风速增快、风力增强、且风密度增大，并流窜冲击风轮A(3)风轮B(5)、使风轮受风力旋转，旋转的风轮A(3)带动卧式发电机(4)的前端伸出轴转动；风轮B(5)通过传动机构带动卧式发电机(4)的后端伸出轴转动，使卧式发电机(4)发出电能，该 电能输入箱式变压电器装备，经由箱式变压电器系统作初级的电能调整后，经由输电导线输至电力控制装备中，经电力控制装备的再一次作电能调整，并满足人们生活、生产的用电技术指标。该电能除企业自身使用部分电能外，大量的电能均通过升压变电装备输至国家电网，由国家电网向社会用户供电。

Claims (13)

1.一种狭管风道式风力发电装置，由风道墙，漏斗式集聚风能装置、高脚机房、风车式风轮型、传动机构、卧式发电机、挡风设施、箱式变压电器设备、电力控制装备、升压变电装备的设备与设施组成，其特征在于，在两山脉之间呈现的V形状沟谷两边构筑风道墙，风道墙向山脉纵深方向延伸构筑，两道风道墙之间的距离空间形成风道。

2.依据权利要求1所述的一种狭管风道式风力发电装置，其特征在于，风道墙由支承立柱与板型墙体构成，支承立柱中心置入H型钢，外围钢筋混凝土围护，板型墙体由钢筋混凝土空心预制板制成，板型墙体插嵌入H型钢的槽腔内，风道墙自地面向空中垂直建筑，支承立柱在零位以上呈长方形态构筑。

3.依据权利要求1所述的一种狭管风道式风力发电装置，其特征在于，在两道风道墙之间构成的风道中，纵向依据适当距离范围内采用圆形空心钢材连接两边的H型钢顶端部位处或中心高处，H型钢出露外围钢筋砼。

4.依据权利要求1所述的一种狭管风道式风力发电装置，其特征在于，漏斗式集聚风能装置由装置框架与玻璃钢复合材料板构成，玻璃钢复合材料板置嵌入于装置框架的露空中处。

5.依据权利要求1所述的一种狭管风道式风力发电装置，其特征在于，漏斗式集聚风能装置的装置框架采用角钢制成，装置框架的进风口面积大于出风口面积，出风口呈扁长方形，面积满足横向排列的两件风轮受风旋转，漏斗式集聚风能装置水平安装于两道风道墙之间，进风口迎合穿堂风方向，两件漏斗式集聚风能装置在风道内纵向间隔几十米设置。

6.依据权利要求1所述的一种狭管风道式风力发电装置，其特征在于，供安装发电设备的高脚机房由承重立柱、机房平台、支撑立柱、斜型屋面框架、彩钢瓦、排水天沟、彩钢围护墙、楼梯、门组成，四根承重立柱将机房平台升至半空中，平台上构筑钢结构机房。

7.依据权利要求1所述的一种狭管风道式风力发电装置，其特征在于，高脚机房的四根承重立柱中心置入H型钢，H型钢穿过机房平台延伸至斜型屋面框架处，致成支撑立柱的中心受力柱，并与斜型屋面框架连接，承重立柱的外围钢筋混凝土与机房平台联体构筑，穿过机房平台的H型钢的外围薄钢板围护，内置素砼。

8.依据权利要求1所述的一种狭管风道式风力发电装置，其特征在于，机房平台中安装卧式发电机区域的平台呈凸型状，面积满足卧式发电机底板面积需求，机房平台上面采用彩钢围护墙连接四根支撑立柱，彩钢围护墙与斜型屋面框架之间露空适当距离。

9.依据权利要求1所述的一种狭管风道式风力发电装置，其特征在于，风轮由风轮轴、前端风叶压板、轴套、风叶、后端风叶压板构成，风轮轴与轴套连成一体，风叶中心孔置入轴套后端的台阶中，风叶前端连接轴套的前端平板中，前端风叶压板置于风叶前端面；后端风叶压板置于风叶后端面，采用螺钉将前端风叶压板、轴套、风叶、后端风叶压板连接成一体。

10.依据权利要求1所述的一种狭管风道式风力发电装置，其特征在于，风叶由≧0.5mm厚的镀锌薄钢板制成，取正方形镀锌薄钢板的棱角处部分进行对角剪裁开后形成8片风叶角型板，并在其中4片风叶角型板上添置风轮耳叶，风叶涡室长≧500mm，风叶四片，形成风车式型风轮，风轮A顺时针方向旋转；风轮B逆时针方向旋转，风轮设置在高脚机房内。

11.依据权利要求1所述的一种狭管风道式风力发电装置，其特征在于，传动机构由转动轴、角型齿轮A型、角型齿轮B型、角型齿轮C型、角型齿轮D型、齿轮轴组成，传动机构中的转动轴的顶端连接风轮B，尾端连接角型齿轮A，齿轮轴的顶端连接角型齿轮B，尾端连接角型齿轮C，角型齿轮D安装在卧式发电机后端伸出的轴端上，角型齿轮之间互相嵌入连接。

12.依据权利要求1所述的一种狭管风道式风力发电装置，其特征在于，卧式发电机的转动轴双向伸出卧式发电机的机身两端，卧式发电机的前端伸出轴与风轮A连接；卧式发电机的后端伸出轴与角型齿轮D连接。

13.依据权利要求1所述的一种狭管风道式风力发电装置，其特征在于，挡风设施由支撑架、挡风板、移动滑轮、吊环、牵引索、过渡滑轮、绕索电动机构成，挡风设施安装在漏斗式集聚风能装置的出风口处，启动挡风板上行，遮盖住出风口的部分面积，控制风流量的摄入。