CN2833158Y - 风力发电中的风力增速装置 - Google Patents

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Abstract

风力发电中的风力增速装置，设有一个风罩，包括一个大截面的并逐渐收缩的进风口，和一个等截面积的风道，在等截面的风道空间放置风叶。风罩为环状结构或管状，环状结构中包括上环板和下环板，上下环之间的外缘为大截面的并逐渐收缩的进风口，小于进风口的等截面积的风道在上下环之间的中央部位，风叶装在此部位。本实用新型可以降低风力发电的阈值，从而使风速＜3m/s的风力发电成为可能，扩大了风力发电用于庭院灯、路灯、高速公路各种用电、警示牌、广告牌、边防、渔船照明供电等的地区和范围，同时也极大地提高了现有风力发电机的发电量。

Description

风力发电中的风力增速装置
                        技术领域
本实用新型涉及风力发电中的风力增速装置。
                        背景技术
现有的风力发电装置中将风力转换为机械能(最终通过直流发电机转化为电能)的装置是通过风杯、螺旋桨或叶轮之类的风力能量转化器(风叶)来实现，风力能量转化器有的是水平放置，有的是对着风向放置(利用尾部通常是片状的风向标对着风向)。它们的转速与自然风的大小相关，自然风速大，它们就转动得快，发电量就大，反之则小，所以风力发电装置最适合安装在风能充沛的地方。现有风力发电机的技术指标通常要在3m/s以上的风速下才能发电，对于小于3m/s的风速就不能满足发电要求。通常这样的气候条件并不是在多数时间下得到保证。而1-2m/s自然风在多数时间具备，安装各种小型的风力发电机可以在此条件下正常工作。
                           发明内容
本实用新型提供一种在1-2m/s风速的自然风条件下能使风叶正常运转并使发电机发电工作的风力发电中的风力增速装置，使风力发电机在多数时间能工作，从而为推广使用小型风力发电机提供技术支持。
本实用新型的目的是这样实现的：风力发电中的风力增速装置，其特征是设有一个风罩，包括一个大截面的并逐渐收缩的进风口，和一个等截面积的风道，在等截面的风道空间放置风叶。
风罩主要有两种结构，一个为环状结构，另一种为管状结构。环状结构中具有上环板和下环板，上下环板均为锅形或平底锅形，过中心的坚截面形状为双喇叭口的轮廓，上下环之间的外缘为大截面的进风口，等截面积(面积小于进风口)的风道在上下环之间的中央部位，风叶装在此部位。
管状结构中，沿着管道坚切的横截面为喇叭口形状，进风口为较大截面积的管道而管道的中后部为等截面积风道，这个等截面的空间就是放置风叶的地方，此时到达风叶的风速是已经经过收缩段后的风速，它比自然风的风速要大，风杯、螺旋桨或叶轮之类的风叶，尤其置有杯式风叶均可以采用。喇叭口的斜度即外轮廓线与中心线形成的角度α从5-35度或更大，尤其取5-20度。
本实用新型采用管道风洞设计原理，即将大气中的自然风先经过一个收缩段将自然风从一段大截面的管道口进入一个较小截面的管道口，再到一个等截面的空间中，这个等截面的空间(即工作段)就是放置风叶的地方，此时到达风叶的风速是已经经过收缩段后的风速，它肯定已比自然风的风速要大，如图1所示，设收缩段进气口的截面积为A1，进气口的风速(即自然风)为V1，收缩段的出气口的截面积为A2，出气口的风速(亦是工件段的风速)为V2，则根据连续原理有：A1V1＝A2V2。定义收缩比为n＝A1/A2，则A1/A2＝V2/V1＝n，即V2＝V1n，n越大，则V2越大，即工作段的风速越大，如n＝2，则在自然风的风速约为1.5m/s时，我们所能获得的发电用的风速即约为3m/s，如n＝3，则只要自然风约为1m/s时，即可达到3m/s的发电要求了。因此，利用本技术即可极大地降低了风力发电机对于能够利用来发电的自然风风速阈值的要求，利用本实用新型技术一方面在风速低于3m/s(微风)的地方使利用风力发电成为可能，另一方面又使现有的风力发电机的发电量获得极大的提高。
本实用新型技术的特点是：可以利用在对着风向的这一端使用收缩段使自然风风速增速，然后到工作段使风力传感器所感应到的风速已获增大，最后又通过扩散段使气流流出去。其完整结构如图2所示。根据上述原理以及我们通过试验证明，大气中的自然风在通过收缩的管道后会加速，从而增加风力发电量并降低风力发电对风速的阈值要求。可以用于各种大中小型的风力发电机，它既可与太阳能光伏电池可以配合使用，也可以单独使用。且使用的寿命长，工作可靠。
                          附图说明
图1为本实用新型原理结构示意图
图2为本实用新型结构(管状结构)示意图
图3为本实用新型环状结构示意图
图4为图3的截面图
图中管状喇叭口1，进风口2、等截面积风道3、扩散段或出风口3-1、风叶4、电机5、上环板6、下环板7、风向标尾翼8。
                        具体实施方式
但在实现具体实用的结构上，以下几种实用型的结构：
1、风标型(管状结构)：如图2所示收缩段、工作段和扩散段做成风标形状，从而使风叶始终对着风的来向，亦即收缩段始终对着风的来向，从而保证风始终是对着风叶吹的。
2、平面无方向型(环状结构)
上下各有一个如平底锅形的金属或塑料件，如图4所示，上片锅底朝上，下片锅底朝下，上下片的锅边与锅底有个拐角即呈梯形，锅边之间均匀同心隔成八等分S1-S8(亦可其它偶数等分)，而平面锅底是不被分隔的，被分隔的部分，外截面大，内截面小相当于收缩段，平锅底之间上下平行相当于工作段，在此位置上(S9)放置风叶(如风杯等)，当风速从某一方向的一个管道或相邻几个管道吹入时，自然风通过一个或几个管道收缩加速至风叶，并在另一侧的一个或几个管道扩散减速至大气中，因此风速不管从哪个方向吹入该结构都能起到收缩段和扩散段的作用，从而减少了上述1需要转动的麻烦。
本结构还适用于双层屋顶的收缩管道结构的风力发电。
3、定向型(管状结构)
结构如图2所示，可放置在汽车顶上，开口对着汽车前方，车速越快发电量越大，可以提供汽车的部分或全部用电。
本实用新型可以降低风力发电的阈值，从而使风速＜3m/s的风力发电成为可能，扩大了风力发电用于庭院灯、路灯、高速公路各种用电、警示牌、广告牌、边防、渔船照明供电等的地区和范围，同时也极大地提高了现有风力发电机的发电量。

Claims (6)

1、风力发电中的风力增速装置，其特征是设有一个风罩，包括一个大截面的并逐渐收缩的进风口，和一个等截面积的风道，在等截面的风道空间放置风叶。
2、由权利要求1所述的风力发电中的风力增速装置，其特征是风罩为环状结构，环状结构中包括上环板和下环板，上下环板均为锅形或平底锅形，过中心的坚截面形状为双喇叭口的轮廓，上下环之间的外缘为大截面的并逐渐收缩的进风口，小于进风口的等截面积的风道在上下环之间的中央部位，风叶装在此部位。
3、由权利要求1所述的风力发电中的风力增速装置，其特征是风罩为管状结构，沿着管道坚切的横截面为喇叭口形状，进风口为较大截面积并逐渐收缩的管道，而管道的中后部为等截面积风道，等截面的空间放置风叶。
4、由权利要求1或2所述的风力发电中的风力增速装置，其特征是喇叭口轮廓的角度α为5-35度。
5、由权利要求3所述的风力发电中的风力增速装置，其特征是喇叭口轮廓的角度α为5-35度。
6、由权利要求4或5所述的风力发电中的风力增速装置，其特征是喇叭口轮廓的角度取5-20度。
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CN107989745A (zh) * 2017-12-30 2018-05-04 长沙紫宸科技开发有限公司 一种便携式汇风涵道风力发电器
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