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CN102052255B - 冲击式风力发电装置 - Google Patents

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CN102052255B
CN102052255B CN2010106239501A CN201010623950A CN102052255B CN 102052255 B CN102052255 B CN 102052255B CN 2010106239501 A CN2010106239501 A CN 2010106239501A CN 201010623950 A CN201010623950 A CN 201010623950A CN 102052255 B CN102052255 B CN 102052255B
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Abstract

本发明属于风电技术领域，公开了一种冲击式风力发电装置，包括垂直轴冲击式风力发电装置和水平轴冲击式风力发电装置，该两种类型的冲击式风力发电装置利用多级冲动叶片的动力转子机构，最大限度的利用了来风的能量，提高了风能利用率；利用高位排风管的高度差及侧向排风，可以加大来风的能量，即使在晴朗无风的天气，动力转子也可低负荷发电；可以做成单机功率大、体积小的发电机组，便于运输和安装，维护，大大降低了风力发电装置的单位发电量的投资成本；垂直轴式可接受任意方向的来风，没有复杂的变桨距系统，传动系统和发电机可放置在地面，便于操作维护；克服了风能利用率低，动力转子难启动的缺点。

Description

冲击式风力发电装置
技术领域
本发明涉及风电技术领域，特别是涉及一种冲击式风力发电装置。
背景技术
经济、能源和环境协调发展是实现国家现代化的必要条件，为了解决石化能源(石油、煤等)不断消耗而无法再生，以及环境影响的问题，我国和一些发达国家在未来的发展规划中，将可再生能源的开发作为发展的具体目标。其中风能是一种重要的清洁无环境影响的可再生能源。而风力发电是目前发展最快，且具有规模化发展和利用的技术形式。现在风电已形成一个规模化的产业链。
风力发电的基本构成包括：一次能源转换单元——机械能传递单元——发电单元。风能是风力发电的一次能源，一次能源转换单元的主要功能是将风能转换为旋转机械能(转矩)，再通过风轮和风轮轴驱动与之连接的机械能传递单元和发电单元而构成一个完整的风力发电机组。所以，一次能源转换单元是风力发电机组的核心部分。
一次能源转换单元包括风轮，功率控制(调速)等部件组成，而风轮是由具有良好的空气动力学外形的叶片、轮毂组成。而现行的水平轴风力发电机组最常见的是三叶片风轮，这种风轮经过上百年的研究和改进，使其能提供一定的效率，机组运行平稳，基本上消除了系统和周期载荷，可输出稳定的转矩。但是存在风能利用率实际远离贝兹极限，很多权威人士和单位认定，这种风轮对风能的利用率只有25％左右。另外，这种风轮为了使其转速能维持在发电机的额定转速，需采用具有复杂结构的可变桨距的调速装置或定桨矩叶片失速控制装置。这种装置制造成本非常高，这种风轮存在另一个大问题就是为了提高单机组的功率，使风轮的直径越来越大，一个6MW的风力机叶轮的直径已超过120米。这样大的直径给叶片的制造、运输、安装、维护都带来极大的困难，大大提高了设备制造成本。由于风轮直径加大，必然大大提高了塔架的高度，同样给塔架的制造、运输、安装都带来了极大的困难，同样也大大提高了设备制造成本。另外，现行的垂直轴风力发电机组存在更大的缺陷。此类风电机组的主要特征是风轮围绕铅垂轴线旋转，这种垂直轴风电机组可以接受任意方向的来风，因此不需要设置结构复杂的对风的偏航装置。传动链和发电机可安装在地面，这样维护方便。因此这种结构设备制造成本低。但目前的垂直轴风电机组的最大缺点是风能利用系数低，为了缩短传动轴的尺寸，这种机组安装离地面比较近，可利用风能资源有限，风轮启动困难；垂直轴和水平轴两风力发电机组就目前出现形式在气动力学和结构上差别比较大，就基础研究和技术成熟度垂直轴远不及水平轴。所以，尽管垂直轴有它的很多优点，但它的发展因此受到了局限。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的第一个技术问题是：提高垂直轴风力发电装置的风能利用率，降低垂直风力发电机组的风轮启动难度，并使风力发电装置受风力大小的影响较小，能够持续稳定发电；
本发明要解决的第二个技术问题是：提高水平轴风力发电装置的风能利用率，降低水平风力发电机组的制造、运输、安装和维护成本，并使风力发电装置受风力大小的影响较小，能够持续稳定发电。
(二)技术方案
为了解决上述第一技术问题，本发明提供了一种冲击式风力发电装置，其包括：
风力机，其中心轴竖直设置；
排风管，与所述风力机同轴设置，所述排风管下端与所述风力机上壳体连通，所述排风管上端的排风口为水平方向设置；
动力转子，与所述风力机同轴设置且位于所述风力机底部；
叶片，设置在所述风力机内，且安装在所述风力机中心轴的外围；
排风集气腔，与所述风力机同轴，所述排风集气腔由所述叶片环绕形成且与所述排风管连通；
传动轴，与所述风力机同轴设置，所述传动轴上端与所述动力转子中心轴连接，所述传动轴下端连接发电装置。
上述冲击式风力发电装置中，所述风力机侧壁上设置有进风口，所述进风口处设置有集风器，所述集风器包括由进风口朝向风力机中心轴渐缩的风道；所述风道纵向上间隔设置有若干块导流筋板，用于梳理进入风力机的气流。
上述冲击式风力发电装置中，所述风道末端设置有气流加速喷嘴，所述气流加速喷嘴靠近所述叶片，用以过滤来风中夹带的沙尘和雨水并对所述来风进行加速；所述气流加速喷嘴通过转轴与所述风力机上壳体转动连接，所述转轴上设置有调节齿轮总承，所述调节齿轮总承带动所述气流加速喷嘴绕所述转轴转动，以控制由所述气流加速喷嘴进入风力机的进风量。
上述冲击式风力发电装置中，所述叶片包括若干级交替设置的冲动叶片和气流导向叶片，所述冲动叶片安装在所述动力转子上，所述气流导向叶片安装在所述风力机上壳体上。
上述冲击式风力发电装置中，所述排风集气腔底部设置有排风导流堆，用于将气流沿所述排风集气腔中心轴竖直向上导出。
上述冲击式风力发电装置中，所述排风管与所述风力机的连接处设置有偏航系统，所述偏航系统调节所述排风管使其排风口背向来风的方向。
上述冲击式风力发电装置中，所述传动轴上安装有承重推力轴承，所述承重推力轴承支撑在支架塔上，所述支架塔顶部安装有定子，所述定子与所述动力转子之间设置滚珠定位轴承，以将所述动力转子限定在所述定子内部转动。
上述冲击式风力发电装置中，所述发电装置为卧式发电机组或立式发电机组，所述发电装置包括顺次相连的变速箱、制动装置和发电机；所述发电装置为卧式发电机组时，所述变速箱、制动装置和发电机水平设置，所述变速箱的中心轴通过伞齿轮变向传动系统与所述传动轴下端连接；所述发电装置为立式发电机组时，所述变速箱、制动装置和发电机竖直设置，所述变速箱的中心轴与所述传动轴下端连接。
为了解决上述第二技术问题，本发明还提供了一种冲击式风力发电装置，其包括：
风力机，其中心轴水平设置，其进风口侧向设置；其中，沿所述风力机中心轴方向，将来风方向界定为前，相反的一侧界定为后；
排风管，其中心轴垂直于所述风力机的中心轴，所述排风管下端与所述风力机上壳体连通，所述排风管上端的排风口为水平方向设置且与所述风力机的进风口方向相反；
动力转子，与所述风力机同轴设置在所述风力机内；
叶片，设置在所述风力机内，所述叶片安装在所述动力转子的外围；
排风集气腔，与所述风力机同轴且位于所述动力转子和叶片的后部，所述排风集气腔由所述动力转子、叶片和所述风力机的后部壳体围绕形成；所述排风集气腔上部与所述排风管连通；
传动轴，顺次穿过所述动力转子和排风集气腔，并与发电装置连接。
上述冲击式风力发电装置中，所述风力机前部设置有进风口，所述进风口处设置有集风器，所述集风器包括由进风口朝向风力机后部渐缩的风道，所述风道内间隔设置有若干块导流筋板，所述若干块导流筋板由所述风道的中心轴向四周呈放射状设置，用以梳理进入风力机的气流。
上述冲击式风力发电装置中，所述风道后部设置有气流加速喷嘴，所述气流加速喷嘴靠近所述叶片，用以过滤来风中夹带的沙尘和雨水并对所述来风进行加速；所述气流加速喷嘴通过转轴与所述风力机上壳体和下壳体转动连接，所述转轴上设置有调节齿轮总承，所述调节齿轮总承带动所述气流加速喷嘴绕所述转轴转动，以控制由所述气流加速喷嘴进入风力机的进风量。
上述冲击式风力发电装置中，所述叶片包括若干级交替设置的冲动叶片和气流导向叶片，所述冲动叶片安装在所述动力转子上，所述气流导向叶片安装在所述风力机上壳体和下壳体上。
上述冲击式风力发电装置中，所述风力机进风口处设置有进风导流堆，用于将气流导入所述风力机内；所述进风导流堆位于所述风道内，所述进风导流堆的侧壁上安装所述导流筋板。
上述冲击式风力发电装置中，所述传动轴前端设置有滚动轴承，该滚动轴承安装在固定壳体内；所述传动轴后部设置有滚动轴承，该滚动轴承安装在所述风力机的后部壳体内；所述风力机后部壳体设置为靠近所述传动轴位置向前凸起，靠近风力机上壳体和下壳体的位置分别为凹弧形，用于将所述叶片排至所述排风集气腔内的气流导出。
上述冲击式风力发电装置中，所述发电装置设置在空中机舱内，所述发电装置为卧式发电机组，所述发电装置包括顺次相连的变速箱、制动装置和发电机；所述变速箱的中心轴与所述传动轴后端连接。
上述冲击式风力发电装置中，还包括：支架塔，其上设置有机组底盘，所述风力机和空中机舱安装在所述机组底盘上；所述支架塔上设置有偏航系统，所述偏航系统用以调整所述机组底盘转动，使所述风力机的进风口朝向来风的方向。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的垂直轴和水平轴冲击式风力发电装置，利用多级冲动叶片的动力转子机构，最大限度的利用了来风的能量，提高了风能利用率；利用高位排风管的高度差及侧向排风，可以加大来风的能量，即使在晴朗无风的天气，动力转子也可低负荷发电；可以做成单机功率大、体积小的发电机组，便于运输和安装，维护，大大降低了风力发电装置的单位发电量的投资成本；垂直轴式可接受任意方向的来风，没有复杂的变桨距系统，传动系统和发电机可放置在地面，便于操作维护；克服了风能利用系数低，动力转子难启动的缺点；喷嘴能够调节进风量，控制风电机组在高风速条件下的功率输出，防止破坏性超速比较简捷，方便，安全可靠；适用于陆地、山谷、海滨及海上风力发电；动力转子的叶片封闭在集风器壳体内，因此外传噪音小，特别是在接受高速气流时，该特点更为突出，对环境的不良影响显著降低。
附图说明
图1是本发明实施例的垂直轴冲击式风力发电装置的结构示意图；
图2是本发明实施例的水平轴冲击式风力发电装置的结构示意图。
其中，1：集风器；2：喷嘴；3：调节齿轮总承；4：一级冲动叶片；5：一级气流导向叶片；6：二级冲动叶片；7：排风导流堆；7-1：进风导流堆；8：排风管；9：偏航系统；10：动力转子；11：滚珠定位轴承；12：传动轴；13：承重推力轴承；14：支架塔；15：定子；16：排风集气腔；17：导流筋板；18：支撑筋板；19：伞齿轮变向传动系统；20：发电机；21：制动装置；22：变速箱；23：主机架；24：蓄电池间；25：调频间；26：变压器间；27：地面操作间；28：上壳体；29：下壳体；30：后部排风导流堆；31：滚动轴承；32：空中机舱；33：机组底盘。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1示出了本发明实施例的垂直轴冲击式风力发电装置的结构示意图，如图所示，其包括：风力机，排风管8，动力转子10，传动轴12，支架塔14，以及发电装置。
风力机的中心轴竖直设置；排风管8与风力机同轴设置，排风管8下端与风力机上壳体连通，排风管8用于将风力机内的风排出；动力转子10与风力机同轴设置在风力机底部，用于将风能转化为机械能；传动轴12与风力机同轴设置，传动轴12上端与动力转子10中心轴连接，传动轴12下端连接发电装置，传动轴12用于将风力机产生的能量传递给发电装置以发电；发电装置设置在地面操作间27内，进行发电、蓄电和供电；整个风力机和传动轴12均由支架塔14支撑，以保证风力机位于适合风力发电的空间位置。
具体地，排风管8上端的排风口为水平方向设置，即排风管8的排风口设置在侧向；在排风管8与风力机的连接处设置有偏航系统9，侧向排风的排风管8在偏航系统9的作用下，排风口始终背着来风的方向。此处，排风管8有两个特别的作用，由于排风管8有一定的高度，在风力机进风口处气流的温度和排风管8排风口处气流的温度有一定的微温差，根据气流的温差气动热力学的理论，会产生一个低位热气流流向排风口高位冷气流，这种气流的产生加大了来流风的能量。另外，排风口背着来风方向，根据气动力学的理论，高空气流的流速都比较大，在经过排风口处时，在排风口处出现一个微低压区，该微低压区会抽动着进入风力机的来风，又增加了来风的能量。因此，本发明中排风管8的设计，使得即使在晴朗的无风天气，如果动力转子10设计合理，也能使动力转子10转动起来，带动发电装置发电。
本实施例中，排风管8与风力机上壳体连通的位置处，在风力机上壳体上设置有支撑筋板18，用于加强风力机上壳体的牢固性。
风力机内在其中心轴的外围设置有叶片，叶片包括若干级交替设置的冲动叶片和气流导向叶片，冲动叶片安装在动力转子10上，气流导向叶片安装在风力机上壳体上；风力机侧壁上设置有进风口，进风口处设置有集风器1，集风器1包括由进风口朝向风力机中心轴渐缩的风道，风道纵向上间隔设置有若干块导流筋板17，导流筋板17将风道分割成若干个子风道，这样可以使旋风或涡流在进入风力机之前得到梳理，使进入风力机的气流稳定顺畅；另外，导流筋板17连接了风力机的上壳体和下壳体，能够用于风力机上壳体和下壳体之间的加强固定。风道末端设置有气流加速喷嘴2，气流加速喷嘴2靠近叶片，用以过滤来风中夹带的沙尘和雨水并对来风进行加速，该气流加速喷嘴2通过转轴与风力机上壳体转动连接，转轴上设置有调节齿轮总承3，调节齿轮总承3带动气流加速喷嘴2绕转轴转动，以控制由气流加速喷嘴2进入风力机的进风量。由于来风的强弱不同，为了使动力转子10的转速不出现破坏性的超速，调节齿轮总承3带动气流加速喷嘴2作90°范围内的转动，使风力机的进风面积改变，也就是调节了进风量，从而调节了动力转子10的转速，从而避免动力转子10超速，可以使动力转子10的转速在一定范围内稳定。在风力机内，由叶片环绕形成一个与风力机同轴的排风集气腔16，排风集气腔16顶部与排风管8连通，排风集气腔16的底部设置有排风导流堆7，排风导流堆7用于将叶片排出的气流沿排风集气腔16的中心轴竖直向上导出，避免叶片排出的气流相互冲击而难以排出风力机。
在传动轴12上安装有承重推力轴承13，承重推力轴承13支撑在支架塔14上，支架塔14上还安装有定子15，动力转子10与定子15之间设置有滚珠定位轴承11，以将动力转子10限定在定子15内部转动。这样，动力转子10的重量和转动时产生的附加垂直力均作用在承重推力轴承13上，即承重推力轴承13承受了整个动力转子10向下的垂直力。
发电装置为卧式发电机组或立式发电机组，均设置在地面操作间27内，发电装置包括顺次相连的变速箱22、制动装置21和发电机20；发电装置为卧式发电机组时，变速箱22、制动装置21和发电机20水平设置，变速箱22的中心轴通过伞齿轮变向传动系统19与传动轴12下端连接；发电装置为立式发电机组时，变速箱22、制动装置21和发电机20竖直设置，变速箱22的中心轴与传动轴12下端连接。变速箱22、制动装置21和发电机20均固定安装在主机架23上，在地面操作间27内，还设置有蓄电池间24、调频间25和变压器间26，以便于发电之后的后续变电供电。
下面结合图1描述该垂直轴冲击式风力发电装置的发电过程。该发电装置可以接受任意方向的来风，当气流进入集风器1后，在渐缩的风道内被梳理和加速，当被加速的气流经过气流加速喷嘴2时，由该喷嘴2的特殊结构可将来风夹带的砂尘和雨水除去，将比较洁净的来风第二次在喷嘴2出口处加速到最大值，被加速的气流冲击到一级冲动叶片4上，一级冲动叶片4给动力转子10一个力矩，根据气动力学的原理，使之在一级冲动叶片4的内凹弧面上产生一定的压力，而在一级冲动叶片4的背面弧上，出现一个低于内凹面压力的低压区(甚至是负压区)，在这种内、外弧面存在压差的情况下，给一级冲动叶片4一个强力的推动力，由一级冲动叶片4流出的气流还有一定的能量，这个气流经过一级气流导向叶5对气流方向的整理，并加速冲到二级冲动叶片6上，二级冲动叶片6同样给动力转子10一个力矩，根据风力发电装置安装地点的风力资源的情况，可以配置第三级、第四级......的导向叶片和冲动叶片，使气流经过多次利用，之后气流进入排风集气腔16，经排风导流堆7作用，气流沿着排风集气腔16通入排风管8，最后排出；同时，各级冲动叶片给动力转子10以力矩，动力转子10将该动能通过传动轴12传递给发电装置，以进行发电和蓄电供电。
图2示出了本发明实施例的水平轴冲击式风力发电装置的结构示意图，如图所示，其包括：风力机，排风管8，动力转子10，传动轴12，支架塔14，以及发电装置。
风力机的中心轴水平设置，进风口侧向设置；其中，为了便于后续描述，沿风力机中心轴方向，将来风方向界定为前，相反的一侧界定为后；排风管8的中心轴垂直于风力机的中心轴设置，排风管8下端与风力机上壳体连通，排风管8用于将风力机内的风排出；动力转子10与风力机同轴设置在风力机内，用于将风能转化为机械能；传动轴12与风力机同轴设置，传动轴12前端部分作为风力机的主轴，传动轴12后端连接发电装置，传动轴12用于将风力机产生的能量传递给发电装置以发电；发电装置设置在空中机舱32内，进行发电、蓄电和供电；整个风力机和空中机舱32均由支架塔14支撑，以保证风力机位于适合风力发电的空间位置。
具体地，排风管8上端的排风口为水平方向设置，即排风管8的排风口设置在侧向，并与风力机进风口方向相反；在风力机内，动力转子10的外围设置有叶片，叶片包括若干级交替设置的冲动叶片和气流导向叶片，冲动叶片安装在动力转子10上，气流导向叶片分别安装在风力机上壳体28和下壳体29上；风力机侧壁上设置有进风口，进风口处设置有集风器1，集风器1包括由进风口朝向风力机后部渐缩的风道，风道内间隔设置有若干块导流筋板17，若干块导流筋板17由风道的中心轴向四周呈放射状设置，用以梳理进入风力机的气流；风力机进风口处设置有进风导流堆7-1，进风导流堆7-1位于风道内，使得若干个导流筋板17分别安装在风力机上壳体28、下壳体29与进风导流堆7-1之间，进风导流堆7-1用于将来风气流导入风力机内部。
风道末端设置有气流加速喷嘴2，气流加速喷嘴2靠近叶片，用以过滤来风中夹带的沙尘和雨水并对所述来风进行加速；气流加速喷嘴2分别通过转轴与风力机上壳体28和下壳体29连接，转轴上设置有调节齿轮总承3，调节齿轮总承3带动气流加速喷嘴2绕转轴转动，以控制由气流加速喷嘴2进入风力机的进风量。由于来风的强弱不同，为了使动力转子10的转速不出现破坏性的超速，调节齿轮总承3带动气流加速喷嘴2作90°范围内的转动，使风力机的进风面积改变，也就是调节了进风量，从而调节了动力转子10的转速，避免动力转子10超速，可以使动力转子10的转速在一定范围内稳定。在风力机的后部，位于叶片和动力转子10的后部，由叶片、动力转子10和风力机的后部壳体围绕形成排风集气腔16，排风集气腔16顶部与排风管8连通，风力机后部壳体设置后部排风导流堆30，后部排风导流堆30为靠近传动轴12的位置向前凸起，而靠近风力机上壳体28和下壳体29的位置分别为凹弧形，使得该后部排风导流堆30起到导流的作用，将排风集气腔16内的气流竖直向上导出。
传动轴12后端连接的发电装置与上述实施例中的垂直轴冲击式风力发电装置中的发电装置相同，该发电装置设置在空中机舱32内，风力机和空中机舱32均安装固定在机组底盘33上，机组底盘33用做支撑装置并安装在支架塔14上，其中在支架塔14和机组底盘33的连接处设置有偏航系统9，偏航系统9用于调整机组底盘33，使得风力机和空中机舱32相应转动，使集风器的进风口始终对准来风的方向，充分接收来风的能量；将发电装置设置在空中机舱32内，是为了配合风力机的中心轴水平设置，以便于将风力机产生的机械能传递给发电装置予以发电。
下面结合图2描述该垂直轴冲击式风力发电装置的发电过程。该发电装置由偏航系统9调节，以接受任意方向的来风，当风力机的进风口朝着来风方向时，集风器1的导流筋板17将来风气流梳理，由进风导流堆7-1导入集风器1后，在渐缩的风道内被加速，当被加速的气流经过气流加速喷嘴2时，由该气流加速喷嘴2的特殊结构可将来风夹带的砂尘和雨水除去，将比较洁净的来风第二次在气流加速喷嘴2出口处加速到最大值，被加速的气流冲击到一级冲动叶片4上，一级冲动叶片4给动力转子10一个力矩，根据气动力学的原理，使之在一级冲动叶片4的内凹弧面上产生一定的压力，而在一级冲动叶片4的背面弧上，出现一个低于内凹面压力的低压区(甚至是负压区)，在这种内、外弧面存在压差的情况下，给一级冲动叶片4一个强力的推动力，由一级冲动叶片4流出的气流还有一定的能量，这个气流经过一级气流导向叶5对气流方向的整理，并加速冲到二级冲动叶片6上，二级冲动叶片6同样给动力转子10一个力矩，根据风力发电装置安装地点的风力资源的情况，可以配置第三级、第四级......的导向叶片和冲动叶片，使气流经过多次利用，之后由叶片排出的气流进入排风集气腔16，经后部排风导流堆30作用，气流沿着排风集气腔16通入排风管8，最后排出；同时，各级冲动叶片给动力转子10以力矩，动力转子10将该动能通过传动轴12传递给发电装置，以进行发电和蓄电供电。
由以上实施方式可以看出，本发明实施方式提供的垂直轴和水平轴冲击式风力发电机组，利用多级冲动叶片的动力转子机构，最大限度的利用了来风的能量，提高了风能利用率；利用高位排风管的高度差及侧向排风，可以加大来风的能量，即使在晴朗无风的天气，动力转子也可低负荷发电；可以做成单机功率大、体积小的发电机组，便于运输和安装，维护，大大降低了风力发电机组的单位发电量的投资成本；垂直轴式可接受任意方向的来风，没有复杂的变桨距系统，传动系统和发电机可放置在地面，便于操作维护；克服了风能利用系数低，动力转子难启动的缺点；喷嘴能够调节进风量，控制风电机组在高风速条件下的功率输出，防止破坏性超速比较简捷，方便，安全可靠；适用于陆地、山谷、海滨及海上风力发电；动力转子的叶片封闭在集风器壳体内，因此外传噪音小，特别是在接受高速气流时，该特点更为突出，对环境的不良影响显著降低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种冲击式风力发电装置，其特征在于，包括：
风力机，其中心轴竖直设置；
排风管，与所述风力机同轴设置，所述排风管下端与所述风力机上壳体连通，所述排风管上端的排风口为水平方向设置；
动力转子，与所述风力机同轴设置且位于所述风力机底部；
叶片，设置在所述风力机内，且安装在所述风力机中心轴的外围；
排风集气腔，与所述风力机同轴，所述排风集气腔由所述叶片环绕形成且与所述排风管连通；
传动轴，与所述风力机同轴设置，所述传动轴上端与所述动力转子中心轴连接，所述传动轴下端连接发电装置。
2.如权利要求1所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述风力机侧壁上设置有进风口，所述进风口处设置有集风器，所述集风器包括由进风口朝向风力机中心轴渐缩的风道；所述风道纵向上间隔设置有若干块导流筋板，用于梳理进入风力机的气流。
3.如权利要求2所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述风道末端设置有气流加速喷嘴，所述气流加速喷嘴靠近所述叶片，用以过滤来风中夹带的沙尘和雨水并对所述来风进行加速；所述气流加速喷嘴通过转轴与所述风力机上壳体转动连接，所述转轴上设置有调节齿轮总承，所述调节齿轮总承带动所述气流加速喷嘴绕所述转轴转动，以控制由所述气流加速喷嘴进入风力机的进风量。
4.如权利要求1所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述叶片包括若干级交替设置的冲动叶片和气流导向叶片，所述冲动叶片安装在所述动力转子上，所述气流导向叶片安装在所述风力机上壳体上。
5.如权利要求1所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述排风集气腔底部设置有排风导流堆，用于将气流沿所述排风集气腔中心轴竖直向上导出。
6.如权利要求1所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述排风管与所述风力机的连接处设置有偏航系统，所述偏航系统调节所述排风管使其排风口背向来风的方向。
7.如权利要求1所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述传动轴上安装有承重推力轴承，所述承重推力轴承支撑在支架塔上，所述支架塔顶部安装有定子，所述定子与所述动力转子之间设置滚珠定位轴承，以将所述动力转子限定在所述定子内部转动。
8.如权利要求1所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述发电装置为卧式发电机组或立式发电机组，所述发电装置包括顺次相连的变速箱、制动装置和发电机；所述发电装置为卧式发电机组时，所述变速箱、制动装置和发电机水平设置，所述变速箱的中心轴通过伞齿轮变向传动系统与所述传动轴下端连接；所述发电装置为立式发电机组时，所述变速箱、制动装置和发电机竖直设置，所述变速箱的中心轴与所述传动轴下端连接。
9.一种冲击式风力发电装置，其特征在于，包括：
风力机，其中心轴水平设置，其进风口侧向设置；其中，沿所述风力机中心轴方向，将来风方向界定为前，相反的一侧界定为后；
排风管，其中心轴垂直于所述风力机的中心轴，所述排风管下端与所述风力机上壳体连通，所述排风管上端的排风口为水平方向设置且与所述风力机的进风口方向相反；
动力转子，与所述风力机同轴设置在所述风力机内；
叶片，设置在所述风力机内，所述叶片安装在所述动力转子的外围；
排风集气腔，与所述风力机同轴且位于所述动力转子和叶片的后部，所述排风集气腔由所述动力转子、叶片和所述风力机的后部壳体围绕形成；所述排风集气腔上部与所述排风管连通；
传动轴，顺次穿过所述动力转子和排风集气腔，并与发电装置连接。
10.如权利要求9所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述风力机前部设置有进风口，所述进风口处设置有集风器，所述集风器包括由进风口朝向风力机后部渐缩的风道，所述风道内间隔设置有若干块导流筋板，所述若干块导流筋板由所述风道的中心轴向四周呈放射状设置，用以梳理进入风力机的气流。
11.如权利要求10所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述风道后部设置有气流加速喷嘴，所述气流加速喷嘴靠近所述叶片，用以过滤来风中夹带的沙尘和雨水并对所述来风进行加速；所述气流加速喷嘴通过转轴与所述风力机上壳体和下壳体转动连接，所述转轴上设置有调节齿轮总承，所述调节齿轮总承带动所述气流加速喷嘴绕所述转轴转动，以控制由所述气流加速喷嘴进入风力机的进风量。
12.如权利要求9所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述叶片包括若干级交替设置的冲动叶片和气流导向叶片，所述冲动叶片安装在所述动力转子上，所述气流导向叶片安装在所述风力机上壳体和下壳体上。
13.如权利要求10所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述风力机进风口处设置有进风导流堆，用于将气流导入所述风力机内；所述进风导流堆位于所述风道内，所述进风导流堆的侧壁上安装所述导流筋板。
14.如权利要求9所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述传动轴前端设置有滚动轴承，该滚动轴承安装在固定壳体内；所述传动轴后部设置有滚动轴承，该滚动轴承安装在所述风力机的后部壳体内；所述风力机后部壳体设置为靠近所述传动轴位置向前凸起，靠近风力机上壳体和下壳体的位置分别为凹弧形，用于将所述叶片排至所述排风集气腔内的气流导出。
15.如权利要求9所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，所述发电装置设置在空中机舱内，所述发电装置为卧式发电机组，所述发电装置包括顺次相连的变速箱、制动装置和发电机；所述变速箱的中心轴与所述传动轴后端连接。
16.如权利要求15所述的冲击式风力发电装置，其特征在于，还包括：支架塔，其上设置有机组底盘，所述风力机和空中机舱安装在所述机组底盘上；所述支架塔上设置有偏航系统，所述偏航系统用以调整所述机组底盘转动，使所述风力机的进风口朝向来风的方向。
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