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CN105275746A - 自造风风力发电系统 - Google Patents

自造风风力发电系统 Download PDF

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CN105275746A CN201410336896.0A CN201410336896A CN105275746A CN 105275746 A CN105275746 A CN 105275746A CN 201410336896 A CN201410336896 A CN 201410336896A CN 105275746 A CN105275746 A CN 105275746A
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由智海
姚建国
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SUINING XINHANG WIND POWER Co Ltd
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Abstract

本发明涉及自造风风力发电系统，包括基座，基座上设有套管，套管上设有烟囱，基座与进风通道连通，进风通道设有进风口；基座内至少设有四根支撑柱，基座底部设有电热器，进风通道底部设有多个方形凹槽，方形凹槽内设有风轮机，进风通道一侧设有耳房，耳房内安装发电机，风轮机与发电机连接。本发明的优越效果在于：结构简单，烟道的横截面积大于进风通道横截面积，提高了外部空气通过进风通道的流动速度；烟道采用防弹纤维制成，不需要人工修建，成本低廉；工作时在进风通道内形成高速气流，从而带动风轮机高速运转发电，其发电量与一座大型火电站相比，其造价不及火电站的1/10，不受区域限制，从而取代矿物燃料发电，环保安全。

Description

自造风风力发电系统
技术领域
本发明涉及风力发电领域，具体涉及一种自造风风力发电系统。
背景技术
风力发电，是指通过风车或螺旋桨将风的动能转换为旋转这一动能，并利用增速机等使旋转增速之后使发电机运转，由此变换为电能的发电方式；而风能是一种取之不尽而且无污染的能源，风力发电既不需耗用燃料，也不会排放二氧化碳、灰渣等废弃物，具有充分保护环境、永续利用资源等优点。
近年来，作为可再生能源在世界中推进导入风力发电系统，近几年，由于大量生产和技术进步带来的风力发电设备的成本降低以及用于设置的补助金等导入支援政策等，以年平均大约30％的成长率发展，在利用自然能量的发电系统中正在与太阳能发电一起急速成长。
除了设置风力发电设备，还需要风速能够确保一定等级、即风况良好，此外还需要存在用于运送叶片以及塔架这样的风力发电设备器材的道路，需要用于将来自风力发电设备的电力送出的输电线，解决上述问题必然会增加风力发电成本。
公开号为CN202260826U的中国专利公开了一种风力发电系统，包括风机、变速箱、加速器、发电机及整流系统，所述的风机的转轴与所述的变速箱的输入轴联接，所述的变速箱的输出轴与所述的加速器的输入轴联接，所述的发电机与所述的整流系统电连接，其特征在于所述的加速器与所述的发电机之间设置有限速控制系统；所述的限速控制系统包括编码器、单片机控制电路及电磁离合器，所述的电磁离合器的输入轴与所述的加速器的输出轴联接，所述的电磁离合器的输出轴与所述的发电机的输入轴联接，所述的单片机控制电路与所述的电磁离合器电连接，所述的编码器与所述的单片机控制电路电连接，所述的编码器与所述的发电机电连接。该风力发电系统需要自然风驱动风机获取电能，在没有自然风的地区无法获取电能，实用性差。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种结构简单的自造风风力发电系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
自造风风力发电系统，包括基座，所述基座上设有套管，套管上设有烟囱，所述基座与进风通道连通，所述进风通道设有进风口；所述基座内至少设有四根支撑柱，基座底部设有电热器，所述进风通道底部设有多个方形凹槽，方形凹槽内设有风轮机，所述进风通道一侧设有耳房，耳房内安装发电机，所述风轮机与发电机连接。
所述风轮机包括旋转轴和叶片，所述叶片设置在旋转轴上，所述叶片设为四个，相邻的叶片相互垂直；所述旋转轴与进风通道的底面相平。
所述烟囱包括烟道，烟道上设有顶盖，顶盖四周底部设有出风口，且所述出风口对称设置；所述顶盖上设有避雷针；所述烟道采用防弹纤维制成；所述烟道直径设为20m，高度为500m。所述烟道的横截面积大于进风通道的横截面积，有利于提高外部空气通过进风通道的流动速度。
所述旋转轴直径为0.25m，长度为10m；所述叶片呈正方形状，长度为8m。
所述风轮机工作时，其中的一个叶片在进风通道内；剩余的三个叶片在方形凹槽内，不对进入进风通道的空气产生阻力。
进一步地，所述套管的高度设为30m，外直径设为19.5m；所述基座为内部中空的半球形壳体，高度设为17m；所述套管和基座均为钢筋混凝土结构。
进一步地，所述基座设有四周设有多个进风通道，基座与进风通道连通，进风通道以基座为中心环向设置。
进一步地，所述进风通道的长度设为1-2000m，宽度和高度均设为10m；进风管道内表面设有黑色吸热涂层、且表面光滑如镜，减少风的阻力。
进一步地，所述方形凹槽的间距为50m。
进一步地，所述出风口处设有排气开关，排气开关优选为自动开关。
进一步地，所述烟囱外部设有黑色吸热涂层，且烟囱内部设有耐磨涂层，提高使用寿命。
进一步地，所述顶盖呈半球形，顶盖直径为30m。
进一步地，所述进风口呈漏斗状，所述进风口水平或竖直安装；所述进风口设有过滤网。所述过滤网防止外部杂物进入。
本发明所述自造风风力发电系统通过安装在基座底部电热器将基座内部的空气加热，使基座内部空气由烟囱排出；外部空气由进风口经进风通道流向基座，在外部空气通过进风通道时带动风轮机旋转，由于风轮机与发电机连接，将风能转换为电能；由于烟囱外部设有黑色吸热涂层，使烟囱内的气流温度升高，提高了烟囱内气流的速度，进而间接提高了风轮机的旋转速度。
与现有技术相比，本发明的优越效果在于：通过电热器加热基座内部空气，使基座内部气流上升，在通风管道内设置风轮机和发电机，使得外部空气对风轮机做功，将风能转化为电能；结构简单，所述烟道的横截面积大于进风通道横截面积，提高了外部空气通过进风通道的流动速度；所述烟道采用防弹纤维制成，不需要人工修建，成本低廉。
通过在基座内部设置两千个功率为1000w的电热器，工作时在进风通道内形成30-60米/秒的高速气流，从而带动风轮机高速运转发电，其发电量与一座大型火电站相比，其造价不及火电站的1/10，不受区域限制，从而取代矿物燃料发电，环保安全。
附图说明
图1为本发明所述自造风风力发电系统结构示意图；
图2为本发明所述烟囱结构示意图；
图3为本发明所述基座结构示意图；
图4为本发明所述自造风风力发电系统A-A向剖视图；
图5为本发明所述自造风风力发电系统B-B向剖视图；
图6为本发明竖直安装的进风口；
图7为本发明水平安装的进风口。
附图标识如下：
1-基座、11-支撑柱、12-电热器、2-套管、3-烟囱、31-顶盖、32-出风口、33-烟道、4-进风通道、41-进风口、411-过滤网、51-旋转轴、52-叶片、6-发电机、7-方形凹槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。
如附图1-7所示，本发明提供一种自造风风力发电系统，包括基座1，所述基座1上设有套管2，套管2上设有烟囱3，所述基座1与进风通道4连通，所述进风通道4设有进风口41；所述基座1内设有四根支撑柱11，基座1底部设有电热器12，所述进风通道4底部设有多个方形凹槽7，方形凹槽7间距为50m；方形凹槽7内设有风轮机，所述进风通道4一侧设有耳房42，耳房42内安装发电机6，所述风轮机与发电机6连接，通过风轮机旋转将风能转化为电能。
进一步地，所述风轮机包括旋转轴51和叶片52，所述叶片52设置在旋转轴51上，所述叶片52设为四个，相邻的叶片52相互垂直；所述旋转轴51与进风通道4的底面相平。当所述风轮机工作时，其中的一个叶片52在进风通道4内；剩余的三个叶片52在方形凹槽7内，不对进入进风通道4的空气产生阻力。所述旋转轴直径为0.25m，长度为10m；所述叶片呈正方形状，长度为8m。
所述套管和基座均为钢筋混凝土结构；为了提高套管2的抗拉强度，所述套管2的高度设为30m，外直径设为19.5m；所述基座为内部中空的半球形壳体，高度设17m，提高了基座1的抗压强度。
所述基座1设有四周设有多个进风通道4，基座1与进风通道4连通，进风通道4以基座1为中心环向设置。所述进风通道4的长度设为1-2000m，宽度和高度均设为10m；进风管道内表面设有黑色吸热涂层、且表面光滑如镜，减少风的阻力。所述进风通道4的顶部呈弧形。
所述方形凹槽的间距为50m，使得进入进风通道4内的气流持续的由外向内高速流动，使风轮机高速运转。
本发明所述的烟囱3包括烟道33，烟道33上设有顶盖31，顶盖31四周底部设有出风口32，且所述出风口32对称设置，所述出风口32处设有排气开关(图中未示)，所述排气开关优选为自动开关，更进一步可选择电力自动开关，所述自动开关为现有设备。
所述顶盖31上设有避雷针(图中未示)；所述烟道33采用防弹纤维制成；所述烟道33直径设为20m，高度为500m。
所述烟囱3外部设有黑色吸热涂层，以减少摩擦力；且烟囱3内部设有耐磨涂层，提高使用寿命；所述顶盖31呈半球形，顶盖31直径为30m。
所述进风口41呈漏斗状，所述进风口41水平或竖直安装；所述进风口41设有过滤网411。所述过滤网411防止外部杂物进入。
本发明所述自造风风力发电系统的烟囱3外部设有黑色吸热涂层，可充分吸收太阳能，加热烟囱3中流通的空气，使烟囱3内的空气高速向上流动；安装所述烟囱3时，将烟囱3的底部套在所述套管2上，所述烟囱3叠加堆积在套管2上面，此时启动电热器12工作，加热基座1内部空气，使得烟囱3缓慢升起，直到烟囱3达到500m高度；在基座1底部设置2000个功率为1kw的电热器12，将内部空气加热到100℃，耗电量2000度/小时，利用外部电源为电热器12提供电源。修建长度为1000m的进风通道4，在进风通道4底部设置方形凹槽7，方形凹槽7的间距为50m；在方形凹槽7内安装风轮机，所述风轮机的旋转轴51与进风通道4的底面相平，保证发电时只有一个叶片52竖立在进风通道4中，其余三个叶片52隐藏在方形凹槽7内，不对空气产生阻力，如图5所示。
由于电热器12加热基座1内部空气，并且烟囱3和进风通道4均设有黑色吸热涂层，即烟囱3和进风通道4均具备吸热功能，对烟囱3和进风通道4内部的空气加热；当烟囱3顶部的排气开关打开后，在本发明所述自造风风力发电系统内部形成高速上升的热气流，大量的空气从出风口32喷出，造成烟囱3顶部气压降低，同时烟囱3底部大量气流上升，带动进风通道4内的气流高速流动，从而带动风轮机旋转发电。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (8)

1.自造风风力发电系统，包括基座，其特征在于，所述基座上设有套管，套管上设有烟囱，所述基座与进风通道连通，所述进风通道设有进风口；所述基座内至少设有四根支撑柱，基座底部设有电热器，所述进风通道底部设有多个方形凹槽，方形凹槽内设有风轮机，所述进风通道一侧设有耳房，耳房内安装发电机，所述风轮机与发电机连接；
所述风轮机包括旋转轴和叶片，所述叶片设置在旋转轴上，所述叶片设为四个，相邻的叶片相互垂直；所述旋转轴与进风通道的底面相平；
所述烟囱包括烟道，烟道上设有顶盖，顶盖四周底部设有出风口，且所述出风口对称设置；所述顶盖上设有避雷针；所述烟道采用防弹纤维制成；所述烟道直径设为20m，高度为500m；所述烟道的横截面积大于进风通道的横截面积。
2.根据权利要求1所述的自造风风力发电系统，其特征在于，所述套管的高度设为30m，外直径设为19.5m；所述基座为内部中空的半球形壳体，高度设为17m；所述套管和基座均为钢筋混凝土结构。
3.根据权利要求1所述的自造风风力发电系统，其特征在于，所述基座设有四周设有多个进风通道，基座与进风通道连通，进风通道以基座为中心环向设置。
4.根据权利要求1所述的自造风风力发电系统，其特征在于，所述进风通道的长度设为1-2000m，宽度和高度均设为10m；进风管道内表面设有黑色吸热涂层。
5.根据权利要求1所述的自造风风力发电系统，其特征在于，所述方形凹槽的间距为50m。
6.根据权利要求1所述的自造风风力发电系统，其特征在于，所述烟囱外部设有黑色吸热涂层，且烟囱内部设有耐磨涂层。
7.根据权利要求1所述的自造风风力发电系统，其特征在于，所述进风口呈漏斗状，所述进风口水平或竖直安装。
8.根据权利要求7所述的自造风风力发电系统，其特征在于，所述进风口设有过滤网。
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