CN203146235U - 一种导风式聚风发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种导风式聚风发电系统。具体说，是具有对气体进行聚集、收储、分流、增速、转换功能的大功率导风式聚风发电系统。它包括集风筒和风力发电机。所述集风筒为呈竖向布置的直筒，集风筒上端有集风头。其特点是集风筒内有导风罩。所述导风罩为锥形，其上端呈封闭状。导风罩底部四周均布有聚风管道，该聚风管道的口径自上而下逐渐变小。聚风管道上端有调风机构，聚风管道下端与所述第一级风力发电机的进风口相连，而第一级风力发电机的出风口则与第二级风力发电机进风口相连，极大的提高了尾风利用。这种导风式聚风发电系统，力矩大，效率高，可调控，多管分叉增速，多级串联，有利于风能充分利用。

Description

一种导风式聚风发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种导风式聚风发电系统。具体说，是具有对气体进行聚集、收储、分流、增速、转换功能的大功率导风式聚风发电系统。

背景技术

众所周知，为减少对自然资源的过度开发、利用，目前世界各国都比较重视利用风力来进行发电。传统风力发电系统的发动机主要有水平轴和垂直轴两大类，无论是水平轴还是垂直轴风力发动机，都是利用空气在大尺度范围内不同地点之间压强差形成的势能引起的宏观流动进行发电，而对于空气本身所携带的静压力势能则无法被利用。为了提升单个风力发电机的功率，就只能一味增加扫风面积，结果是必须配备巨大的风叶。风叶一大，不仅制造、安装、维护起来比较麻烦，而且制造成本较高。

中国201210282851.0号专利公开了一种自启动式狭管聚风导风式聚风发电系统，该系统利用一端到另一端口径由大逐渐变小的管道来进行聚风，将自然风的风速提高了10倍以上后送给风力发动机，充分利用空气中蕴含的巨大静压力势能，使得与相同进风口面积的传统风力发电机相比，发电功率可提高到100倍以上。但这种导风式聚风发电系统仍存在以下问题：一是为了适应聚风管道出口较小的需要，风力发动机的叶片也较小。而叶片一小，其力臂就短，并且往往在管道中心风速虽然最高，却由于力臂极短而无法产生力矩，因此，这种发电系统的力矩仍旧较小，中心处的风利用率较低；二是由于上述导风式聚风发电系统所用聚风管道自进风口一端到出风口一端由大到小逐渐变小，体积大、重量较重、不仅不易制造、不易运输、不易施工，而且整个系统的强度较低；三是为保证进风口与风向的一致，聚风管道的进风口到风力发动机的进风口之间至少需要两个弯头，这样弯头一多，使得风向至少需要两次改变，对风力的阻力仍较大，风能难以充分利用；四是每个狭管的出风口处仅设置有一套风力发电机，运行时如遇某一个部件损坏，就会导致全面停车整修的局面；五是风从聚风口进入发电机后，无论风的大小，利用率多少，都无法控制与调节。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种导风式聚风发电系统。这种导风式聚风发电系统，力矩大，效率高，可调控，多管分叉增速，多级串联，有利于风能充分利用。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

本实用新型的导风式聚风发电系统包括集风筒和风力发电机。所述集风筒为呈竖向布置的直筒，集风筒上端有集风头。所述集风头为弯头，其两端的轴向中心线相垂直，其一端与集风筒上端间呈可旋转状活动配合。其特点是集风筒内有导风罩。所述导风罩为锥形，其上端呈封闭状。导风罩底部四周均布有聚风管道，该聚风管道的口径自上而下逐渐变小。聚风管道上端有调风机构，聚风管道下端与所述第一级风力发电机的进风口相连，而第一级风力发电机的出风口则与第二级风力发电机进风口相连，极大的提高了尾风利用。

本实用新型的进一步改进方案是，导风罩下端连有短直筒，所述调风机构包括调风板，所述调风板为扇形，该扇形调风板的径向中心有转轴，转轴两端分别呈可旋转状安装在集风筒内壁上和所述短直筒上，且转轴与短直筒配合的一端伸入短直筒内。所述短直筒内壁上固定有与转轴数量相等的电机，电机的输出轴分别与转轴相连，使得聚风得来的风能量始终处在可调控状态。

本实用新型的更进一步改进方案是，所述聚风管道下端之下均有支架，每个支架上均有至少两个所述风力发电机，且相邻风力发电机间相串联，即一个风力发电机的出风口与另一个风力发电机的进风口相连。

采取上述方案，具有以下优点：

由上述方案可以看出，由于集风筒内有导风罩。所述导风罩为锥形，其上端呈封闭状。导风罩底部四周均布有聚风管道，该聚风管道的口径自上而下逐渐变小。聚风管道上端有调风机构，聚风管道下端与所述风力发电机的进风口相连。这样，从集风筒上端的集风头进入的自然风集聚到了导风罩的四周并分流后直接送给风力发电机，与传统风力发动机相比，避免了叶轮中心处的风无法产生力矩的情况，产生的力矩较大。又由于从集风筒上端的集风头进入的自然风集聚到了导风罩的四周并通过聚风管道分流后直接送给风力发电机，整个系统仅需集风头一个弯头，减少了弯头用量，减少了风向改变的次数，从而降低了风力的阻力，使风能得到了充分利用。另外，由于从集风筒上端的集风头进入的自然风在导风罩的四周由于截面积不断减少的缘故，经历了第一次压缩增速，然后进入下端的聚风管道，由于在聚风管道中从上向下截面积进一步减少，利用狭管效应，风速得到进一步提升，更多静压力势能转换动能，使得风能功率密度成倍增强，风速由几米每秒增加到几十米每秒，增速后的风直接进入第一级风力机发电，而尾流从第一级风力机出口排出后立即进入第二级风力机进口，又一次推动风力机做功，继续发电。又由于整个系统有多个聚风管道，以便于在风速由较大变化时可以开启或关闭部分聚风管道，使得工作中的聚风管道内风速的变化范围较小，有利于风能的安全利用和优化。并且在部分设备发生故障的时候，只需局部停车就能进行检修，进一步提升了风能利用率，降低了检修发电损失。又由于采用分体制造工艺，化整为零，确保制造、运输、安装、运营、维护的方便、安全。

附图说明

图1是本实用新型的导风式聚风发电系统结构示意图；

图2是图1的A-A剖视示意图；

图3是图1中的I处放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明：

如图1、图2和图3所示，本实用新型的导风式聚风发电系统，包括集风筒4和风力发电机10。所述集风筒4为呈竖向布置的直筒，集风筒4上端设置有集风头5。所述集风头5为弯头，其两端的轴向中心线相垂直，其一端与集风筒4上端间借助承重轴承和齿圈呈可旋转状活动配合。集风筒4内设置有导风罩6。所述导风罩6为锥形，其上端呈封闭状。导风罩6底部四周均布有聚风管道，该聚风管道的口径自上而下逐渐变小。聚风管道上端设置有调风机构，聚风管道下端与所述风力发电机10的进风口相连。

为便于安装调风机构，在导风罩6下端连有短直筒2。所述调风机构包括调风板7，所述调风板7为扇形，该扇形调风板的径向中心固定有转轴8，转轴8两端分别呈可旋转状安装在集风筒4内壁上和所述短直筒2的筒壁上，且转轴8与短直筒2配合的一端伸入短直筒2内。所述短直筒2内壁上固定有与转轴8数量相等的电机3，电机3的输出轴分别与转轴8相连。

所述聚风管道可以采用圆锥形管道，也可以采用以下形式，即在所述短直筒2之下接一锥形下筒1，锥形下筒1四周与集风筒4间均布有成对竖向隔板9，竖向隔板9的竖向两边分别与锥形下筒1的外侧面和集风筒4的内侧面间呈密封状焊接在一起，且每对竖向隔板9间的间距自上而下逐渐变小，从而由一对竖向隔板9和与该对竖向隔板间对应的集风筒4筒壁组成一个口径自上而下由大逐渐变小的聚风管道。其中，在相邻的两个聚风管道中，相邻的竖向隔板9上端间焊接在一起。

为便于安装风力发电机10，在所述聚风风道下端之下均固定有支架11，每个支架11上均设置有两个所述风力发电机10，且该两个风力发电机相串联，即一个风力发电机10的出风口与另一个风力发电机10的进风口相连，最前面的风力发电机10的进风口与聚风管道的出风口12相连。

Claims (3)

1.一种导风式聚风发电系统，包括集风筒（4）和风力发电机（10）；所述集风筒（4）为呈竖向布置的直筒，集风筒（4）上端有集风头（5）；所述集风头（5）为弯头，其两端的轴向中心线相垂直，其一端与集风筒（4）上端间呈可旋转状活动配合；其特征在于集风筒（4）内有导风罩（6）；所述导风罩（6）为锥形，其上端呈封闭状；导风罩（6）底部四周均布有聚风管道，该聚风管道的口径自上而下逐渐变小；聚风管道上端有调风机构，聚风管道下端与所述风力发电机（10）的进风口相连。

2.根据权利要求1所述的导风式聚风发电系统，其特征在于导风罩（6）下端连有短直筒（2），所述调风机构包括调风板（7），所述调风板（7）为扇形，该扇形调风板的径向中心有转轴（8），转轴（8）两端分别呈可旋转状安装在集风筒（4）内壁上和所述短直筒（2）上，且转轴（8）与短直筒（2）配合的一端伸入短直筒（2）内；所述短直筒（2）内壁上固定有与转轴（8）数量相等的电机（3），电机（3）的输出轴分别与转轴（8）相连。

3.根据权利要求1或2所述的导风式聚风发电系统，其特征在于所述聚风管道下端之下均有支架（11），每个支架（11）上均有至少两个所述风力发电机（10），且相邻风力发电机（10）间相串联，即一个风力发电机（10）的出风口与另一个风力发电机（10）的进风口相连。

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