CN206329445U - 涡能风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型的涡能风力发电机组包括有发电机、风轮、集风装置、喷射器、太阳能板、蓄电池及控制器，太阳能板与蓄电池电连接，蓄电池向控制器供电；风轮位于集风装置的内部，且风轮的转轴与发电机的输入轴驱动连接；喷射器设置有入口装置、管体、电动球阀以及喷射头外管的内壁设有螺旋叶片，内管的外壁设有螺旋叶片，内管置于外管的内部，并且外管自进口往出口方向直径逐渐缩小，内管与外管之间形成逐渐缩窄的螺旋通道；喷射器的数目设置为多个，喷射器均匀布置于集风装置且多个喷射器的喷射头朝向风轮。因此，与现有技术相比，本实用新型具有以下主要优点：（1）对于启动风速要求低；（2）对外界的风向要求低；（3）风力发电效率高；（4）应用范围广。

Description

涡能风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，特别是涉及一种涡能风力发电机组。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风力发电机技术，大约是每秒三公尺的风速才可以开始发电。现有技术的风力发电机普遍存在风能利用率不高的问题，而且对风速要求高，必须达到一定的风速才能启动工作。

公开号为CN 2802113Y的中国实用新型专利公开了一种涡旋式风力发电机，其包括发电机体和数个风力驱动组件,该风力驱动组件包括转轴和导流装置，该转轴按垂直方向与该导流装置相连,该转轴上固定有空气动力叶片组,且与转轴的主轴之间有相对空隙,该导流装置的叶片组呈涡流式形状,且该导流装置的叶片组的方向和转轴上的空气动力叶片组的方向处于相对位置,该转轴的主轴和所述发电机体的机械轴相连,其中,该数个风力驱动组件均为圆柱体形状并以各个转轴共轴且可拆卸的方式相连接,且该转轴的主轴上均安装有螺旋推动装置。采用该种结构的涡旋式风力发电机，可以最大限度的利用风力发电，提高风力利用率。但该技术方案仍然受到风向及风速的影响，特别是在刚启动时，对风速要求高，由于该涡旋式风力放电机的转轴长且质量大，假若风风速较低，转轴难以启动旋转更难以发电，而且导流装置的进风对风向也有要求。

因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种对启动风速要求低、适用于任何风向以及发电效率高的风力发电技术显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种对启动风速要求低、适用于任何风向、风电效率高及应用范围广的风力发电机组。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

涡能风力发电机组，包括有发电机、风轮、集风装置、喷射器、太阳能板、蓄电池及控制器，

太阳能板安装于集风装置的顶部，太阳能板与蓄电池电连接，蓄电池向控制器供电；

风轮位于集风装置的内部，且风轮的转轴与发电机的输入轴驱动连接；

喷射器设置有入口装置、管体、电动球阀以及喷射头，入口装置设置于与管体的一端，喷射头设置于管体的另一端，电动球阀位于入口装置与喷射头之间并与控制器电连接；喷射头包括有外管和内管，外管的内壁设有螺旋叶片，内管的外壁设有螺旋叶片，内管置于外管的内部，并且外管自进口往出口方向直径逐渐缩小，内管与外管之间形成逐渐缩窄的螺旋通道；

集风装置设置为中空的圆柱形，喷射器的数目设置为多个，喷射器均匀布置于集风装置且多个喷射器的喷射头朝向风轮。

优选的，内管的内部中空且内壁设置有螺旋纹。

优选的，喷射头还包括有出流嘴，出流嘴装设于外管的出流口；出流嘴的内部设置有多个阻流凸点，多个阻流凸点呈螺旋状设置。

优选的，入口装置包括有入口外壳和进风逆止阀，入口外壳设置为漏斗状并且朝外的一端开口大于朝内的一端开口，进风逆止阀安装于入口外壳靠近管体的一端；入口外壳的朝外的一端开口设置有隔网。

优选的，电动球阀的前后方分别设置有电热丝，电热丝与控制器电连接。

优选的，风轮有转轴和多片叶片组成，转轴的中轴线与叶片的中轴线相平行，叶片的一侧边与位于中心的转轴固接，多片叶片围绕转轴圆周分布；叶片呈曲面状，喷射头朝向叶片的凹面。

更优选的，喷射头向下倾斜，并且喷射头与集风装置的夹角为40°~60°。

优选的，集风装置的出口风设置于集风装置的底部并连接有排风器，排风器的排风管道设置有排风逆止阀，排风逆止阀由控制器控制开关，排风逆止阀的外侧设置有隔网。

优选的，还设置有支撑装置，支撑装置包括有中心支柱和加强装置，加强装置通过连接件与中心支柱固接。

优选的，还包括用于检测风速的传感器，传感器与控制器电连接。

优选的，所述隔网安装有振动器，所述振动器与所述控制器电连接

本实用新型的有益效果：

本实用新型的涡能风力发电机组将集风装置设置为中空的圆柱形，多个喷射器均匀设置于集风装置，喷射器的入口装置露出空气中，故本实用新型的涡能发电机组能从各个方向接收风，克服现有技术的风力发电机对风向要求的问题。喷射头的内管与外管之间形成螺旋通道，所述外管自进口往出口方向直径逐渐缩小而内管的直径基本不变，此结构使得气流通道从进口到出口的逐渐螺旋缩窄，由于气流通道的空间逐渐变小，气流的速度增加，又由于气流出口一端的速度比气流进口的速度快很多，气流出口一端的压强小于气流进口一端的压强，从而使气流自动从外面流入，故本涡能风力发电机组对启动时的风速要求很低，可适用于低风速甚至无风的环境中进行风力发电。电动球阀其中一个作用是进行流量调整，由控制器控制实现智能化流量发电。在室外无风的环境基本没有，只是风速较低现有技术的风力发电机不能适用，而本实用新型的涡能风力发电机组即使处于风速低至1.5m/s时也能高效发电。当风速基本为零时，本实用新型的电动球阀还具有引动气流的作用，安装在喷射器管体的电动球阀开启时，球体状的旋塞体旋转使得管体内的气流从进口往出口流动，由于安装在管体出口一端的喷射头具有将气流的流速及动能扩大增加的作用，从而引得喷射器外的气流源源不断地从入口装置流入管体，而流入的气流经喷射器的喷射头形成高速及高能量的气流，出口喷射的气流的速度及动能比进口流入的气流的速度及动能扩大了好几倍设置几十倍，此经速度及动能扩大后的气流喷向风轮，使风轮快速转动，风轮带动发电机的输入轴转动，从而使风能转变成电能输给电网或者储存，此结构的风力发电效率非常高。因此，与现有技术相比，本实用新型具有以下主要优点：

（1）对于启动风速要求低，可应用于低风速甚至无风环境；

（2）对外界的风向要求低；

（3）风力发电效率高；

（4）应用范围广。

附图说明

利用附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的涡能风力发电机组的一个实施例的结构示意图。

图2是本实用新型的涡能风力发电机组的一个实施例的集风装置、风轮与喷射头的示意图。

图3是本实用新型的涡能风力发电机组的一个实施例的集风装置、风轮与喷射头的俯视角度示意图。

图4是本实用新型的涡能风力发电机组的一个实施例的喷射器结构示意图。

图5是本实用新型的涡能风力发电机组的一个实施例的喷射头内部示意图。

图6是本实用新型的涡能风力发电机组的一个实施例的喷射头外管示意图。

图7是本实用新型的涡能风力发电机组的一个实施例的喷射头内管示意图。

图8是本实用新型的涡能风力发电机组的一个实施例的喷射头出流嘴示意图。

图9是本实用新型的涡能风力发电机组的一个实施例的入口装置示意图。

图10是本实用新型的涡能风力发电机组的一个实施例的排风器示意图。

在图1至图10中包括有：

1风轮、1-1叶片、1-2转轴、2集风装置

3喷射器、3-1喷射头、3-2入口装置、3-3管体、3-4电动球阀、3-5电热丝、3-6进风逆止阀、

3-01外管、3-02外管的螺旋叶片、3-03内管、3-04内管的螺旋叶片、3-05固定件、3-06出流嘴、3-07阻流凸点、3-08入口装置的隔网、

4太阳能板、5排风器、5-1排风逆止阀、5-2排风器的隔网、

6-1中心支柱、6-2加强装置、6-3连接件。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

参见图1至图10，本实施例的涡能风力发电机组包括有发电机（图中未显示）、风轮1、集风装置2、喷射器3、太阳能板4、蓄电池（图中未显示）、控制器（图中未显示）以及用于检测风速的传感器（图中未显示），传感器与控制器电连接，太阳能板4安装于集风装置2的顶部，太阳能板4与蓄电池电连接，蓄电池向控制器供电。其中，集风装置2设置为中空的圆柱形，风轮1位于集风装置2的内部，风轮1的转轴1-2与发电机的输入轴驱动连接。喷射器3的数目设置为多个，喷射器3均匀布置于集风装置2且多个喷射器3的喷射头3-1朝向风轮1，喷射器3沿集风装置2均匀分布可迎接四面八方的风，不受风向的影响。伸出集风装置2内壁的喷射头3-1向下倾斜并且喷射头3-1与集风装置2的夹角为40°~60°，此倾斜角度可使气流利用气体重力及旋风式方向更猛地喷向风轮1。风轮1有转轴1-2和多片叶片1-1组成，转轴1-2的中轴线与叶片1-1的中轴线相平行，叶片1-1的一侧边与位于中心的转轴1-2固接，多片叶片1-1围绕转轴1-2圆周分布，并且叶片1-1呈曲面状，喷射头3-1朝向叶片1-1的凹面，将叶片1-1的迎风面设置为凹面是为了更好地受力转动。

上述的喷射器3设置有入口装置3-2、管体3-3、电动球阀3-4以及喷射头3-1，入口装置3-2设置于与管体3-3的一端，喷射头3-1设置于管体3-3的另一端，电动球阀3-4位于入口装置3-2与喷射头3-1之间并与控制器电连接，电动球阀3-4的前后方分别设置有电热丝3-5，电热丝3-5与控制器电连接，当处理寒冷或者异常潮湿的环境时，加热丝开始工作加热升温或者干燥，防止电动球阀3-4因寒冷不能使用或者因潮湿而腐蚀损害。其中，喷射器3的入口装置3-2包括有入口外壳和进风逆止阀3-6，入口外壳设置为漏斗状并且朝外的一端开口大于朝内的一端开口以便于气流进入，同时外壳内部靠近管体3-3的一端安装有进风逆止阀3-6可使气流只进不出，有效防止气流外泄确保气流顺着管体3-3运动，入口外壳的朝外的一端开口设置有隔网3-08以防止异物进入损害喷射器3，隔网3-08上安装有振动器，振动器与控制器电连接，当隔网3-08集尘需要清理时，控制器指令振动器开启，通过振动将隔网3-08上的尘埃等振落。

喷射头3-1包括有外管3-01、内管3-03和出流嘴3-06，外管3-01的内壁设有螺旋叶片3-02，内管3-03的外壁设有螺旋叶片3-04，内管3-03置于外管3-01的内部并通过固定件3-05固定。外管3-01自进口往出口方向直径逐渐缩小，内管3-03与外管3-01之间形成逐渐缩窄的螺旋通道，出流嘴3-06装设于外管3-01的出流口，气流经过喷射头3-1形成涡流旋风，更进入设备是的风速相比增加了好几倍，在加上螺旋通道逐渐缩窄，气流的速度又提升好几倍，出流嘴3-06的内部设置有多个阻流凸点3-07利用阻流来增加风速，多个阻流凸点3-07呈螺旋状设置，将风速再次提高，从而使最终从出流嘴3-06喷出的气流的风速比初始进入设备时提高了好几倍甚至几十倍，此风速的气流具有巨大的动能，当喷向风轮1时可以高效转化为机械能再转化成电能，发电效率高。在本实施例中，内管3-03的内部中空且内壁设置有螺旋纹，如此设置，喷射头3-1形成了双涵道，内管3-03与外管3-01之间形成的螺旋通道为气流高速的外涵道，而内管3-03的内部形成气流速度相对外涵道气流速度较低的内涵道。外涵道的气流流速快，喷出出流嘴3-06的时候，外涵道流出的螺旋气流形成中心旋流负压区域，受到该负压区域的负压吸引，内涵道区域的气流加快向负压区流入汇合形成能量更大的气流喷向风轮1。

集风装置2的出口风设置于集风装置2的底部并连接有排风器5，排风器5的排风管道设置有排风逆止阀5-1，排风逆止阀5-1由控制器控制开关，排风逆止阀5-1使气流单向流出，使得从喷射器3的入口装置3-2到排风器5之间形成一条单向的气流通道，约束气流运动方向，有利于提升气流的流速从而有利于提高风能转化为电能的转化率。同时，排风逆止阀5-1的外侧设置有隔网5-2以防止异物进入，隔网5-2上安装有振动器，振动器与控制器电连接，当隔网5-2集尘需要清理时，控制器指令振动器开启，通过振动将隔网3-08上的尘埃等振落。当电动球阀3关闭后，没有气流进入，而由于排风逆止阀5-1的气流流向设置为气流只出不进，故没有气流进入集风装置2内，因此关闭电动球阀3后，集风装置2中气流不流动，风轮1停止转动，与风轮的转轴驱动连接的发电机也停止运行，因而电动球阀3与排风逆止阀5-1也形成本实施例的涡能风力发电机组的刹车系统，当需要停止涡能风力发电机组的运作时，例如对设备进行检修，只要关闭电动球阀即可，相比其他类型的刹车系统，结构简单、操作方便、价格更低廉。

本实施例的涡能风力发电机组还设置有支撑装置，支撑装置包括有中心支柱6-1和加强装置6-2，加强装置通过连接件6-3与中心支柱6-1固接，此结构具有三角形的稳定性，更加牢固，抗风效果好。

本实用新型的涡能风力发电机组的工作过程及原理如下：

空中的气体在不停运动形成风，风从喷射器3的入口装置3-2单向进入经过喷射头3-1的螺旋通道约束形成高速流动的涡旋状气流从喷射头3-1喷向风轮1，风轮1带动发电机的输入轴转动，机械能转化为电能。集风装置2顶部的太阳能板4将太阳能转化为电能存储至蓄电池，蓄电池向控制器、电动球阀3-4、电热丝3-5、进风逆止阀3-6、排风逆止阀5-1及传感器等供电，控制器按照预设的程序控制电动球阀3-4、电热丝3-5、进风逆止阀3-6、排风逆止阀5-1及传感器工作，实现智能化发电。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案说明而非对权利要求保护范围的限制。本领域的普通技术人员参照较佳实施例应当理解，并可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，但属于本实用新型技术方案的实质相同和保护范围。

Claims (11)

1.涡能风力发电机组，其特征在于：包括有发电机、风轮、集风装置、喷射器、太阳能板、蓄电池及控制器，

所述太阳能板安装于所述集风装置的顶部，所述太阳能板与所述蓄电池电连接，所述蓄电池向所述控制器供电；

所述风轮位于所述集风装置的内部，且所述风轮的转轴与所述发电机的输入轴驱动连接；

所述喷射器设置有入口装置、管体、电动球阀以及喷射头，所述入口装置设置于与所述管体的一端，所述喷射头设置于所述管体的另一端，所述电动球阀位于所述入口装置与喷射头之间并与所述控制器电连接；喷射头包括有外管和内管，所述外管的内壁设有螺旋叶片，所述内管的外壁设有螺旋叶片，所述内管置于外管的内部，并且所述外管自进口往出口方向直径逐渐缩小，所述内管与所述外管之间形成逐渐缩窄的螺旋通道；

所述集风装置设置为中空的圆柱形，所述喷射器的数目设置为多个，所述喷射器均匀布置于所述集风装置且多个所述喷射器的喷射头朝向所述风轮。

2.根据权利要求1所述涡能风力发电机组，其特征在于：所述内管的内部中空且内壁设置有螺旋纹。

3.根据权利要求1所述涡能风力发电机组，其特征在于：所述喷射头还包括有出流嘴，所述出流嘴装设于所述外管的出流口；所述出流嘴的内部设置有多个阻流凸点，所述多个阻流凸点呈螺旋状设置。

4.根据权利要求1所述涡能风力发电机组，其特征在于：所述入口装置包括有入口外壳和进风逆止阀，入口外壳设置为漏斗状并且朝外的一端开口大于朝内的一端开口，所述进风逆止阀安装于所述入口外壳的靠近管体的一端；所述入口外壳的朝外的一端开口设置有隔网。

5.根据权利要求1所述涡能风力发电机组，其特征在于：所述电动球阀的前后方分别设置有电热丝，所述电热丝与所述控制器电连接。

6.根据权利要求1所述涡能风力发电机组，其特征在于：所述风轮有转轴和多片叶片组成，所述转轴的中轴线与所述叶片的中轴线相平行，所述叶片的一侧边与位于中心的转轴固接，多片叶片围绕所述转轴圆周分布；所述叶片呈曲面状，所述喷射头朝向所述叶片的凹面。

7.根据权利要求5所述涡能风力发电机组，其特征在于：所述喷射头向下倾斜，并且所述喷射头与所述集风装置的夹角为40~60°。

8.根据权利要求1所述涡能风力发电机组，其特征在于：所述集风装置的出口风设置于所述集风装置的底部并连接有排风器，所述排风器的排风管道设置有排风逆止阀，所述排风逆止阀由所述控制器控制开关，所述排风逆止阀的外侧设置有隔网。

9.根据权利要求1所述涡能风力发电机组，其特征在于：还设置有支撑装置，所述支撑装置包括有中心支柱和加强装置，所述加强装置通过连接件与所述中心支柱固接。

10.根据权利要求1所述涡能风力发电机组，其特征在于：还包括用于检测风速的传感器，所述传感器与所述控制器电连接。

11.根据权利要求4或8所述涡能风力发电机组，其特征在于：所述隔网安装有振动器，所述振动器与所述控制器电连接。