[发明专利]聚风发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机技术，特别涉及一种聚集风量，增加风速，增强风力的发电装置，即是一种聚集风能，增大风功率密度，提高风电效益的聚风发电装置。

背景技术：

由于全球气候变暖以及化石能源危机，欧美不少国家都在积极研究风力发电机新技术，力求开发利用更多的风能以及破解能源困局。目前，世界关注的焦点在于5兆瓦风力机技术，其叶轮直径130米，塔架高度120米。变桨变速设计成为主流，同时直接驱动发电机技术的创新引入变得十分引人瞩目。其最常见的结构是水平轴、三叶片、上风向，机舱安装在高高的塔架上。但亦有如下缺点：1、其在微风时难于起动与运转，因而发电机工作效率不够高；2、叶尖及齿轮发出噪声过大，对环境十分不友好；3、投资与成本居高不下，难与煤电竞争。

发明内容：

本发明聚风发电装置的目的，在于提供一种能够充分利用微风发电的技术，即可聚集风能，增加风速，增强风力，增大风功率密度，能使风叶轮和发电机高速运转，正常发电。而且该聚风发电装置，亦能够排除风暴的袭击，防止发电机超速运转，以免故障，照常工作，不停输电。因此基本克服现行风电机组存在的三大缺点。

本发明解决此技术问题采用的技术方案是：一种聚风发电装置，包括聚风锥体和快速风道，以及风叶轮和发电机，还有排风窗。聚风锥体尾部留出口与快速风道相接连通及同向。快速风道为柱体，内置风叶轮，而风叶短小，风叶轮直径约等于但小于快速风道内径，风叶轮后(前)直接发电机，无需齿轮，二者同轴相连，其轴线与聚风锥体的中心线保持一致。聚风锥体侧面设有多个自动开关的排风窗，用以保证所聚集风能数量相对稳定，而且能排除风暴的袭击，防止发电机超速运转以免故障，同时确使输出电源比较恒定。

所述聚风锥体与快速风道的长度及口径大小形状，以及风叶轮与发电机的选型，根据现场实际及需要设计确定。

本发明聚风发电装置，不但适宜地面，而且适宜空中。因此，其适应性极广，不在乎风能资源是否丰富。

该聚风发电装置设在地面时，则选用全金属结构或金属架框结合强力纤维布，聚风锥体头部进风口架设在有一定高度的向风转盘上。快速风道则附设一座相应高度的四方柱脚架，脚架底部安装四个摆动轮。此二配套设置则可保障聚风发电装置随时随地随风正常工作，源源不断地输电上网。

该聚风发电装置需设在空中时，如立体风筝放飞空中，此则选用强力纤维布附着尼龙绳编制的网络结构，而其外表配设充满氢气的气袋，促使聚风发电装置成型后便顺利升空，同时必须利用三根缆绳(两根系在聚风锥体头部，一根系在快速风道)将其拉住并栓在地面的卷扬机上。离地面越高，则风速越大，可根据风速大小及需要确定其在空中的高度。

本发明聚风发电装置的原理与实质：空气在水平方向运动形成风，这种空气运动产生的能量称为风能。气流速度与垂直通过截面积成反比，风功率密度则与风速的立方和空气密度成正比。聚风锥体的作用则是聚集风能，增加风速，增强风力，增大风功率密度。而进入快速风道的强劲气流，则使风叶轮和发电机同时高速运转，做功发电日夜不停。本发明聚风发电装置创新独特，技术领先，有无可论比的绝对优势。其特别之处，就是能够促使微风变弱风，弱风变强风，强风变暴风。自然风力自动升级发电，即是该聚风发电装置的本能。而放飞空中的聚风发电装置更加优越，更胜一筹，完全不受地面风能资源的限制，也不受地域与空间的限制。天高气流急，更可任意选用，需要多少级风力，则有多少级风力，何愁欠风能！

本发明聚风发电装置的有益效果是：因其风叶短小，且无需齿轮，故无噪声污染，对环境友好。其适应性广，不受地域与空间限制，能充分利用风能资源。造价与成本较低，用户及市场易于接受，更可与煤电、核电竞争上网。

附图说明：

图1是本发明聚风发电装置的结构示意图

图中：1、聚风锥体；2、快速风道；3、风叶轮；4、发电机；5、排风窗

具体实施方式：

如图1所示的聚风发电装置是本发明的实施方式，包括聚风锥体1和快速风道2，以及风叶轮3与发电机4，还有排风窗5。聚风锥体1尾部留相应出口，与快速风道2连接相通并同向，快速风道2为柱体，内置风叶轮3，而风叶短小，此轮直径略小于风道内径。风叶轮3后(前)直接发电机4，无需齿轮，二者同轴，其轴线与聚风锥体1的中心线保持一致。发电机4安装在快速风道2之外，以减小气流阻力。聚风锥体1的侧面设置多个自动开关的排风窗5，以确保聚集风能及发电量相对稳定，并且能够抵抗及排除风暴的袭击，防止发电机超速运转以免故障。