[发明专利]非常规聚风增速型风力发电机

权利要求书

1一种非常规聚风增速型风力发电机，其特征在于：包括一种是带抽气装置的聚风增速型风力发电机和一种是带旋风塔的聚风增速型风力发电机。

2根据权利要求1所述的非常规聚风增速型风力发电机，其特征在于：所述的带抽气装置的聚风增速型风力发电机包括主风力机1、抽气装置2、一个或多个可绕气缸9转动的主渐缩喷管或主拉伐尔喷管3、一个或多个垂直固定安装的副渐缩喷管或副拉伐尔喷管4、可绕主风力机1的主轴转动的气缸9、发电机10等。

3根据权利要求2所述的非常规聚风增速型风力发电机，其特征在于：所述的带抽气装置的聚风增速型风力发电机包含多种循环过程。空气依次在主渐缩喷管或主拉伐尔喷管内、抽气装置内、副渐缩喷管或副拉伐尔喷管内流动，并对安装在各喷管出风口的风力机做功发电。空气在主渐缩喷管或主拉伐尔喷管内的流动是绝热膨胀过程、等温膨胀过程、多变膨胀过程中的一种；空气在抽气装置内的流动是绝热压缩过程、等温压缩过程、多变压缩过程中的一种；空气在副渐缩喷管或副拉伐尔喷管内的流动是绝热膨胀过程、等温膨胀过程、多变膨胀过程中的一种。

4根据权利要求2所述的非常规聚风增速型风力发电机，其特征在于：所述的主风力机1安装在一个有主渐缩喷管或主拉伐尔喷管出风口8和抽气装置2的抽气出口6的气缸9内；主拉伐尔喷管出风口8亦可安装在气缸9的顶部或底部，相应地，主拉伐尔喷管入风口7向上或向下，主风力机1可选用水平轴风力机，主风力机1的主轴或与主拉伐尔喷管入风口7成一定角度，以对应主拉伐尔喷管出风口8的气流方向。

5根据权利要求2所述的非常规聚风增速型风力发电机，其特征在于：所述的气缸9由传热性能好的材料制成，可在气缸9内安装如风扇等的能加强换热的设备，也可在气缸壁开孔，把外界空气引入气缸9内，目的是加快气缸9内外的热平衡，使抽气装置2抽气入口的气体温度与外界温度大致相等，气流对气缸9内的主风力机1做功并经充分换热后被导向抽气装置2的抽气入口，这是一个等压升温过程，气缸9内空气吸收外界的热量。气缸9可绕主风力机1的主轴转动或固定不动。气缸9亦可由隔热性能好的材料制成，目的是使气缸9内在工作时保持低温低压，以适应不同循环的需要。

6根据权利要求2所述的非常规聚风增速型风力发电机，其特征在于：所述的抽气装置2由调速电机控制，先关闭气缸9的所有喷管出风口8，接着抽气装置2对气缸9抽气，当气缸9的气压达到一定真空度时，也就是主渐缩喷管或拉伐尔喷管出口8的外界反压降低到一定真空度时，打开一个正对着来风方向的主渐缩喷管或拉伐尔喷管出风口8，并继续关闭气缸9的其它喷管出风口8；在抽气装置2不断抽气的同时，调向调速机构始终使一入风口7正对着来风方向；抽气量视所需要的主渐缩喷管或拉伐尔喷管出风口8的外界反压而定；抽气装置2抽出来的气体的速度约等于零或远低于主渐缩喷管或拉伐尔喷管入口7的来风速度，抽出来的气体的压强等于或稍大于抽气装置2抽气出口6的大气压强；抽气装置2抽出来的气体对垂直固定安装的副渐缩喷管或拉伐尔喷管4出风口的副风力发电机5做功发电。

7根据权利要求2所述的非常规聚风增速型风力发电机，其特征在于：所述的发电机由调速电机控制转速。当发电机10的转速低于额定转速时，调速电机将通过增大抽气装置2的抽气量，降低主渐缩喷管或拉伐尔喷管出风口8的外界反压，加大气流在主渐缩喷管或拉伐尔喷管3内的加速流动，进一步增大主渐缩喷管或拉伐尔喷管出风口8的风速，并直接增大发电机10的转速使其达到额定转速；当发电机10的转速高于于额定转速时，调速电机将减少抽气装置2的抽气量，增大主渐缩喷管或拉伐尔喷管出风口8的外界反压，降低气流在主渐缩喷管或拉伐尔喷管3内的加速流动，降低主渐缩喷管或拉伐尔喷管出风口8的风速，并直接抑制发电机10的转速使其下降到额定转速。通过与风速风向传感器和调向调速机构配合，发电机10将获得恒定转速并输出稳定的电能。在气缸9内安装冷却器，降低出风口温度也可以降低主渐缩喷管或拉伐尔喷管出风口8的外界反压，控制出风口温度可以控制主渐缩喷管或拉伐尔喷管出风口8的外界反压，从而达到控制出风口风速的目的。

8根据权利要求1所述的非常规聚风增速型风力发电机，其特征在于：所述的带旋风塔的聚风增速型风力发电机包括发电机、渐缩喷管、旋风塔、风力机、风速风向传感器和调向调速机构等。