[发明专利]垂直轴风力发电机用可自导航的聚风装置

说明书

技术领域：

本发明涉及风力发电领域，具体为一种垂直轴风力发电机用可自导航聚风装置。

背景技术：

人类利用风能已有几千年的历史。然而限于生产力及科学技术的发展水平，风能的利用一直没有引起人们足够的关注与兴趣。随着其它能源应用的日渐成熟及人们对能源衰竭问题的担忧，特别是20世纪70年代的石油危机和80年代的核电与环保危机，使人们再一次深刻认识到开发可再生能源的重要性与紧迫性，而风力发电由于其自身的可再生性及绿色环保等与传统能源相比众多的优越性逐渐引起了人们的重视，从而推动了风力发电机的技术及产业的发展。

目前风力发电机的结构形式主要有两种：水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。

垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机相比，优点有：不需要偏航装置、叶片制造简单、启动风速低、安全性好、噪音低、单位占地面积可利用风能能力高、风电机的安装和维护方便。垂直轴风力发电机由于不需要偏航系统，齿轮箱等部件可以放在地面或塔架底部，维护方便等因素，制造成本和运营维护成本较低。

目前垂直轴风电发电机按风机翼型的组成形式主要分为四种：Savonius型、Darrieus型、H-rotor型和涡轮型。Savonius型自动转矩大，低风速时功率对风能捕捉能力好，但风能利用率低使得该型机在大型机组应用上缺乏竞争；Darrieus型效率较高但自启动能力差；H-rotor型是英国人在研究直叶式达里厄型过程中发展起来的，它的自启动能力好；涡轮型则对空气密度较低的环境适应性好。

垂直轴风力发电机适用于无常规电网但风能资源较丰富的边远农村、牧区、山区及海岛居民家庭，也适用于边防哨所、微波站、公路道班、铁路小站、气象台(站)等小单位，除满足照明、收录音、看电视等文化、娱乐生活需要之外，还可为航标灯、微波通信、电视差转台及其他仪器仪表供电。对于风力资源丰富的地区，是家庭及小功率理想的供电设备。

对于风力资源欠丰富的城市和人口稠密地区垂直轴风电发电机不适用。

但是改进后的垂直轴风力发电机(如增加聚风装置，提高风能的利用率)则可作为别墅、城市路灯、广告牌、停车场、展馆、喷泉等场所的供电设备。

经对现有技术的文献检索发现，王政毅公开的实用新型专利(专利号ZL 200720084077.7)公开了一种风力提升装置，通过设置圆锥管及其辅助结构，利用圆锥的狭管效应，提高作用于叶片上的风速，提高风能的利用效率，但该装置需要人工依据风向调整圆锥管的方向，使用不便；高天荣等人公开的发明专利(申请号200710066022.8)公开了一种全方位采风罩装置，通过设置喇叭口形的采风罩来提高风能的利用效率；王琪等人公开的发明专利(申请号200710171834.9)公开了一种带风速提升和双重导流的垂直轴风轮装置，通过设置环形增速导流罩和导流叶片来提高风能的利用效率；邵波然等人公开的实用新型专利(专利号ZL 200720067635.9)公开了一种新型风能发电机，通过在叶片外端设置半圆型挡风罩来减小逆向转动力，挡风罩可以确保只有一边可以受风旋转，更大限度地利用风能，从而提高了风能的利用率；张光磊等人公开的发明专利(申请号200810055205.4)公开了一种多风向增速风力发电装置，通过在转叶周围以转叶轴为轴心周向均布6至8个定叶叶片，定叶叶片竖直设置，相邻定叶叶片之间形成外宽内窄的导流风道，可以提高流入转叶的风速，充分利用风能，且无需转向机制，不管风向如何，总会从2至3个叶片的导流风道吹入转叶中，带动转叶进行转动，从而由转叶轴带动发电机进行转动，从而达到发电的目的；黄典贵等人公开的发明专利(申请号200810034101.5)公开了一种聚能-遮蔽可展曲面叶片风力发电装置，通过在立轴风轮的外围装有进风导流装置，进风导流装置由若干聚能-遮风板绕转子中心对称布置，构成进气的收缩气流通道以提高风速，从而提高风能的利用率；李四清等人公开的实用新型专利(专利号ZL 200720063104.2)公开了一种旋风式风力发电机，通过设置整流罩、聚风罩和导风板来提高风能的利用效率；王洪彬公开的实用新型专利(专利号ZL 200720012724.3)公开了一种集风式风力发电机扇叶，通过设置集风桐、集风箱、集风调向隔板等结构来提高风能利用效率。

综合所查文献资料得出目前所报导的提高垂直轴风力发电机风能利用效率的聚风(或集风)装置均是相对于风力发电机底座固定，不可以自动根据风向转动调整角度。

发明内容：