[发明专利]锥管式风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的风力发电装置，更具体地说本发明是利用狭管效应、伯努利效应、文丘里效应及流体力学理论设计的锥管状风筒，把不稳定的自然风速调节和控制为较稳定工作风速的风力发电装置。

技术背景

目前现有的风力发电装置主要是螺旋桨式风机，特点是仅利用自然风速带动桨叶转动。其高投入、低产出、高风险、低收益的产业特性非常突出。缺点主要有以下几点：

1.只利用自然风速，对于风电机来说，自然风速是主动的，风电机浆叶的转动是被动的，自然风速的变化只存在于浆叶遮挡的那一小部分，对于浆叶没有遮挡的部分空气流动不会发生任何变化，而且浆叶实体的受风面积占扫风面积的比例非常小。

2.装机容量大而发电量低。

3.风小发不出电，风大又并不了网。

4.为了获得更多的风能而使用高塔架、大风轮设计，使叶片问题、变速箱问题、轴承问题、控制系统问题，层出不穷。也因此使气象灾害的发生率高，建造安装、维护费用高昂。

5.风电场亏损严重。

发明内容

本发明的目的是克服现有风力发电装置的不足，利用狭管效应、伯努利效应、文丘里效益及流体力学理论，提供一种低投入、高产出、低风险、高收益，气象灾害的发生率低，建造安装、维护费用低。通过调节风筒进风口的截面积来改变自然风速为最佳的工作风速。从而输出较稳定的电能保证并网。且能适合在多种地理环境中营运的风力发电装置，

本发明的目的是这样实现的：

本发明是由风速调节装置3根据自然风速的变化情况，扩大或缩小风筒进风口1的截面积，使风筒8的截面积呈渐减或渐加状态的，因空气质量不能大量堆积或分散的，于是渐加速或渐减速为较稳定的工作风速，流入风机12中推动飞机叶轮16，将风能装化为动能，再有发电机14将动能转化为电能。

附图说明

图1是本发明的锥管式风力发电装置主视图。

图2是本发明的锥管式风力发电装置后视图。

图3是本发明的锥管式风力发电装置俯视图

图4是本发明的锥管式风力发电装置侧视图。

图5是本发明的锥管式风力发电装置东南等轴测视图。

图6是本发明的锥管式风力发电装置剖视图。

图7是本发明的水上锥管式风力发电装置东南等轴测视图。

图8是本发明的水上锥管式风力发电装置剖视图。

具体设计方法

下面从自然风速由小变大至强的变化过程，并结合实施例和附图对本发明进行详细的描述：

1.当锥管状风筒8的进风口1吹入的自然风较小时，风筒进风口1的截面积为最大，由于此时风筒8的截面积是渐减的，因空气质量不能大量堆积，于是流入风筒8的风速为渐增大，当流至风机12的入口时达到要求的工作风速后流入风机12，推动风机叶轮16带动飞轮11、变速箱13、发电机14，将风能转化为电能。

2.当风筒进风口1吹入的自然风速增大时，风速调节装置3根据流体连续性方程，自动调节使风筒进风口1的截面积缩小，此时风筒8的截面积任然是渐减的，只是渐减的比例较小，同样因空气质量不能大量堆积，于是流入风筒8的风速为渐增大，当流至风机12的入口时达到要求的工作风速后流入风机12，推动风机叶轮16带动飞轮11、变速箱13、发电机14，将风能转化为电能。

3.当风筒进风口1吹入的自然风速增大至等于工作风速时，风速调节装置3根据流体连续性方程，自动调节使风筒进风口1的截面积再缩小，此时风筒8的截面积大小是相等的，于是流入风筒8的风速无变化，当流至风机12的入口时仍然是要求的工作风速，流入风机12中，推动风机叶轮16带动飞轮11、变速箱13、发电机14，将风能转化为电能。

4.当进风口1吹入的自然风速继续增大时，根据流体连续性方程，自动调节使风筒进风口1的截面积继续缩小，此时风筒8的截面积是渐加的，因空气质量不能大量分散，于是流入风筒8的风速为渐减小，当流至风机12的入口时达到要求的工作风速后流入风机12，推动风机叶轮16带动飞轮11、变速箱13、发电机14，将风能转化为电能。

5.当进风口1吹入的自然风速继续增大至强风时，自动吹起强风调节盖板4，同时风速调节装置3将风筒进风口1的截面积进一步缩小后，强风调节盖板4自动复位，此时风筒8的截面积还是渐加的，只是渐加的比例更大，因空气质量不能大量分散，于是流过的风速渐减小，流入风机12内的任然是稳定的工作风速，从而推动叶轮16，带动飞轮11、变速箱13、发电机14，将风能转化为电能，并保证并网安全。