[发明专利]用于垂直轴风力发电装置的破冰集风机构

说明书

本发明涉及新能源技术领域，提供了一种用于垂直轴风力发电装置的破冰集风机构，包括：上端板连接板、下端板连接板、热风喷射管、喷射管支架和多个破冰集风机构侧板；多个破冰集风机构侧板依次呈环形间隔安装在上端板连接板和下端板连接板之间，相邻破冰集风机构侧板与上端板连接板和下端板连接板形成渐缩型通道；热风喷射管通过喷射管支架安装在渐缩型通道中。本发明提供的破冰集风机构，通过设置上端板连接板、下端板连接板、热风喷射管、喷射管支架和多个破冰集风机构侧板，能够通过热风由喷射管将来风温度提高到零上3‑5℃，使得垂直轴风力发电装置流道中的冰和雪都可以融化，从而安全有效地破除垂直轴风力发电装置流道中的冰和雪。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及一种用于垂直轴风力发电装 置的破冰集风机构。

背景技术

随着全球气候和能源问题的日益突出，风能已经逐渐成为世界范围内 备受瞩目的新能源。风能是一种绿色的可再生的新能源，其蕴藏的能量巨 大，且分布广泛、就地可取、无需运输、利用方便。风能的利用已经从最 初的风力提水、风帆助航和风力磨面粉，发展到今天的风力发电。

随着低风速技术的创新发展，之前不具备开发价值的低风速区正成为 风电产业的热土。目前，中东部和南部地区风速为5m/s以上、并达到经济 开发价值的风资源的储量接近9亿KW。而低风速区要想具有经济开发价值 就必须使作用在风轮叶片上的风能密度达到0.08～0.17kw/m2。但是，中国 的中东部和南部地区的年平均风速在5.0-6.5m/s，也就是说，风能密度低于 0.08kw/m2无法直接利用。

基于上述背景，经过近些年研究，对于集风器的结构，我们做了进一 步的完善，除了原来所述导流筋板，在结构中增加了变桨风门，并与原专 利中的气流导向叶片一起或者单独构成集风器，来提高进入风力发电装置 的风能密度，以提高低风速地区的低密度风能。此外，改进后的集风器装 置，配备了具有变桨距作用的变桨风门，实现了对垂直轴风力发电装置的 功率调节，并在极端的暴风天气下实施闭合，保护了发电装置的内部结构。 这样就形成了用于垂直轴风力发电装置的变桨集风机构。但是这种改进后 的具有变桨作用的集风结构还存在一个大的问题，在零度以下的低温天 气，由集风结构流出的气流温度比较低，这给垂直轴风力发电装置带来了 严重问题，一是由于风流温度低，根据金属结构的热胀冷缩的原理，使一 些设备配合面的间隙发生了变化，尽管设计时考虑了这种补偿的方法，但 温度的变化还是对此产生很大的影响。另外，由于风流温度比较低，在垂 直轴的渐缩通道中的侧壁上产生了冰层，如果是雪天，雪片被带入渐缩通 道，由于雪具有一定的粘滞性，雪片会在侧壁上形成雪层，这种冰和雪如 果堆积在风道中，会影响风流的流动，降低风流的能量密度，如果堆积在 动叶转子上，会影响垂直轴风力发电转子的动平衡。这样，变桨集风结构 必须具有破冰的性能。

发明内容

鉴于上述技术缺陷和应用需求，本发明实施例提供一种用于垂直轴风 力发电装置的破冰集风机构，串联在变桨集风结构中，一方面可起到集风 作用，另一方面还可以破冰。

为解决上述问题，本发明提供一种用于垂直轴风力发电装置的破冰集 风机构，包括：上端板连接板、下端板连接板、热风喷射管、喷射管支架 和多个破冰集风机构侧板；

其中，多个所述破冰集风机构侧板依次呈环形间隔安装在所述上端板 连接板和所述下端板连接板之间，相邻所述破冰集风机构侧板与所述上端 板连接板和所述下端板连接板形成渐缩型通道；所述热风喷射管通过所述 喷射管支架安装在所述渐缩型通道中。

进一步地，所述破冰集风机构包括：侧板骨架、侧板外弧蒙皮、侧板 内弧蒙皮、加强填充料和电加热器；

所述侧板骨架的外侧安装有所述侧板外弧蒙皮，所述侧板骨架的内侧 安装有所述侧板内弧蒙皮，所述侧板骨架、所述侧板外弧蒙皮和所述侧板 内弧蒙皮围设形成侧板内腔，所述侧板内腔中包裹有所述加强填充料，且 所述侧板内腔中安装有所述电加热器；所述侧板内腔中设有进风口和排风 口；所述热风喷射管通过所述排风口与所述侧板内腔连通。