專利名稱：風(fēng)力發(fā)電中的風(fēng)力增速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電中的風(fēng)力增速裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電裝置中將風(fēng)力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能(最終通過直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能)的裝置是通過風(fēng)杯、螺旋槳或葉輪之類的風(fēng)力能量轉(zhuǎn)化器(風(fēng)葉)來實(shí)現(xiàn)，風(fēng)力能量轉(zhuǎn)化器有的是水平放置，有的是對著風(fēng)向放置(利用尾部通常是片狀的風(fēng)向標(biāo)對著風(fēng)向)。它們的轉(zhuǎn)速與自然風(fēng)的大小相關(guān)，自然風(fēng)速大，它們就轉(zhuǎn)動得快，發(fā)電量就大，反之則小，所以風(fēng)力發(fā)電裝置最適合安裝在風(fēng)能充沛的地方?，F(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)指標(biāo)通常要在3m/s以上的風(fēng)速下才能發(fā)電，對于小于3m/s的風(fēng)速就不能滿足發(fā)電要求。通常這樣的氣候條件并不是在多數(shù)時間下得到保證。而1-2m/s自然風(fēng)在多數(shù)時間具備，安裝各種小型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以在此條件下正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種在1-2m/s風(fēng)速的自然風(fēng)條件下能使風(fēng)葉正常運(yùn)轉(zhuǎn)并使發(fā)電機(jī)發(fā)電工作的風(fēng)力發(fā)電中的風(fēng)力增速裝置，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)在多數(shù)時間能工作，從而為推廣使用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)提供技術(shù)支持。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的風(fēng)力發(fā)電中的風(fēng)力增速裝置，其特征是設(shè)有一個風(fēng)罩，包括一個大截面的并逐漸收縮的進(jìn)風(fēng)口，和一個等截面積的風(fēng)道，在等截面的風(fēng)道空間放置風(fēng)葉。
風(fēng)罩主要有兩種結(jié)構(gòu)，一個為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，另一種為管狀結(jié)構(gòu)。環(huán)狀結(jié)構(gòu)中具有上環(huán)板和下環(huán)板，上下環(huán)板均為鍋形或平底鍋形，過中心的堅截面形狀為雙喇叭口的輪廓，上下環(huán)之間的外緣為大截面的進(jìn)風(fēng)口，等截面積(面積小于進(jìn)風(fēng)口)的風(fēng)道在上下環(huán)之間的中央部位，風(fēng)葉裝在此部位。
管狀結(jié)構(gòu)中，沿著管道堅切的橫截面為喇叭口形狀，進(jìn)風(fēng)口為較大截面積的管道而管道的中后部為等截面積風(fēng)道，這個等截面的空間就是放置風(fēng)葉的地方，此時到達(dá)風(fēng)葉的風(fēng)速是已經(jīng)經(jīng)過收縮段后的風(fēng)速，它比自然風(fēng)的風(fēng)速要大，風(fēng)杯、螺旋槳或葉輪之類的風(fēng)葉，尤其置有杯式風(fēng)葉均可以采用。喇叭口的斜度即外輪廓線與中心線形成的角度α從5-35度或更大，尤其取5-20度。
本實(shí)用新型采用管道風(fēng)洞設(shè)計原理，即將大氣中的自然風(fēng)先經(jīng)過一個收縮段將自然風(fēng)從一段大截面的管道口進(jìn)入一個較小截面的管道口，再到一個等截面的空間中，這個等截面的空間(即工作段)就是放置風(fēng)葉的地方，此時到達(dá)風(fēng)葉的風(fēng)速是已經(jīng)經(jīng)過收縮段后的風(fēng)速，它肯定已比自然風(fēng)的風(fēng)速要大，如圖1所示，設(shè)收縮段進(jìn)氣口的截面積為A1，進(jìn)氣口的風(fēng)速(即自然風(fēng))為V1，收縮段的出氣口的截面積為A2，出氣口的風(fēng)速(亦是工件段的風(fēng)速)為V2，則根據(jù)連續(xù)原理有A1V1＝A2V2。定義收縮比為n＝A1/A2，則A1/A2＝V2/V1＝n，即V2＝V1n，n越大，則V2越大，即工作段的風(fēng)速越大，如n＝2，則在自然風(fēng)的風(fēng)速約為1.5m/s時，我們所能獲得的發(fā)電用的風(fēng)速即約為3m/s，如n＝3，則只要自然風(fēng)約為1m/s時，即可達(dá)到3m/s的發(fā)電要求了。因此，利用本技術(shù)即可極大地降低了風(fēng)力發(fā)電機(jī)對于能夠利用來發(fā)電的自然風(fēng)風(fēng)速閾值的要求，利用本實(shí)用新型技術(shù)一方面在風(fēng)速低于3m/s(微風(fēng))的地方使利用風(fēng)力發(fā)電成為可能，另一方面又使現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量獲得極大的提高。
本實(shí)用新型技術(shù)的特點(diǎn)是可以利用在對著風(fēng)向的這一端使用收縮段使自然風(fēng)風(fēng)速增速，然后到工作段使風(fēng)力傳感器所感應(yīng)到的風(fēng)速已獲增大，最后又通過擴(kuò)散段使氣流流出去。其完整結(jié)構(gòu)如圖2所示。根據(jù)上述原理以及我們通過試驗(yàn)證明，大氣中的自然風(fēng)在通過收縮的管道后會加速，從而增加風(fēng)力發(fā)電量并降低風(fēng)力發(fā)電對風(fēng)速的閾值要求?？梢杂糜诟鞣N大中小型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它既可與太陽能光伏電池可以配合使用，也可以單獨(dú)使用。且使用的壽命長，工作可靠。


圖1為本實(shí)用新型原理結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)(管狀結(jié)構(gòu))示意圖圖3為本實(shí)用新型環(huán)狀結(jié)構(gòu)示意圖圖4為圖3的截面圖圖中管狀喇叭口1，進(jìn)風(fēng)口2、等截面積風(fēng)道3、擴(kuò)散段或出風(fēng)口3-1、風(fēng)葉4、電機(jī)5、上環(huán)板6、下環(huán)板7、風(fēng)向標(biāo)尾翼8。
具體實(shí)施方式
但在實(shí)現(xiàn)具體實(shí)用的結(jié)構(gòu)上，以下幾種實(shí)用型的結(jié)構(gòu)1、風(fēng)標(biāo)型(管狀結(jié)構(gòu))如圖2所示收縮段、工作段和擴(kuò)散段做成風(fēng)標(biāo)形狀，從而使風(fēng)葉始終對著風(fēng)的來向，亦即收縮段始終對著風(fēng)的來向，從而保證風(fēng)始終是對著風(fēng)葉吹的。
2、平面無方向型(環(huán)狀結(jié)構(gòu))上下各有一個如平底鍋形的金屬或塑料件，如圖4所示，上片鍋底朝上，下片鍋底朝下，上下片的鍋邊與鍋底有個拐角即呈梯形，鍋邊之間均勻同心隔成八等分S1-S8(亦可其它偶數(shù)等分)，而平面鍋底是不被分隔的，被分隔的部分，外截面大，內(nèi)截面小相當(dāng)于收縮段，平鍋底之間上下平行相當(dāng)于工作段，在此位置上(S9)放置風(fēng)葉(如風(fēng)杯等)，當(dāng)風(fēng)速從某一方向的一個管道或相鄰幾個管道吹入時，自然風(fēng)通過一個或幾個管道收縮加速至風(fēng)葉，并在另一側(cè)的一個或幾個管道擴(kuò)散減速至大氣中，因此風(fēng)速不管從哪個方向吹入該結(jié)構(gòu)都能起到收縮段和擴(kuò)散段的作用，從而減少了上述1需要轉(zhuǎn)動的麻煩。
本結(jié)構(gòu)還適用于雙層屋頂?shù)氖湛s管道結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電。
3、定向型(管狀結(jié)構(gòu))結(jié)構(gòu)如圖2所示，可放置在汽車頂上，開口對著汽車前方，車速越快發(fā)電量越大，可以提供汽車的部分或全部用電。
本實(shí)用新型可以降低風(fēng)力發(fā)電的閾值，從而使風(fēng)速＜3m/s的風(fēng)力發(fā)電成為可能，擴(kuò)大了風(fēng)力發(fā)電用于庭院燈、路燈、高速公路各種用電、警示牌、廣告牌、邊防、漁船照明供電等的地區(qū)和范圍，同時也極大地提高了現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。
權(quán)利要求1.風(fēng)力發(fā)電中的風(fēng)力增速裝置，其特征是設(shè)有一個風(fēng)罩，包括一個大截面的并逐漸收縮的進(jìn)風(fēng)口，和一個等截面積的風(fēng)道，在等截面的風(fēng)道空間放置風(fēng)葉。
2.由權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電中的風(fēng)力增速裝置，其特征是風(fēng)罩為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)狀結(jié)構(gòu)中包括上環(huán)板和下環(huán)板，上下環(huán)板均為鍋形或平底鍋形，過中心的堅截面形狀為雙喇叭口的輪廓，上下環(huán)之間的外緣為大截面的并逐漸收縮的進(jìn)風(fēng)口，小于進(jìn)風(fēng)口的等截面積的風(fēng)道在上下環(huán)之間的中央部位，風(fēng)葉裝在此部位。
3.由權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電中的風(fēng)力增速裝置，其特征是風(fēng)罩為管狀結(jié)構(gòu)，沿著管道堅切的橫截面為喇叭口形狀，進(jìn)風(fēng)口為較大截面積并逐漸收縮的管道，而管道的中后部為等截面積風(fēng)道，等截面的空間放置風(fēng)葉。
4.由權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)力發(fā)電中的風(fēng)力增速裝置，其特征是喇叭口輪廓的角度α為5-35度。
5.由權(quán)利要求3所述的風(fēng)力發(fā)電中的風(fēng)力增速裝置，其特征是喇叭口輪廓的角度α為5-35度。
6.由權(quán)利要求4或5所述的風(fēng)力發(fā)電中的風(fēng)力增速裝置，其特征是喇叭口輪廓的角度取5-20度。
專利摘要風(fēng)力發(fā)電中的風(fēng)力增速裝置，設(shè)有一個風(fēng)罩，包括一個大截面的并逐漸收縮的進(jìn)風(fēng)口，和一個等截面積的風(fēng)道，在等截面的風(fēng)道空間放置風(fēng)葉。風(fēng)罩為環(huán)狀結(jié)構(gòu)或管狀，環(huán)狀結(jié)構(gòu)中包括上環(huán)板和下環(huán)板，上下環(huán)之間的外緣為大截面的并逐漸收縮的進(jìn)風(fēng)口，小于進(jìn)風(fēng)口的等截面積的風(fēng)道在上下環(huán)之間的中央部位，風(fēng)葉裝在此部位。本實(shí)用新型可以降低風(fēng)力發(fā)電的閾值，從而使風(fēng)速＜3m/s的風(fēng)力發(fā)電成為可能，擴(kuò)大了風(fēng)力發(fā)電用于庭院燈、路燈、高速公路各種用電、警示牌、廣告牌、邊防、漁船照明供電等的地區(qū)和范圍，同時也極大地提高了現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。
文檔編號F03D11/00GK2833158SQ20052007397
公開日2006年11月1日 申請日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月27日
發(fā)明者周朝輔, 朱明 , 杭昆 申請人:周朝輔, 朱明