專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，具體地說是一種風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
一般來說，利用風(fēng)能發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電機(jī)是在發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上安裝多個風(fēng)輪，利 用在風(fēng)能作用下風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動力發(fā)電。但是，這樣的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在比較大的風(fēng)速下風(fēng) 輪才能旋轉(zhuǎn)發(fā)電。由于風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的效力較低，因此在風(fēng)資源比較豐富區(qū)域之外安裝 風(fēng)力發(fā)電設(shè)備是不合適的。為了解決在風(fēng)資源匱乏地區(qū)無法使用風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的問題，開 發(fā)出了集風(fēng)塔，利用集風(fēng)塔收集風(fēng)能，能夠在低風(fēng)速的情況下發(fā)電。如圖1、圖2所示，現(xiàn)有 的集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)包括在基礎(chǔ)上沿縱向排列的風(fēng)洞10及在風(fēng)洞10外側(cè)的導(dǎo)入部20，風(fēng)洞10上 開有多個筒孔11，風(fēng)洞10連接有根據(jù)風(fēng)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)輪B。所述導(dǎo)入部20是由以風(fēng)洞10為中 心、以輻射方式設(shè)置的多個垂直導(dǎo)入板21和在風(fēng)洞10周圍上下排列的多個水平導(dǎo)入板22 組成，各水平導(dǎo)入板22將風(fēng)洞10的周圍分隔成多個導(dǎo)入部20，兩相鄰水平導(dǎo)入板22及該 水平導(dǎo)入板兩側(cè)的垂直導(dǎo)入板21形成將風(fēng)誘導(dǎo)到所述筒孔11的誘導(dǎo)通路23。所述誘導(dǎo) 通路23的軸向截面為梯形，即以輻射方式設(shè)置的垂直導(dǎo)入板21靠近風(fēng)洞10的內(nèi)側(cè)面積逐 漸縮小形成錐體形狀。因此，將集風(fēng)塔A周圍的風(fēng)引入到導(dǎo)入部20的誘導(dǎo)通路23，再通過 筒孔11流入到風(fēng)洞10內(nèi)后供給風(fēng)輪B，驅(qū)動風(fēng)輪B和連接到風(fēng)輪B的發(fā)電機(jī)C構(gòu)成發(fā)電。 這種結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，由于風(fēng)在風(fēng)洞10的內(nèi)部集中增加風(fēng)速，在比較小的風(fēng)速下也能 夠持續(xù)發(fā)電，對于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的安裝位置的限制因素也很少，具有提高發(fā)電效率的優(yōu)點。 但是，這樣的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)在通過誘導(dǎo)通路23流入風(fēng)洞10的筒孔11時，存在著與垂直 導(dǎo)入板21和水平導(dǎo)入板22沖突或因摩擦發(fā)生阻力的問題。尤其，因為誘導(dǎo)通路23朝向內(nèi) 側(cè)面積變窄形成錐形，層流狀態(tài)的風(fēng)吹來時，由于風(fēng)與垂直導(dǎo)入板21和水平導(dǎo)入板22沖突 或摩擦產(chǎn)生壓縮，流體阻力以幾何級數(shù)增加，有著通過誘導(dǎo)通路23向風(fēng)洞10供給的風(fēng)速 很難充分上升的問題。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有集風(fēng)塔風(fēng)速很難充分上升的問題，本實用新型的目的在于提供一種 能夠有效提高供給風(fēng)洞內(nèi)部的風(fēng)速，以提高發(fā)電效率的風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本實用新型包括基礎(chǔ)及集風(fēng)塔，其中集風(fēng)塔安裝在基礎(chǔ)上，包括風(fēng)洞及至少兩層 的支持框架，所述風(fēng)洞安裝在集風(fēng)塔內(nèi)，各支持框架依次設(shè)置在風(fēng)洞的外部，在各支持框架 的內(nèi)壁上分別設(shè)有多個文丘里組織；相鄰支持框架之間通過組成導(dǎo)入部的垂直導(dǎo)入板及水 平導(dǎo)入板相連接，水平導(dǎo)入板將集風(fēng)塔分隔成多層；所述基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)有發(fā)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)軸的一端 與發(fā)電機(jī)相連接，另一端由集風(fēng)塔內(nèi)部的風(fēng)洞穿過、由風(fēng)洞的頂端穿出，旋轉(zhuǎn)軸在風(fēng)洞內(nèi)部 的部分上設(shè)有多個風(fēng)輪，由水平導(dǎo)入板分隔的每一層均對應(yīng)一個風(fēng)輪。其中所述各支持框架均為對稱中心共線的正多邊形，支持框架每條邊的兩端分
3別通過垂直導(dǎo)入板相連接，在由兩相鄰垂直導(dǎo)入板及兩相鄰層的支持框架之間的空間中沿 集風(fēng)塔的高度方向設(shè)有多個水平導(dǎo)入板；所述支持框架為由多個框架組組成的格子形，每 個框架組由兩個水平框及兩個垂直框組成，中間為開口部，每個框架組的內(nèi)部均設(shè)有一個 文丘里組織；兩相鄰水平導(dǎo)入板及其兩側(cè)的垂直導(dǎo)入板構(gòu)成一個誘導(dǎo)通路，該誘導(dǎo)通路兩 端的支持框架內(nèi)壁上設(shè)有多個文丘里組織；所述水平導(dǎo)入板由外向內(nèi)向上傾斜，各水平導(dǎo) 入板相互平行；所述風(fēng)洞為中空圓柱，其上均布有多個筒孔；所述各風(fēng)輪位于風(fēng)洞內(nèi)；所述 文丘里組織包括內(nèi)部筒體及外部筒體，其中內(nèi)部筒體部分插入外部筒體內(nèi)，內(nèi)、外部筒體之 間留有間隙；內(nèi)部筒體位于外部筒體內(nèi)一端的直徑小于位于外部筒體外另一端的直徑，直 徑小的一端均布有多個褶；褶沿內(nèi)部筒體軸向的幅度變寬，并向外突出，形成端部向上傾 斜；所述風(fēng)洞最頂端的風(fēng)輪下方設(shè)有排氣口。本實用新型的優(yōu)點與積極效果為1.本實用新型在集風(fēng)塔的各層支持框架內(nèi)壁上設(shè)置了多個文丘里組織，通過文丘 里組織的空氣引起渦流，使風(fēng)通過文丘里組織的同時提高風(fēng)速，風(fēng)再通過導(dǎo)入部時阻力最 小化，將風(fēng)速更為有效地提高了發(fā)電效率。2.本實用新型組成導(dǎo)入部的垂直導(dǎo)入板呈輻射狀設(shè)置，越靠近風(fēng)洞的部位越窄； 而且水平導(dǎo)入板由外向內(nèi)是逐漸向上傾斜的，能夠進(jìn)一步地提高風(fēng)速，進(jìn)而提高發(fā)電效率。3.本實用新型支持框架上的開口部的尺寸要小于導(dǎo)入部中的誘導(dǎo)通路的尺寸，導(dǎo) 入部位于相鄰兩支持框架之間，使得導(dǎo)入部的前后兩端均有文丘里組織，在確保了文丘里 組織安裝位置的同時，又防止了在文丘里組織中增加的壓力傳達(dá)到導(dǎo)入部，能夠優(yōu)化集風(fēng) 塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。4.本實用新型在集風(fēng)塔的頂端風(fēng)輪的下方形成排氣口，風(fēng)輪安裝在風(fēng)洞的內(nèi)部， 利用通過風(fēng)洞的風(fēng)使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，流入風(fēng)洞的風(fēng)沿著風(fēng)洞上升后，通過排氣口向外部排出，有 著維護(hù)保修便利的優(yōu)點。5.本實用新型可以大幅度提高風(fēng)速，不受風(fēng)資源是否豐富的區(qū)域限制，適用范圍
圖1為現(xiàn)有集風(fēng)塔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的徑向截面示意圖；圖3A為本實用新型外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3B為圖3A中的局部放大圖；圖4A為本實用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4B為圖4A中的局部放大圖之一；圖4C為圖4A中的局部放大圖之二；圖5A為本實用新型徑向截面示意圖；圖5B為圖5A中的局部放大圖；圖6為本實用新型文丘里裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型文丘里裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；其中A為集風(fēng)塔，B為風(fēng)輪，C為發(fā)電機(jī)，10為風(fēng)洞，11為筒孔，12為基礎(chǔ)，13為旋 轉(zhuǎn)軸，14為排氣口，20為導(dǎo)入部，21為垂直導(dǎo)入板，22為水平導(dǎo)入板，23為誘導(dǎo)通路，30為
4文丘里組織，31為內(nèi)部筒體，32為外部筒體，33為褶，40為支持框架，41為水平框，42為垂 直框，43為開口部。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳述。如圖3A 3B、圖4A 4C及圖5A 5B所示，本實用新型包括基礎(chǔ)12及集風(fēng)塔 A，其中集風(fēng)塔A固定在基礎(chǔ)12上、包括風(fēng)洞10及至少兩層(本實施例為兩層)的支持框 架40，所述風(fēng)洞10安裝在集風(fēng)塔A內(nèi)，風(fēng)洞10為中空圓柱，其上均布有多個筒孔11。在風(fēng) 洞10的外部由內(nèi)向外依次設(shè)置了兩層的支持框架40，每一層支持框架40的內(nèi)壁上分別設(shè) 有多個文丘里組織30。內(nèi)外兩層的支持框架40均為對稱中心共線的正多邊形(本實施例 為正六邊形，使得本實施例的集風(fēng)塔A的外觀形狀為六角形的塔狀)，其多邊形的邊數(shù)與垂 直導(dǎo)入板21的個數(shù)相等；支持框架40每條邊的兩端分別通過垂直導(dǎo)入板21相連接(即內(nèi) 層支持框架40的六個頂點分別通過六個垂直導(dǎo)入板21與外層支持框架40的六個頂點相 連接)，在由兩相鄰垂直導(dǎo)入板21及內(nèi)外兩層的支持框架40之間的空間中沿集風(fēng)塔A的高 度方向設(shè)有多個水平導(dǎo)入板22，這些個水平導(dǎo)入板22將集風(fēng)塔A的內(nèi)部分隔成多層；兩相 鄰水平導(dǎo)入板22及其兩側(cè)的垂直導(dǎo)入板21構(gòu)成一個誘導(dǎo)通路23，該誘導(dǎo)通路23兩端的支 持框架40內(nèi)壁上設(shè)有多個文丘里組織30。水平導(dǎo)入板22由外向內(nèi)向上傾斜，各水平導(dǎo)入 板22相互平行。每層的支持框架40均為由多個框架組組成的格子形，每個框架組由兩個 水平框41及兩個垂直框42組成，中間為開口部43，該開口部43的尺寸小于誘導(dǎo)通路23， 每個框架組的內(nèi)部均設(shè)有一個文丘里組織30。在基礎(chǔ)12內(nèi)設(shè)有發(fā)電機(jī)C，發(fā)電機(jī)C的輸入 軸上鍵連接有齒輪，旋轉(zhuǎn)軸13的一端鍵連接有齒輪、與發(fā)電機(jī)C輸入軸上的齒輪相嚙合傳 動，旋轉(zhuǎn)軸13另一端由集風(fēng)塔A內(nèi)部的風(fēng)洞10穿過、由風(fēng)洞10的頂端穿出，旋轉(zhuǎn)軸13在 風(fēng)洞10內(nèi)部的部分上鍵連接有多個風(fēng)輪B，由水平導(dǎo)入板22分隔的每一層均對應(yīng)一個風(fēng)輪 B，風(fēng)洞10最頂端的風(fēng)輪B下方設(shè)有排氣口 14。如圖6、圖7所示，文丘里組織30包括內(nèi)部筒體31及外部筒體32，其中內(nèi)部筒體 31部分插入外部筒體32內(nèi)，內(nèi)、外部筒體31、32之間留有間隙。內(nèi)部筒體31位于外部筒 體32內(nèi)一端的直徑小于位于外部筒體32外另一端的直徑，直徑小的一端均布有多個褶33。 褶33沿內(nèi)部筒體31軸向的幅度變寬，并向外突出，形成端部向上傾斜。文丘里組織30的 內(nèi)部筒體31設(shè)有褶33的一端朝向風(fēng)洞10，另一端與所述開口部43相對應(yīng)。本實用新型的工作原理為由于本實施例的集風(fēng)塔A為六角形的塔狀，在集風(fēng)塔A周圍吹來的風(fēng)由最外層的 支持框架40上的各開口部43進(jìn)入到最外層支持框架內(nèi)壁上的文丘里組織30中。由開口 部43進(jìn)入的風(fēng)通過內(nèi)部筒體31的內(nèi)部及內(nèi)、外部筒體31、32之間的間隙向褶33的一端流 動，這時，由于內(nèi)部筒體31的直徑逐漸變窄、形成錐形，因此流經(jīng)內(nèi)部筒體31的風(fēng)速逐漸變 快；并且，內(nèi)部筒體31內(nèi)部流過的風(fēng)在到達(dá)褶33時，一部分順著內(nèi)徑變窄的內(nèi)部筒體31的 內(nèi)部面流過，其余的風(fēng)通過褶33向外側(cè)展開的方向流過，與由內(nèi)、外部筒體31、32之間流過 來的風(fēng)相沖突，以螺旋方向旋轉(zhuǎn)形成湍流，進(jìn)而形成湍流的風(fēng)，在外部筒體32的引入下快 速流向集風(fēng)塔A的內(nèi)部，進(jìn)入誘導(dǎo)通路23。進(jìn)入誘導(dǎo)通路23的風(fēng)沿著水平導(dǎo)入板22逐漸 上升，兩側(cè)垂直導(dǎo)入板21之間的距離變小，使風(fēng)速進(jìn)一步增加，經(jīng)內(nèi)層的支持框架40上的 開口部43由風(fēng)洞10上的筒孔11流入風(fēng)洞10的內(nèi)部，在風(fēng)經(jīng)過內(nèi)層支持框架時，安裝在內(nèi)層支持框架內(nèi)壁上的文丘里組織還可按上述再次提高風(fēng)速，這樣，風(fēng)沿著風(fēng)洞10上升經(jīng)頂 端的排出口 14向外部排出；在風(fēng)上升的同時還吹動各風(fēng)輪B旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動旋轉(zhuǎn)軸13使發(fā) 電機(jī)C發(fā)電。 本實用新型的集風(fēng)塔還可根據(jù)需求設(shè)計成三角形、四邊形等非軸對稱形狀。本實 用新型的集風(fēng)塔可用在船舶、建筑物樓頂?shù)刃枰l(fā)電的載體上。
權(quán)利要求一種風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)，其特征在于包括基礎(chǔ)(12)及集風(fēng)塔(A)，其中集風(fēng)塔(A)安裝在基礎(chǔ)(12)上，包括風(fēng)洞(10)及至少兩層的支持框架(40)，所述風(fēng)洞(10)安裝在集風(fēng)塔(A)內(nèi)，各支持框架(40)依次設(shè)置在風(fēng)洞(10)的外部，在各支持框架(40)的內(nèi)壁上分別設(shè)有多個文丘里組織(30)；相鄰支持框架(40)之間通過組成導(dǎo)入部(20)的垂直導(dǎo)入板(21)及水平導(dǎo)入板(22)相連接，水平導(dǎo)入板(22)將集風(fēng)塔(A)分隔成多層；所述基礎(chǔ)(12)內(nèi)設(shè)有發(fā)電機(jī)(C)，旋轉(zhuǎn)軸(13)的一端與發(fā)電機(jī)(C)相連接，另一端由集風(fēng)塔(A)內(nèi)部的風(fēng)洞(10)穿過、由風(fēng)洞(10)的頂端穿出，旋轉(zhuǎn)軸(13)在風(fēng)洞(10)內(nèi)部的部分上設(shè)有多個風(fēng)輪(B)，由水平導(dǎo)入板(22)分隔的每一層均對應(yīng)一個風(fēng)輪(B)。
2.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述各支持框架(40)均 為對稱中心共線的正多邊形，支持框架(40)每條邊的兩端分別通過垂直導(dǎo)入板(21)相連 接，在由兩相鄰垂直導(dǎo)入板(21)及兩相鄰層的支持框架(40)之間的空間中沿集風(fēng)塔(A) 的高度方向設(shè)有多個水平導(dǎo)入板(22)。
3.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述支持框架(40)為由 多個框架組組成的格子形，每個框架組由兩個水平框(41)及兩個垂直框(42)組成，中間為 開口部(43)，每個框架組的內(nèi)部均設(shè)有一個文丘里組織(30)。
4.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)，其特征在于兩相鄰水平導(dǎo)入板(22) 及其兩側(cè)的垂直導(dǎo)入板(21)構(gòu)成一個誘導(dǎo)通路(23)，該誘導(dǎo)通路(23)兩端的支持框架 (40)內(nèi)壁上設(shè)有多個文丘里組織(30)。
5.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述水平導(dǎo)入板(22)由 外向內(nèi)向上傾斜，各水平導(dǎo)入板(22)相互平行。
6.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述風(fēng)洞(10)為中空圓 柱，其上均布有多個筒孔(11)；所述各風(fēng)輪(B)位于風(fēng)洞(10)內(nèi)。
7.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述文丘里組織(30)包 括內(nèi)部筒體(31)及外部筒體(32)，其中內(nèi)部筒體(31)部分插入外部筒體(32)內(nèi)，內(nèi)、外部 筒體(31、32)之間留有間隙。
8.按權(quán)利要求7所述的風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述內(nèi)部筒體(31)位于 外部筒體(32)內(nèi)一端的直徑小于位于外部筒體(32)外另一端的直徑，直徑小的一端均布 有多個褶(33)。
9.按權(quán)利要求8所述的風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述褶(33)沿內(nèi)部筒體 (31)軸向的幅度變寬，并向外突出，形成端部向上傾斜。
10.按權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述風(fēng)洞(10)最頂端 的風(fēng)輪(B)下方設(shè)有排氣口(14)。
專利摘要本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，具體地說是一種風(fēng)力發(fā)電用集風(fēng)塔結(jié)構(gòu)，包括基礎(chǔ)及集風(fēng)塔，集風(fēng)塔安裝在基礎(chǔ)上，包括風(fēng)洞及至少兩層的支持框架，風(fēng)洞安裝在集風(fēng)塔內(nèi)，各支持框架依次設(shè)置在風(fēng)洞的外部，在各支持框架的內(nèi)壁上分別設(shè)有多個文丘里組織；相鄰支持框架之間通過組成導(dǎo)入部的垂直導(dǎo)入板及水平導(dǎo)入板相連接，水平導(dǎo)入板將集風(fēng)塔分隔成多層；基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)有發(fā)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)軸的一端與發(fā)電機(jī)相連接，另一端由集風(fēng)塔內(nèi)部的風(fēng)洞穿過、由風(fēng)洞的頂端穿出，旋轉(zhuǎn)軸在風(fēng)洞內(nèi)部的部分上設(shè)有多個風(fēng)輪，由水平導(dǎo)入板分隔的每一層均對應(yīng)一個風(fēng)輪。本實用新型可以大幅度提高風(fēng)速，進(jìn)而提高發(fā)電效率，不受風(fēng)資源是否豐富的區(qū)域限制，適用范圍廣。
文檔編號F03D9/00GK201751574SQ20102015321
公開日2011年2月23日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者樸炳億, 樸炳尚, 李吉龍 申請人:李吉龍;樸炳億;樸炳尚