本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種近地風(fēng)力發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

風(fēng)能是重要的可再生資源，當(dāng)前我國大規(guī)模風(fēng)能開發(fā)利用地區(qū)集中在風(fēng)能資源豐富的高風(fēng)速區(qū)，主要包括內(nèi)蒙古中北部，東南沿海和新疆部分地區(qū)，面積相對(duì)狹小，且離負(fù)荷中心較遠(yuǎn)。我國有很大一部分地區(qū)常年有風(fēng)，但風(fēng)速較低，這類低速風(fēng)能資源較豐富的地區(qū)在我國分布十分廣泛，此類低速風(fēng)能的利用對(duì)于風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展具有重要的意義。

目前常規(guī)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)于低速風(fēng)能的利用效率低下，不適宜安裝在低風(fēng)速的廣大地區(qū)。為了滿足城鎮(zhèn)地區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)對(duì)近地低速風(fēng)力發(fā)電的需要，設(shè)計(jì)了一種近地風(fēng)力發(fā)電裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

由于傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的切入風(fēng)速為3m/s，導(dǎo)致3m/s以下的風(fēng)能資源大多被浪費(fèi)。本發(fā)明主要針對(duì)風(fēng)速在3m/s以下的低風(fēng)速環(huán)境設(shè)計(jì)了一種新型風(fēng)力發(fā)電裝置。本裝置能夠提高風(fēng)速，使得3m/s以下的風(fēng)能資源可被轉(zhuǎn)化利用。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而采用的技術(shù)方案為：一種近地風(fēng)力發(fā)電裝置，包括集風(fēng)箱，傾斜頂蓋，曲線形漸縮管收風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口，螺旋風(fēng)道，出風(fēng)口，加固環(huán)，塔筒，風(fēng)機(jī)葉片，導(dǎo)風(fēng)罩，發(fā)電機(jī)，電機(jī)基座，環(huán)形排風(fēng)口。各個(gè)方向的來風(fēng)可被集風(fēng)箱上四面朝向的曲線形漸縮管收風(fēng)口有效收集，經(jīng)螺旋風(fēng)道吹向風(fēng)機(jī)葉片，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電，做功之后的氣流經(jīng)導(dǎo)風(fēng)罩流向環(huán)形排風(fēng)口，避免塔筒內(nèi)風(fēng)阻過大而影響空氣流速。

為了提高集風(fēng)箱對(duì)四周來風(fēng)的匯聚能力，集風(fēng)箱四面均采用曲線形漸縮管收風(fēng)口，該曲線形漸縮管收風(fēng)口是由四片曲面形板材組成向集風(fēng)箱內(nèi)部凹陷的“喇叭狀”矩形收風(fēng)口，在相鄰收風(fēng)口的結(jié)合部位形成流線體結(jié)構(gòu)，如圖1所示。采用該曲線形漸縮管收風(fēng)口，不僅可以有效收集正對(duì)曲線形漸縮管收風(fēng)口而來的風(fēng)能，而且由于伯努利效應(yīng)，也可以有效收集其它方向的來風(fēng)，使進(jìn)入螺旋風(fēng)道的風(fēng)速得以大幅提升。

為了提高該裝置對(duì)于曲線形漸縮管收風(fēng)口所匯聚風(fēng)能的利用效率，螺旋風(fēng)道采用弧形設(shè)計(jì)，其出風(fēng)口采用正對(duì)風(fēng)機(jī)葉片切面的設(shè)計(jì)；風(fēng)機(jī)葉片下部加裝導(dǎo)風(fēng)罩；位于塔筒底部的排風(fēng)口采用環(huán)形設(shè)計(jì)，由塔筒下方通向塔筒外部，如圖2所示。

本發(fā)明的有益效果是：采用曲線形漸縮管收風(fēng)口，使得集風(fēng)箱對(duì)于四周的來風(fēng)均具有高效的匯聚能力，進(jìn)而大幅度提升進(jìn)入螺旋風(fēng)道的氣流速度；經(jīng)螺旋風(fēng)道對(duì)氣流的引導(dǎo)，使氣流順暢地進(jìn)入風(fēng)機(jī)葉片切面，提高風(fēng)能的利用效率；大面積的環(huán)形排風(fēng)口設(shè)計(jì)，可減小塔筒內(nèi)的風(fēng)阻，使氣體流動(dòng)更順暢；加固環(huán)將四個(gè)螺旋風(fēng)道的出風(fēng)口固定牢固，如圖3所示，可降低本裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的震動(dòng)，增加裝置的穩(wěn)定性，延長裝置的使用壽命；傾斜頂蓋向上凸起的坡度設(shè)計(jì)可有效防止雨水存積；風(fēng)機(jī)葉片和發(fā)電機(jī)置于塔筒內(nèi)部地面中間位置，以垂直于地面的形式安裝，降低了風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響，避免了葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的閃影對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦挠绊?，排除了外置葉片對(duì)鳥類的威脅，降低了雷擊和冰雪天氣等自然因素對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的損傷程度，同時(shí)也使其維修及保養(yǎng)更加方便和安全；由于本裝置適宜在低風(fēng)速的城鎮(zhèn)地區(qū)建設(shè)，這就使其更接近負(fù)荷中心，可就近消納，減少了遠(yuǎn)距離輸電的損耗。

該裝置具有耗材少，高度低，成本低的優(yōu)勢，適合在低風(fēng)速的廣大城鎮(zhèn)地區(qū)推廣使用。其在城鎮(zhèn)地區(qū)的建設(shè)和發(fā)展，可在一定程度上緩解負(fù)荷中心供電緊張的情況。此外，該近地風(fēng)力發(fā)電裝置的建設(shè)工程量較小，施工簡單，也適合在偏遠(yuǎn)地區(qū)作為一種分布式發(fā)電裝置進(jìn)行應(yīng)用與推廣。

附圖說明

圖1為曲線形漸縮管收風(fēng)口示意圖。

圖2為本發(fā)明裝置的原理圖。

圖3為集風(fēng)箱底部出風(fēng)口示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步的描述。

如圖2所示，該近地風(fēng)力發(fā)電裝置主要由以下部分組成：集風(fēng)箱(1)，傾斜頂蓋(2)，曲線形漸縮管收風(fēng)口(3)，進(jìn)風(fēng)口(4)，螺旋風(fēng)道(5)，出風(fēng)口(6)，加固環(huán)(7)，塔筒(8)，風(fēng)機(jī)葉片(9)，導(dǎo)風(fēng)罩(10)，發(fā)電機(jī)(11)，電機(jī)基座(12)，環(huán)形排風(fēng)口(13)。

該裝置的工作流程為：集風(fēng)箱(1)上四個(gè)曲線形減縮管收風(fēng)口(3)匯聚各個(gè)方向的來風(fēng)進(jìn)入螺旋風(fēng)道(5)使得風(fēng)速得以大幅提高，被加速后的氣流經(jīng)過螺旋風(fēng)道(5)的引導(dǎo)，順暢地吹向風(fēng)機(jī)葉片(9)的切面，從而高效地利用風(fēng)能做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(11)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。做功之后的氣流經(jīng)過位于風(fēng)機(jī)葉片(9)下部的導(dǎo)風(fēng)罩(10)平順地流向塔筒（8）底端的環(huán)形排風(fēng)口(13)，避免塔筒（8）內(nèi)風(fēng)阻過大而影響空氣流速。從而實(shí)現(xiàn)利用近地低速風(fēng)力發(fā)出電能的目的。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種近地風(fēng)力發(fā)電裝置。利用集風(fēng)箱四面的曲線形漸縮管收風(fēng)口匯集各個(gè)方向的來風(fēng)，使風(fēng)速得以大幅提高驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而可有效地利用低速風(fēng)能發(fā)電。該裝置可滿足廣大城鎮(zhèn)地區(qū)對(duì)近地低速風(fēng)能發(fā)電的需求，有效緩解低風(fēng)速負(fù)荷中心地區(qū)供電緊張的情況。此外，該近地風(fēng)力發(fā)電裝置建設(shè)的工程量較小，施工簡單，也適合在偏遠(yuǎn)地區(qū)作為一種分布式發(fā)電裝置進(jìn)行應(yīng)用與推廣。

技術(shù)研發(fā)人員：韓立哲;尹劍利;沈文旗;魏曉英;張彥濤;朱抗;鄧友均;劉佳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長沙理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.16
技術(shù)公布日：2017.08.11