專利名稱：風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其方法，該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是利用管路收縮以集中風(fēng)的能量來推動(dòng)能量收納構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)葉片，并且利用距離地面越遠(yuǎn)氣壓越低的原理誘引發(fā)電系統(tǒng)排出氣流。
背景技術(shù)：
如一般產(chǎn)業(yè)界所認(rèn)知的，風(fēng)力發(fā)電適用于風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，如荷蘭、德國、美國及中國大陸新疆等地皆設(shè)有風(fēng)力發(fā)電的設(shè)備，臺(tái)灣每年風(fēng)力發(fā)電的潛能約為180兆瓦小時(shí)(TWh)。1999年臺(tái)灣全年的電力消耗量147TWh，臺(tái)朔重工在麥寮將裝置四座640kW的風(fēng)力發(fā)電廠，另外在澎湖裝置四臺(tái)600kW的風(fēng)力發(fā)電廠。
風(fēng)力發(fā)電最迷人的地方，就是發(fā)電量跟風(fēng)速的三次方成正比。因?yàn)榭諝夥肿拥膭?dòng)能正比于速度的二次方，而空氣流量的多寡又與速度成正比，由此得到三次方正比的結(jié)論。完整一點(diǎn)，風(fēng)所蘊(yùn)藏能量的公式可以寫成(風(fēng)所蘊(yùn)藏的能量)＝(0.393)×(風(fēng)吹拂時(shí)間)×(空氣密度)×(葉片直徑的二次方)×(平均風(fēng)速的三次方)由此推論，如果風(fēng)的速度每秒一米時(shí)帶有一個(gè)單位的能量，則風(fēng)速每秒兩米時(shí)帶有八個(gè)單位的能量，每秒四米時(shí)帶有64單位的能量，到了每秒十米時(shí)將帶有1000單位的能量。另外重要的一點(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電量還正比于風(fēng)車葉片直徑的平方，也就是說，葉片直徑30米的風(fēng)車，其發(fā)電量是直徑3米者的100倍。若以六級(jí)風(fēng)，平均風(fēng)速12米/秒，十五層樓高、旋轉(zhuǎn)葉片直徑45米的中大型風(fēng)車來估算風(fēng)所蘊(yùn)藏的能量流率(功率)＝(0.393)×(1.25千克/米3)×(2025米2)×(1728米3/秒3)＝1720000千克·米2/秒3＝1.72百萬瓦風(fēng)車提取風(fēng)的動(dòng)能，將這動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的百分比，稱之為風(fēng)車的發(fā)電效率。從能量的觀點(diǎn)來看，平均速度每秒10米的風(fēng)，在通過流線型的風(fēng)車葉片之后，a)若平均速度降為每秒9米，則風(fēng)的動(dòng)能減少為原來的0.9的平方＝0.81倍，即表示風(fēng)動(dòng)能的(1-0.81)19％為風(fēng)車所提取所以，風(fēng)車的效率為19％；b)若平均速度降為每秒8米，則風(fēng)的動(dòng)能將減少為原來0.8的平方＝0.64倍，風(fēng)車的效率為(1-0.64)36％。
c)若平均速度降為每秒7米，則風(fēng)的動(dòng)能將減少為原來0.7的平方＝0.49倍，風(fēng)車的效率為(1-0.49)＝51％。
風(fēng)車的效率和葉片數(shù)目、葉柵排數(shù)有關(guān)，站在流體力學(xué)機(jī)翼及螺槳理論的角度來看，經(jīng)過良好流場設(shè)計(jì)的風(fēng)車葉片，單排(柵)三葉片風(fēng)車的機(jī)械效率，估計(jì)可達(dá)b)項(xiàng)的水準(zhǔn)，即為36％。所以，若建造單排三葉片風(fēng)車的發(fā)電系統(tǒng)，估算每座的發(fā)電量＝1.72百萬瓦×36％＝0.62百萬瓦＝620KW。
由于地面的邊界層效應(yīng)，傳統(tǒng)的風(fēng)車其高度在60米以上才具有經(jīng)濟(jì)效益，且其葉片長度往往為10米左右，在安裝及維修時(shí)具有相當(dāng)?shù)睦щy度，因此有必要加以改善。
請(qǐng)參考圖1為公知的利用熱氣流上升及氣流對(duì)流原理而設(shè)計(jì)的煙囪式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)1，其具有一可隔熱的外墻18，內(nèi)部設(shè)有葉片14，其主軸16連接發(fā)電機(jī)12，當(dāng)熱風(fēng)從進(jìn)氣口10進(jìn)入后由下往上吹時(shí)，即可帶動(dòng)葉片14旋轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；而當(dāng)空氣升到頂蓋11時(shí)即向空中四方排出。
上述的煙囪式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)1雖然具新的創(chuàng)意較傳統(tǒng)的風(fēng)車安裝容易且易于維修，仍然存在著發(fā)電量不穩(wěn)定及功率較低等實(shí)用上的問題，因此有必要研發(fā)出一種，易于安裝及維修且發(fā)電量又穩(wěn)定的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，使得風(fēng)力發(fā)電成為普遍而廉價(jià)的發(fā)電方法。
但是，風(fēng)力資源的應(yīng)用須配合大自然的運(yùn)行規(guī)律，及物理原理的運(yùn)用，因?yàn)轱L(fēng)力不像水力，可以建筑水壩來加以蓄積能量，也不像火力或核能，地點(diǎn)設(shè)置較有彈性，因此必須找出風(fēng)力資源豐富地點(diǎn)，于該地適當(dāng)高度的空中設(shè)置能量收納結(jié)構(gòu)，且其安裝較傳統(tǒng)的風(fēng)車構(gòu)造方便，而且維修容易，因此研發(fā)出本發(fā)明來達(dá)成上述的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，提供一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其方法，利用管路收縮以集中風(fēng)的能量來推動(dòng)能量收納構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)葉片，并且利用距離地面越遠(yuǎn)氣壓越低的原理誘引發(fā)電系統(tǒng)排出氣流，旋轉(zhuǎn)葉片帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，達(dá)成發(fā)電功效，從而使得風(fēng)力發(fā)電不但能夠具商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的效能，且可以有極佳的可維修性及易于安裝，運(yùn)轉(zhuǎn)成本較傳統(tǒng)的風(fēng)車為低，可以提供低成本高品質(zhì)的風(fēng)力發(fā)電效果。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明可通過如下措施實(shí)現(xiàn)一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，可將風(fēng)力動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，其包含一集風(fēng)縮管構(gòu)件，設(shè)置有兩端，其第一端用于風(fēng)力輸入，第二端用于風(fēng)力傳出，且第一端截面積比第二端的截面積大，以增加第二端的風(fēng)速；一能量收納構(gòu)件，設(shè)置有兩端，分別為入口端與出口端，該入口端與該集風(fēng)縮管構(gòu)件的第二端相連，可將由該集風(fēng)縮管構(gòu)件第二端吹入風(fēng)的部分能量以機(jī)械動(dòng)能形式收納，而出口端則將經(jīng)過能量收納的風(fēng)排出；一誘引式排風(fēng)構(gòu)件，設(shè)置有兩端，分別為誘引端與排風(fēng)端，該誘引端與該能量收納構(gòu)件的出口端相連，并且將誘引端傳入的風(fēng)傳送到該排風(fēng)端排除；一發(fā)電機(jī)是機(jī)械性連接該能量收納構(gòu)件，可將該能量收納構(gòu)件傳來的機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能；其中該誘引式排風(fēng)構(gòu)件的排風(fēng)端是位于空氣壓力較低的適當(dāng)高度空中，且其高度較該集風(fēng)縮管構(gòu)件的第一端的高度高出一特定的垂直距離；通過集風(fēng)縮管構(gòu)件收納風(fēng)流并增加風(fēng)速，以推動(dòng)能量收納構(gòu)件，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，達(dá)成發(fā)電功效。
所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置一導(dǎo)引風(fēng)向構(gòu)件于該集風(fēng)縮管構(gòu)件的第一端，可以將吹入的風(fēng)向調(diào)整較為一致。
所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置一流量調(diào)節(jié)構(gòu)件于該集風(fēng)縮管構(gòu)件的第一端，可以對(duì)應(yīng)吹入風(fēng)量大小調(diào)節(jié)流量。
所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置一離心環(huán)構(gòu)件于該集風(fēng)縮管構(gòu)件的第二端，利用離心作用使得風(fēng)中所含的灰塵及雜物去除。
所述的能量收納構(gòu)件包含一外殼；一主軸，設(shè)于外殼內(nèi)，且可以旋轉(zhuǎn)；多個(gè)葉片，與該主軸相連；通過風(fēng)吹動(dòng)葉片使主軸旋轉(zhuǎn)而收納風(fēng)的動(dòng)能。
所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置一入口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件于該能量收納構(gòu)件的入口端，用以實(shí)時(shí)控制入口的風(fēng)量。
所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置一出口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件于該能量收納構(gòu)件的出口端，用以配合該入口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件實(shí)時(shí)控制出口的風(fēng)量。
所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置一變速齒輪箱于該能量收納構(gòu)件之中，其中該變速齒輪箱具有一輸入軸及一輸出軸，且該輸入軸與該能量收納構(gòu)件的主軸相連接。
所述的發(fā)電機(jī)具有一發(fā)電旋轉(zhuǎn)軸，用以接收動(dòng)能以轉(zhuǎn)為電能，且該發(fā)電旋轉(zhuǎn)軸與該變速齒輪箱的輸出軸相連接。
所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步包含一流量控制單元，可以分別控制該入口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件與該出口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件，使得風(fēng)量在一預(yù)定的范圍內(nèi)，而發(fā)電功率穩(wěn)定。
所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步包含多個(gè)維修孔，分別設(shè)于集風(fēng)縮管構(gòu)件、能量收納構(gòu)件及誘引式排風(fēng)構(gòu)件，以達(dá)成定期維修的需求。
所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步包含一建筑構(gòu)件，且該建筑構(gòu)件上設(shè)置多個(gè)該集風(fēng)縮管構(gòu)件、多個(gè)該能量收納構(gòu)件、多個(gè)該誘引式排風(fēng)構(gòu)件、及多個(gè)該發(fā)電機(jī)，并且在該建筑構(gòu)件上進(jìn)一步包含一獨(dú)立型能量收納構(gòu)件，用于高空收納風(fēng)能量；及高空發(fā)電機(jī)；其中該獨(dú)立型能量收納構(gòu)件，是于一特定的高度設(shè)置，且不使用該集風(fēng)縮管構(gòu)件及該誘引式排風(fēng)構(gòu)件用以導(dǎo)引空氣流動(dòng)來幫助能量收納；其中該獨(dú)立型能量收納構(gòu)件是與高空發(fā)電機(jī)機(jī)械性連接，以將該獨(dú)立型能量收納構(gòu)件收納的能量轉(zhuǎn)為電能；通過將該能量收納構(gòu)件與該獨(dú)立能量收納構(gòu)件設(shè)于該同一建筑構(gòu)件，使得低高度空中的風(fēng)能與中、高高度空中的風(fēng)能可以同時(shí)接收，并轉(zhuǎn)換成電能。
一種風(fēng)力發(fā)電方法，是利用以上所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，該風(fēng)力發(fā)電方法至少包括下列步驟將風(fēng)引入該集風(fēng)縮管構(gòu)件；風(fēng)干該集風(fēng)縮管構(gòu)件中得以壓縮聚集于一小面積中流通使得風(fēng)能量聚集程度達(dá)到一特定狀況；將風(fēng)引入該能量收納構(gòu)件；于該能量收納構(gòu)件中，風(fēng)將部份能量傳輸給該能量收納構(gòu)件；將該能量收納構(gòu)件收納的動(dòng)能傳到該發(fā)電機(jī)，并且發(fā)電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成為電能；及將部份能量已被收納的風(fēng)經(jīng)由誘引式排風(fēng)構(gòu)件引導(dǎo)到一距特定垂直高度差的空中排出。
所述的將風(fēng)引入該能量收納構(gòu)件前，尚且包括一步驟將風(fēng)中的灰塵及雜物去除。
所述的能量收納構(gòu)件具有風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，在風(fēng)引入該能量收納構(gòu)件前，尚且包括一步驟通過利用該風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，使得風(fēng)量控制在一定范圍內(nèi)，而使風(fēng)的能量固定在一定范圍之內(nèi)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其方法，利用管路收縮以集中風(fēng)的能量來推動(dòng)能量收納構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)葉片，并且利用距離地面越遠(yuǎn)氣壓越低的原理誘引發(fā)電系統(tǒng)排出氣流，旋轉(zhuǎn)葉片帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，達(dá)成發(fā)電功效，從而使得風(fēng)力發(fā)電不但能夠具商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的效能，且可以有極佳的可維修性及易于安裝，運(yùn)轉(zhuǎn)成本較傳統(tǒng)的風(fēng)車為低，可以提供低成本高品質(zhì)的風(fēng)力發(fā)電效果。本發(fā)明可大量設(shè)于具有風(fēng)力資源的地區(qū)，若能配合具有一定高度差的山地則建造成本則更省，本發(fā)明的建造及發(fā)電成本較公知為低且適合于多風(fēng)力資源及具有山地的地區(qū)。
本發(fā)明還將結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。


圖1為公知煙囪式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的截面構(gòu)造圖；圖2為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)造圖；圖3為本發(fā)明能量收納構(gòu)件的一較佳實(shí)施例；圖4為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的另一較佳實(shí)施例。
附圖標(biāo)記說明煙囪式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)1 進(jìn)氣口 10頂蓋 11 發(fā)電機(jī) 12葉片 14 主軸 16外墻 18 集風(fēng)縮管構(gòu)件 20第一端22 第二端 24
離心環(huán)26 維修孔 28能量收納構(gòu)件 30 葉片31入口端32 主軸33出口端34 外殼35入口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件 36 出口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件38誘引式排風(fēng)構(gòu)件40 誘引端 42排風(fēng)端44 發(fā)電機(jī) 50變速齒輪箱60 高度H長度 L 距離D高空發(fā)電機(jī)70 獨(dú)立型能量收納構(gòu)件 72頂蓋 76 建筑構(gòu)件80具體實(shí)施方式
為將本發(fā)明原理做一清楚明白的說明，應(yīng)先從本發(fā)明的外觀構(gòu)造區(qū)分出其與公知技藝不同之處及其所利用的技術(shù)原理，本發(fā)明的原理是在于使風(fēng)經(jīng)過面積漸縮的管路使得能量集中且風(fēng)速加快而易于能量收納，如此一來在中低高度的空氣流動(dòng)區(qū)亦能借由加速與集中空氣能量的原理，使得能量收納構(gòu)件的葉片能夠更加方便地接收高速而直接的風(fēng)能；除此而外，因?yàn)楦叨仍礁叩目罩衅淇諝鈮毫υ降?，本發(fā)明進(jìn)一步將能量被部份收納的風(fēng)以空氣壓力差誘引到高空排出。并且本發(fā)明可以將多個(gè)風(fēng)力收納管路共同架設(shè)在一構(gòu)造物之上，推動(dòng)多個(gè)發(fā)電系統(tǒng)，以獲得更大的能量輸出。
請(qǐng)先參考圖2，圖2為本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)造圖，以下將說明本發(fā)明的構(gòu)造及其運(yùn)作方式，風(fēng)首先由集風(fēng)縮管構(gòu)件20的第一端22吹入，由于第一端22截面積比第二端24的截面積大，故第二端24的風(fēng)速將會(huì)增加，假設(shè)第一端24開口為矩形，其長度為10米且寬度為20米，則其面積為200平方米，又假設(shè)第二端24為圓形，其半徑為1米則其面積為3.14平方米，因此當(dāng)風(fēng)速為3m/s吹入集風(fēng)縮管構(gòu)件20且速度的摩擦損耗為40％時(shí)，第二端的風(fēng)速應(yīng)為3×200×60％÷3.14＝114米/秒，請(qǐng)繼續(xù)參考圖3，當(dāng)風(fēng)吹入能量收納構(gòu)件30后，即推動(dòng)其中的葉片31，在此可引用本說明書中前述的發(fā)電功率計(jì)算公式，假設(shè)空氣密度為1.25千克/立方米葉片直徑為1米，風(fēng)一次推動(dòng)3個(gè)葉片，且整體發(fā)電效率為36％則此時(shí)發(fā)電功率可由以下概算為0.393×1.25千克/立方米×1平方米×(114米/秒)3＝780千瓦。
在此補(bǔ)充說明能量收納構(gòu)件30的構(gòu)造，其設(shè)置有兩端，分別為入口端32與出口端34，該入口端32與該集風(fēng)縮管構(gòu)件20的第二端24相連，可將由該集風(fēng)縮管構(gòu)件20第二端24吹入風(fēng)的部份能量以機(jī)械動(dòng)能形式收納，而出口端則將經(jīng)過能量收納的風(fēng)排出。
須知能量收納構(gòu)件30收納的動(dòng)能須傳給發(fā)電機(jī)50，而該發(fā)電機(jī)50是機(jī)械性連接該能量收納構(gòu)件30的主軸33，可將該能量收納構(gòu)件傳來的機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能；為求保護(hù)發(fā)電機(jī)50，變速齒輪箱60可設(shè)置于該能量收納構(gòu)件之中，其中該變速齒輪箱60具有一輸入軸及一輸出軸，且該輸入軸與該能量收納構(gòu)件的主軸33相連接，而輸出軸則機(jī)械性地與發(fā)電機(jī)50相連接。
當(dāng)經(jīng)過能量收納的風(fēng)流入誘引式排風(fēng)構(gòu)件40，則由于誘引端42與該能量收納構(gòu)件30的出口端34相連，并且具有來自排風(fēng)端44的低空氣壓牽引，可將誘引端傳入的風(fēng)傳送到排風(fēng)端44排除；其中該誘引式排風(fēng)構(gòu)件40的排風(fēng)端44是位于空氣壓力較低的適當(dāng)高度H空中，且其高度較該集風(fēng)縮管構(gòu)件的第一端的高度高出一特定的垂直距離，如高度H為150米。
為求風(fēng)向的流動(dòng)順暢及減少紊流，可設(shè)置一導(dǎo)引風(fēng)向構(gòu)件于該集風(fēng)縮管構(gòu)件20的第一端，可以為平板式的葉片排列，可以將吹入的風(fēng)向調(diào)整較為一致。
為防止如臺(tái)風(fēng)等風(fēng)災(zāi)時(shí)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)可能的破壞，進(jìn)一步設(shè)置一流量調(diào)節(jié)構(gòu)件于該集風(fēng)縮管構(gòu)件20的第一端，可以對(duì)應(yīng)吹入風(fēng)量大小調(diào)節(jié)流量，其功能或形式可如一般閥類。
為防止如塵沙等對(duì)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)可能的破壞，可進(jìn)一步設(shè)置一離心環(huán)構(gòu)件26于該集風(fēng)縮管構(gòu)件20的第二端，利用離心作用使得風(fēng)中所含的灰塵及雜物去除。
請(qǐng)參考圖3，其中該能量收納構(gòu)件包含一外殼；一主軸，設(shè)于外殼內(nèi)，且可以旋轉(zhuǎn)；多個(gè)葉片，與該主軸相連；借由風(fēng)吹動(dòng)葉片使主軸旋轉(zhuǎn)而收納風(fēng)的動(dòng)能。
請(qǐng)參考圖2，可進(jìn)一步設(shè)置一入口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件36于該能量收納構(gòu)件30的入口端32，用以實(shí)時(shí)控制入口的風(fēng)量；配合誘引風(fēng)流及維修方便，可設(shè)置一出口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件38于該能量收納構(gòu)件30的出口端34，并可用以配合該入口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件36實(shí)時(shí)控制出口的風(fēng)量。
本發(fā)明可再包含一流量控制單元可由電子軟件及硬件構(gòu)成，可以分別控制該入口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件36與該出口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件38，使得風(fēng)量在一預(yù)定的范圍內(nèi)，而發(fā)電功率穩(wěn)定。
前述的變速齒輪箱60可設(shè)于該能量收納構(gòu)件30之中，其中該變速齒輪箱60具有一輸入軸及一輸出軸，且該輸入軸與該能量收納構(gòu)件的主軸33相連接；且該發(fā)電機(jī)50具有一發(fā)電旋轉(zhuǎn)軸，用以接收動(dòng)能以轉(zhuǎn)為電能，且該發(fā)電旋轉(zhuǎn)軸與該變速齒輪箱的輸出軸相連接。
為求定期維修發(fā)電系統(tǒng)，本發(fā)明可進(jìn)一步包含多個(gè)維修孔28，分別設(shè)于集風(fēng)縮管構(gòu)件20、能量收納構(gòu)件30及誘引式排風(fēng)構(gòu)件40，以達(dá)成定期維修的需求。
為求進(jìn)一步使本發(fā)明能夠達(dá)成密集而大量的發(fā)電效果，請(qǐng)參考圖4為本發(fā)明更進(jìn)一步的實(shí)施例，其中本發(fā)明進(jìn)一步包含一建筑構(gòu)件80，且該建筑構(gòu)件80上設(shè)置多個(gè)該集風(fēng)縮管構(gòu)件20、多個(gè)該能量收納構(gòu)件30、多個(gè)該誘引式排風(fēng)構(gòu)件40、及多個(gè)該發(fā)電機(jī)50，并且在該建筑構(gòu)件上進(jìn)一步包含一獨(dú)立型能量收納構(gòu)件72，用于中高空收納風(fēng)能量如40到100米高度的空中；及高空發(fā)電機(jī)70；其中該獨(dú)立型能量收納構(gòu)件72，是于一特定的高度設(shè)置，且不使用該集風(fēng)縮管構(gòu)件20及該誘引式排風(fēng)構(gòu)件40用以導(dǎo)引空氣流動(dòng)來幫助能量收納；其中該獨(dú)立型能量收納構(gòu)件72是與高空發(fā)電機(jī)70機(jī)械性連接，以將該獨(dú)立型能量收納構(gòu)件72收納的能量轉(zhuǎn)為電能，并可再設(shè)一頂蓋76以防落塵；借由將該能量收納構(gòu)件與該獨(dú)立能量收納構(gòu)件設(shè)于該同一建筑構(gòu)件80，使得低高度空中的風(fēng)能與中、高高度空中的風(fēng)能可以同時(shí)接收，并轉(zhuǎn)換成電能。
在此并以方法步驟來描述本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電方法將風(fēng)引入該集風(fēng)縮管構(gòu)件20；風(fēng)于該集風(fēng)縮管構(gòu)件20中得以壓縮聚集于一小面積中流通使得風(fēng)能量聚集程度達(dá)到一特定狀況；將風(fēng)引入該能量收納構(gòu)件30；于該能量收納構(gòu)件30中，風(fēng)將部份能量傳輸給該能量收納構(gòu)件30；將該能量收納構(gòu)件30收納的動(dòng)能傳到該發(fā)電機(jī)50，并且發(fā)電機(jī)50將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成為電能；及將部份能量已被收納的風(fēng)經(jīng)由誘引式排風(fēng)構(gòu)件40引導(dǎo)到一距特定垂直高度差的空中排出。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非拘限本發(fā)明的專利范圍，故凡應(yīng)用本發(fā)明說明書及圖式內(nèi)容所為的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，可將風(fēng)力動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，其特征在于，其包含一集風(fēng)縮管構(gòu)件，設(shè)置有兩端，其第一端用于風(fēng)力輸入，第二端用于風(fēng)力傳出，且第一端截面積比第二端的截面積大，以增加第二端的風(fēng)速；一能量收納構(gòu)件，設(shè)置有兩端，分別為入口端與出口端，該入口端與該集風(fēng)縮管構(gòu)件的第二端相連，可將由該集風(fēng)縮管構(gòu)件第二端吹入風(fēng)的部分能量以機(jī)械動(dòng)能形式收納，而出口端則將經(jīng)過能量收納的風(fēng)排出；一誘引式排風(fēng)構(gòu)件，設(shè)置有兩端，分別為誘引端與排風(fēng)端，該誘引端與該能量收納構(gòu)件的出口端相連，并且將誘引端傳入的風(fēng)傳送到該排風(fēng)端排除；一發(fā)電機(jī)，機(jī)械性連接該能量收納構(gòu)件，可將該能量收納構(gòu)件傳來的機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能；其中該誘引式排風(fēng)構(gòu)件的排風(fēng)端是位于空氣壓力較低的高空中，且其高度較該集風(fēng)縮管構(gòu)件的第一端的高度高；通過集風(fēng)縮管構(gòu)件收納風(fēng)流并增加風(fēng)速，以推動(dòng)能量收納構(gòu)件，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，達(dá)成發(fā)電功效。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步設(shè)置一導(dǎo)引風(fēng)向構(gòu)件于該集風(fēng)縮管構(gòu)件的第一端。
3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步設(shè)置一流量調(diào)節(jié)構(gòu)件于該集風(fēng)縮管構(gòu)件的第一端。
4.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步設(shè)置一離心環(huán)構(gòu)件于該集風(fēng)縮管構(gòu)件的第二端。
5.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的能量收納構(gòu)件包含一外殼；一主軸，設(shè)于外殼內(nèi)，且可以旋轉(zhuǎn)；多個(gè)葉片，與該主軸相連；通過風(fēng)吹動(dòng)葉片使主軸旋轉(zhuǎn)而收納風(fēng)的動(dòng)能。
6.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步設(shè)置一入口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件于該能量收納構(gòu)件的入口端。
7.如權(quán)利要求6所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步設(shè)置一出口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件于該能量收納構(gòu)件的出口端。
8.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步設(shè)置一變速齒輪箱于該能量收納構(gòu)件之中，其中該變速齒輪箱具有一輸入軸及一輸出軸，且該輸入軸與該能量收納構(gòu)件的主軸相連接。
9.如權(quán)利要求8所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的發(fā)電機(jī)具有一發(fā)電旋轉(zhuǎn)軸，用以接收動(dòng)能以轉(zhuǎn)為電能，且該發(fā)電旋轉(zhuǎn)軸與該變速齒輪箱的輸出軸相連接。
10.如權(quán)利要求7所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包含一流量控制單元，可以分別控制該入口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件與該出口風(fēng)量調(diào)節(jié)構(gòu)件。
11.如權(quán)利要求7所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包含多個(gè)維修孔，分別設(shè)于集風(fēng)縮管構(gòu)件、能量收納構(gòu)件及誘引式排風(fēng)構(gòu)件，以達(dá)成定期維修的需求。
12.如權(quán)利要求7所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包含一建筑構(gòu)件，且該建筑構(gòu)件上設(shè)置多個(gè)該集風(fēng)縮管構(gòu)件、多個(gè)該能量收納構(gòu)件、多個(gè)該誘引式排風(fēng)構(gòu)件、及多個(gè)該發(fā)電機(jī)，并且在該建筑構(gòu)件上進(jìn)一步包含一獨(dú)立型能量收納構(gòu)件，用于高空收納風(fēng)能量；及高空發(fā)電機(jī)；其中該獨(dú)立型能量收納構(gòu)件，不使用該集風(fēng)縮管構(gòu)件及該誘引式排風(fēng)構(gòu)件用以導(dǎo)引空氣流動(dòng)來幫助能量收納；其中該獨(dú)立型能量收納構(gòu)件是與高空發(fā)電機(jī)機(jī)械性連接，以將該獨(dú)立型能量收納構(gòu)件收納的能量轉(zhuǎn)為電能。
13.一種風(fēng)力發(fā)電方法，該風(fēng)力發(fā)電方法至少包括下列步驟將風(fēng)引入該集風(fēng)縮管構(gòu)件；風(fēng)干該集風(fēng)縮管構(gòu)件中得以壓縮聚集于一小面積中流通使得風(fēng)能量聚集程度達(dá)到一特定狀況；將風(fēng)引入該能量收納構(gòu)件；于該能量收納構(gòu)件中，風(fēng)將部份能量傳輸給該能量收納構(gòu)件；將該能量收納構(gòu)件收納的動(dòng)能傳到該發(fā)電機(jī)，并且發(fā)電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成為電能；及將部份能量已被收納的風(fēng)經(jīng)由誘引式排風(fēng)構(gòu)件引導(dǎo)到一距特定垂直高度差的空中排出。
14.如權(quán)利要求13所述的風(fēng)力發(fā)電方法，其特征在于所述的將風(fēng)引入該能量收納構(gòu)件前，尚且包括一步驟將風(fēng)中的灰塵及雜物去除。
15.如權(quán)利要求13所述的風(fēng)力發(fā)電方法，其特征在于所述的能量收納構(gòu)件具有風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，在風(fēng)引入該能量收納構(gòu)件前，尚且包括一步驟通過利用該風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，使得風(fēng)量控制在一定范圍內(nèi)，而使風(fēng)的能量固定在一定范圍之內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及其方法，該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是利用管路收縮以集中風(fēng)的能量來推動(dòng)能量收納構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)葉片，并且利用距離地面越遠(yuǎn)氣壓越低的原理誘引發(fā)電系統(tǒng)排出氣流；其包含一集風(fēng)縮管構(gòu)件；一能量收納構(gòu)件；一誘引式排風(fēng)構(gòu)件；一發(fā)電機(jī)；借由集風(fēng)縮管構(gòu)件收納風(fēng)流并增加風(fēng)速，以推動(dòng)能量收納構(gòu)件，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，達(dá)成發(fā)電功效。
文檔編號(hào)F03D1/06GK1548714SQ0312376
公開日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2003年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者劉晟耀, 張木全, 游張松 申請(qǐng)人:劉晟耀, 張木全, 游張松