專利名稱：風力發(fā)電中的風力增速裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及風力發(fā)電中的風力增速裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的風力發(fā)電裝置中將風力轉(zhuǎn)換為機械能(最終通過直流發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能)的裝置是通過風杯、螺旋槳或葉輪之類的風力能量轉(zhuǎn)化器(風葉)來實現(xiàn)，風力能量轉(zhuǎn)化器有的是水平放置，有的是對著風向放置(利用尾部通常是片狀的風向標對著風向)。它們的轉(zhuǎn)速與自然風的大小相關，自然風速大，它們就轉(zhuǎn)動得快，發(fā)電量就大，反之則小，所以風力發(fā)電裝置最適合安裝在風能充沛的地方?，F(xiàn)有風力發(fā)電機的技術(shù)指標通常要在3m/s以上的風速下才能發(fā)電，對于小于3m/s的風速就不能滿足發(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自然風在多數(shù)時間具備，安裝各種小型的風力發(fā)電機可以在此條件下正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供一種在1-2m/s風速的自然風條件下能使風葉正常運轉(zhuǎn)并使發(fā)電機發(fā)電工作的風力發(fā)電中的風力增速裝置，使風力發(fā)電機在多數(shù)時間能工作，從而為推廣使用小型風力發(fā)電機提供技術(shù)支持。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的風力發(fā)電中的風力增速裝置，其特征是設有一個風罩，包括一個大截面的并逐漸收縮的進風口，和一個等截面積的風道，在等截面的風道空間放置風葉。
風罩主要有兩種結(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風口，等截面積(面積小于進風口)的風道在上下環(huán)之間的中央部位，風葉裝在此部位。
管狀結(jié)構(gòu)中，沿著管道堅切的橫截面為喇叭口形狀，進風口為較大截面積的管道而管道的中后部為等截面積風道，這個等截面的空間就是放置風葉的地方，此時到達風葉的風速是已經(jīng)經(jīng)過收縮段后的風速，它比自然風的風速要大，風杯、螺旋槳或葉輪之類的風葉，尤其置有杯式風葉均可以采用。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。
本實用新型采用管道風洞設計原理，即將大氣中的自然風先經(jīng)過一個收縮段將自然風從一段大截面的管道口進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)就是放置風葉的地方，此時到達風葉的風速是已經(jīng)經(jīng)過收縮段后的風速，它肯定已比自然風的風速要大，如圖1所示，設收縮段進氣口的截面積為A1，進氣口的風速(即自然風)為V1，收縮段的出氣口的截面積為A2，出氣口的風速(亦是工件段的風速)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，即工作段的風速越大，如n＝2，則在自然風的風速約為1.5m/s時，我們所能獲得的發(fā)電用的風速即約為3m/s，如n＝3，則只要自然風約為1m/s時，即可達到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力發(fā)電機對于能夠利用來發(fā)電的自然風風速閾值的要求，利用本實用新型技術(shù)一方面在風速低于3m/s(微風)的地方使利用風力發(fā)電成為可能，另一方面又使現(xiàn)有的風力發(fā)電機的發(fā)電量獲得極大的提高。
本實用新型技術(shù)的特點是可以利用在對著風向的這一端使用收縮段使自然風風速增速，然后到工作段使風力傳感器所感應到的風速已獲增大，最后又通過擴散段使氣流流出去。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證明，大氣中的自然風在通過收縮的管道后會加速，從而增加風力發(fā)電量并降低風力發(fā)電對風速的閾值要求。可以用于各種大中小型的風力發(fā)電機，它既可與太陽能光伏電池可以配合使用，也可以單獨使用。且使用的壽命長，工作可靠。


圖1為本實用新型原理結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)(管狀結(jié)構(gòu))示意圖圖3為本實用新型環(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，進風口2、等截面積風道3、擴散段或出風口3-1、風葉4、電機5、上環(huán)板6、下環(huán)板7、風向標尾翼8。
具體實施方式
但在實現(xiàn)具體實用的結(jié)構(gòu)上，以下幾種實用型的結(jié)構(gòu)1、風標型(管狀結(jié)構(gòu))如圖2所示收縮段、工作段和擴散段做成風標形狀，從而使風葉始終對著風的來向，亦即收縮段始終對著風的來向，從而保證風始終是對著風葉吹的。
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)截面小相當于收縮段，平鍋底之間上下平行相當于工作段，在此位置上(S9)放置風葉(如風杯等)，當風速從某一方向的一個管道或相鄰幾個管道吹入時，自然風通過一個或幾個管道收縮加速至風葉，并在另一側(cè)的一個或幾個管道擴散減速至大氣中，因此風速不管從哪個方向吹入該結(jié)構(gòu)都能起到收縮段和擴散段的作用，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。
本實用新型可以降低風力發(fā)電的閾值，從而使風速＜3m/s的風力發(fā)電成為可能，擴大了風力發(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)有風力發(fā)電機的發(fā)電量。
權(quán)利要求1.風力發(fā)電中的風力增速裝置，其特征是設有一個風罩，包括一個大截面的并逐漸收縮的進風口，和一個等截面積的風道，在等截面的風道空間放置風葉。
2.由權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電中的風力增速裝置，其特征是風罩為環(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風口，小于進風口的等截面積的風道在上下環(huán)之間的中央部位，風葉裝在此部位。
3.由權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電中的風力增速裝置，其特征是風罩為管狀結(jié)構(gòu)，沿著管道堅切的橫截面為喇叭口形狀，進風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道，等截面的空間放置風葉。
4.由權(quán)利要求1或2所述的風力發(fā)電中的風力增速裝置，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所述的風力發(fā)電中的風力增速裝置，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所述的風力發(fā)電中的風力增速裝置，其特征是喇叭口輪廓的角度取5-20度。
專利摘要風力發(fā)電中的風力增速裝置，設有一個風罩，包括一個大截面的并逐漸收縮的進風口，和一個等截面積的風道，在等截面的風道空間放置風葉。風罩為環(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風口，小于進風口的等截面積的風道在上下環(huán)之間的中央部位，風葉裝在此部位。本實用新型可以降低風力發(fā)電的閾值，從而使風速＜3m/s的風力發(fā)電成為可能，擴大了風力發(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)有風力發(fā)電機的發(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