專利名稱：增風速山洞的制作方法
增風速山洞 本發(fā)明屬于風電領(lǐng)域， 一種增風速山洞。現(xiàn)在的風力發(fā)電技術(shù)已相當成熟，可是許多地區(qū)由于風能達不到風速3m/s，或者能夠達到這一風速的常年小時數(shù)太少，導致興建風 電機組的經(jīng)濟性因素的限制，妨礙了風能利用的發(fā)展。因此如何設法 提高風速問題也成了非常重要的關(guān)鍵問題。特別是風力機可獲取的能 量隨風速的三次方增加，這說明提高風速，不僅可以按它的三次方增 加功率的突出效益，更具意義的是使得本來不能起動風力機的臨界風 能密度、和接近臨界風速的大片地區(qū)，變?yōu)榭梢燥L能利用的正常運轉(zhuǎn) 地區(qū)。浙江有名的錢江觀潮的壯觀，其源于杭州灣喇叭口地形，把本來 低品位、分散、緩慢的海洋漲潮能量，被"喇叭口"約束、引導，到 達杭州錢塘江口時，造成驚天動地的能量威力。約10多年前，本人 從一份大報上看到美國一婦人被大樓風吹倒受傷，狀告法庭大樓業(yè)主 賠償。流體力學中液體與氣體許多地方相似性。因此，本發(fā)明目的用喇叭口山洞，提高風能密度，使得1、現(xiàn)有風力機的功率潛能有突 破性的提高，以及年運轉(zhuǎn)率顯著上升；2、本來風速低于風力機臨界 運轉(zhuǎn)的大片地區(qū)，可納入風電領(lǐng)域。圖1，示意一座山的鳥瞰圖，環(huán)它的周邊布置于11個喇叭口進 風洞的隧道，和一個排氣道C和d，喇叭口進風洞會合在中間形成一條較直的、通向風力機的總風道a。風力機b設在(本地)常年風能 最少的西側(cè)邊，風力機b位置是固定不動的。從俯視圖中的喇叭口和各風道的錐度不十分顯著，但實際上它們的進風道截面變化很大，因 力考慮到山體強度，各進風道越接近外口 ，截面就越是成瘦長橢圓形，豎向的長軸長短軸比大于3比1 ，當風道靠近風力機b時才呈筆直的圓錐形。同時各風道的分布，不在同一層面，即洞口距地面有高有低，如洞口標號為1和2的兩洞外口標有H1，表示它們的進風口離地面 是較高；3、 4風道和排氣道c、 d處標有L1，表示最低位置；5的風 道口表有L2，是比較低；6、 7風道口表有M，是中等高度，8和9 風道口標有H1是較高；10風道口是H2表示高；11風道口是H3表示 最高?？傦L道a和排氣道c、 d是處在最低的一個層面，所以處在高 位置的各風道必須逐漸轉(zhuǎn)彎斜向下方與總風道a去銜接;這種彎曲部 位距風力機較遠，彎道的截面較大，該地段的風速不高，所以對風能 利用影響很小。圖1顯示1、每一方位至少有三個進風口進風各支風道(如 從1到11表示的各進風道)與總風道b在銜接相交部位的前面都有一個電控閘門，例如用西北風時，1、 2、 3的三個支風道進風閘都打開，其余的支風道都關(guān)閉，與總風道b隔絕。這三個支風道都成為進 風道。風的慣性、勢能，把低能量密度的風被喇叭口引入，壓縮、增 速，提高了能量密度后進入更具光滑的圓錐形總風道b，被后面風的 勢能源源不斷地擠送入風力機中。把三個巨大的喇叭進風口的風，被 導引、壓縮成為要通過相對三個嘲叭口而言要小得多的一臺風力機 時，勢必提高風速，這就是達到我們提升風功率密度，激活一大片不 能利用風能的土地江山，為改革開放添磚添瓦的目的。如果利用東北風用進風口3、 4、 5;風力機排氣經(jīng)排氣道C到排氣方向房e，從方向房e向南或向西排氣(兩個方向同時排氣也可 以)。利用東風時進風口4、 5、 6或用進風口5、 6、 7;排氣方向房e 的排氣，按箭頭三個方向都行。東南風時用進風口 6、 7、 8;排氣在 e的向北、向西都行。南風時用進風口8、 9、 10;排氣方向房e的北 面排氣。西南風時用進風口9、 10、 11;在排氣方向房e的北面排氣。 西風時用進風口10、 11、 1;排氣不在排氣方向房，而經(jīng)過西風排氣d，繞到山的南側(cè)，向東排氣。2、 排氣方向房可以兼作物料干燥房用利用風力機的排氣氣流 可以風干家具制造業(yè)的木料，或陶瓷坯的風干，或農(nóng)副產(chǎn)品及水果等 的風干。f是排氣房外圍消減噪聲的竹、木林。它有高高的稠密的長竹林， 外層是大毛竹，更外層是灌木層等。g是盤山人行道，h是環(huán)山路3、 風輪的類型由于風能密度提高，不再是大直徑的三葉風輪， 應該根據(jù)實驗風得出的設計參數(shù)設計出一種類似于汽輪機，但葉片比 汽輪機少而長的風輪，同時比三葉風輪而言按風速的提高數(shù)據(jù)加大風 輪的實度，而且葉片也考慮多級，所以該風輪應該是一種"亞汽輪"。4、 喇叭孔的開鑿孔外口一段是瘦長的橢圓截面，如豎向長軸 40m，橫向短軸13m，這樣有利隧道的安全、牢固。直到風力機前一 段100左右長度上基本上是筆直(或略有弧度)的圓錐形孔。這樣外 口大，向外瀉口，用風鎬開鑿卸石，都較一般隧道方便。開鑿出的石 塊正是建設基料。5、 這種風力發(fā)電機組安裝在山肚子內(nèi)，噪聲、有人說(像法國人)有礙風景；大風輪有干擾機場信號或軍事雷達(如英國國防部的)情況總可免掉。室內(nèi)的噪聲總也比較好對付，如像大劇院等吸音墻、 隔音材料等。風景方面，更加容易美化、有辦法吸引成為旅游景點。 在風力特佳的海礁露出在水面的巖石、淺灘上，可不依賴山鑿洞，而用預制多級的砼制件組裝成風洞加固。生產(chǎn)廠可以規(guī)模定型預制。


-只有一幅圖"增風速山洞"的鳥瞰示意圖和各組高低不同的洞 口局部剖面。
權(quán)利要求
1. 增風速山洞是利用山的周圍開鑿多個進風的喇叭口、漏斗式山洞，通過各進風道與總風道銜接，總風道末尾裝有風力機、排氣道等等；每一方位的風，可有三個喇叭口洞引入進風到總風道和風力機。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增風速山洞，特征是利用喇叭口山洞 引導風的勢能導入、壓縮、增風速，提高了風能密度。
全文摘要
資料表明全國大部分地區(qū)風速過低不能利用風力發(fā)電，部分地區(qū)常年風能利用率低，有礙風力機安裝的經(jīng)濟性和推廣。本方案示意一座山的鳥瞰圖，四周開鑿11個進風的喇叭洞，通過各支風道與總風道a銜接，總風道a的末端裝風力機b(有排氣道c、d)。每一種風向都可有三個喇叭口引入進風到總風道a；風的勢能使風導入漏斗狀、喇叭洞風道中，被壓縮、增速，提高了風能密度。由于風輪功率與風速的3次方成正比，因此本方案會大幅度提高功率，激活大部分地區(qū)也可應用風力發(fā)電。
文檔編號F03D9/00GK101255846SQ20061015550
公開日2008年9月3日 申請日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月26日
發(fā)明者黃金倫 申請人:黃金倫