專利名稱：風力發(fā)電機用增壓風輪風洞體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將風力發(fā)電所使用的筒狀風洞體和設(shè)置于該筒狀風洞體 外部的風輪形成為一體，并且為了靈活運用其功能而設(shè)置了調(diào)速風輪的 增壓風輪風洞體。
背景技術(shù)：
以往的裝置通過設(shè)置于道路隧道等的頂部而利用其射流來進行隧道內(nèi) 的換氣(例如，參照專利文獻l)。
另外，已知一種風力發(fā)電裝置，該風力發(fā)電裝置設(shè)置在風洞內(nèi)，通過使 風洞沿著風的流向平滑地擴大來降低壓力，同時利用設(shè)置于風洞體的流出口 口部邊緣外側(cè)的鍔狀片來使發(fā)電風輪高效地旋轉(zhuǎn)，并且利用該發(fā)電風輪的旋
轉(zhuǎn)進行高功率發(fā)電(例如，參照專利文獻2)。
另外，已知一種風增速裝置以及使用了該風增速裝置的風力發(fā)電裝置， 設(shè)置于風洞內(nèi)的風力發(fā)電裝置，按照從風的流入口向流出口擴大的方式相對 地設(shè)置一對風洞體，并且在該風洞體的流出口的外側(cè)具備鍔狀片，在流入口 附近的風力取出位置配置發(fā)電用風輪來控制背壓，從而能夠?qū)L的流速進一 步高效率提高(例如，參照專利文獻3)。
另外，已知一種風洞部件，該風洞部件具備多個位于風洞體內(nèi)部的串聯(lián) 的夾頭(bosshead)和與所述夾頭對應(yīng)的螺旋槳型的軸流渦輪風扇，并且在 風的吹入口設(shè)置有通過強制排氣而在風洞內(nèi)部產(chǎn)生氣流的排氣扇(例如，參 照專利文獻4)。
另外，作為風力發(fā)電機的風輪起動輔助裝置，已知一種輔助發(fā)電用風輪 起動的裝置，該裝置通過設(shè)置發(fā)電用風輪和起動用風輪，而利用電扇將風吹到該起動用風輪，從而輔助發(fā)電用風輪的起動(例如，參照專利文獻6)。
專利文獻l.-日本特開平9-126194號公報
專利文獻2:日本特開2003-278635號公報
專利文獻3:日本特開2003-328922號公報
專利文獻4:日本特開2004-190506號公報
專利文獻5:日本特開2006-144701號公報
專利文獻6:日本特開2007-100558號公報
專利文獻7:日本專利第3529155號注冊

發(fā)明內(nèi)容
然而，專利文獻1記載的以往的增壓葉片是以道路隧道內(nèi)的排氣為目標 而特別開發(fā)的，風洞體本身為道路的隧道，存在不適于作為通用制品多目的 應(yīng)用的問題。
另夕卜，在專利文獻2記載的以往的風洞體中，風洞內(nèi)壁面相對于風洞體 軸向方向的傾斜角度設(shè)定為5~25度較小的角度。為了利用這種角度的風洞 體獲得足夠的壓力梯度，若將風洞體的長度設(shè)為L、流入口徑設(shè)為D，則存 在需要使數(shù)值170=>1的風洞體的長度這樣的問題。專利文獻2中記載了風 洞體的長度L和流入口徑D的比為L/D=1.25的實施例。(引用專利文獻5 的第0004段)。
并且，在上述專利文獻2記載的發(fā)明中，因為在長筒狀風洞體的背后風 的流動向三維方向(周向)擴散，所以形成較弱的漩渦。因此，該發(fā)明人自 己指出，在長筒狀風洞體的情況下，背壓并不低，因此該背壓帶來的增速效 果比較小。(引用專利文獻3的第0008段"發(fā)明所要解決的問題")。
另外，專利文獻3中記載的風增速裝置和使用了該風增速裝置的風力發(fā) 電裝置是將上述專利文獻2中記載的風力發(fā)電裝置的風洞體的結(jié)構(gòu)從長筒狀改良為隔壁狀，穿過一對隔壁之間的空間的風在流出口的背后一邊二維擴散 一邊巻入，并且穿過風洞體外側(cè)面的風也向風洞體的背后一邊二維擴散一邊 巻入，在風洞體背后形成非常強的漩渦。
然而，在專利文獻3中記載的以往的風力發(fā)電裝置中，裝置自身大型化, 而隔壁側(cè)面受到的風壓增大，因此需要強化框體，從而重量也隨之增加，機 構(gòu)整體變大，而從設(shè)置面積等來看使用受到限制。并且，相對于自然環(huán)境的 不規(guī)則的風向、風速的變化而言，迅速跟隨是困難的，因此存在無法利用來 自隔壁外側(cè)面、隔壁背后的風力在隔壁體的流出口附近形成渦流，從而簡單 利用的問題。
另外，在專利文獻4的裝置中設(shè)置有多個對風洞內(nèi)部截流的串聯(lián)的流線 型夾頭機構(gòu)和具有葉片的軸流渦輪型風扇，在該裝置中，在第一段、第二段、 第三段和各段中的每段具有后段的葉片的軸流渦輪型風扇受到前段風扇的 氣流的旋回成分的影響，因此為了不受其影響(因為專利文獻4所公開樣式 的機構(gòu)無法解決)，即使暫時風洞內(nèi)的風速估計為5m/S左右，優(yōu)選打開葉片 的旋轉(zhuǎn)直徑的10倍以上的間隔，當形成長度與夾頭機構(gòu)的設(shè)置臺數(shù)對應(yīng)的 風洞時，則通過在該排氣口設(shè)置排氣扇來消除風洞內(nèi)的阻力，為了增大風力 而提高風扇的轉(zhuǎn)速，需要排氣風扇補充與發(fā)電機風扇的設(shè)置臺數(shù)對應(yīng)的損失 能量。其驅(qū)動能量需要大于從發(fā)電機取出的能量，存在無法實現(xiàn)的問題。
作為解決上述課題的方法，本發(fā)明涉及下述結(jié)構(gòu)，即在圓筒形的外輪 與旋轉(zhuǎn)軸之間沿著以該旋轉(zhuǎn)軸為中心的周向隔著一定間隔放射狀地設(shè)置多 個具有凹形切口的輻條，從而將該輻條的切口凹面自由旋轉(zhuǎn)地槽嵌裝配在筒 狀風洞體的排氣口邊緣而形成一體的極其簡單的結(jié)構(gòu)。
通過沿著軸向從風上側(cè)向風下側(cè)流過筒狀風洞體的外周附近的氣流而 旋轉(zhuǎn)的增壓風輪，具有在旋轉(zhuǎn)模式時通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動調(diào)速風輪來降低筒狀風洞 體內(nèi)的背壓從而使氣流加速的功能，增壓風輪在旋轉(zhuǎn)停止模式時具有在筒狀風洞體排氣口邊緣形成螺旋氣流來降低壓力，從而利用大氣的靜壓使流過筒 狀風洞體的氣流加速的功能。
另外，為了促進弱風下發(fā)電用風輪的自起動，本發(fā)明具有利用增壓風輪 的旋轉(zhuǎn)而將浮游于筒狀風洞體氣流入口附近的風強制地聚集在筒狀風洞體
的氣流入口，從而容易地促進設(shè)置于風洞內(nèi)的風輪的無負荷起動的功能；當 風為一定級數(shù)以上的強風時，本發(fā)明具有利用設(shè)置于風洞內(nèi)的調(diào)速風輪的旋 轉(zhuǎn)單元來抑制氣流的調(diào)速器功能，因而能夠?qū)崿F(xiàn)從弱風到強風的穩(wěn)定的風力 發(fā)電裝置。
本發(fā)明通過上述結(jié)構(gòu)，能夠提供具有以下效果的裝置通過將增壓風輪
與筒狀風洞體形成為一體，從而形成了極其簡單的結(jié)構(gòu)，并且同時具有使風
洞內(nèi)的氣流加速的功能和抑制風洞內(nèi)的流通氣流的調(diào)速器功能；同時能夠解 決一直存在的技術(shù)問題，如弱風下的風力發(fā)電機的起動、停止動作頻繁重復(fù) 的問題以及流過風洞體的氣流急劇重復(fù)變化強弱而使發(fā)電機輸出功率變動 等問題；無需設(shè)置復(fù)雜的機械機構(gòu)，風輪的起動變得容易，并且風洞內(nèi)的流 通氣流的頻繁的流速變化所致的發(fā)電輸出功率能夠變得穩(wěn)定，從而提供不需 要考慮設(shè)置場所、制作費用低、通用性好的風力發(fā)電裝置。
通過將增壓風輪和筒狀風洞體形成為一體，可以實現(xiàn)小型化，并且在筒 狀風洞體的氣流入口處也能夠相對于風向、風速的急劇變化而實現(xiàn)追隨控制 驅(qū)動。因為在風洞體氣流入口處迅速追隨風上側(cè)方向，所以利用從筒狀風洞 體的側(cè)面、風洞排氣口的背后吹入的風力，而不會影響到形成于風洞排氣口 邊緣的螺旋氣流，具有能夠簡單制造風洞體的效果。
另外，當風速大于預(yù)先設(shè)定的規(guī)定值時，風洞氣流入口相對于風向旋轉(zhuǎn) 90度來回避流入風洞內(nèi)的強風，同時增壓風輪和調(diào)速風輪的逆向旋轉(zhuǎn)控制導(dǎo) 致抑制風洞內(nèi)的氣流的調(diào)速器機構(gòu)動作，從而能夠杜絕強風災(zāi)害。
通過將增壓風輪和筒狀風洞體形成為一體，促使有效地靈活運用流過筒狀風洞體外周的氣流，從而能夠?qū)崿F(xiàn)簡單并且高效率的發(fā)電裝置。該發(fā)電裝 置可以應(yīng)用于大樓的屋頂或施工現(xiàn)場的臨時設(shè)置電源、通過防銹處理或安裝 防護而應(yīng)用于漁船或戶外用電源，并且可以作為通用電源而加以利用，用途 非常廣泛，批量生產(chǎn)的話生產(chǎn)成本也較低，具有能夠廣泛地普及到一般家庭 的效果。


圖1是說明實施例的基本構(gòu)成的立體圖2是說明主要部件的立體圖3是說明主要部件的立體圖4是說明實施例的增壓風輪風洞體的立體圖5是說明實施例的基本構(gòu)成的圖6是說明實施例的渦流生成單元的圖7是說明實施例的聚風單元的圖。
附圖標記說明
1圓筒形外輪 2增壓風輪旋轉(zhuǎn)軸 3輻條
4凹形切口 5葉片狀 6筒狀風洞體
7排氣口邊緣 8槽嵌合部 9整流偏向板
10筒狀風洞體內(nèi)部 11增壓風輪 12離合器a
13調(diào)速風輪軸a 14調(diào)速風輪 15調(diào)速風輪軸b
16離合器b 17電機 18制動器
19向風洞內(nèi)流入的氣流 20風洞內(nèi)流通氣流
21風洞體外周流通氣流 22向圓周方向偏向氣流
23向風洞外排出氣流 24旋轉(zhuǎn)合成氣流
25浮游集合氣流 26傳感器設(shè)置位置27風向風速傳感器 28自由旋轉(zhuǎn)隔棒
29跟隨驅(qū)動裝置 30氣流入口附近
31風輪 32發(fā)電機 33增壓風輪風洞體
34風洞體直徑 35電子控制部 36風上側(cè)
37風下側(cè) 38風力發(fā)電裝置
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
圖1是說明實施例的構(gòu)成的立體圖2是說明實施例的增壓風輪的主要部件的立體圖3是說明圖1的部分主要部件的立體圖4是說明形成為一體的風洞體和增壓風輪的立體圖5是說明實施例的作用的結(jié)構(gòu)圖6是說明氣流的狀態(tài)和渦流生成單元的立體圖7是說明實施例的聚風單元的立體圖。
實施例1
如圖2、圖3和圖5所示，將設(shè)置在圓筒形外輪(以下叫作外輪)l和 支撐該外輪1的旋轉(zhuǎn)軸2之間的輻條3的形狀形成為葉片狀5，并且在輻條 3的徑向前端部分與風洞體的排氣口邊緣7嵌合的位置8設(shè)置凹形切口 4。 在以旋轉(zhuǎn)軸2為中心的周向隔著一定間隔放射狀地設(shè)置多個(本實施例圖2 中為3個)輻條3，根據(jù)設(shè)置于上述輻條3上的切口凹面的周向而調(diào)整了口 徑(圖4的34)的筒狀風洞體(以下叫作風洞體)6的排氣口邊緣7，利用 以上述旋轉(zhuǎn)軸2為中心旋轉(zhuǎn)的輻條3的切口凹面自由旋轉(zhuǎn)地裝配于槽嵌合部 8而形成一體的風洞體，增壓風輪11通過在該風洞體的外周附近沿著軸向從 風上側(cè)36向風下側(cè)37流過的氣流旋轉(zhuǎn)。該實施例是配置圖5的風力發(fā)電裝置的一部分的例子。 在該情況下，作為螺旋渦流生成單元，在風洞體6的排氣口邊緣7的外 周面和外輪1之間，沿周向隔著一定間隔在外輪1上放射狀地設(shè)置多個(本 實施例圖2中為8個)整流偏向板9，整流偏向板9與風洞體外周面之間留 有間隙(圖5中的8)，從而整流偏向板9不與風洞體外周面滑動接觸，并且 整流偏向板9與葉片形狀的輻條3的角度方向相同。在該增壓風輪11處于 旋轉(zhuǎn)停止模式時，在上述風洞體的外周附近沿著軸向從風上側(cè)36向風下側(cè) 37方向流過的氣流(圖6中的21)，利用上述整流偏向板9，從軸向向周向 偏向旋轉(zhuǎn)(圖6中的22)，在風洞體排氣口附近形成渦流(圖6中的24)。
實施例2
另外，在風洞體排氣口邊緣7附近設(shè)置調(diào)速風輪14和電機17，作為獲 得上述實施例所示的螺旋氣流形成的疊加效果的單元。當借助設(shè)置于該電機 17的輸出軸上的離合器b16，與調(diào)速風輪14的旋轉(zhuǎn)軸b15接合的電機17旋 轉(zhuǎn)時，則通過該傳遞，調(diào)速風輪14也旋轉(zhuǎn)，其結(jié)果是，從風洞體內(nèi)部10排 出氣流23，該排出的氣流23利用旋轉(zhuǎn)停止模式的增壓風輪11的輻條3的安 裝角度，從軸向(圖6中的23)偏向周向，該偏向周向的速度成分24與利 用前項實施例的非旋轉(zhuǎn)的整流偏向板(圖6中的9)而從軸向(圖6中的21) 向周向偏向(圖6中的22)的氣流24的周向的速度成分旋轉(zhuǎn)合成24，進而 生成較強的渦流，從而降低風洞體內(nèi)部10的壓力，使風洞內(nèi)的流通氣流加 速。
實施例3
另外，配置圖5中所示的風力發(fā)電裝置的一部分。 作為上述調(diào)速風輪的旋轉(zhuǎn)單元，在調(diào)速風輪14中，設(shè)置于增壓風輪ll的旋轉(zhuǎn)軸2上的制動器18和能夠切換旋轉(zhuǎn)方向的離合器a12與調(diào)速風輪軸 a13接合，上述增壓風輪11通過從風上側(cè)36向風下側(cè)37方向流過風洞體外 周附近的氣流21而旋轉(zhuǎn)，調(diào)速風輪14通過該旋轉(zhuǎn)傳遞的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)，由 此降低風洞體內(nèi)部10的背壓，從而使流過風洞體的氣流20加速。
實施例4
在微風的情況下，流過筒狀風洞體內(nèi)部10的氣流的能量密度較小，當 因為由發(fā)電機用風輪31的軸的摩擦阻力、直流發(fā)電機的電磁阻力所致的齒 槽效應(yīng)等的原因而使得自起動困難時或發(fā)電機32的輸出功率無法達到規(guī)定 值時，通過增壓風輪11傳遞的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)的調(diào)速風輪14的驅(qū)動力(所 述增壓風輪11通過從風上側(cè)36向風下側(cè)37方向沿著軸向流過筒狀風洞體6 的外周附近的氣流21而旋轉(zhuǎn))與進一步通過流過筒狀風洞體內(nèi)部10的氣流 的能量而旋轉(zhuǎn)的調(diào)速風輪14的驅(qū)動力合并，通過利用該合并的驅(qū)動力，而 使電機17動作來獲取較小的電力，這樣即使在長期的微風區(qū)域也能夠蓄積 電力。
同時參照圖7進行說明。
作為弱風下風力發(fā)電機的起動、停止動作頻繁重復(fù)問題的對策，通過上 述實施例的結(jié)構(gòu)，調(diào)速風輪14通過電機17的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，通過調(diào)速風 輪軸a13傳遞的該旋轉(zhuǎn)而使增壓風輪11也同時旋轉(zhuǎn)，從而從風上側(cè)36向風 下側(cè)37方向強制地吸入風洞體外周附近的風，由此將浮游于風洞體氣流入 口周邊的氣流25向風洞體氣流入口 30引導(dǎo)，同時通過調(diào)速風輪14的旋轉(zhuǎn)， 風洞體內(nèi)部10的氣流也被排出(圖7中的23)，其結(jié)果是，背壓降低，上述 浮游于風洞體氣流入口周邊(圖7中的25)而聚集于風洞體氣流入口附近的 氣流19大量流入風洞體內(nèi)部10,從而風輪31的旋轉(zhuǎn)起動變得容易。
另外，關(guān)于流過風洞體內(nèi)部10的氣流的速度變化頻繁重復(fù)的問題，將流過風洞體內(nèi)部10的氣流20的速度在一定范圍內(nèi)進行調(diào)速。作為該單元， 增壓風輪11通過流過風洞體外周附近的氣流21而旋轉(zhuǎn)。調(diào)速風輪14也借 助設(shè)置于該增壓風輪11的旋轉(zhuǎn)軸2上的制動器18和離合器a12而同時旋轉(zhuǎn)。 另外，具備將調(diào)速風輪14的旋轉(zhuǎn)方向切換為右旋轉(zhuǎn)或左旋轉(zhuǎn)方向的單元的 上述離合器al2，在電子控制部35中處理設(shè)置于風洞內(nèi)的風壓，風速傳感器 的信息，通過處理該控制信號的單元進行切換。所述風力發(fā)電機用增壓風輪 風洞體具備調(diào)速器，該調(diào)速器根據(jù)上述機構(gòu)，將通過流過風洞體外周附近的 氣流21而旋轉(zhuǎn)的增壓風輪11的旋轉(zhuǎn)能量通過調(diào)速風輪14的右或左旋轉(zhuǎn)來 改變流通方向，該被轉(zhuǎn)換方向的氣流和從風洞入口流入的風洞內(nèi)的流通氣流 20在風洞體內(nèi)部IO雙方對置，從而將能量密度調(diào)節(jié)為預(yù)先設(shè)定為規(guī)定數(shù)值 而確定的能量密度。
本發(fā)明的主題是利用了氣流的風輪和風洞體的安裝及活用方法，因此省 略了電子和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的相關(guān)說明。
實施例5
風力發(fā)電裝置的發(fā)電輸出功率緊密地依存于風的能量密度，因此必須在 發(fā)電裝置中反映風的信息，作為收集其信息的單元，將風向風速傳感器27 設(shè)置于氣流入口的外周點和以自由旋轉(zhuǎn)的隔棒點為基準而垂直相交的位置 26。另外，作為處理由該傳感器收集的信息的單元，電子控制部35具備存 儲 計算 信號處理等功能。
風向風速傳感器27檢測風向 風速的信息而將其計測數(shù)值發(fā)送至電子 控制部35，電子控制部35基于該計測數(shù)值來處理信號，從而將電子控制部 35的指示發(fā)送至跟隨驅(qū)動控制裝置29,根據(jù)該指示，跟隨驅(qū)動控制裝置29 將風洞體的氣流入口 30向風上側(cè)方向36跟隨驅(qū)動。
另外，當風的級數(shù)大于預(yù)先設(shè)定的規(guī)定值時，將風洞體的氣流入口 30相對于風向自動旋轉(zhuǎn)90度，從而回避流入風洞內(nèi)的強風19，同時通過增壓 風輪11和調(diào)速風輪14的旋轉(zhuǎn)控制來使用于抑制風洞內(nèi)的氣流的調(diào)速器機構(gòu) 動作，通過該單元能夠杜絕強風災(zāi)害。
另外，已經(jīng)知道該跟隨控制裝置有很多種實現(xiàn)方式，但也可以應(yīng)用本案 申請人:發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)部(參照專利文獻6)。
另外，利用風速 風壓 旋轉(zhuǎn)傳感器時時刻刻不間斷地對風進行檢測， 并將檢測數(shù)值發(fā)送至電子控制部35，電子控制部35通過基于該信息而處理 的信號，控制電動 發(fā)電機17的右旋轉(zhuǎn)或者左旋轉(zhuǎn)以及旋轉(zhuǎn)速度。該控制 單元通過利用電動 發(fā)電機17的電子制動器、離合器a12以及制動器18來 實現(xiàn)上述增壓風輪風洞體的功能。
因此，具備上述實施例所示的機構(gòu)的增壓風輪風洞體可以應(yīng)用于發(fā)電裝 置38，該發(fā)電裝置38包括在風洞體6的氣流入口30附近設(shè)置的風輪31， 該風輪31通過流過風洞體內(nèi)部的氣流20而旋轉(zhuǎn)；與風輪31形成為一體的 發(fā)電機32;跟隨驅(qū)動裝置29，該跟隨驅(qū)動裝置29位于風洞體6的軸向方向 的風洞體重量平衡支點附近，并且該跟隨驅(qū)動裝置29與支撐增壓風輪風洞 體的自由旋轉(zhuǎn)的隔棒28形成一體。相對于風向、風速的急劇變化，為了使 風洞體氣流入口 30迅速向風上側(cè)36方向跟隨，也可以利用從背后向增壓風 輪風洞體的側(cè)面、風洞體排氣口附近吹入的風力，而使形成于風洞排氣口邊 緣7的渦流不會受到影響，而且具有風洞體的結(jié)構(gòu)也能夠通過簡單結(jié)構(gòu)形成 的效果。
通過將風洞體和增壓風輪形成為一體，可以靈活運用流過風洞體外周的 氣流21并可以利用多個功能，從而能夠?qū)崿F(xiàn)簡單且高效的發(fā)電裝置。該發(fā) 電裝置可以作為大樓的屋頂和施工現(xiàn)場的臨時設(shè)置電源，通過進行防鹽處理 而作為漁船用電源，并且可以作為通用電源等，用途廣泛，并且批量生產(chǎn)的 話生產(chǎn)成本也較低，從而能夠廣泛地普及到一般家庭。
權(quán)利要求
1.一種風力發(fā)電機用增壓風輪風洞體，其特征在于，該增壓風輪風洞體包括增壓風輪，該增壓風輪設(shè)置在筒狀風洞體的排氣口邊緣，并具有從所述筒狀風洞體外周面突出的圓筒形外輪；所述增壓風輪通過將設(shè)置在所述圓筒形外輪與支撐所述圓筒形外輪的旋轉(zhuǎn)軸之間的輻條形成為葉片形狀來形成風輪葉片；并且在所述輻條上，在該輻條的徑向前端部分與所述筒狀風洞體的排氣口邊緣嵌合的位置設(shè)置有凹形切口；并且通過在以所述旋轉(zhuǎn)軸為中心的周向隔著一定間隔放射狀地設(shè)置多個所述輻條，從而將所述輻條的凹形切口的凹面自由旋轉(zhuǎn)地槽嵌裝配在所述筒狀風洞體的排氣口邊緣而使所述增壓風輪與所述筒狀風洞體形成為一體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風力發(fā)電機用增壓風輪風洞體，其特征在于， 在所述筒狀風洞體的排氣口邊緣的外周面與所述增壓風輪的圓筒形外輪之間，多個整流偏向板沿著周向隔著一定間隔放射狀地設(shè)置于所述增壓風 輪的圓筒形外輪上，所述整流偏向板與所述筒狀風洞體的外周面之間留有間 隙，從而所述整流偏向板不與所述筒狀風洞體的外周面滑動接觸；并且所述 整流偏向板的安裝角度與葉片狀的所述輻條的安裝角度相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風力發(fā)電機用增壓風輪風洞體，其特征在于，在排氣口附近的所述筒狀風洞體內(nèi)部設(shè)置有用于控制流過風洞體內(nèi)部 的氣流的調(diào)速風輪，并且在所述增壓風輪的旋轉(zhuǎn)軸上同時設(shè)置制動器和能夠 切換右旋轉(zhuǎn)、左旋轉(zhuǎn)的離合器a，從而形成所述調(diào)速風輪的旋轉(zhuǎn)單元；并且所述離合器a與所述調(diào)速風輪的旋轉(zhuǎn)軸接合，從而構(gòu)成所述調(diào)速風 輪通過所述增壓風輪旋轉(zhuǎn)而傳遞的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的風力發(fā)電機用增壓風輪風洞 體，其特征在于，在所述筒狀風洞體內(nèi)設(shè)置有電機，在該電機的輸出軸上設(shè)置有離合器b， 該離合器b與所述調(diào)速風輪的旋轉(zhuǎn)軸形成為一體，從而所述調(diào)速風輪通過所 述電機旋轉(zhuǎn)而傳遞的驅(qū)動力旋轉(zhuǎn)；其結(jié)果是，氣流從所述風洞體內(nèi)部排出， 該排出的氣流利用靜止的所述增壓風輪的輻條的安裝角度而從軸向偏向周 向，利用該偏向周向的氣流的速度成分在所述風洞體排氣口附近形成螺旋氣 流。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的風力發(fā)電機用增壓風輪風洞 體，其特征在于，在所述筒狀風洞體的氣流入口外周面以自由旋轉(zhuǎn)的隔棒為基準在垂直 方向的位置設(shè)置有風向風速傳感器；并且在所述筒狀風洞體的軸向方向的重 量平衡支點附近配備有跟隨驅(qū)動裝置，該跟隨驅(qū)動裝置與支撐所述筒狀風洞 體的自由旋轉(zhuǎn)的隔棒形成一體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的風力發(fā)電機用增壓風輪風洞 體，其特征在于，在氣流入口附近的筒狀風洞體內(nèi)設(shè)置有與風輪形成一體的發(fā)電機，在所 述筒狀風洞體的外部設(shè)置有用于蓄積發(fā)電機所產(chǎn)生的電力的蓄電部，并且為 了管理所述筒狀風洞體內(nèi)的氣流情況而在所述發(fā)電機內(nèi)設(shè)置有風速傳感器、 風壓傳感器或旋轉(zhuǎn)傳感器，或者單獨設(shè)置有風速傳感器、風壓傳感器或旋轉(zhuǎn) 傳感器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的風力發(fā)電機用增壓風輪風洞體，其特征在于，所述風力發(fā)電機用增壓風輪風洞體具備一機構(gòu)，該機構(gòu)根據(jù)在所述筒狀 風洞體所具備的發(fā)電機內(nèi)收置或者單獨設(shè)置的風速傳感器、風壓傳感器和旋 轉(zhuǎn)傳感器中的各個傳感器檢測出的信息，分時對單元進行電子控制，該單元 將所述電機、所述調(diào)速風輪以及所述增壓風輪的旋轉(zhuǎn)動作數(shù)字驅(qū)動為旋轉(zhuǎn)或 不旋轉(zhuǎn)且模擬驅(qū)動轉(zhuǎn)速。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的風力發(fā)電機用增壓風輪風洞 體，其特征在于，所述風力發(fā)電機用增壓風輪風洞體具備調(diào)速器機構(gòu)，所述調(diào)速風輪通過 所述增壓風輪傳遞的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)，所述增壓風輪通過沿著軸向從風上側(cè)向 風下側(cè)流過所述筒狀風洞體的外周附近的氣流而旋轉(zhuǎn)，從而通過所述離合器 a將所述筒狀風洞體內(nèi)的氣流從排氣口側(cè)向氣流入口方向變換流動；該變換 的氣流的能量和從風洞入口流入的流過所述筒狀風洞體內(nèi)部的氣流的能量 在所述筒狀風洞體內(nèi)雙方對置，從而所述調(diào)速器機構(gòu)對筒狀風洞體內(nèi)的流通 氣流的能量密度進行調(diào)節(jié)，并將該能量密度調(diào)節(jié)為通過預(yù)先設(shè)定的規(guī)定數(shù)值 而確定的能量密度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的風力發(fā)電機用增壓風輪風洞 體，其特征在于，所述風力發(fā)電機用增壓風輪風洞體具備一機構(gòu)，該機構(gòu)在所述筒狀風洞 體內(nèi)的流通氣流能量密度較少而使所述發(fā)電機用風輪的自起動困難時，將所 述電機用作次級發(fā)電機，該電機通過所述增壓風輪而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，所述增壓風 輪通過沿著軸向從風上側(cè)向風下側(cè)方向流過所述筒狀風洞體的外周附近的 氣流而旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明將增壓風輪和筒狀風洞體形成為一體，為了靈活運用該功能而設(shè)置了調(diào)速風輪，這樣不僅使結(jié)構(gòu)極其簡單，而且還具有使風洞內(nèi)的氣流加速的功能和使氣流穩(wěn)定的調(diào)速器功能，由此獲得從弱風到所規(guī)定的強風的穩(wěn)定的發(fā)電輸出功率，選擇的設(shè)置場所也能夠簡單移動而設(shè)置，因此幾乎不需要建筑費用，很簡單。在本發(fā)明中，在弱風下，通過增壓風輪的旋轉(zhuǎn)而在氣流入口周邊聚集風，并且利用調(diào)速風輪而降低風洞內(nèi)的背壓，從而使大量的氣流向風洞內(nèi)流入；并且，在風洞排氣口附近生成渦流來降低風洞內(nèi)的背壓，使風洞內(nèi)的流通氣流加速；并且在特定的風速范圍內(nèi)控制風洞內(nèi)的流通氣流，從而使發(fā)電機的發(fā)電輸出功率穩(wěn)定，并且提高了發(fā)電機的效率。
文檔編號F03D9/00GK101608598SQ20091015063
公開日2009年12月23日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月21日
發(fā)明者石津雅勇 申請人:張大明