[發明專利]高效封閉擴風式風力發電裝置

無效

• 申請號: 200910233867.0
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN102032118A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 沈永林
• 申請（專利權）人: 沈永林
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/04;F03D3/06;F03D3/00
• 代理公司: 昆山四方專利事務所 32212
• 代理人: 盛建德

技術領域

本發明涉及一種風力發電裝置，尤其是一種將其葉輪封閉并擴大風速的發電裝置，該發電裝置可設于大江大海邊。

背景技術

風力發電機是利用電磁感應原理將機械能轉化為電能，首先風力推動葉輪旋轉，葉輪旋轉的轉速通過齒輪加速裝置轉變為高轉速，再通過發電機將高速旋轉的動能轉化為電能。

當風速達到一定程度時才能使風力發電機發電，而自然界產生的風其風速有限，風速低時無法發電或所發電能不夠，只有在達到一定氣流時，風力發電機才能很好的發揮其發電功能。

公知的是風力在葉輪切線方向的分力對葉輪所做的功是推動葉輪旋轉的有效功。傳統的風力發電機所采用的渦輪式葉輪或三片式平圓面斜推葉輪由于其結構形狀的限制使得風力在葉輪切線方向的分力較小，因此對風力的有效利用率遠遠小于100％，也因此要求風具有較高的動能才能達到預期的發電效果。

自然界的氣流存在這樣一種“狹管效應”：根據地形的狹管作用，當氣流由開闊地帶流入峽谷地帶時，由于空氣質量不能大量堆積，于是加速流過峽谷，風速增大。當流出峽谷時，空氣流速又會減緩。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明提供了一種高效封閉擴風式風力發電裝置，該發電裝置可以大大提高發電效率，且結構簡單、易于實施。

本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種高效封閉擴風式風力發電裝置，包括葉輪、轉軸和加速箱，葉輪中心與轉軸固定連接，轉軸與加速箱的動力輸入端連接，所述葉輪置于封閉的箱體中，所述箱體可繞自身中心轉動并可止動，箱體立面上開設有進風口，與進風口相對的箱體立面上開設有出風口，所述進風口外部密封固定有喇叭狀的擴風口，所述擴風口與箱體內部相通，所述擴風口由自身的進風處至出風處呈漸縮型。這樣就行成了“狹管效應”，風經過擴風口后，風速得到提升，風速提升的倍數等于擴風口自身的進風處面積和出風處面積的比值，提高風速后的風再推動葉輪旋轉，提高了葉輪旋轉的動能，從而提高了發電效率，做功后的風從出風口排出。由于箱體可以轉動，可以通過轉動箱體使得所述擴風口總是對準風向，擴風口對準風向后箱體止動。

本發明的進一步技術方案是：

所述轉軸為豎直型，所述轉軸上固定的葉輪有若干個，葉輪與葉輪間呈上下排布。這種一個轉軸上固定串有呈塔狀排布的多個葉輪的方式，使發電裝置能夠獲得更多的動能。

所述擴風口呈四棱錐型，由面積相同的上、下、左、右四塊等腰梯形板圍成，每塊等腰梯形板與擴風口幾何中心軸的夾角相同。

每塊等腰梯形板鉸接于箱體的進風口上，相鄰等腰梯形板間的連接部位可變。通過改變相鄰所述等腰梯形板間的連接部位從而擴大或縮小擴風口的大小，當遇到臺風時可以通過改變相鄰所述等腰梯形板間的連接部位來縮小擴風口的大小，從而使擴風口封閉或不擴風。

所述葉輪由若干葉桿和偶數個葉片組成，所述葉桿固定連接轉軸與葉片，所述葉片以轉軸為中心呈中心對稱分布(即葉片兩兩在一直線上，且在一直線上的兩葉片與轉軸的距離相等，但葉片的朝向相反，這樣能使葉輪的轉動時所受阻力最小)，每個所述葉片由弧形板和兩塊擋板組成，所述弧形板由條形平板彎曲而成，所述弧形板的弧面彎曲方向與葉輪的轉動方向一直，所述弧形板與葉桿垂直，所述弧形板的兩弧形彎曲的側邊上分別連接有擋板，且擋板與弧形板的弧形彎曲的側邊間相密封，擋板與弧形板垂直，每個所述葉片與轉軸間在葉輪徑向上存在距離。葉輪運行時，將葉輪轉動方向調整至與風向相同，葉片的弧形板用于承受風的推力，葉片的兩側所述擋板用于集中風力，這樣風向、葉片受力方向和葉輪轉動方向一致，使得葉輪對風力的利用率達到最大，做功后有部分風向轉為葉輪徑向，此部分流體可從葉輪遠離轉軸的一邊及葉輪與轉抽間的空隙中泄出，不影響葉輪的轉動。

該發電裝置的下風向還設有一臺同樣的發電裝置，位于下風向的發電裝置的不具有擴風口，位于上風向的發電裝置箱體上的出風口與位于下風向的發電裝置箱體上的進風口間相連通。這樣風給上風向的發電裝置的葉輪做功后，繼續給下風向的發電裝置的葉輪做功，實現了風力的二次利用和二次發電。

設有指示風向的風向標。風向標可以裝于箱體上方，用來指示風向，根據風向標調整葉輪的方向，風向標還可以起到美化作用。