[發明專利]輪狀風葉輪、風力發電裝置及人造空氣流發電系統

無效

• 申請號: 201110198704.0
• 申請日: 2011-07-15
• 公開（公告）號: CN102297076A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 夏衛平
• 申請（專利權）人: 夏衛平
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D9/00;F03D11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及氣流能-機械能-電能轉換裝置，更具體地說是涉及一種輪狀風葉輪和應用有該輪狀風葉輪的風力發電裝置及人造空氣流發電裝置。

背景技術

隨著人類對電能的需求的日益增大，電能成為人類生產生活活動最主要的動力來源。但是，過度使用燃料制取電能，已使得氣候出現異常。長此以往，人類將不得不面對大自然的報復，并將付出越來越慘重的代價。自然界中有許多種已知且取之不盡用之不竭的能源。怎樣更簡便地、與自然友善親和地來開發利用這些能源，是人類一直努力的方向。

現有的氣流發電，主要采用渦輪發電機組或風力發電機組，但二者均要求氣流有較高的流速，否則就會產生推力不夠、風電轉換效率低甚至無法轉換的問題。經過研究分析，本發明人發現：雖然氣流對渦輪風葉及風力葉片的葉尾到軸心的作用力一致，但根據杠桿原理，葉尾部分到軸心部分將氣流對葉片的沖力轉化為推力的效率是遞減的。換句話而言，葉片處于離徑向軸心的越遠處，具有越大的將氣流的作用力轉換成對動力輸出軸的推動力的風力轉換效率。

發明內容

本發明的第一目的，即在于提供一種結構簡單而氣流能-機械能轉換效率高的輪狀風葉輪。

本發明的第二目的，在于提供一種應該有上述輪狀風葉輪的風力發電裝置。

本發明的第三目的，在于提供一種人造空氣流發電裝置。

一、輪狀風葉輪

本發明所述的輪狀風葉輪，是指輪圈上設有風葉葉片的輪狀體，該輪狀體及其輪圈的具體形狀不限。本發明輪狀風葉輪的技術方案：包括有葉片、輪圈、輻條及動力輸出軸，所述輪圈通過所述輻條固定在位于輪狀風葉輪徑向中部的動力輸出軸上；所述葉片有多個，均布固定于所述輪圈上；所述輪圈的直徑，大于所述葉片的徑向長度。所述葉片，可固定于所述輪圈的內周，和/或，外周，和/或，輪圈的其它任一側面或側緣上。

所述葉片的形狀、大小、安裝方向及角度，可依現有技術進行設計及采用。

采用本輪狀風葉輪結構，由于所有葉片的受風面均設計處于輪狀風葉輪徑向離軸心的盡量遠處，從而與現有技術相比，可以將氣流的作用力轉換成對葉片的更大推動力；同時，與現有的葉片安裝在軸部相比，由于葉片是安裝在輪圈上，輪圈上有更多的安裝空間使得便于安裝數量更多的葉片，進而可增加葉片的總受風面積，從而，本輪狀風葉輪的引入，可使現有的風力發電裝置的風力轉換效率得到顯著提高。

二、風力發電裝置

本發明風力發電裝置，包括有氣流能-機械能轉換單元及機械能-電能轉換單元，其特別之處在于，所述氣流能-機械能轉換單元采用為上述方案中所述的輪狀風葉輪，所述輪狀風葉輪的動力輸出軸與所述機械能-電能轉換單元相連即可。本風力發電裝置的其它部份，可采用現有技術。

三、人造空氣流發電系統

本發明人造空氣流發電系統，包括有柱筒和將氣流能轉換為機械能及電能的裝置；所述將氣流能轉換為機械能及電能的裝置具有進風口和出風口，該進風口即為本人造空氣流發電系統的總進風口；所述柱筒，為處于直立或大致斜立狀態的柱狀中空筒體，并具有平整光滑或大致平整光滑的內表面；所述柱筒的兩端，分別設有進風口和出風口；所述將氣流能轉換為機械能及電能的裝置的出風口，通過連通管道與所述柱筒的進風口相連通；

所述柱筒，為單筒單節形式的單柱筒，或者，是由若干個所述單柱筒串接連通而成的柱筒串；或者，是多個所述單柱筒或柱筒串或由這二者的組合組成的柱筒群；所述柱筒群具有共用的一個或多個最終出風口；所述單柱筒、柱筒串、柱筒群的最終出風口的總截面積，遠大于所述系統總進風口的截面積；

在所述柱筒內或者所述連通管道內，設有對被自然抽吸入所述柱筒內的自然溫度的空氣進行加熱和/或冷卻的結構單元；

所述將氣流能轉換為機械能及電能的裝置包括有氣流能-機械能轉換單元及機械能-電能轉換單元，所述氣流能-機械能轉換單元采用上文所述的輪狀風葉輪，所述輪狀風葉輪的動力輸出軸與所述機械能-電能轉換單元相連；

所述柱筒最終出風口與系統總進風口之間的垂直高度，為幾十米至一百米。

所述對吸入所述柱筒內的空氣進行加熱的結構單元，可根據實際應用，選擇采用陽光采集單元或熱交換器單元：

(1)所述陽光采集單元，與其自身所處位置處的柱筒筒體或連通管道可采用一體式結構，其具體結構為：相應部位的柱筒筒體或連通管道采用為具有透光面的棚式或筒狀結構；位于所述棚式或筒式的柱筒筒體或連通管道內的、與所述透光面對應的陽光吸收面上，鋪裝或涂覆有易吸收太陽能的膜片或涂料；