[發明專利]綜合能源風道井發電站的消音器

有效

• 申請號: 201110265389.9
• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN102996204A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 周登榮;周劍
• 申請（專利權）人: 周登榮;周劍
• 主分類號: F01N1/08
• 分類號: F01N1/08;F03D9/00;F03G6/06;F03D11/00
• 代理公司: 北京馳納智財知識產權代理事務所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮;趙德蘭

技術領域

本發明涉及風力發電系統，特別是一種結合太陽能、地熱能的綜合能源風道井發電站的消音器。

背景技術

人類對化石燃料，如石油、煤炭等的攫取所造成的環境影響日趨擴大，且這類能源供應有限，亦日趨枯竭。因此，利用風能、太陽熱能的發電系統在世界范圍都已被高度重視，近年來亦獲得了突飛猛進的發展。常見的以自然風力驅動槳葉的風力發電機、以太陽能作為熱源再轉化為機械能驅動發電機，都已進入產業利用階段。但上述利用風能及太陽能的形式均存在對風力、日照等自然條件過度依賴、結構復雜、投入產出效率低下的缺陷。針對上述不足，將風能與太陽熱能相結合，取長補短的能源利用手段亦見諸公開。其基本原理是以太陽能加熱空氣，通過垂直于地面的風道形成上升氣流來驅動風力發電機產生電能。例如，國際公開WO01/96740A所描述的煙囪形太陽能風輪機，即公開了通過太陽能溫室將空氣預熱，再導入垂直于地面的風道形成上升氣流，驅動風道中的渦輪機帶動發電機工作，其通過復雜的計算機控制系統協調發電機的轉速、力矩等參數控制；又如中國專利申請CN101487452A、CN102128150A，公開了太陽能與風能綜合利用的基本原理與結構，以及考慮到通過光伏電池、導熱管等結構實現熱能、光能綜合利用的形式。

如前例舉的已公開技術方案，均采用了前述的基本原理，太陽能預熱的空氣在垂直風道中上升，并在風道中適當的位置驅動渦輪、葉輪帶動發電機發電。但實踐證明，僅僅根據上述基本原理，并不能實現具有產業利用價值的有效產能，且已公開的技術方案，如上述WO01/96740A所描述的，仍存在效率低下、控制原理復雜的缺陷。究其原因，首先，眾所周知，空氣的熱容量和熱傳導效率并不高，且高度透明，并不利于熱能的積蓄，加上后段風道的導流作用，空氣流速很大，僅僅通過一段溫室型空倉，流動的空氣便不可能被加熱到足夠的溫度，不能形成與周圍環境足夠的溫差，使風道中的上升氣流不能產生足夠的速度與壓強。再者，已公開的技術方案對輸出電能的調峰處理均顯不足，而利用太陽能、風能等不穩定自然能源來發電，目前最棘手的技術問題就是無法得到穩定的電能產出，尤其是與公共電網并網時，該缺陷更為突出。

如前例舉的已公開技術方案，并不能實現具有產業利用價值的有效產能，除不能充分挖掘自然能源的潛在能量外，作為主要發電部件的風力發電裝置也沒有考慮到此類系統的特殊性而加以特殊的結構設計，因此，均無法充分利用可做功的能量。

上述發電方式中，在一定范圍內，風道井越高，越容易獲得穩定、強力的上升氣流；風道井的直徑越大，越易于采用大直徑、相對低速、高效的發電機系統。但建造大直徑且相對較高的風道井，已屬巨大工程，其投資很難通過后期的產能有效地收回。據此，雖有用以克服該缺陷的技術方案公開，例如中國專利公開CN201246272Y和CN2851632Y，前者提供了以輕型拼接結構構建風道井的技術方案，但其結構強度尚嫌不足，無法承擔高速氣流可能引起的諧振，因而不能投入高強度的產業應用；后者則在盡可能擴大斷面直徑的前提下犧牲了必要的高度，使氣流速度和平順性都無法有效提高。

再者，如前例舉的已公開技術方案，均采用了前述的基本原理，太陽能預熱的空氣在垂直風道中上升，在風道中適當的位置驅動渦輪、葉輪帶動發電機發電。但均沒有涉及風塔頂部尾氣流的處理方式。實踐證明，風道井中的做功氣流尾氣在塔頂排放到大氣環境中時，由于還具有一定的流速，與外界靜止或僅具有水平流速的空氣相碰撞，會產生巨大的排氣噪音，并在塔頂端產生湍流，這種湍流還影響了排氣的順暢程度，嚴重的情況下甚至會對塔頂結構產生破壞。上述公知的技術方案均沒有考慮到這種潛在的威脅。

為此，本申請的發明人針對上述傳統技術的缺陷，通過本申請特提出有效的解決方案。

發明內容

本發明目的在于，提供一種消音器，以克服上述傳統技術方案所存在的排氣噪音巨大、排氣不暢及影像塔頂結構安全的缺陷。

本發明目的還在于，提供一種綜合能源風道井發電站，以克服上述傳統技術方案所存在的太陽能預加熱效率不高，電能輸出不夠穩定的的缺陷。

本發明目的還在于，提供一種風力發電裝置，以克服上述傳統技術方案所存在的能源利用率不高，發電裝置結構不合理的缺陷。

本發明目的還在于，提供一種風塔結構，針對公知技術方案的缺陷加以改進，從而為綜合能源風道井發電站提供高強度、高穩定性的結構，為充分利用綜合能源產生高強、高平順性的做功氣流提供了基本的保障。

根據上述目的，本發明提供一種消音器，其設置于該發電站的風道井頂端，該消音器遮蓋在該風道井的出氣口上，并與所述風道井相連通。