[發(fā)明專利]一種加壓系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110891994.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113503222A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許濤;許水電;李延福
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 傳孚科技（廈門）有限公司
• 主分類號(hào): F03D3/00
• 分類號(hào): F03D3/00;F03D3/06;F03D9/17;F03D9/28;F03D80/00;F04B35/00;F04B37/12;F04B41/02;F01D15/10
• 代理公司: 廈門福貝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35235
• 代理人: 郭涵煒

公開(kāi)了一種加壓系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，包括聚風(fēng)裝置、加壓裝置和儲(chǔ)氣裝置，聚風(fēng)裝置包括多個(gè)葉片和旋轉(zhuǎn)軸，多個(gè)葉片圍繞旋轉(zhuǎn)軸沿空間螺旋軌跡分布設(shè)置，所形成的螺旋軌跡的圈數(shù)至少大于1.5圈，在一個(gè)螺旋圈數(shù)內(nèi)至少分布有3個(gè)葉片，以葉片在靠近旋轉(zhuǎn)軸的部位為根部，每個(gè)葉片具有的迎風(fēng)表面均面向旋轉(zhuǎn)軸并朝向旋轉(zhuǎn)軸傾斜，每個(gè)葉片的迎風(fēng)表面在根部的中心處的內(nèi)法線與遠(yuǎn)離空間螺旋軌跡的旋轉(zhuǎn)方向的軸線形成的夾角為銳角，旋轉(zhuǎn)軸與加壓裝置中用于壓縮做功的輸入端連接，加壓裝置的氣缸通過(guò)單向閥連接儲(chǔ)氣裝置。該加壓系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)能高效地利用風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)換為加壓裝置的動(dòng)力獲得壓縮空氣，利用壓縮空氣與氣體發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)獲得更加穩(wěn)定的發(fā)電效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力工程技術(shù)領(lǐng)域，并且特別涉及一種加壓系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)下空氣壓縮機(jī)主要通過(guò)電能來(lái)驅(qū)動(dòng)，而風(fēng)能是電能主要來(lái)源之一，其能量清潔、由大自然免費(fèi)供應(yīng)。現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)將葉片收集的風(fēng)能直接發(fā)電并網(wǎng)，由于風(fēng)力資源的不穩(wěn)定性，使發(fā)電的輸出功率不穩(wěn)定，當(dāng)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成不利影響，且在用電低峰時(shí)棄風(fēng)棄電造成巨大浪費(fèi)。

中國(guó)專利文獻(xiàn)“202022311787.7”，公開(kāi)了“一種風(fēng)力空氣壓縮裝置”，直接將水平軸風(fēng)機(jī)收集的風(fēng)能轉(zhuǎn)化成氣能，避免先通過(guò)風(fēng)能轉(zhuǎn)化電能、電能再轉(zhuǎn)化氣能所需要的設(shè)備成本及能量損耗。該技術(shù)方案通過(guò)改造水平軸風(fēng)機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)，不利水平軸風(fēng)葉對(duì)風(fēng)轉(zhuǎn)向，導(dǎo)致風(fēng)能利用率低，且水平軸風(fēng)機(jī)的葉片達(dá)到幾十米甚至上百米，設(shè)置面積需求大、氣動(dòng)噪音大，安裝選址頗為局限，因此需要對(duì)該風(fēng)力空氣壓縮機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，提升其風(fēng)能利用率、方便安裝選址。

為解決風(fēng)力發(fā)電機(jī)將葉片收集的風(fēng)能直接發(fā)電并網(wǎng)所帶來(lái)的問(wèn)題，中國(guó)發(fā)明專利文獻(xiàn)“CN201811623274.0”提出“利用風(fēng)力收集壓縮空氣作為動(dòng)力的發(fā)電系統(tǒng)”，通過(guò)壓縮空氣進(jìn)行蓄能，將間歇式風(fēng)能“拼接”起來(lái)，并穩(wěn)定地輸出，壓縮空氣儲(chǔ)能，成本較低，對(duì)環(huán)境的污染很小。但是該技術(shù)方案通過(guò)改造水平軸風(fēng)機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)，不利水平軸風(fēng)葉對(duì)風(fēng)轉(zhuǎn)向，風(fēng)能利用率低，且水平軸風(fēng)機(jī)的葉片達(dá)到幾十米甚至上百米，設(shè)置面積需求大、氣動(dòng)噪音大，不利于安裝在城市區(qū)或居民區(qū)，從而使得其依附于發(fā)電系統(tǒng)的熱能回收系統(tǒng)、冷氣回收系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。因此需要對(duì)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，提升其的風(fēng)能利用率，空氣壓縮結(jié)構(gòu)適應(yīng)度。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的加壓系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)的體積龐大、風(fēng)能利用率較低，造成能量浪費(fèi)等一系列技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種加壓系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，用以解決上述問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種加壓系統(tǒng)，包括聚風(fēng)裝置、加壓裝置和儲(chǔ)氣裝置，聚風(fēng)裝置包括多個(gè)葉片和旋轉(zhuǎn)軸，多個(gè)葉片圍繞旋轉(zhuǎn)軸沿空間螺旋軌跡分布設(shè)置，所形成的螺旋軌跡的圈數(shù)至少大于1.5圈，在一個(gè)螺旋圈數(shù)內(nèi)至少分布有3個(gè)葉片，以葉片在靠近旋轉(zhuǎn)軸的部位為根部，每個(gè)葉片具有的迎風(fēng)表面均面向旋轉(zhuǎn)軸并朝向旋轉(zhuǎn)軸傾斜，每個(gè)葉片的迎風(fēng)表面在根部的中心處的內(nèi)法線與遠(yuǎn)離空間螺旋軌跡的旋轉(zhuǎn)方向的軸線形成的夾角為銳角，旋轉(zhuǎn)軸與加壓裝置中用于壓縮做功的輸入端連接，加壓裝置中的氣缸通過(guò)單向閥連接儲(chǔ)氣裝置。本系統(tǒng)中聚風(fēng)裝置在風(fēng)的作用下旋轉(zhuǎn)同時(shí)在葉片的導(dǎo)向下將氣流引導(dǎo)至空間螺旋軌跡內(nèi)部形成與空間螺旋軌跡的旋轉(zhuǎn)方向相同的氣旋，通過(guò)氣旋產(chǎn)生的氣壓差將外部氣流導(dǎo)向至內(nèi)部氣旋，使得裝置對(duì)風(fēng)能的利用率更高，并將聚風(fēng)裝置的旋轉(zhuǎn)軸的持續(xù)高效輸出作為加壓裝置的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行空氣壓縮。

優(yōu)選的，聚風(fēng)裝置還包括螺旋引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，螺旋引導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括自上而下漸縮或漸擴(kuò)的空間螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋引導(dǎo)結(jié)構(gòu)環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸呈空間螺旋結(jié)構(gòu)設(shè)置，多個(gè)葉片間隔設(shè)置于螺旋引導(dǎo)結(jié)構(gòu)上，螺旋引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的頭部和/或尾部與旋轉(zhuǎn)軸固定連接，空間螺旋軌跡為自上而下漸擴(kuò)的空間對(duì)數(shù)螺旋軌跡。憑借該結(jié)構(gòu)能夠在螺旋引導(dǎo)結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)軸之間形成一定的空間結(jié)構(gòu)便于內(nèi)部氣旋的形成。

進(jìn)一步優(yōu)選的，空間螺旋結(jié)構(gòu)的輪廓取自對(duì)數(shù)螺旋線中的一段或多段拼接。憑借該設(shè)置能夠引導(dǎo)氣流沿對(duì)數(shù)螺旋軌跡旋轉(zhuǎn)形成對(duì)數(shù)螺旋狀的氣旋。