专利名称：一种集风放大高空立体发电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电装置，特别是涉及一种垂直轴的风力发电装置。
在公知的垂直轴风力发电设备中全部是由1925年法国人达里厄发明的垂直轴风力发电专利改进而成，近百年来在垂直轴发电领域均无有开拓性的重大实破也无法与当代国内外盛行的水平轴三浆叶风轮发电相竞争，一是它们都是自然散风发电因此发电功率太低，目前国外最大的风电机仅两兆瓦(2000kw)左右，而垂直轴风电机至今还未出现过兆瓦级，它们发电分散不集中，风电场占地面积大造成输电材料和土地资源的严重浪费，而且一迂高风速24m/s就必须切出，在低风速4m/s又切入不了发电，又不能实现高空发电，因此又造成了高低空风力资源的严重浪费，尤其是它必须来回跟踪风向才能发电，因此造成偏航波动中的种种软硬件的复杂控制。二是水平轴浆叶受力面积太小如过度加大自身又支撑不了，而垂直轴死叶板风轮更不能加大否则就不能转动。水平轴风轮又是力臂均衡受力发电效率低，由高分子材料制成的浆叶在阳光下易老化断烈使用寿命太短。三是它们都存有发电单一，一个风轮仅能带动一台发电机一迂风力忽高忽低或忽东忽西就会对各种发电指标造成不良影响，使其发电中的软硬件系统和入脱网系统的控制越来越复杂，制造成本也越来越高。四是它们的外观单调没有任何观赏价值，也无法设计具有艺术造型的风电设备。
本发明的任务在于完全克服以上五项缺点开拓创造一个全新结构、全新方式和发电功率能获得数百倍巨增的新一代“集风放大高空立体发电装置”为本发明的目的。
解决本专利任的发明创造与方法一是为克服上述缺点本专利发明创造了无须跟踪风向无偏航的八角柱形或园柱形或多角柱形全风向“高空立体集风放大阵”，能把全风力风速放大10倍以上，由此它获得了多层立体加风力放大双十倍的功率输出，一举克服了一项中的全部缺点。二是它发明创造了一个回轮透风无阻力的多风斗式风轮、它不但受力方式获得新突破而且受力面积能提高数十倍，它又是装在风轮半径五分之一至五分之四以外的高力臂集中受力的多风斗式风轮，由此它又获得了数十倍高杠杆动力输出，风轮全部由轻钢材料焊接而成使用寿命能提高多倍，它又克服了二项中的全部缺点。三是它发明创造了一根直为25～800mm由多个法兰盘连接起来的纵向垂直轴能往下延伸到多层，每层都装有一个直径0.5～5m的大增速轮与每台发电机轴上的直径为25～250mm的小增速轮以齿轮或摩擦轮方式直接组合或2～3次间接增速组合成多层发电机组，它还以自然的下垂力下压力发明创造的自然自动减压天窗、自然自动应急排风窗，自然自动活动窗，以八卦图形八个自然方位设计的全风向高空立体集风放大阵和阵中阴阳鱼式的旋转风轮。它在国内外首次利用自然的负载重力与惯力也就是利用活动式发电机的工作数量多少与两个功能电动机组和发电机组的补偿来稳定转速实现恒速恒频发电和不间断的并网发电，使本专利的结构与控制变得即简单又有效从而能大幅度降低制造成本，由此它又克服了前述三项中的全部缺点。四是本专利还能构成两项无有集风放大阵的发电方式，一种是把所有集风墙都去掉只保留折风门的立体发电装置，二种是把折风门和风轮密封盖去掉只保留一层发电机组和2～4个风斗或2～4个直板式或曲板式可艺术造型的风轮，就构成了一台风轮全部在自然环境中的小型发电和较大艺术造型的发电装置，它们都必须全部安装回轮透风无阻力的活动窗，或一个较大的艺术造型就是一个独立的活动窗，它们即能转动又能舞动还能演示飞行，能设计出走马灯式的各种古典神话人物、卡通人物、名星人物、星球与火箭的运行及各种动物和广告用物。
本发明将随后通过实施例和附图加以说明
图1、表示本专利所述的外观立体主视2、表示本专利所述的正视剖面3、表示本专利所述的俯视剖面图参照图1、图2和图3，无论刮那个风向方位的风，都会从集风放大阵的三个进风口(1)进入(该三个口为做工口，余下的1～5个口为非做工口的排风口)经上下左右集风墙(3)(4)(5)风被压缩到集风放大口(2)处，风力风速获得放大，其放大倍数等于进风口(1)的面积与集风口(2)的面积之比。上集风墙的内端装有自然自动减压天窗(6)其作用在于为保障刮台风时全负荷发电机组能正常运转发电而设计(它的最佳数量是集风放大口(2)面积的二分之一至三分之一)被减压后的风从应急排风口(7)处自动跑掉，下集风墙(4)上装有多个透明窗(8)其目的是为了自身节能，折风门(9)把放大后的风全部折向风斗的阳面斗口，这也是高力臂挡风板(23)的作用，档着风不能进入轴心低力臂区，折风门(9)的数量是根据放大阵的直径而定，直径越大折风门数量就越多，最佳数量是在进风口(1)处目测不到风轮转动方向为准，最佳折风角度为135°左右。风斗(15)受风力推动后连同多风斗式风轮一起转动，做完工的风从1～5个非做工口排出，当该风斗回轮到第四和第五个非做工口时，风斗(15)的阴面斗尾朝着做工口方向运行时受到运转风力的阻挡，这时设在斗内只能往斗口方向张开的回轮透风无阻力的活动窗(16)自动张开，风从该窗透漏掉。活动窗(16)在有放大阵时的最佳张开角度为5°，低于5°无必安装活动窗(16)，风轮在开始转动时连同风轮垂直轴(13)和(13)下部的多层多个大增速轮(28)带动小增速轮(27)使固定式功能电动机组(24)和固定式功能发电机组(25)在风轮转速监测装置(21)与液压传动装置(29)的配合下启动一定数量的活动式发电机组(26)一起转动完成整个发电过程。(功能发电机组(24)全部采用交流励磁变速变频发电机)本专利的辅助设施还有风轮密封盖(10)和密封底(11)都分别在中心位置装有固定轴承和压力轴承，还装有电梯通道(12)气动刹车装置(20)风轮锁(22)发电监控室(30)变配电室(31)入脱网室(32)气泵房(33)液压泵房(34)避雷装置(35)观光旅游娱乐餐饮服务设施(36)。为解决上下集风墙(4)和(5)在大直径大跨度时的施工难度可增设2-8倍不等长度的纵向次集风墙，由此进风口(1)的数量也同时增加2～8倍，小型发电装置的集风放大阵骨架和大小风轮可用不同的方管钢、圆钢管、角钢、槽钢等材料制作，多层高空立体放大阵可用钢筋水泥做骨架，其它连体材料可根据投资大小选择，多层活动式发电机组(26)最佳选用为交流励磁变速变频发电机，在本专利的多种自然方式控速下有可能实现非电力电子接口的直接并网发电、本专利结合已公知的电力电子技术、液压、气动技术来实现智能发电、智能控制和智能入脱网。
权利要求
1.一种集风放大高空立体发电装置，由全风向八个大小喇叭口式的八角柱形高空立体集风放大阵和多风斗式风轮与固定和活动式发电机组构成，其特征在于所述八个大小喇叭口分别为进风口(1)和集风放大口(2)在所述(1)和(2)的上下左右都分别装有纵向主集风墙(3)上集风墙(4)下集风墙(5)所述(4)和(5)的上下张开角度分别为0-45°，在所述(4)的内端装有自然自动式减压天窗(6)在所述(4)的外边缘的上端装有自然自动式应急排风窗(7)在所述(5)上装有透明窗(8)在所述(4)和(5)从集风口(2)处以水平方向往里延伸到所述风轮的外边缘之间的位置装有固定式折风门(9)再由该处住里延伸到上下两个中心位置就构成了风轮的上密封盖(10)和下密封底(11)在所述(10)和(11)的中心位置，上用固定轴承下用压力轴承把风轮的垂直轴(13)与前述集风放大阵连为一体，在所述(13)上部的上中下分别装有与(13)同轴心的八面柱(14)在(14)上按风轮半径的外端装有回轮透风无阻力的高力臂三角形风斗(15)在(15)的斗内装有只能住斗口方向张开的自然自动式活动窗(16)在(16)上分别装有延寿轴承(17)和软体减震降燥音装置(18)在所述(15)的最外边缘装有园盘式刹车带(19)在所述(15)的起点位置装有高力臂档风板(23)在所述(9)的上端两个折风门之间装有风轮转速监测装置(21)在所述垂直轴(13)的下部装有大增速轮(28)与每台发电机轴上的小增速轮(27)以齿轮和摩擦轮的方式组合成固定式功能电动机组(24)和固定式功能发电机组(25)与活动式发电机组(26)在(26)的每台发电机底座上都装有液压传动装置(29)。
2.根据权利要求1所述的(24)(25)和(26)其特征在于它是国内外首次利用活动发电机组(26)负载工作数量的多少与两个功能性机组(24)和(25)的补偿作用来稳定转速实现恒速恒频发电和不间断的并网发电。
3.根据权利要求1所述的八角柱形放大阵，其特征在于还可设计园形和多角形的集风放大阵。
4.根据权利要求1所述的三角形风斗(15)其特征在于还可设计制造多角形、勺形风斗和无风斗直板式和曲板式风轮它们都必须全部装有回轮透风无阻力的活动窗(16)。
5.根据权利要求1所述的固定式折风门(9)其特征在于还可安装活动式折风门，折风角度为90-150°。
6.根据权利要求1所述的一个完整的集风放大高空立体发电装置，其特征在于从集风口(2)处去掉所有外围的集风墙，只保留所有折风门(9)就成了一台无有集风放大阵的立体发电装置。
7.根据权利要求(6)所述的无有集风放大阵的发电装置，其特征在于把所有折风门(9)全部去掉，把风轮上密封盖(10)去掉只保留一层发电机组和2-4个风斗(15)或2-4个直板式或曲板式风轮就构成了一台风轮在自然环境中的小型发电和较大艺术造型的发电装置，它们也必须全部安装活动窗(16)或一个较大艺术造型就是一个独立的活动窗(16)。
8.根据权利要求1所述的小增速轮(27)和大增轮(28)其特征在于它们都是一次直接增速装置，还可设计制造2-3次间接增速，由此大增速轮的直径可缩小到2-3倍。
9.根据权利要求1所述的纵向主集风墙(3)其特征在于为解决上下集风墙(4)和(5)在大跨度时的施工难度可增设2-8倍的纵向次集风墙，由此进风口(1)的数量也同时增加2-8倍。
全文摘要
一种集风放大高空立体发电装置，由全风向八个大小喇叭式的八角柱形或圆柱形高空立体集风放大阵和多风斗式风轮与多层发电机组构成。它克服了水平轴和垂直轴风力发电的多种缺点，开拓性的发明创造出一个全新结构、全新方式和发电功率获得数百倍巨增的新一代“集风放大高空立体发电装置”为本发明的目的。
文档编号F03D3/06GK101074650SQ20071013072
公开日2007年11月21日 申请日期2007年7月20日 优先权日2007年7月20日
发明者冯庆江 申请人:冯庆江