一种旋风式风管发电的制造方法
【专利摘要】一种旋风式风管发电机，涉及到一种风力发电设备，由提速风管、旋流器、风车发电机和风叶组成，其中，提速风管的内腔包括收缩腔和扩散腔，收缩腔位于扩散腔的下方，收缩腔为自下而上收缩的喇叭形结构，扩散腔为自上向下渐缩的杯形结构，扩散腔的下部快速收缩后连接到收缩腔的上端，扩散腔与收缩腔的结合部位构成喉口；旋流器设置在提速风管内的喉口部位，旋流器上有螺旋形的沟槽，旋流器上的螺旋形沟槽构成旋风形成通道，收缩腔通过旋风形成通道连通到扩散腔，风车发电机和风叶设置在提速风管的扩散腔中，风叶安装在风车发电机的转轴上。本发明适合在利用太阳能热风发电的场合、工业生产的余热回收系统中或在蔬菜大棚的通风换气装置上应用。
【专利说明】—种旋风式风管发电机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发电设备，特别涉及到一种风力发电设备。
【背景技术】
[0002]风能是一种清洁，安全，可再生的绿色能源。利用风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染，对生态无破坏，环保效益和生态效益良好，对于人类社会可持续发展具有重要意义。风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机构将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度便可以发电。
[0003]我国自然界的风力资源极为丰富，利用风力发电的技术已相当成熟，因此，在我国各地已有很多中、小型风力发电装置在运转。常规的风力发电机组由风轮、发电机和铁塔三部分组成，为的是获得较大的和较均匀的风力，铁塔的高度较高大，安装在多风的野外空旷场地上使用，安装在野外的风电设备存在受风沙磨损大、易受台风破坏的缺点。
[0004]除了自然界的风力外，把一些生产设备产生的余热收集到风管中也会产生风力；利用太阳能加热空气也能产生风力；农村的蔬菜大棚内与棚外的温差也会产生风力；据检索，目前还没有利用风管的风力进行发电的报道。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是要提供一种利用风管的风力进行发电的旋风式风管发电机，充分利用工业生产的余热风能、太阳能热风或蔬菜大棚内外的温差风能来发电，开发绿色能源，保护生态环境。
[0006]本发明的一种旋风式风管发电机，其特征是风管发电机由提速风管(7)、旋流器
[6]、风车发电机(3)和风叶(4)组成，其中，提速风管(7)为变径圆管结构，提速风管(7)的内腔包括收缩腔(III)和扩散腔(V)，收缩腔(III)位于扩散腔(V)的下方，提速风管(7)的吸风口( II)在收缩腔(III)的下部，提速风管(7)的排风口(VI)在扩散腔(V)的上部，收缩腔
(III)为自下而上收缩的喇叭形结构，扩散腔(V)为自上向下渐缩的杯形结构，扩散腔(V)的下部快速收缩后连接到收缩腔(III)的上端，扩散腔(V)与收缩腔(III)的结合部位构成喉口
(IV);旋流器(6)设置在提速风管(7)内的喉口(IV)部位，旋流器(6)上有螺旋形的沟槽，旋流器(6)上的螺旋形沟槽构成旋风形成通道(I )，收缩腔(III)通过旋风形成通道(I )连通到扩散腔(V);风车发电机(3)和风叶(4)设置在提速风管(7)的扩散腔(V)中，风叶(4)安装在风车发电机(3)的转轴上，风车发电机(3)通过机架(10)安装在扩散腔(V)的壁体上。
[0007]本发明中，旋风形成通道(I )的进风口在收缩腔(III)的喉口(IV)部位，旋风形成通道(I )的出风口在扩散腔(V)的下部，风叶(4)的迎风面朝向旋风形成通道(I )的旋转方向。
[0008]本发明安装在太阳能热风发电装置上或工业生产的余热风管上或安装在蔬菜大棚的棚顶上应用，利用太阳能加热空气产生风力或工业生产的余热风力或蔬菜大棚内外的温差风力在提速风管(7)中产生旋流风力，使旋流风力推动风叶(4)旋转，从而带动风车发电机(3 )的转轴快速旋转而发电，达到提高发电效率和增加发电量。
[0009]本发明的工作原理是:太阳能加热空气的温度一般在60°C左右，工业生产的余热温度一般在60°C _250°C之间，大大高于环境温度，根据重力循环原理，热空气进行上升运动，当通过排气风管排向空中时，上升运动的气流在排气风管中产生风力，热空气的温度越高或排气风管的高度越高，产生的风力越大。当把本发明的风管发电机与排气风管进行串联连接时，在提速风管(7)中将产生文丘里效应，该效应表现在气流在通过呈喇叭形缩小的收缩腔(III)和喉口(IV)时出现流速增大的现象，并且在收缩腔(III)的吸风口(II)附近会产生低压，从而产生吸附作用，把热空气吸入提速风管(7)，使得提速风管(7)内的风速更大；喉口(IV)处流速增大的热风气流再通过旋流器(6)产生旋转气流进入到扩散腔(V)中，在扩散腔(V)中形成旋转风力(5)，旋转风具有更大的推动力，使风叶(4)进行更快旋转，从而使得发电效率更高。
[0010]在阳光充沛的白天，蔬菜大棚内的气温很高，为了把蔬菜大棚内气温控制在适宜蔬菜生长的最佳温度范围内，需对蔬菜大棚内进行通风换气，通过具有自动抽风作用的拔风管把蔬菜大棚内的热空气排出而让新鲜空气补充进来，可以实现对蔬菜大棚的自动通风换气。当把本发明的风管发电机安装在蔬菜大棚的棚顶使用时，利用蔬菜大棚内外的温差风力使风管发电机进行发电，并且使得蔬菜大棚的通风换气效果更好。风管发电机所发的电能通过蓄电池进行储存，用于水泵抽水灌溉和夜晚灯光灭虫。在蔬菜大棚上安装风管发电机时，解决了蔬菜大棚的用电需要，可以免去向蔬菜大棚架设电力线路和节省电力能源。
[0011]上述的发明中，采用在提速风管(7)内的喉口(IV)部位设置旋流器(6)的措施，使热风气流以旋风方式进入到扩散腔(V)中，当热风气流达到一定的风速时，将会在扩散腔
(V)中产生龙卷风效应，龙卷风比一般的旋风具有更大的旋转风力来推动风叶(4)旋转。
[0012]上述的发明中，风车发电机(3)选用市售产品，风叶(4)采用现有技术制造。
[0013]本发明的有益效果是:提供的一种旋风式风管发电机，充分利用太阳能加热空气的风力或工业生产的余热风力或蔬菜大棚内外的温差风力来发电，开发绿色能源，保护生态环境。本发明适合在利用太阳能热风发电的场合或工业生产的余热回收系统中或在蔬菜大棚的通风换气装置上应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]附图是本发明的一种旋风式风管发电机的示意图。
[0015]图中:L上连接法兰，2.输电导线，3.风车发电机，4.风叶，5.旋转风力，6.旋流器，7.提速风管，8.下连接法兰，9.转轴，10.机架，1.旋风形成通道，I1.吸风口，II1.收缩腔，IV.喉口，V.扩散腔，VI.排风口。
【具体实施方式】
[0016]实施例附图所示的实施方式中，旋风式风管发电机由提速风管(7)、旋流器(6)、风车发电机(3)和风叶(4)组成，其中，提速风管(7)为变径圆管结构，提速风管(7)的内腔包括收缩腔(III)和扩散腔(V)，收缩腔(III)位于扩散腔(V)的下方，提速风管(7)的吸风口(II)在收缩腔(III)的下部，提速风管(7)的排风口(VI)在扩散腔(V)的上部，收缩腔(III)为自下而上收缩的喇叭形结构，扩散腔(V)为自上向下渐缩的杯形结构，扩散腔(V)的下部快速收缩后连接到收缩腔(III)的上端，扩散腔(V)与收缩腔(III)的结合部位构成喉口
(IV);旋流器(6)设置在提速风管(7)内的喉口(IV)部位，旋流器(6)上有螺旋形的沟槽，旋流器(6)上的螺旋形沟槽构成旋风形成通道(I )，收缩腔(III)通过旋风形成通道(I )连通到扩散腔(V);风车发电机(3)和风叶(4)设置在提速风管(7)的扩散腔(V)中，风叶(4)安装在风车发电机(3)的转轴上，风车发电机(3)通过机架(10)安装在扩散腔(V )的壁体上。本实施例中，旋风形成通道(I )的进风口在收缩腔(III)的喉口(IV)部位，旋风形成通道(I )的出风口在扩散腔(V)的下部，风叶(4)的迎风面朝向旋风形成通道(I )的旋转方向；风车发电机(3)的线圈绕组有输电导线(2)接出。
[0017]本实施例的旋风式风管发电机安装在太阳能热风发电装置上或安装在工业生产的余热风管上或安装在蔬菜大棚的棚顶上应用，利用太阳加热空气产生的风力或工业生产的余热风力或蔬菜大棚内外的温差风力在提速风管(7)中产生旋流风力，使旋流风力推动风叶(4 )旋转，从而带动风车发电机(3 )的转轴快速旋转而发电，达到提高发电效率和增加发电量。当安装在太阳能热风发电装置上应用时，太阳能热风发电装置由太阳能集热器、空气加热器、风管发电机和拔风管组成，其中，太阳能集热器为直通式结构，空气加热器由壳体和安装在其内的热交换器构成，空气加热器的下部空间构成回风室，空气加热器的上部空间构成空气加热室，热交换器设置在空气加热室中，旋风式风管发电机安装在空气加热器的上端，旋风式风管发电机的收缩腔(III)下部吸风口连通到空气加热室，拔风管安装在旋风式风管发电机的上端，旋风式风管发电机的扩散腔(V )上部排风口连通到拔风管的内空间，太阳能集热器的出水口连接到热交换器的热水进口，热交换器的回水出口连接到太阳能集热器的进水口 ；太阳能热风发电装置以循环方式生产热水，然后热水在热交换器中循环，把空气加热室中的空气进行加热，制造空气加热室与外界的温差环境，由于水的比热大，是优良的热载体，利用太阳能集热器通过水来高效吸收太阳热能，再利用热交换器高效地把热水的热能交换给空气，使空气升温而自动上升，产生风力来推动旋风式发电机进行高效发电。本实施例与光伏发电相比，具有建设费用小、维护简单、维修成本低的特点。
[0018]上述的实施例中，风车发电机(3)选用市售产品，风叶(4)采用现有技术制造。旋风式风管发电机在使用时，风车发电机(3)接出的输电导线(2)通过半导体二极管连接到蓄电池，蓄电池再通过逆变器连接到用电设备上。
【权利要求】
1.一种旋风式风管发电机，其特征是风管发电机由提速风管(7)、旋流器(6)、风车发电机(3)和风叶(4)组成，其中，提速风管(7)为变径圆管结构，提速风管(7)的内腔包括收缩腔(III)和扩散腔(V)，收缩腔(III)位于扩散腔(V)的下方，提速风管(7)的吸风口(II)在收缩腔(III)的下部，提速风管(7)的排风口(VI)在扩散腔(V)的上部，收缩腔(ΠΙ)为自下而上收缩的喇叭形结构，扩散腔(V)为自上向下渐缩的杯形结构，扩散腔(V)的下部快速收缩后连接到收缩腔(III)的上端，扩散腔(V)与收缩腔(III)的结合部位构成喉口(IV)；旋流器(6)设置在提速风管(7)内的喉口(IV)部位，旋流器(6)上有螺旋形的沟槽，旋流器(6)上的螺旋形沟槽构成旋风形成通道(I )，收缩腔(III)通过旋风形成通道(I )连通到扩散腔(V);风车发电机(3)和风叶(4)设置在提速风管(7)的扩散腔(V)中，风叶(4)安装在风车发电机(3)的转轴上，风车发电机(3)通过机架(10)安装在扩散腔(V)的壁体上。
2.根据权利要求1所述的一种旋风式风管发电机，其特征是旋风形成通道(I)的进风口在收缩腔(III)的喉口(IV)部位，旋风形成通道(I )的出风口在扩散腔(V)的下部，风叶(4)的迎风面朝向旋风形成通道(I )的旋转方向。
【文档编号】F03D1/00GK103994027SQ201410226980
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】郑哲鹏 申请人:衢州迪升工业设计有限公司