专利名称：风力发电囱的制作方法
技术领域：
本发明涉风力发电技术，特别是一种汇合垂直上升气流和水平风的风力 发电自。
背景技术：
风能是一种取之不尽的洁净能源，人们热爱它，设计出无数种风力发电 装置，该装置主要由风轮和发电机构成。为了提高发电效率，已研制出各式 各样的风轮和发电机及其组合，但还嫌不够。
发明内容
本发明设计一种汇合垂直上升气流和水平风的风力发电囱，目的是最大 限度地捕获风能，充分提高风力发电效率。 本发明按下述技术方案实现。
如图1至图3示。垂直圆管3的管径做成上下大小一致的或者做成上小 下大的，垂直圓管3由若干个固定于基础的立柱4联接支撑；圆圈形集热板 或集流板2由若干个固定于基础的立柱1联接支撑，并套接在垂直圆管3的 下边缘，所述圓圏形集热板用透明材料制作，让阳光透射加热下面的空气， 所述圓圈形集流板用其它材料制作，以收集热空气；圓圈7套接在垂直圓管 3上端外圓，圓圈15套在垂直圆管16下端外圆，圆圈7的上端固结沿垂向 充磁的V环槽形永磁环8,圓圈15的下端固结沿垂向充磁的倒V环槽形永磁 环14;若干根联接棍20间隔排列成圆，且使两端分别与垂直圆管3上端、 垂直圓管16下端联-接；圆管IO的右侧有一从外到内向上斜穿的圓洞(如图 2示)，在圆管10的上下端面分别固结锥环9和13,锥环9和13用沿垂向充 磁的永磁体制作，锥环9的锥度与永磁环8的V形环槽的锥度一致且同极性 隔间隙垂直相对，锥环13的锥度与永磁环14的倒V形环槽的锥度一致且同 极性隔间隙垂直相对，圓管10隔间隙套在若干根联接棍20的外侧，由于磁 斥力作用，圓管10被悬浮；在圆管10的左侧正对圓管10的右侧圓洞的中心 线用联接杆11将风向舵板12联接在圓管IO的左侧外圓，在圆管IO的右侧' 外圓联接马蹄形导风板21;或者将锥环9和13用其它材料制作，同时将圆 圈7上的V环槽和圓圏15上的倒V环槽也都用其它材料制作，让锥环9、锥 环13分别与V环槽、倒V环槽配成滑转配合；垫台22固定于基础，发电机5与垫台22联接，叶轮6安装在发电机5轴的上端，叶轮6的叶尖不接触垂 直圓管3的内壁；在垂直圓管16上部内圓固定轮辐形支架19,在轮辐形支 架19上同轴联接发电机18,叶轮17安装在发电机18轴的上端，叶轮17的 叶尖不接触垂直圓管16的内壁。
如图1示。仅在水平风力的作用下，舵板12带动圆管IO及马蹄形导风 板21转到圓管1Q上的斜洞迎着风，风从斜风洞通过联接棍2Q之间的间隔进 入到圓管10内，同时由于风(具有运动速度的空气)在斜虛线所示附近区域 造成低压，在垂直圓管3的下管口处的空气受大气压的作用向上运动驱转叶 轮6带动发电机5发电后继续上升(以下称上升的空气为上升气流)，上升气 流与来自圓管10的斜洞的风汇合后向上运动驱转叶轮17带动发电机18发电 后从垂直圓管16上管口逸出。
我们知道，通常情况下，从地球表面垂直向上气温逐渐变低，空气密度 逐渐变大，所以，靠近地球表面处的较热空气要上升。在没有风的情况下， 仅利用集热板或集流板2、垂直圆管3收集热空气驱转叶轮6带动发电机5 发电，热空气穿过叶轮6后继续上升，在图1中垂直虚线所示附近区域造成 低压，圓管IO斜洞处的空气受大气压的作用将进入圆管10内，与来自垂直 圓管3的上升气流汇合驱转叶轮17带动发电机18发电后从垂直圓管16上管 口逸出。
假设垂直圓管3的下管口处的温度与垂直圓管16上管口的相同，即假设 垂直圆管3的下管口处的空气密度与垂直圓管16上管口的相同，并假设把圓 管10的斜洞堵住。外界环境有水平方向的风(流动的空气)，但由于从地球 表面对风的阻滞和空气的粘滞性，因而越靠近地球表面的水平风速越小，换 言之，从地球表面垂直向上水平风速逐渐的地大。所以垂直圆管16上管口处 的水平风速比垂直圓管3的下管口处的大,造成垂直圓管16上管口处的压力 比垂直圆管3的下管口处的小，自然在垂直圆管3、圓管10、垂直圓管16 内产生上升空气。这就是说，水平风吹过垂直圆管16上管口，就能在垂直圓 管3、圓管IO、垂直圆管16内产生上升空气，驱动设置的发电机发电。
在通常情况下，所述的上升气流、水平风、上升空气(随水平风而产生) 总是有的，只是各自时大时小。本发明就是将所述的上升气流、水平风、上 升空气以上述方法汇合起来发电。
如图4示。在风或上升气流速度小、或者不便于安装支架19、发电机18和叶轮17等情况下，可以去掉轮辐形支架19、发电机18和叶轮17,用叶轮 6带动发电机5发电。
如图5示，在某种情况下，比如为了减轻噪声的危害，可以去掉垫台22、 发电机5和叶轮6，用叶轮17带动发电机18发电。
为了减小所用的空间，可以去掉立柱1和集热板或集流板2。
本发明有益的效果是
1、 建一座发电囱，就能使所述的上升气流、水平风、上升空气汇合起来 发电，充分地利用风能和上升气流能，提高了发电机的使用率、提高了发电 效率，比现有的一座塔架、 一只风轮、 一台发电机组成的发电机组使用率和 发电效率高的多；花费同样的建设材料和同样的工费，风力发电囱获得的效 益比现有的风力发电机组好。
2、 图4所示的发电自，将发电自侧向水平风上引后同发电自顶口的水平 风一起产生抽吸力同时加上所述的上升气流的上冲力共同驱动叶轮6带动发 电机5发电，结构简单，便于施工和维护，因而效率高、造价低、运行成本 小，4艮实用，推广意义大，比如在高建筑或高房屋附建发电囱。
3、 现有的自对准风向发电装置，使风轮自动对准风向，发电机能全方位 发电，工作率高，但是其风轮直接安装在发电机的转轴上，风轮连同发电机 对准风向时，转动惯量大，欠灵活，对准较慢而影响工作率，轴承受力大； 而且发电机发出的电能通过集流环和电刷输出增加了损耗、发电机的寿命不 高；本发明具有现有的自对准风向发电装置的优点，而且克服现有的自对准 风向发电装置的缺陷，只使处于悬浮状态的圓管IO无摩擦转动让其斜洞口自 动对准风向，及时捕获风能；若采用磁悬浮发电机，就能实现微风发电。
图1为本发明的一种结构示意图2为图1中圓筒10的右^f见图3为图1中马蹄形导风板21的右侧视；
图4为本发明的另一种结构示意图5为本发明的又一种结构示意图。
具体实施例方式
下面结合实施例和附图进一 步对本发明详细说明。
实施例一如图1至图3示。垂直圆管3的管径做成上下大小一致的或者做成上小下大的，垂直圓管3由若干个固定于基础的立柱4联接支撑；圓 圈形集热板或集流板2由若干个固定于基础的立柱1联接支撑，并套接在垂 直圓管3的下边缘，所述圓圈形集热板用透明材料制作，让阳光透射加热下 面的空气，所述圓圈形集流板用其它材料制作，以收集热空气；圓圈7套接 在垂直圆管3上端外圓，圓圈15套在垂直圓管16下端外圓，圓圈7的上端 固结沿垂向充》兹的V环槽形永^磁环8,圓圈15的下端固结沿垂向充》兹的倒V 环槽形永磁环14;若干根联接棍20间隔排列成圆，且使两端分别与垂直圓 管3上端、垂直圆管16下端联接；圆管10的右侧有一从外到内向上斜穿的 圆洞(如图2示)，在圓管10的上下端面分别固结锥环9和13,锥环9和13 用沿垂向充磁的永磁体制作，锥环9的锥度与永磁环8的V形环槽的锥度一 致且同极性隔间隙垂直相对，锥环13的锥度与永磁环14的倒V形环槽的锥 度一致且同极性隔间隙垂直相对，圓管10隔间隙套在若干根联接棍20的外 侧，由于^f兹斥力作用，圓管10被悬浮；在圓管10的左侧正对圓管10的右侧 圓洞的中心线用联接杆11将风向舵板12联接在圓管10的左侧外圓，在圓管 10的右侧外圓联接马蹄形导风板21;或者将锥环9和13用其它材料制作， 同时将圓圈7上的V环槽和圓圏15上的倒V环槽也都用其它材料制作，让锥 环9、锥环13分别与V环槽、倒V环槽配成滑转配合；垫台22固定于基础， 发电机5与垫台22联接，叶轮6安装在发电机5轴的上端，叶轮6的叶尖不 接触垂直圓管3的内壁；在垂直圓管16上部内圓固定轮辐形支架19,在轮 辐形支架19上同轴联接发电机18,叶轮17安装在发电机18轴的上端，叶 轮17的叶尖不接触垂直圆管16的内壁。
实施例二如图4示。在风或上升气流速度小、或者不便于安装支架19、 发电机18和叶轮17等情况下，可以去掉轮辐形支架19、发电机18和叶轮 17,用叶轮6带动发电机5发电。
实施例三如图5示，在某种情况下，比如为了减轻噪声的危害，可以 去掉垫台22、发电机5和叶轮6，用叶轮17带动发电机18发电。
实施例四为了减小所用的空间，可以去掉立柱1和集热板或集流板2。
权利要求
1. 一种风力发电囱，其特征是垂直圆管(3)的管径做成上下大小一致的或者做成上小下大的，垂直圆管(3)由若干个固定于基础的立柱(4)联接支撑；圆圈形集热板或集流板(2)由若干个固定于基础的立柱1联接支撑，并套接在垂直圆管(3)的下边缘，所述圆圈形集热板用透明材料制作，所述圆圈形集流板用其它材料制作；圆圈(7)套接在垂直圆管(3)上端外圆，圆圈(15)套在垂直圆管(16)下端外圆，圆圈(7)的上端固结沿垂向充磁的V环槽形永磁环(8)，圆圈(15)的下端固结沿垂向充磁的倒V环槽形永磁环(14)；若干根联接棍(20)间隔排列成圆，且使两端分别与垂直圆管(3)上端、垂直圆管(16)下端联接；圆管(10)的右侧有一从外到内向上斜穿的圆洞，在圆管(10)的上下端面分别固结锥环(9)和(13)，锥环(9)和(13)用沿垂向充磁的永磁体制作，锥环(9)的锥度与永磁环(8)的V形环槽的锥度一致且同极性隔间隙垂直相对，锥环(13)的锥度与永磁环(14)的倒V形环槽的锥度一致且同极性隔间隙垂直相对，圆管(10)隔间隙套在若干根联接棍(20)的外侧，由于磁斥力作用，圆管(10)被悬浮；在圆管(10)的左侧正对圆管(10)的右侧圆洞的中心线用联接杆(11)将风向舵板(12)联接在圆管(10)的左侧外圆，在圆管(10)的右侧外圆联接马蹄形导风板(21)；或者将锥环(9)和(13)用其它材料制作，同时将圆圈(7)上的V环槽和圆圈(15)上的倒V环槽也都用其它材料制作，让锥环(9)、锥环(13)分别与V环槽、倒V环槽配成滑转配合；垫台(22)固定于基础，发电机(5)与垫台(22)联接，叶轮(6)安装在发电机(5)轴的上端，叶轮(6)的叶尖不接触垂直圆管(3)的内壁；在垂直圆管(16)上部内圆固定轮辐形支架(19)，在轮辐形支架(19)上同轴联接发电机(18)，叶轮(17)安装在发电机(18)轴的上端，叶轮(17)的叶尖不接触垂直圆管(16)的内壁。
全文摘要
本发明在地面设置烟囱状垂直圆管，垂直圆管的下端有帽檐状的外缘，垂直圆管离开地面一段距离，在垂直圆上端设置一个带V环槽形永磁环；制作一圆管，其上下两端固结锥磁环，其侧方打一从外到内向上斜的进风洞，在圆管正对此斜洞的另一侧安装一个风向舵，然后将圆管垂直放入垂直圆上端的V环槽形永磁环内，且同极性隔间隙相对；再作一下端带倒V环槽形永磁环的垂直圆管，此管放在带斜洞圆管之上方，且使倒V环槽形永磁环与圆管上端的锥磁环同极性隔间隙相对，带斜洞圆管上下两边的垂直圆管用若干间隔的联接棍联接；分别在带缘的垂直圆管入口、最上方的垂直圆管出口设置叶轮和发电机；同时利用水平风和上升气流发电，效率高、实用。
文档编号F03D1/04GK101532466SQ20081008463
公开日2009年9月16日 申请日期2008年3月14日 优先权日2008年3月14日
发明者刘新广 申请人:刘新广