专利名称：大气压差风力高效集成发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及大气压差风力发电技术，具体涉及一种大气压差风力高效集成发电装置。
背景技术：
电与人类社会发展密切相关 ，尤其是科技、人类社会高速发展的今天以及未来，将更加凸显电的重要性，随着人类社会发展，用电量在逐渐增加，十一五电力能源相关报告指出我国十一五期间全国用电量年均增长约11%，预计2010年底，全国发电装机容量约9. 5亿千瓦，其中，火电7亿千瓦,水电2. I亿千瓦,并网风电3000万千瓦。长期以来，我国电力获取方式主要是以煤炭为主的火力发电，十一五期间我国煤炭年产能近30亿吨，约70%以上用来燃烧发电，由于煤炭化石类能源不可再生，以其为主的发电方式没有可持续性，危机逐渐加剧，并且加剧的趋势不可逆转，随着大量煤炭化石类能源的应用，与之对应的是资源的急剧减少和环境恶化。“煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续。与此同时，大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了大气的成分。能源短缺和环境恶化已成为关系到人类社会能否持续发展的大问题”(普高物理教材2)。另外，煤炭化石类资源还是工业、农业、人类生存不可或缺的原料。现实告诉我们，人类解决能源可持续发展的问题已经刻不容缓。世界各国希冀找到一种解决未来能源的办法，国际热核聚变实验堆(ITER)合作计划是当今世界科技界为解决人类未来能源问题而开展的重大国际合作计划，该计划认为“聚变能具有资源无限，不污染环境，不产生高放射性核废料等优点，是人类未来能源的主导形式之一，也是目前认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一”，但是，要实现ITER计划还需要科学家们去攻克已知的、未知的众多难题，事实上，真正清洁、环保、可持续再生的能源就在我们身边，即太阳能、水能、生物质能、风能等，其能源储量完全能够满足人类需求，之所以还没有成为主导能源，原因在于还没有得到科学、充分、高效开发利用，尤其是大气压差风能。地球表面浩瀚的大气周而复始地吸收、储存、转换太阳能，是一个巨大的、无穷尽的“清洁可再生能源库”，同时，大气吸收太阳能辐射热时，由于受热不均产生风，风的形成为太阳能的转换利用提供了条件，如风力发电。现阶段，技术比较成熟的三叶式螺旋桨风叶水平轴风力发电技术，开发利用的主要是水平方向的风能，已成为当前风电技术开发利用的主流，但是，由于水平方向的风具有随机、间歇、紊流、不可调控、受资源制约等特性与缺陷，又制约着风电产业的发展受风能资源制约，建设地点、建设位置受到限制，只有少数满足特定条件的风能得到开发利用；发电不稳定、持续性差、不可调控，影响上网；[0012]受技术制约，螺旋桨风叶绝大多数采用化工轻质玻璃钢材质，受风化风蚀作用，影响使用年限，随着应用规模的增加，寿命期后会产生大量的污染物，存在潜在的使用与维护风险；风叶受风面积率(风叶受风面积与扫风面积之比)低(一般低于10%)，且阻力大，风能利用率低。垂直方向大气压差风能，大气在垂直方向上，高度不同气压大小不同，存在着大气压差，随着高差增加压差增加，当达到一定值时，就像筑坝蓄水可以发电一样，就会产生剧烈的风，形成大气压差风力发电动力。风力发电大气参数风级、风速、风压对照表
权利要求1.一种大气压差风力高效集成发电装置，其特征包括引风塔管(1)，所述引风塔管(I)是由底部喇叭状管段和上部直管管段构成的中空圆管，所述直管管段包括聚风增速狭管管段(3)，在所述聚风增速狭管管段(3)安装轴式螺旋叶叶轮(8)，连接发电机(11)，与所述引风塔管(I)底部相连万向导流室(16)，所述万向导流室(16)由引风塔管(I)底部喇叭状管段结构而成，在引风塔管(I)底部喇叭状管段，由管壁与半径线隔断分割形成若干个相互独立、均匀分布的空间，与每个空间对应在管壁开设进风口，形成若干个相互独立、互不干扰、均匀分布的导流风室￠)，在管壁构筑的圆截面内，由若干个导流风室(6)构成了一个万向导流室(16)，所述导流风室(6)进风口设置狭管进风道(7)，出口向上与引风塔管(I)连通，其中，导流风室(6)的容积大于狭管进风道(7)的容积，构成狭管效应结构，在所述狭管进风道(7)安装轴式螺旋叶叶轮(8)，连接发电机组(11)，所述轴式螺旋叶叶轮(8)采用横端面100%全面积无间隙受风、轴向螺旋延长螺旋叶长度的设计，有效增加受风面积，延长风的作用时间，提高风能利用率，在所述万向导流室(16)底部设置加热室(13)与加热装置(12)，所述加热装置(12)与太阳能、地热集热储热系统(17)相连。
2.根据权利I要求所述大气压差风力高效集成发电装置，其特征在于，所述万向导流室(16)分旋切与不旋切两种情况，旋切时每个导流风室(6)的中线与万向导流室(16)的中心线成α旋切角左旋或右旋，旋切角α在0< α <90°范围选择，不旋切时α等于0，即导流风室(6)的中线与万向导流室(16)的中心线重合。
3.根据权利I要求所述大气压差风力高效集成发电装置，其特征在于，在引风塔管(I)直管管段设置聚风增速狭管(3)、与导流风室(6)对应设置狭管进风道(7)，构成狭管效应结构，所述狭管为圆筒形结构。
4.根据权利I要求所述大气压差风力高效集成发电装置，其特征在于，所述轴式螺旋叶叶轮(8)包括螺旋叶(9)与叶轮轴(10)，螺旋叶(9)与叶轮轴(10)轴纵向成Θ夹角，且O < Θ <90，以β螺旋升角，且β =90-Θ，左旋或右旋、垂直或利于螺旋叶(9)受风受力的角度固定于叶轮轴(10)上，所述轴式螺旋叶叶轮(8)包括多个螺旋叶(9)。
5.根据权利I要求所述大气压差风力高效集成发电装置，其特征在于，所述万向导流室(16)的半径线隔断分割形成水平圆周排列的多个导流风室(6)，半径线隔断连结构成稳定性结构。
6.根据权利I要求所述大气压差风力高效集成发电装置，其特征在于，所述万向导流室(16)底部设置加热室(13)与加热装置(12)，所述加热装置(12)是由若干加热单元组组成的圆盘状加热装置，加热单元组与万向导流室(16)的导流风室(6)对应布置，均匀加热导流风室(6)中的空气，与太阳能、地热集热储热系统(17)相连，所述太阳能、地热集热储热系统包括与万向导流室(16)外侧相连、与狭管进风道(7)并接的太阳能集热储热温室(15)，以及与实用新型结合一体建造或独立建造的太阳能、地热集热储热系统(17)。
7.根据权利I要求所述大气压差风力高效集成发电装置，其特征在于，万向导流室(16)与轴式螺旋叶叶轮(8)分别作为独立装置应用。
专利摘要一种大气压差风力高效集成发电装置，包括引风塔管，内设狭管管段，与所述引风塔管底部相连万向导流室，所述万向导流室进风口设置狭管进风道，出口与引风塔管连通，形成狭管效应结构，底部设置加热室与加热装置，轴式螺旋叶叶轮安装于狭管中，连接发电机组。在大气压差与太阳能、地热辅助加热作用下，引风塔管内产生风，不同风向的风经过万向导流室得到导流、矫正风向，消除风向干扰，改变自然风特性，利用狭管效应产生高速风，作用于轴式螺旋叶叶轮，增加受风面积，延长风的作用时间，提高风能利用率，驱动发电机实现高效集成发电。本实用新型零消耗资源，发电效率高，建造运行成本低，结构简单，易产业化，可以建造大中小型发电站。
文档编号F03D1/06GK202690321SQ20122020818
公开日2013年1月23日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者索增志 申请人:索增志