万向受风轴流式风力发电的制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种聚集风力的风力发电机，该风力发电机包括风叶，集风罩，多组导流板构成主体，其中风叶装置于中间圆筒，中间圆筒位于集风罩的上半部。多组导流板通过对风向引导，从而加大了风叶的转速，进而达到供电效果，此装置可用作微风发电领域，尤其是大城市中风力较弱地区可广泛使用。
【专利说明】万向受风轴流式风力发电机
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种节能减排领域中的水平轴风力发电机，具体的讲为万向受风轴流 式风力发电机。
[0002]
【背景技术】
[0003] 目前的风力发电机主要针对常年风速较大且稳定的地区来设计开发。这样的风力 发电机启动风速和工作风速都较高，一般要3级风力才能启动，6级强风才进入正常工作状 态，不仅应用地区受到限制，而且不能利用大量常见的低风速。因此目前风力发电并不能获 得广泛应用。
[0004] 大多数内陆城市年平均风速都不高，多数情况下风力低于4级。如果能够开发出 在3级左右风力即能正常工作的风力发电机，就可以在全球大部分地区利用风能发电，极 大地扩展了风能可利用区域。在城市推广应用这种技术，无需采用远距离高压输电技术，可 大大降低发电成本。
[0005] 通常水平轴风力机需要正对来风方向才能正常工作，通常采用尾舵来调整。但在 城市内部，风速比较低，且风向多变。在这种状态下，尾舵既不能保证提供足够的调整力让 风机迎风，也会因为频繁且慢速的迎风调整过程而浪费很多风能。因此，微风状态下的有效 发电应当采用万向进风技术。
【发明内容】
[0006] 本发明两组发电机相互垂直布置，通过导风板分别吸收不同方位的来风，共同发 电，并联输出。导风板引导和发电机旋转轴线呈90度以内夹角的来风进入集风罩，推动发 电机工作。根据来风方向的不同，进入两组发电机风道中的风量可能不相等，发电量也不相 等。总的输出电量为两组发电机输出之和，在一定的风速下是稳定的，受风向变化影响不 大。由于实现了万向进风，消除了迎风调整时间，提高了水平轴风力机的效率。因此本装置 不仅适合在空旷区域使用，也适合在风向复杂多变的城市环境中应用。
[0007] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是：万向受风轴流式风力发电机，它包括 2组成90度夹角相对上下布置的相同的发电装置，每组发电装置由风叶（1)，集风罩（2)、 多组导流板（3)组成，多组导流板（3)各自的垂直装置在集风罩（2)中，集风罩（2)是由中 间圆筒⑷和两侧相同样式的喇叭口（5)组成，风叶（1)装置在中间圆筒⑷中。
[0008] 本发明优点：喇叭口（5)采用的是四棱锥形结构。中间圆筒（4)位于集风罩 (2)上半部。风叶旋转平面垂直装置于中间圆筒（4)中。风叶（1)与转轴方向成45度角。 多组导流板是二的整数倍数。多组导流板呈放射状布置在喇叭口（5)。
[0009] 本发明的有益效果是：本发明主要针对微风条件开发风力发电机。本装置通过集 风罩（2)增加风机进风口的压力和流速，从而实现低风速启动并正常工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是单组发电机结构示意图。
[0011] 图2为单组发电机工作时空气流动示意图。
[0012] 图3为完整的万向受风轴流式风力发电机结构示意图和空气流动示意图。
【具体实施方式】
[0013] 本机构采用2组以90度夹角垂直交错放置的轴流式风力发电机协同工作来实现 万向受风。单组风力发电机结构如图1所示：由风叶1、集风罩2和多组导流板3组成。集 风罩2由中间圆筒4和两侧形状相同且对称布置得喇叭口 5组成。风力发电机为双向工作 交流发电机，采用和转轴方向呈45度夹角的风叶1，所以无论从集风罩的哪一侧进风，其工 作效果是一样的。集风罩中间段为圆形直筒，用于安装风力发电机。两侧采用四棱锥形结 构，和中间圆筒自然过渡，形成收集来风的喇叭口。这个结构起到两个作用：一是扩大迎风 面积，集中能量；二是使风力机叶片处的空气流速大于进风口处的空气流速，从而降低了本 机构的启动风速。中间圆筒4位置偏于上侧，让出的下侧空间就可以垂直反向安装另一组 风力发电机。
[0014] 导风板有多组，安装在集风罩的喇叭口内，在水平方向上以发电机中心为中心，呈 放射状布置。其作用是引导空气流动的方向，使得进入喇叭口的空气都朝向发电机中心流 动。其工作原理见图2。集风罩的一侧进风时，另一侧就起到出风口的作用。此时逐渐扩大 的喇叭口起到泄压和减少流动阻力的作用。
[0015] 当来风方向不是正对集风罩入口时，就需要两组集风罩共同引导空气流动，以便 最大限度利用本机构占用空间内的风能。两组集风罩和风力发电机共同工作的原理见图3。 根据图1所示的结构特点，两组轴流式风力发电机共同占用的空间和单组轴流式风力发电 机占用的空间几乎是一样的，而工作效率则提高了一倍。对于任意水平方向来风，右侧导流 板引导部分空气流经上侧风力发电机，左侧导流板引导部分空气流经下侧风力发电机。除 了靠近两侧的空气绕过集风罩流失以外，中间部分的空气都可以流经发电机工作。两组风 力发电机各自独立工作，产生的电能采用并联方式输出。根据来风方向的不同，进入两组发 电机风道中的风量可能不相等，发电量也不相等。总的输出电量为两组发电机输出之和，在 一定的风速下是稳定的，受风向变化影响不大。
【权利要求】
1. 万向受风轴流式风力发电机，它包括两组完全相同的发电装置，每组发电装置由风 叶（1)，集风罩（2)、多组导流板（3)组成，其特征在于：多组导流板（3)各自的垂直装置在 集风罩⑵中，集风罩⑵是由中间圆筒⑷和两侧相同样式的喇叭口（5)组成，风叶（1) 装置在中间圆筒（4)中。
2. 根据权利要求1所述的万向受风轴流式风力发电机，其特征在于：喇叭口（5)采用 的是四棱锥形结构。
3. 根据权利要求1所述的万向受风轴流式风力发电机，其特征在于：中间圆筒（4)位 于集风罩（2)上半部。
4. 根据权利要求1所述的万向受风轴流式风力发电机，其特征在于：风叶（1)旋转平 面垂直装置于中间圆筒（4)中。
5. 根据权利要求4所述的万向受风轴流式风力发电机，其特征在于：风叶（1)与转轴 方向成45度角。
6. 根据权利要求1所述的万向受风轴流式风力发电机，其特征在于：多组导流板（3) 是二的整数倍数。
7. 根据权利要求1或6所述的万向受风轴流式风力发电机，其特征在于：多组导流板 (3)呈放射状布置在喇叭口（5)。
8. 根据权利要求1所述的万向受风轴流式风力发电机，其特征在于：两组发电装置成 90°夹角相对上下布置，共同占用一个正方体空间，并联工作。
【文档编号】F03D11/00GK104061126SQ201310091928
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月21日 优先权日:2013年3月21日
【发明者】季丰 申请人:三江学院