专利名称：循环风道风机自制风、风轮、风向导流器、风力发电机组合的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种人为自制风源，尤其是通过风机和循环风道来产生风能。现在我们所处的时代堪称“能源时代”，如果没有能源，在我们这“能源时代”简直无法想像，世界能源结构以化石能源为主，经过人类的开发利用，现在的能源变得越来越少，不但给环境造成污染，对人类长远发展带来不利的影响，所以现在都在开发可再生、清洁、无污染新能源，如:风能、水能、太阳能等可再生能源。在古代人们开始利用风力表明风向，或利用风力行船，或利用风轮提水灌溉，或利用风轮吸海水制盐，近年来发达国家在风力发电技术领域已取得巨大成就，并网发电单机可达5兆瓦级。风力发电，首要是有风，没有风技术再先进也没用。风的不确定性很多，有时大有时小，有时南有时北，给风力发电带来很大阻力，对风利用率不高。如果通过直径60米，长宽各500米的随圆风道，平放到地面上利用风机吹动风源，可产生10-25米/s的风。克服了以往风力发电完全依靠自然气流高底产生风能，来人为产生稳定可调节有一定力量的风能，并将这种风能用来发电；
背景技术：
现在风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类:①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。近年来，风力发电主流机型主要有三种:笼型双速变极异步发电机组、绕线式双馈异步发电机组和永磁直驱同步发电机组。下面着重介绍:48V_750KW定桨距风力发电机组。风轮直径:47M转速22.5rpm叶片数3
切入风速:4m/s额定风速:14_15m/s切出风速:25m/s极大风速:70m/s叶片端线速度:57m/s
齿轮级数:一级平行轴/斜齿传动 齿轮传动比率:1:67 额定功率:750KW 1520-1600/min
制动系统:主制动系统3个叶尖气动刹车第二制动系统高速轴2个机械刹车闸控制系统:以可编程控制器(PLC)为中心的控制设备与软并网可控硅TT430N/22这几种风力发电机均需要立柱升入50-60米高空进行风力发电，才可并网发电，风力低于起风速可脱网安全停机；
发明内容
风看不见，摸不着，在日常生活中可以看到旗帜的飘动、树枝的摇摆和人跑步时感觉面部凉飕飕的等等，这些都是风的一种体现，我们都知道大气有压力，而大气压力在各个地方是不同的，不同的空气就会 从气压高的地方流向气压底的地方这种空气流动就产生了风，风为什么到一定距离就会感觉不到了呢？那是因为风它自己就有阻力，它所有限的风力被空气所阻挡，风就散开，所以要产生较大的风，就要有一定空间和较大的力，才能产生风。风有阻力，到一定距离就会散开，那为什么风道建设成随圆就可以利用风来发电呢？这就要说到阻力和动力关系了，在人们认知中，风阻有多面性，用风阻来实现飞向蓝天的梦想，也有用风阻来减持速度等，它还有作用是我们没有想到的，经过我的仔细观察，发现其实风阻到一定空间里一定速度它会转化成动力，能转化成动力，就能被人们所利用，最终来发电，为什么阻力最后成为动力，举一个简单例子:在人们日常生活中，大家早上起来洗脸都要用到脸盆来盛水，有时用手到脸盆里把水打圈圈转，开始转时水转的范为少有一点小小阻力不怎么转的动，当你转满一圈后把所有的水都带动了速度越来越快那就会很轻松了，你速度慢了水还会反过来带动你的手，会有很大的推力，你不来转动它也会循环持续很久才会停下来。空气也一样当你把它放到一个密封风道中与外界风阻隔开，用风机吹动带动所有的风来循环，当风全都在流动时就不会存在很强大风阻，只是微呼其微的可以图略不计的一点阻力了这样风就会不停的你追我赶，当风经过风轮时作用到风轮上的风阻可以图略掉，因在通过风的压力差经过10-25米距离加速后，又会成为强有力的风能在来带动下一个风轮来发电，以此来循环，有了循环的风能要发电那就易容了。一、风道设计方案:(图1)
风道圆形下部半圆，可用钢筋混凝土来铸型(也可以用钢筋混凝土整体一次性铸型完成)厚度50-70公分，上部用钢架和3-4mm厚度的铁板来搭建风道上面的半圆，这样就组成圆形风道，风道可分为三种规格，可以根据直径长宽来确定:
小型风道:直径20-40米(内径)长宽200-300米 中型风道:直径40-60米(内径)长宽300-500米 大型风道:直径60米以上(内径)长宽500以上米 下面介绍中型风道、整体制风机、风轮、导流器的安放样:
发电机:(图1-1)
导流器:(图1-2)
制风机:(图1-3)
风道内直径:60米(发电区)(图1- 4)
风道内直径:64米(增压区)(图1- 5)
风道内直径:62米(制风区)(图1- 6)
风道长宽:500米。二、风轮设计方案:(图2)
起初设计叶片时我在想发电机是全天24小时，365天不停的工作，如果是到封闭的风道中那个发电机出现了故障，风道空间有限，不能像户外风车一样装上很大的立柱，人可以从中间爬上去。为减少风道中的阻力，立柱就只有做小型的平放到风道中间，于是我就想要持续与维护方便。最终设计成风轮上转出的动力，用轴与行星齿轮连接到风道外面的增速机，增速后在连发电机发电。因为这样设计是风轮机舱里没有很复杂的机械零件易维护，不会因风轮过快，在机舱里增速 带来的共振和负载过大而导致重大机械故障，即工作效率好、便维护、实际效益高；(图2-1)风轮 (图2-2)机舱
(图2-3)平行圆柱固定风轮 (图2-4)传动轴承 (图2-5)增速器和发电机 (图2-6)平行圆柱迎风面导风角。三、导流器设计方案:(图3)
导流器的作用是用来把前面风经过风轮后产生的乱流疏导成平行风能，会更好的作用到风轮上产生更大动力，方格的大小可以根据实际情况来改变密度，设计方案是2.5*2.5*1米:
(图3-1)导流器正视图 (图3- 2)剖面图。四、导流器和风轮数量安装方法:(图4)
风轮的数量是根据风道的长度来定，风轮与风轮隔25-30米一台，导流器安装到风轮之间，2-3台一个导流器(图4-1-2)，因风能吹过风轮时造成的乱风流以至于不是很好的作用到风轮上，可按实际情况来安装导流器的间接数量；
五、制风区的设计:(图5)
制风区是这个风道的关键，它能产生多大的风、多大的压力、最后风进入发电区后风速能达到多少米/s，发电机能否全负荷运转，就全在这制风区:如图(图六I 2 3 )所示的直径，这样设计的作用在于把风道 内的风增加压力，使风压能高速的经过每一个叶轮，即效率高，风道进气口的作用是在风机启动是，因风道内的大气压与外面的气压是一样的，为防止风机高速运转时带来的负气压差而设计的进风口，等风道内气压稳定饱和时，就可以关闭进风口防止风道内气流跑出来，还可以用作排气口 ；
风机制风区内直径:62米 (图5-1)
扩散区内直径:64米(图5- 2)
增压区内直径:60米(图5- 3)
可开关进风口:1*1米(图5- 4)
以上尺寸可根据实际需要来定。六、风机的安装与设计:(图6- 7)
风道内轴流风机由三台组成三角形状，每个风机之间有0.5-1米的距离安装挡风板，挡风板是由八个对称三角形组成圆形。风机是常年高速运转，便于维护与检修，在风机前面加装有挡风板，那台机有异常可升起挡风板把风隔开，工作人员就能去查看故障机器，既可以不停掉风道内的所有风机又能去检修，不会因检修而直接造成经济损失；
三台制风机组装图(图6-1)
风机和挡风板剖面(图6- 2)
单个挡风板运动状态图(图7-1)
挡风板与风机之间动态图(图7- 2)
整体挡风板闭合图(图7- 3)
液压杆(图7- 4)因大型风道较复杂，我们因从小、中型风道进行建设，在使用中得到经验，然后再进行大型风道建设。风轮风机的吊装可在风道底部预留可通过大型吊装车进去的通道，因为风道底是50-70公分的钢筋混凝土筑成有够宽的内直径，大型吊装车完全可以正常的工作，风轮上叶片可一片片吊装上去安装好。发电前调试:1先查看电线系统连接是否有问题；2再进行调试液压系统是否工作正常、有没漏油；3制风机和风轮是否灵活，固定点是否有松动；4调试制风机是否正常运转，能否实现加减速的调式。5制动与分离系统是否正常；6用3-6M/S的风速测试1-2台发电机，叶轮转动并且无异常情况，可增加风速，慢慢调整到发电机达2000kw，然后进行长时间试运行，二至四天内无异常情况，可进行下一个风机组的安装调试工作；
风道设计方案:(图1)
风轮设计方案:(图2)
导流器设计方案:(图3)
导流器和风轮数量安装方法:(图4)
制风区的设计:(图5)
风机的安装:(图6)
档风板设计:(图7)·
权利要求
1.循环风道风机自制风 风道圆型一半建设到地面下，通过风机产生风，风在随圆形风道内用风机吹动，来回循环，来人为制造循环风源，而产生稳定有力量的风能，克服以往风力发电完全依靠自然风场来发电，通过循环风道和风机产生用来发电的风的方法和技术。
2.风轮 风轮产生的动力，经由行星齿轮箱和轴连接直外面的增速器和发电机来产生电能，减少在机舱内增速带来共振与超负荷影响以至飞车，固定风轮的平行圆柱上安装导风角减少风的阻力。
3.风向导流器 风经过风轮后，会造成风能乱流现象，不能同方向都作用到下一个风叶，此风向导流器，用以调节成 平行风源，为下一个风轮带去更多的动能。
4.由以上1、2、3项内容组合一起的一整套发电方法，本发明涉及一种人为自制风源，其特性是通过风机和循环风道来产生发电风能，其结构简单易维护，解决了许多风力发电的难点:1.风的来源可通过循环风道与风机产生风能，风速可调节成10-25m/s而且风源稳定，受外界风力影响为零，可全天24小时不停送风持久性强风向平行，2.在风道内受风叶面大带动发电机的力量大,速度快,3.—座中型风道中可安装多台发电机(此安装可按实际长宽来确定多少数量)，其发电装机总量可达到112000KW。
全文摘要
我国风力发电始于风车提水，50年代后期已开始研究小型风力发电机组，至今已有一百多年历史了，现阶段得不到大的发展原因是1内陆地区风源少不稳定，沿海地区造价成本高2均要立柱至60以上高空3发出的电稳定性差等。循环风道风机自制风、风轮、风向导流器、风力发电机组合，其结构简单经济实用，可解决许多的风力发电的难点。风源可用循环风道风机自制风来产生，中型风道内直径60米，长宽400-500米，产生风速10-25m/s,风速可按用电量大小来调节，风向平行循环运行变化小持久性强。风轮用现在常规三叶片受力方式，一座中型风道可安装56台发电机，风向、风力稳定不会受到外界影响，可发出强大稳定的电流。
文档编号F03D9/00GK103244356SQ20131013326
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月17日 优先权日2013年4月17日
发明者吴章兵 申请人:吴章兵