闭环式风力发电系统的制作方法
【专利摘要】一种闭环式风力发电系统，其特征是它包括：环形风筒（1）；至少一个鼓风机阵列（2），该鼓风机阵列（2）安装在所述的环形风筒中，用于使环形风筒中的空气实现单向循环流动，并在环形风筒内形成一个产生推动风力发电机叶片转动的风力，所述的风力的风压和风速在鼓动风机阵列的作用下维持在设定的比例范围内，以保证风力发电机（3）的发电效率和稳定性；若干风力发电机（3），该风力发电机（3）安装在环形风筒（1）中，它在叶片的带动下转动发电。本发明具有可连续发电，清洁环保的优点。
【专利说明】闭环式风力发电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发电技术，尤其是一种风力发电技术，具体地说是一种闭环式风力发电系统。
【背景技术】
[0002]目前，随着世界化石能源的日益紧缺和环保的需要，迫切需要可替代的清洁，现有的利用自然风力、光伏、核能及水力发电均因存在一定的局限性而得不到大力发展。其中风力发电是目前较为理想的清洁能源之一，但它受环境因素影响很大，必须有开阔的场地和足够的稳定的风力，如果，风力不稳定就会对电网造成较大的冲击，因此，它只能作为石化电能的补充，无法长期稳定地工作，因此寻找一种全新的、能稳定持续地工作的风力发电方法及装置是解决能源短缺、使人类可持续发展的关键。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对目前石化能源短缺和环境污染及替代能源存在各自缺陷的问题，发明一种闭环式风力发电系统。
[0004]本发明的技术方案是:
一种闭环式风力发电系统，其特征是它包括:
环形风筒I;
至少一个鼓风机阵列2，该鼓风机阵列2安装在所述的环形风筒中，用于使环形风筒中的空气实现单向循环流动，并在环形风筒内形成一个产生推动风力发电机叶片转动的风力，所述的风力的风压和风速在鼓动风机阵列的作用下维持在设定的比例范围内，以保证风力发电机3的发电效率和稳定性；
若干风力发电机3，该风力发电机3安装在环形风筒I中，它在叶片的带动下转动发电；
环形风筒内产生的风力始终作用于叶片的受力位置处，以保证有足够的推力作用于叶片并推动叶片轴旋转。
[0005]所述的环形风筒I的外部靠近鼓风机阵列2的位置处安装的增压鼓风机5。
[0006]所述的环形风筒I为圆形或多边形环形结构。
[0007]所述的环形风筒I内安装有导流装置4，在该导流装置的作用下，环形风筒内产生的风力始终作用于叶片的最大受力位置处，以保证有足够的推力作用于叶片并推动叶片轴旋转
所述的环形风筒中安装有导流装置4，风力发电机3的叶片轴为卧式布置时，对应的导流装置4由锥形导流筒6和导流板7组成，所述的锥形导流筒6的中心与叶片轴同轴心布置，所述的导流板7安装在环形风筒的内壁上或与锥形导流筒整体相连，以便鼓风机阵列所吹出的风在锥形导流筒6的导流下向叶片远离叶片轴的一端流动，并在导流板7的约束下作用于叶片远离叶片轴的一端上，利用杠杆原理推动叶片转动，很小的推动即可产生很大的转矩；风力发电机3的叶片轴为立式布置时，对应的导流装置4为一圆柱形筒体8，该圆柱形筒体和叶片轴既能相连，也能不相连，它安装在立式安装的叶片的中心，立式安装的叶片围绕圆柱形筒体8的四周布置。
[0008]环形风筒I为钢结构、塑料结构、混凝土结构或砖混结构。
[0009]环形风筒I为单层或多层混凝土或砖混结构。
[0010]所述的多层混凝土或砖混结构的环形风筒I每层之间独立布置或各层之间的风道相连通且呈螺旋式上升，最底层的混凝土或砖混结构的环形风筒I设有一个进风口，最高层的混凝土或砖混结构的环形风筒I设有出风口。
[0011]本发明的有益效果:
本发明提供了一种取之不尽用之不竭的清洁能源，它不受地理、风力等环境影响，可在任何用电负荷中心建立风电场，和传统的风力发电用着明显的区别:传统的风电必须建立在远离城市且有足够风力资源的地方，需建设较长的输电线路送电，且受风力大小的影响，不能稳定发明，易造成电网的不稳定，存在安全风险，同时成本高效率较低，而本发明可从根本上解决风力发电机组发电不稳定的问题。
[0012]本发明是一种高效、清洁、稳定的能源。
[0013]本发明通过利用导流板和杠杆原理将原风最大限度地作用于风力发电机叶片远离根部的叶尖处，利用很小的力量即可推动叶片转动，从而使发电机运转，源源不断地输出倉tfi。
[0014]本发明利用人造风克服了自然风发电时由于自然风上升气流的能量较小，风速经过风力发电机作功后风速明显减小，无法形成多机组连续发电，效率低、投资大的问题。本发明的人造风由于可通过多个、多层小的鼓风机向风筒内连续鼓风，在风筒内形成较大的气流，可带动多个风力机组发电，起动鼓风机的电源可用电网或柴油发电机作起动电源，使风筒内风力发电机运行发电后切换，使风筒电力发电不再使用电网电力，达到自给自足的循环发电能力。可通过在一个叶片轴上安装多个叶片产生足够大的推力带动大型发电机工作。由鼓风机产生的风力可连接作功，使能源得到最大的利用。
[0015]本发明的闭环式风力发电系统与开口式风筒风力发电系统相比具有风能损失小，风速和风压稳定的优点，能大大提高鼓风机和风力发电机的效率。投入产出比在1:5以上，理论上可超过1:10。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的结构示意图之一。
[0017]图2是图1所示的发电系统的导流装置的剖视结构示意图。
[0018]图3是本发明的结构示意图之二。
[0019]图4是图3所示的发电系统的导流装置的剖视结构示意图。
[0020]图5是本发明的多层结构的环形风筒发电系统结构示意图。
[0021]图6是本发明的螺旋结构的环形风筒发电系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0023]实施例一。
[0024]如图1、2所示。
[0025]一种闭环式风力发电系统，它包括圆形或多边形环形风筒1、鼓风机阵列2和风力发电机3，所述的环形风筒I能产生风洞效应，是卧式叶片发电机安装的场所，筒体高度(直径)取决于发电机叶片的半径；环形风筒I所围成的中心可安装变电输电装置或进行绿化。在环形风筒I中至少安装有一个鼓风机阵列2，，图1中安装有两个鼓风机阵列2，该鼓风机阵列2安装在所述的环形风筒中，用于使环形风筒中的空气实现单向循环流动，并在环形风筒内形成一个产生推动风力发电机叶片转动的风力，所述的风力的风压和风速在鼓动风机阵列的作用下维持在设定的比例范围内，以保证风力发电机3的发电效率和稳定性；风力发电机3安装在环形风筒I中并在叶片的带动下转动发电；风力发电机3的数量可根据用电负荷和环形风筒的总周长进行选择，每台风力发电机的卧式布置的叶片轴上可安装一组或多组叶片。在环形风筒中还安装有增加发电效率和增大推力的导流装置4，在该导流装置的作用下，环形风筒内产生的风力始终作用于叶片的最佳受力位置处，以保证有足够的推力作用于叶片并推动叶片轴旋转。导流装置4由锥形导流筒6和导流板7组成，如图2所法，所述的锥形导流筒6的中心与叶片轴同轴心布置，所述的导流板7安装在环形风筒的内壁上，以便鼓风机阵列所吹出的风在锥形导流筒6的导流下向叶片远离叶片轴的一端流动，并在导流板7的约束下作用于叶片远离叶片轴的一端上，利用杠杆原理推动叶片转动，很小的推动即可产生很大的转矩。为了实现稳定高效工作，具体实施时清寒可在所述的环形风筒I的外部靠近鼓风机阵列2的位置处安装的增压鼓风机5。
[0026]实施例二。
[0027]如图3、4所示。
[0028]一种闭环式风力发电系统，它包括圆形或多边形环形风筒1、鼓风机阵列2和风力发电机3，所述的环形风筒I能产生风洞效应，是立式叶片发电机安装的场所，筒体的截面以长方形为最佳，它的高度取决于发电机叶片的高度；环形风筒I所围成的中心可安装变电输电装置或进行绿化。在环形风筒I中至少安装有一个鼓风机阵列2，图3中安装有两个鼓风机阵列2，该鼓风机阵列2安装在所述的环形风筒I中，用于使环形风筒中的空气实现单向循环流动，并在环形风筒内形成一个产生推动风力发电机叶片转动的风力，所述的风力的风压和风速在鼓动风机阵列2的作用下维持在设定的比例范围内，以保证风力发电机3的发电效率和稳定性；风力发电机3安装在环形风筒I中并在叶片的带动下转动发电；风力发电机3的数量可根据用电负荷和环形风筒的总周长进行选择。在环形风筒中还安装有增加发电效率和增大推力的导流装置4，在该导流装置的作用下，环形风筒内产生的风力始终作用于叶片的最佳受力位置处，以保证有足够的推力作用于叶片并推动叶片轴旋转。导流装置4可为图4所示的圆柱形筒体8，它安装在立式安装的叶片的中心，立式安装的叶片9围绕圆柱形筒体8的四周布置，如图4所示。为了实现稳定高效工作，具体实施时清寒可在所述的环形风筒I的外部靠近鼓风机阵列2的位置处安装的增压鼓风机5。本实施例可产生至少1:5的功率输出比。
[0029]实施例三。
[0030]如图5、6所示。
[0031]本实施例与实施例一、二的区别是环形风筒I除可采用钢结构、塑料结构外，还采用了纯混凝土结构或砖混结构按多层方式布置，在多层结构的环形风筒I中可每层均安装相庆的阵列工鼓风机和风力发电机，如图5所示，各层之间相互独立工作，也可通过螺旋结构将每层环形风筒I连接成一个螺旋上升的风筒，如图6所示，在最底层的环形风筒设有进风口，而最高层的环形风筒设有出风口，采用螺旋结构布置可利用上升气流的作用减小鼓风机功率，节约电流，同时还具有占地空间小、建设成本低、不影响环境美观的优点，可在城市中心建造实现。其余均与实施例一、二相同。
[0032]本发明未涉及部分如风力发电机的结构、输变电系统等均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种闭环式风力发电系统，其特征是它包括: 环形风筒(I); 至少一个鼓风机阵列(2)，该鼓风机阵列(2)安装在所述的环形风筒中，用于使环形风筒中的空气实现单向循环流动，并在环形风筒内形成一个产生推动风力发电机叶片转动的风力，所述的风力的风压和风速在鼓动风机阵列的作用下维持在设定的比例范围内，以保证风力发电机(3)的发电效率和稳定性； 若干风力发电机(3)，该风力发电机(3)安装在环形风筒(I)中，它在叶片的带动下转动发电； 环形风筒内产生的风力始终作用于叶片的受力位置处，以保证有足够的推力作用于叶片并推动叶片轴旋转。
2.根据权利要求1所述的闭环式风力发电系统，其特征是所述的环形风筒(I)的外部靠近鼓风机阵列(2)的位置处安装的增压鼓风机(5)。
3.根据权利要求1所述的闭环式风力发电系统，其特征是所述的环形风筒(I)为圆形或多边形环形结构。
4.根据权利要求1所述的闭环式风力发电系统，其特征是所述的环形风筒(I)内安装有导流装置(4)，在该导流装置的作用下，环形风筒内产生的风力始终作用于叶片的最大受力位置处，以保证有足够的推力作用于叶片并推动叶片轴旋转。
5.根据权利要求4所述的闭环式风力发电系统，其特征是所述的环形风筒中安装有导流装置(4)，风力发电机(3)的叶片轴为卧式布置时，对应的导流装置(4)由锥形导流筒(6)和导流板(7)组成，所述的锥形导流筒(6)的中心与叶片轴同轴心布置，所述的导流板(7)安装在环形风筒的内壁上或与锥形导流筒整体相连，以便鼓风机阵列所吹出的风在锥形导流筒(6)的导流下向叶片远离叶片轴的一端流动，并在导流板(7)的约束下作用于叶片远离叶片轴的一端上，利用杠杆原理推动叶片转动，很小的推动即可产生很大的转矩；风力发电机(3)的叶片轴为立式布置时，对应的导流装置(4)为一圆柱形筒体(8)，该圆柱形筒体和叶片轴既能相连，也能不相连，它安装在立式安装的叶片的中心，立式安装的叶片围绕圆柱形筒体(8)的四周布置。
6.根据权利要求1或3所述的闭环式风力发电系统，其特征是环形风筒(I)为钢结构、塑料结构、混凝土结构或砖混结构。
7.根据权利要求6所述的闭环式风力发电系统，其特征是环形风筒(I)为单层或多层混凝土或砖混结构。
8.根据权利要求7所述的闭环式风力发电系统，其特征是所述的多层混凝土或砖混结构的环形风筒(I)每层之间独立布置或各层之间的风道相连通且呈螺旋式上升，最底层的混凝土或砖混结构的环形风筒(I)设有一个进风口，最高层的混凝土或砖混结构的环形风筒(I)设有出风口。
【文档编号】F03D9/00GK104295447SQ201310300164
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年7月18日 优先权日:2013年7月18日
【发明者】宋章根 申请人:江苏宏鑫旋转补偿器科技有限公司