一种桥式管道风力发电系统的制作方法

本实用新型涉及风力发电领域，更具体地，涉及一种桥式管道风力发电系统。

背景技术：

随着能源与环境问题的日益突出，世界各国正把更多目光投向可再生能源，其中风能因其具有巨大蕴藏量、可再生、分布广及无污染的特性，成为全球普遍欢迎的清洁能源。

目前，现有技术的风力发电装置的并不能充分的收集风能，需要3m/s以上风速才能发电，而且转换效率较低，发电成本仍然较高，难于广泛应用。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

为此，本实用新型提出一种桥式管道风力发电系统，该风力发电系统可充分收集风力的能量，转换效率高。

根据本实用新型的桥式管道风力发电系统，包括：风力发电装置，所述风力发电装置包括风力发电机组件和发电机组件生根装置；第一支撑平台，用于支撑所述风力发电装置；文丘里式管道装置，所述文丘里式管道装置包括依次连接的进口整形管道组件、收缩加速管道组件、发电机发电管道组件和出口扩散管道组件；第二支撑平台，用于支撑所述文丘里式管道装置；立式支撑塔筒，所述第二支撑平台通过回转支承支撑在所述立式支撑塔筒上，所述第二支撑平台可绕立式支撑塔筒转动。

其中，所述第一支撑平台包含内部立式支撑装置、回转支承和圆筒式压紧装置；所述发电机组件生根装置通过所述回转支承固定于所述内部立式支撑装置上；所述发电机组件生根装置通过所述圆筒式压紧装置固定于所述回转支承上。

其中，所述回转支撑由无齿型回转支承和外齿型回转支承组成。

其中，还设置有偏航电机，所述偏航电机通过外齿型回转支承驱动所述第二支撑平台绕所述立式支撑塔筒转动。

其中，所述第一支撑平台设置于所述立式支撑塔筒内部。

其中，所述第二支撑平台包含管道本体支撑装置、垂直布置于本体支撑装置中间的立式中心圆柱和多套阻尼式拉索装置，所述阻尼式拉索装置用于加固所述管道本体支撑装置和所述立式中心圆柱。

其中，所述立式中心圆柱与所述管道本体支撑装置通过法兰连接。

其中，所述文丘里式管道装置从所述立式中心圆柱的中心穿过。

其中，所述进口整形管道组件的截面大于所述发电机发电管道组件的截面。

其中，所述收缩加速管道组件和所述出口扩散管道组件的截面在与所述发电机发电管道组件连接的方向上逐渐变小。

根据本实用新型的桥式管道风力发电系统，通过文丘里式管道装置可充分收集风力的能量，转换效率高，可实现微风发电，效率远高于现有技术的风力发电机组，为实现低成本开发风力资源提供可靠的技术途径。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的文丘里式管道装置结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的桥式管道风力发电装置整体结构正视图；

图3是根据本实用新型实施例的桥式管道风力发电装置整体结构侧视图。

附图标记：

1、进口整形管道组件；2、收缩加速管道组件；3、发电机发电管道组件；4、出口扩散管道组件；5、风力发电机组件；6、管道本体支撑装置；7、立式中心圆柱；8、阻尼式拉索装置；9、无齿型回转支承；10、外齿型回转支承；11、偏航电机；12、立式支撑塔筒；13、内部立式支撑装置；14、回转支承；15、圆筒式压紧装置；16、发电机组件生根装置。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图1至图3具体描述根据本实用新型实施例的桥式管道风力发电系统。

根据本实用新型的桥式管道风力发电系统包括风力发电装置、第一支撑平台、文丘里式管道装置、第二支撑平台和立式支撑塔筒12。

具体而言，如图1所示，根据本实用新型的桥式管道风力发电系统的文丘里式管道装置包括依次连接的进口整形管道组件1、收缩加速管道组件2、发电机发电管道组件3、出口扩散管道组件4。风力发电机组件5安装在发电机发电管道组件3区域。

当风力从进口整形管道组件1进入所述的文丘里式管道装置，通过收缩加速管道组件2后流速增大，加速后的风力驱动安装在发电机发电管道组件3区域中的风力发电机组件5发电，发过电后的风力经过出口扩散管道组件4回到大自然。

在一些实施例中，如图2所示，根据本实用新型的桥式管道风力发电系统的文丘里式管道装置安装在管道本体支撑装置6上，立式中心圆柱7与管道本体支撑装置6通过连接机构连接成一个整体，并通过阻尼式拉索装置8使得立式中心圆柱7与管道本体支撑装置6形成一种稳定的整体结构。文丘里式管道装置从立式中心圆柱7的中心穿过。

所述的立式中心圆柱7与管道本体支撑装置6形成的稳定的整体结构通过无齿型回转支承9和外齿型回转支承10安装于立式支撑塔筒12的上，偏航电机11可通过外齿型回转支承10驱动该整体结构绕立式支撑塔筒12转动，从而实现桥式管道风力发电装置的偏航功能。

所述的立式支撑塔筒12可安装在任何适合微风发电的发电场。

在另一些实施例中，如图3所示，根据本实用新型的桥式管道风力发电系统的风力发电装置包括至少一套风力发电机组件5、一套发电机组件生根装置16，各发电机的电能输出端相并联后输出。风力发电装置独立安装于第一支撑平台上。

风力发电机组件5安装在发电机组件生根装置16上，为避免风力发电装置发电时的震动传递到第二支撑平台上，发电机组件生根装置16与发电机发电管道组件3间采取隔震设施。

发电机组件生根装置16通过回转支承14安装在内部立式支撑装置13上。

风力发电装置与内部立式支撑装置13及圆筒式压紧装置15组成一个整体结构，此结构和第二支撑平台相对独立。内部立式支撑装置13安装在立式支撑塔筒12的内部空间里。

在一些实施例中，风力发电装置支撑平台独立安装于立式支撑塔筒12内部。

风力发电装置的发电机组件生根装置16通过圆筒式压紧装置15安装于内部立式支撑装置13的回转支承上。圆筒式压紧装置15在风力发电装置工作时必须处于压紧状态。

根据本实用新型实施例的桥式管道风力发电装置，在立式支撑塔筒中部设置四台(或两台)偏航电机11，偏航电机11通过齿轮传动或销齿传动的方式驱动外齿型回转支承10转动，回转支承带动第二支撑平台整体随风向变化并且以立式支撑塔筒12的中心为圆心转动。偏航系统动作时，第一支撑平台的圆筒式压紧装置处于解锁状态。

在一些优选的示例中，进口整形管道组件1的截面大于发电机发电管道组件3的截面。

在另一些优选的示例中，收缩加速管道组件2和出口扩散管道组件3的截面在与发电机发电管道组件3连接的方向上逐渐变小。

本实用新型所述的桥式管道风力发电装置工作原理如下：

一、风力发电机的功率

P＝0.5*ρ*A*V³*C_p；

式中P:功率，ρ：空气密度，A：扫风面积，V：风速，C_p：风能转化率值；

根据文丘里效应，流体在通过缩小的过流断面时流体流速增大的现象，其流速与过流断面成反比。

二、根据流体力学连续性原理

ρ*A₁*V₁＝ρ*A₂*V₂；

式中A₁:收缩加速管道组件进口截面积，V₁：收缩加速管道组件进口风速，A₂：收缩加速管道组件出口截面积，V₂：收缩加速管道组件处口风速。

假设风速为10m/s，收缩加速管道组件进口处管道半径R₁＝2.2米，出口处管道半径R₂＝1.1米，则V₂＝R₁²/R₂²*V₁＝4V₁。

则安装在收缩加速管道组件出口处的风力发电机功率：P₂＝(A₂*V₂³)/(A₁*V₁³)*P₁＝(A₁*64V₁³)/(4*A₁*V₁³)*P₁＝16P₁。

根据上述分析，安装在收缩加速管道组件后的风力发电机功率是同等条件下安装在自然风环境中风力发电机功率的16倍。同时，根据文丘里管原理，当流体在文丘里管里面流动，在管道最窄处，动态压力达到最大值，静态压力达到最小值，流体的速度会因为通流截面面积减小而上升，整个涌流要在同一时间内经历管道缩小过程，因而压力也在同一时间减小，进而产生压力差，这个压力差会给流体提供一个外在吸力。

综上所述，本实用新型的桥式管道风力发电系统可极大提高风力发电机的效率，并且能够实现微风发电。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。