[发明专利]一种全方位采风罩装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种全方位采风罩装置，属于风力发电领域。

背景技术：

据估计，全球地面的风能总量为13PW，我国风能总量为1TW，其中可利用的为1GW。由于风向多变，随机性很强，收集风能比较困难。有各种各样的风力发电机，1982年原联邦德国就制成风轮直径为145米、功率为5000kW的风电机；而我国新疆、内蒙古牧民用的是风轮直径只有1M多的100W级便携式家用微型风力机。目前投入使用的风力发电机多数为水平轴式，单向收集风能，群落布局，构成风电场。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有风机只能单向收集风能的局限，提供一种能够全方位收集风能的采风装置，按各个方向布置后，无论风向如何变化，都能有效收集风能，推动风力发电机旋转。

本发明采取的技术方案是：将风力发电机变为垂直轴式，风能收集部分变为水平式，主体部分由相对并连通的4个喇叭口3、位于中心的中轴2及安装在中轴上的半球形十字风轮1组成，中轴下部连接变速传动机6。这种装置不仅能收集各个风向的风能，而且易于增加层数，形成塔状，或者扩大采风罩直径，从而增大风力发电机功率。如果风向比较固定，还可做成只有一个喇叭口的风墙9，专门收集这一风向的风能。

附图说明：

图1是全方位采风罩的主视图，图中1.半球形风轮  2.中轴  3.喇叭口

图2是全方位采风罩的俯视图，图中4.进风口  5.出风口

图3是塔形结构风电机示意图，图中6.变速传动机  7.底座  8.标灯

图4是风墙采风示意图，图中9.风墙

具体实施方式：

实施例1：单一全方位采风罩

单一全方位采风罩如图1和图2所示，图1是主视图，图2是俯视图。在图1中，阴影部分为喇叭口3正面，入口正对着半球形风轮1，这种受力方向总是使风轮向同一方向旋转；面向风的喇叭口为进风口4，相对的背向风的喇叭口为出风口5，如图2所示，中轴2连接着置于底座7的变速传动机6。其特征是，无论从哪个方向吹来的风都可以通过喇叭口导入，富集后推动风轮旋转，然后从对面的喇叭口流出。这样，无论风向怎样改变，风电机都可以不改变位置而正常运转。

喇叭口形结构有效地提高了能流密度，有利于设计大功率的风力发动机。加大喇叭口直径，可增大采风面积，从而提高风力发电机的功率。

风轮在旋转过程中，因其直径较小，震动小，有较高的运行稳定性。风力发电机的速度控制器、发电机和蓄电池等都可以置于采风罩的中央空闲处，既安全又方便维护。

实施例2：塔形结构采风罩

将多个采风罩叠加在中轴上，构成塔形结构，能提高上下的采风面积。

这种塔形结构与目前的水平轴式大桨叶式结构相比，有很高的运行稳定性。在山顶或高层建筑物顶部安装这种塔形风电机，能有效利用风力。还可增加层数或加大采风罩直径，以提高风电机功率。

塔形结构可用于高山顶上的森林防火观察站。顶端安放标灯8，可用于高楼航空灯标指示。

实施例3：风墙形采风罩

将全方位采风罩进行改装，只用一个喇叭口的采风罩叠加在中轴上，构成风墙9，可称为风墙形采风罩，如图4所示。这种单一喇叭口采风罩可以上下左右平面组合形成风墙，以便有效利用风力。

山区有很多人们称为大风垭口的地方，这种地方的风向变化较小，比较单一，山坡地面本身就起到导风和富集作用。由上到下通过同一根轴连接一台风电机，左右风电机并联输出风电。

总之，全方位采风罩组成的风力发电机有显著的优点，特别适用于山区。可单机建造，也可多机并行；可建成塔形，也可建成风墙。单机功率大小的改变，在技术要求上变化不大，只需改变采风罩大小。宽敞的空间有利于安放所有设备，方便使用和维护。