[发明专利]聚风风轮装置及一种风力发电设备

说明书

(一)技术领域

本发明涉及风力利用装置及风力发电装置，尤其涉及一种聚风风轮装置及一种聚风发电设备。

(二)背景技术

现行已有多种风轮装置，如风车、浆叶式风轮等。各种风轮所设的场所需要有一定风速的风场，但风场的风力往往不稳定，一年中还有弱风季节，风轮因此不能起动或转动很慢，如发电用的浆叶式风轮弱风时就不能发电或只能少发电。现有发电用的风轮浆叶一般应有3m/s以上风速方可启动发电，而建设这种风力发电场①适用风速的风场资源有限，测试周期长，选址难；②投资大，建设时间长；③施工、保养及维修难，费用大；④适用的风力资源多在边远地方，输电线路长，线损大，电力成本高；⑤由于风能密度比较低，开发有一定规模的风力发电场(厂)就要占用较大的土地。为获取稳定的风速或利用3m/s以下风速的风力，现行已有多种聚风式发电设备，如专利名称为《一种聚风贮存风力发电装置》(专利号：95224480.2)，设有一个喇叭形的立体收集板聚风并设风动式空气压缩机、风力贮存罐，将喇叭口收集到的风贮存在贮存罐，再流出恒定的风力使风轮转动发电。但这种发电设备贮存罐要承受较大压力，制造材料的要求高，难以制造，特别难以制造大型发电设备的风力贮存罐，且贮存罐的出风力有限。再如《广口聚风密封轮斗式风力发电机组系列》(专利申请号：200510072116.7)，设一个喇叭口引风筒聚风，出风口设密封轮斗机，其间设主大轴并设大叶片，把风流的动能转化为机械能，机械能转化为电能。但该“广口聚风器”①由钢材制成，造价和维护的成本均很高；②“广口聚风器”长22米，口宽20米，尺寸相近，聚风筒太短，聚风筒内壁的斜度太大，对风流产生的阻力也较大，使出口的风力受影响；③为捕获更大风力，巨型风力发电机组将“广口聚风器”建成高度达300至500米，这不太可行，因用钢材多、投资大，难以建造和维护，安全也没有保证，如有可能被突发的暴风摧毁等。

现有风力发电设备，立柱将风轮立在大几十米甚至百多米高，扫风半径安全范围之外还有很多风力没有得到利用，风力资源的利用率不够高。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种聚集、增强风力的聚风风轮装置，以及该聚风风轮装置增设发电相关构件或有关设备组成的发电设备。该聚风风轮装置及发电设备制造简单、投资少、工期短，可利用的风力资源多，风期长，发出的电成本低；现有桨叶式风轮不能利用的场所、风力发电场未被利用的风力资源可以进行开发，使风力资源得以最大限度的利用。

本发明提供的聚风风轮装置的技术方案为：该聚风风轮装置设聚风筒，聚风筒为横卧式或“L”形；聚风筒设一个或多个进风口及一个或多个出风口，均为进风口大出风口小；出风口前设风轮，风轮的主轴设于基座；风轮设固定式风斗或活动式风斗，或固定式风斗和活动式风斗兼设。

聚风风轮装置：

①横卧式聚风筒的进风口为为喇叭口，喇叭口或再隔出若干个进风口大出风口小的风道；

②横卧式聚风筒或为多个喇叭口的聚风筒交错在一起，即一个聚风筒的出风口部分处于另一个聚风筒的喇叭口内，聚风筒交错部分形成一个间隔，该间隔或再隔成一个个进风口大出风口小的风道，使经风道的风产生一定风力进入聚风腔，进一步增强出风口的风力。

③“L”形聚风筒在竖式的聚风筒内设隔板，构成多个进风口大出风口小的风道，使进风口的风互不干扰，经风道可产生一定风力进入聚风腔，进一步增强出风口的风力。

“L”形聚风筒的一种进风口为可随风向转动聚风，聚风筒竖立的部分分成上下两层，两层之间有间隔，两层对应的面和口都设成圆形的；对应的两个面或各设弧形的凹槽，在弧形的凹槽里设置铁球；或对应的面之间设磁性相斥的磁铁，以相斥的磁力承受上层聚风筒的重量，使上层聚风筒处于略为悬浮状态；或对应的面之间既设弧形的凹槽并在其间设置铁球，又设有磁性相斥的磁铁；两层聚风筒各设隔板，构成风道；在上层聚风筒周围设保护框架；在间隔处的上层聚风筒内侧设一圈不透气的布帘，防止风力外泄；在聚风筒的最高处设风向板及尾舵，使进风口可始终对着风向聚风。

横卧式聚风筒或“L”形聚风筒如设多个出风口由隔墙(29)隔成，隔墙的一边为尖嘴形；出风口设弧形的门，每两个门紧靠隔墙尖嘴形的边构成夹角，使关上的门对风流不产生阻力，并可将风流导到开着门的出风口。

有的聚风风轮装置可在风轮的轮辐与外轮圈连接处固定一个重物，重物正对的轮辐与外轮圈连接处的两边各设1至2个活动式风斗。