[发明专利]风力收集装置

说明书

 【技术领域】

本发明涉及一种用于收集风力的装置，特别涉及一种收集风力用于发电的装置。

【背景技术】

风能越来越被认为是一种用于发电的“绿色”能源。目前在许多地方或近海区已经建立了“风电场”。这些风电场通常使用的发电机，其大型涡轮叶片是在垂直平面旋转的。叶片通常面朝主要风向安置,以便最优发电。但是，这些大型涡轮需要大量空间，并且产生噪音，使得它们不适用于人口稠密区如城市环境。

在城市环境里，风向很难预测，因为大量高层建筑和其它大型结构会使风转向，使风加速（如在间隔很近的高层建筑之间），和/或产生湍流风场。但是，在许多城市里，还是有大量风力，如果被适当收集，就能够用来产生人们所需的电能。在美国专利申请文献2009/0315332 A1里公开了这样一种方法，其描述了一种能够被安装在城市屋顶上的风速加速器和风斗(wind catcher)。旋转叶片在一个外壳内以避免暴露在外。风从顶部流向底部，从一个锥形结构穿出，锥形顶部比锥形底部更大。空气能够从各个方向进入风斗。尽管’332系统能够用于城市环境，但仍然有改进风力收集装置的需要，以使其能够有效地从多个方向收集风力。

【发明内容】

本发明提供一种改进的全向风力收集装置，其能够有效地收集和加速风；在一个典型实施例里，被收集的风力驱动一个发电装置。该风力收集装置可以被制成适合安装在城市建筑屋顶或其它城市结构上的尺寸，并能够安静地运作。该风力收集器包括一个外壳，在其周向形成一个进风口，以便能够全向地收集风力。有一个内壳安置在外壳内。内壳有一个内表面，其底端有第一开口以引导从第一周向进风口收集的风力。内表面从第一开口起弯曲，其向上延伸以形成一个逐渐狭窄的通道。内表面截止在顶端上的一个更小的第二开口处，被收集的风由此通过。内表面的这种构造能够产生文丘里效应，使得入风加速流向第二开口。

一个透风部分形成在内壳第二开口的上方。透风部分有多个周向开口，其被设置以全向地促进未被收集的风穿过。根据伯努里效应，未被收集的风穿过时在透风部分产生一个低压区，其会加快被收集的风快速通过内壳内表面的第一和第二开口。

【附图说明】

图1是本发明的一种风力收集装置的截面示意图。

图2A-2C是根据各种风速条件设置的风力收集装置的示意图。

图3A和3B显示一个风力收集装置具有可调整封盖用于打开和关闭进风口的截面示意图。

【具体实施方式】

图1描述本发明一个实施例的一种风力收集装置的截面示意图。风力收集装置100包括一个外壳，其部分环绕围住一个内壳20，从而形成第一进风口15。内壳有一个环绕形成的内表面30。在内表面的底端有一个大的第一开口32，在其顶端有一个更小的第二开口34。第一开口32和第二开口34之间的内表面是弯曲的，可以选择性地设计成一个文丘里管(Venturi tube)，以便能够使第一和第二开口之间的气流加速。外壳和内壳的相关设置引导被收集的风流向下，然后再向上，使得夹杂在风里的颗粒物质被收集在外壳和内壳之间的槽沟12里。这种180 ^o的气流转向有助于通过向心力分离较大的碎屑/尘粒，因为较大的碎屑/尘粒相对较重，跟不上气流路径的变化。如果需要的话，槽沟12的表面可以被制成粘性的，以便收集较大的尘粒。较小的尘粒可以被安置在内壳里的第一和第二开口之间的备选的过滤器18捕获。槽沟12也可选择性地包括排水孔（drainage hole），用于排除进入风力收集器的水。如图所示，当槽沟12被设置成一个基面（level base）时，被安置在一个如屋顶的支撑表面上时,槽沟12能够支撑风力收集器100。或者，风力收集器100可以被安置在塔楼上，如移动电话塔或太阳能收集塔。

请注意，尽管附图描述的风力收集装置几乎是一个圆形的截面形状，但应该理解，其它截面形状如正方形、长方形或其它多边形也可以被用于本发明的风力收集装置。

当用于发电时，风力收集器包括发电装置40，其被安置靠近第二开口34。发电装置包括由收集风力驱动的叶片，其在水平面上旋转。与该“风力收集装置100”一起申请的“一种发电装置”的美国专利申请（申请号：12/901,530）里有披露，在此该披露通过引用结合到本发明。但是，任何使用收集风力并具有合适摆放位置的叶片的发电装置，都可以被使用作为风力收集器100里的发电装置40。发电装置40的电流被收集，并沿着电缆42被导向到一个目标使用点。