專利名稱：聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)電機(jī)，特別涉及一種聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)發(fā)展和人民生活水平提高，近兩年每年新增發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量1億kw，
其中80%是煤電，燃煤不僅污染環(huán)境，影響人體健康，C02的排放還使全球氣候變 暖，破壞生態(tài)環(huán)境，目前我國新增(:02排放量占世界新增量的60%，總排放量已 超過美國。
發(fā)展清潔能源是當(dāng)今世界的趨勢。然而至今還沒有一種清潔能源能滿足人類 的需求，如目前使用的太陽能，地?zé)崮軆H能滿足人類一部份能源需求。生物能在人 類尚未溫飽情況下發(fā)展有限，是否屬清潔能源觀點尚不一致。我國水力發(fā)電所占比 例較高，但仍受資源影響，也不利生態(tài)平衡。核能是一種很有前景的能源，但其發(fā) 電成本太高，仍存在環(huán)境問題。我國風(fēng)力資源十分豐富，特別是缺少能源的東南沿 海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，最具開發(fā)條件。
風(fēng)能有其獨特的優(yōu)勢，我國風(fēng)力發(fā)電經(jīng)20多年的發(fā)展，已安裝20多萬臺， 技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備已十分成熟，但裝機(jī)容量偏小，僅占全國裝機(jī)容量的0.83%。而且 風(fēng)力發(fā)電目前仍存在下述難題
1、 風(fēng)力發(fā)電目前裝機(jī)容量過小，最大使用的裝機(jī)容量僅為5兆瓦，無法滿足 人類對清潔能源需求。
2、 風(fēng)力發(fā)機(jī)的投資和生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于目前廣泛使用的煤電，競爭力較弱。
3、 我國沿海每年的臺風(fēng)，將嚴(yán)重?fù)p害風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全問題，目前尚難從根本 上解決。
為此，本實用新型人的在先專利申請?zhí)岢隽艘环N風(fēng)力磁浮發(fā)電機(jī)(申請?zhí)枮?200810037772.7)，這種風(fēng)力磁浮發(fā)電機(jī)包括基座、磁浮發(fā)電機(jī)、風(fēng)力磁浮渦輪 機(jī)和磁嚙輪增速傳動機(jī)構(gòu)。由于風(fēng)力磁浮發(fā)電機(jī)是在磁浮狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)
3轉(zhuǎn)子在無重力、無摩擦力狀態(tài)下運行，所需能耗??；發(fā)電機(jī)又采用多組轉(zhuǎn)子和 定子組件相互穿插成集成發(fā)電式發(fā)電機(jī)，發(fā)電效率高；加上采用風(fēng)力驅(qū)動，使 用潔凈無價能源，能建成大裝機(jī)容量和發(fā)電效率高的發(fā)電裝置。但是，這種風(fēng) 力磁浮發(fā)電機(jī)仍然受到自然風(fēng)力的制約，裝機(jī)容量小，無法驅(qū)動渦輪機(jī)發(fā)電， 功率小。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的，就是為了提供一種發(fā)電功率大、并且能實現(xiàn)全方位發(fā)電 的聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
本實用新型的技術(shù)方案是 一種聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括 基座，為大型連續(xù)框架式結(jié)構(gòu)； 垂直發(fā)電機(jī)，安裝在基座的框架上；
風(fēng)力渦輪機(jī)，設(shè)置在垂直發(fā)電機(jī)的上方并與垂直發(fā)電機(jī)同軸傳動相連； 聚風(fēng)塔，安裝在基座上方，包括多個喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道，多個喇叭形 渦輪式聚風(fēng)通道連續(xù)排列圍繞在風(fēng)力渦輪機(jī)的周圍形成一個外大內(nèi)小的錐形 圓環(huán)體，各聚風(fēng)通道的外側(cè)喇叭口形成一圈進(jìn)風(fēng)口，各聚風(fēng)通道的內(nèi)側(cè)收縮口 對準(zhǔn)風(fēng)力渦輪機(jī)的渦輪葉片凹面形成排風(fēng)口。
所述的各聚風(fēng)通道的排風(fēng)口處分別設(shè)有可調(diào)排風(fēng)門。
所述的風(fēng)力渦輪機(jī)包括與基座的框架相連的支撐框架、穿過支撐框架與電 機(jī)同軸相連的轉(zhuǎn)軸、以及設(shè)置在支撐框架內(nèi)并安裝在轉(zhuǎn)軸上的渦輪組件，該渦 輪組件包括安裝在轉(zhuǎn)軸上的圓環(huán)形框架，在框架內(nèi)沿高度方向設(shè)有多層圓環(huán)形 平面隔板將框架內(nèi)的空間分隔成多個向外開口的圓環(huán)形腔體，各腔體內(nèi)分別安 裝有一組渦輪葉片。
所述的風(fēng)力渦輪機(jī)的渦輪組件與支撐框架之間設(shè)有間隔，渦輪組件與四周 的支撐框架之間通過軸承相連，渦輪組件與上下支撐框架之間設(shè)有軸向磁浮定 位機(jī)構(gòu)。
所述的各聚風(fēng)通道在每兩個相鄰的聚風(fēng)通道的連接壁上分別設(shè)有泄風(fēng)口 和與泄風(fēng)口配套的可調(diào)泄風(fēng)門。
所述的垂直發(fā)電機(jī)的底部在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸與基座的框架之間設(shè)有軸向磁浮定位機(jī)構(gòu)。
風(fēng)力與空氣密度P和空氣速度V三次方的乘積(PV3)成正比。本實用新型 中的喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道在高空氣流通過時能人為提高空氣密度P和空氣速度
V。聚風(fēng)通道進(jìn)風(fēng)口面積越大，進(jìn)風(fēng)口與排風(fēng)口的面積比例越大，在排風(fēng)口處的空 氣密度P和空氣速度V三次方的乘積(PV3)就越大，排風(fēng)口處的風(fēng)力就越大，
渦輪機(jī)的功率就越大。喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道能使風(fēng)力提高數(shù)千、上萬倍，也就 能使渦輪機(jī)的功率大大提高。并能實現(xiàn)全方位風(fēng)力發(fā)電。
本實用新型聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)是在磁浮狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在無重力、
無摩擦力狀態(tài)下運行，所需能耗?。患由喜捎镁埏L(fēng)風(fēng)力驅(qū)動，使用潔凈無價能 源，能建成大裝機(jī)容量和發(fā)電效率高的發(fā)電裝置。


圖1 為本實用新型聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型中的喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道的基本結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實用新型中的聚風(fēng)塔的結(jié)構(gòu)原理示意圖4為本實用新型中的風(fēng)力渦輪機(jī)的基本結(jié)構(gòu)示意圖5為本實用新型中的喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道的聚風(fēng)原理示意圖。
具體實施方式
附圖給出了本實用新型的一個較佳實施例，
以下結(jié)合附圖的實施例對本實 用新型作進(jìn)一步說明。
參見圖l，配合參見圖2、圖3、圖4，本實用新型的聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)包 括基座1、垂直發(fā)電機(jī)2、風(fēng)力渦輪機(jī)3和聚風(fēng)塔4?；?為大型連續(xù)框架式 結(jié)構(gòu)。
配合參見圖4，本實用新型中的垂直發(fā)電機(jī)2安裝在基座1的框架上，垂 直發(fā)電機(jī)2的底部在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸21與基座的框架之間設(shè)有軸向磁浮定位機(jī)構(gòu) 22。垂直發(fā)電機(jī)采用市場通用型低速垂直水力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品，與風(fēng)力渦輪機(jī)3同 軸安裝。既可安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)3的上端，也能安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)3的下端， 以安裝在下端為好。我國低速垂直水力發(fā)電產(chǎn)品的轉(zhuǎn)速大多在125r/min及75r/min之間，是技術(shù)成熟的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。標(biāo)準(zhǔn)化水力發(fā)電機(jī)價格低廉、性能穩(wěn)定， 可降低實施風(fēng)險。
配合參見圖4，本實用新型中的風(fēng)力渦輪機(jī)3設(shè)置在垂直發(fā)電機(jī)2的上方 并與垂直發(fā)電機(jī)同軸傳動相連。該風(fēng)力渦輪機(jī)3包括與基座的框架相連的支撐 框架31、穿過支撐框架與電機(jī)同軸相連的轉(zhuǎn)軸32、以及設(shè)置在支撐框架內(nèi)并 安裝在轉(zhuǎn)軸上的渦輪組件33。渦輪組件33包括安裝在轉(zhuǎn)軸上的圓環(huán)形框架 331，在框架內(nèi)沿高度方向設(shè)有多層圓環(huán)形平面隔板332將框架內(nèi)的空間分隔 成多個向外開口的圓環(huán)形腔體，各腔體內(nèi)分別安裝有一組渦輪葉片333。在風(fēng) 力渦輪機(jī)的渦輪組件33與支撐框架31之間設(shè)有間隔，渦輪組件與四周的支撐 框架之間通過軸承34相連，渦輪組件與上下支撐框架之間設(shè)有軸向磁浮定位 機(jī)構(gòu)35。
配合參見圖2、圖3，本實用新型中的聚風(fēng)塔4安裝在基座1上方，它包 括多個喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道41，多個喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道連續(xù)排列圍繞在 風(fēng)力渦輪機(jī)的周圍形成一個外大內(nèi)小的錐形圓環(huán)體，各聚風(fēng)通道的外側(cè)喇叭口 形成一圈進(jìn)風(fēng)口 411，各聚風(fēng)通道的內(nèi)側(cè)收縮口對準(zhǔn)風(fēng)力渦輪機(jī)的渦輪葉片凹 面形成排風(fēng)口 412。在各聚風(fēng)通道的排風(fēng)口 412處分別設(shè)有可調(diào)排風(fēng)門413。 各聚風(fēng)通道在每兩個相鄰的聚風(fēng)通道的連接壁上分別設(shè)有泄風(fēng)口 414和與泄風(fēng) 口配套的可調(diào)泄風(fēng)門415。圖3中下方線條表示風(fēng)力方向。在實際實施中，由 于喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道41會做得很大，喇叭口的高度和寬度都在IOO米以 上，因此在通道內(nèi)也需要有框架支撐。
本實用新型中設(shè)置在垂直發(fā)電機(jī)2的底部轉(zhuǎn)軸21與基座1的框架之間的 軸向磁浮定位機(jī)構(gòu)22、以及設(shè)置在渦輪組件與上下支撐框架之間的軸向磁浮定 位機(jī)構(gòu)35的結(jié)構(gòu)原理與在先專利申請"風(fēng)力磁浮發(fā)電機(jī)"(申請?zhí)枮?200810037772.7)中的軸向磁浮定位機(jī)構(gòu)基本相同。它包括兩組成對對應(yīng)設(shè)置的 磁浮組件，兩組成對對應(yīng)的磁浮組件非接觸相互插入，并按磁平衡原則排列。 軸向磁浮定位機(jī)構(gòu)22和35的設(shè)置，可使轉(zhuǎn)軸及安裝在轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子和渦輪組 件在磁浮狀態(tài)下轉(zhuǎn)動，極大地減小阻力和摩擦力，提高發(fā)電效率。
圖5為本實用新型中的喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道的聚風(fēng)原理示意圖。本實用新 型中的喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道的直徑和高度都在100米以上，進(jìn)出口面積之比都在數(shù)百倍、千倍，并安裝在近二百米高處。高空的風(fēng)經(jīng)聚風(fēng)通道匯聚后，出 排風(fēng)口的風(fēng)力與臺風(fēng)相似，由于渦輪組件處于磁浮狀態(tài)，運行十分穩(wěn)定，能獲 得幾拾萬kw的功率，足以滿足市場上提供的垂直發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量的需求，可 取代燃煤發(fā)電。
權(quán)利要求1.一種聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于包括基座，為大型連續(xù)框架式結(jié)構(gòu)；垂直發(fā)電機(jī)，安裝在基座的框架上；風(fēng)力渦輪機(jī)，設(shè)置在垂直發(fā)電機(jī)的上方并與垂直發(fā)電機(jī)同軸傳動相連；聚風(fēng)塔，安裝在基座上方，包括多個喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道，多個喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道連續(xù)排列圍繞在風(fēng)力渦輪機(jī)的周圍形成一個外大內(nèi)小的錐形圓環(huán)體，各聚風(fēng)通道的外側(cè)喇叭口形成一圈進(jìn)風(fēng)口，各聚風(fēng)通道的內(nèi)側(cè)收縮口對準(zhǔn)風(fēng)力渦輪機(jī)的渦輪葉片凹面形成排風(fēng)口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的各聚 風(fēng)通道的排風(fēng)口處分別設(shè)有可調(diào)排風(fēng)門。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的風(fēng)力 渦輪機(jī)包括與基座的框架相連的支撐框架、穿過支撐框架與電機(jī)同軸相連的轉(zhuǎn) 軸、以及設(shè)置在支撐框架內(nèi)并安裝在轉(zhuǎn)軸上的渦輪組件，該渦輪組件包括安裝 在轉(zhuǎn)軸上的圓環(huán)形框架，在框架內(nèi)沿高度方向設(shè)有多層圓環(huán)形平面隔板將框架 內(nèi)的空間分隔成多個向外開口的圓環(huán)形腔體，各腔體內(nèi)分別安裝有一組渦輪葉 片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的風(fēng)力 渦輪機(jī)的渦輪組件與支撐框架之間設(shè)有間隔，渦輪組件與四周的支撐框架之間 通過軸承相連，渦輪組件與上下支撐框架之間設(shè)有軸向磁浮定位機(jī)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的各聚 風(fēng)通道在每兩個相鄰的聚風(fēng)通道的連接壁上分別設(shè)有泄風(fēng)口和與泄風(fēng)口配套 的可調(diào)泄風(fēng)門。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的垂直 發(fā)電機(jī)的底部在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸與基座的框架之間設(shè)有軸向磁浮定位機(jī)構(gòu)。
專利摘要本實用新型提供了一種聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它包括基座、垂直發(fā)電機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)和聚風(fēng)塔。其中的聚風(fēng)塔包括多個喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道，多個喇叭形渦輪式聚風(fēng)通道連續(xù)排列圍繞在風(fēng)力渦輪機(jī)的周圍形成一個外大內(nèi)小的錐形圓環(huán)體，各聚風(fēng)通道的外側(cè)喇叭口形成一圈進(jìn)風(fēng)口，各聚風(fēng)通道的內(nèi)側(cè)收縮口對準(zhǔn)風(fēng)力渦輪機(jī)的渦輪葉片凹面形成排風(fēng)口。本實用新型聚風(fēng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)是在磁浮狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在無重力、無摩擦力狀態(tài)下運行，所需能耗小；加上采用聚風(fēng)風(fēng)力驅(qū)動，使用潔凈無價能源，能建成大裝機(jī)容量和發(fā)電效率高的發(fā)電裝置。
文檔編號F03D3/00GK201321951SQ20082015537
公開日2009年10月7日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者昀 孫, 孫立蓉 申請人:孫立蓉;孫 昀