[实用新型]带集流罩及自动泄流窗门的风力发电装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种带集流罩及自动泄流窗门的风力发电装置。

背景技术

目前，公知的风力发电装置无论是水平轴的还是竖直轴的，都是由自然风直接吹动浆叶或风轮，为了能接收更大的风能，必需将浆叶或风轮作得很大，即便如此所能直接获得的转速都非常低，因此必需附加增速机构，其结果是装置庞大，增加耗能，增大成本。如果能在较小的浆叶及风轮尺寸下获得较高转速，又能获得很大面积的风能，则最有效的方法就是增加一个风能接收的集流罩，它结构简单，能将一个很大面积的来风加速，并推动涡轮或风轮，从而获得涡轮或风轮轴较高的转速，这样就可以直接推动发电机轴转动。这是本申请人的申请号：200920128770.9的“带集流罩的风力发电装置”。该装置的缺点是集流罩无法抵抗超强风对装置的威胁，因此有必要在此基础上增设自动泄流窗门；同时对于水平轴风力发电装置，为了增强涡轮的效率，有必要增设中心整流罩，将风能集中到较大半径的涡轮叶片上。这就是本实用新型发明的目的。它无疑具有很多优越性。(也是上述专利技术的另案申请。)

发明内容

为了克服现有的风力发电装置的上述缺点，本实用新型提供一种带集流罩及自动泄流窗门的风力发电装置，它在风力发电机的前端集流罩上设有环形分布的数列自动泄流窗门，窗门的结构方式有两种：第一种是在钢板类材料的集流罩上，由剪切三方，形成不完整的矩形(或梯形、或圆形)的、其前部与罩相连的窗门，形成如片弹簧状；第二种泄流窗门是在集流罩上切出一定形状(如矩形、或梯形、或圆形)的窗孔，再安装上一定厚度的塑料片或橡胶片，形成片状弹簧的自动泄流窗门。在迎面风压作用下，片状弹簧发生弯曲变形，形成一条缝隙，用以平衡集流罩内外的风压差，并泄掉多余的风量。例如要泄掉十二级以上的强台风，风速应为32.7m/s，风压为0.67kn/m2，当集流罩钢板厚度为2mm时，矩形泄流窗大致为40X170mm；视功率和集流罩大小，泄流窗门应有二列以上；所述的数列自动泄流窗门，是指从来风方向看，根据功率的大小、集流罩的大小和安全性要求的不同，泄流窗门致少应为一列以上，也能设计为十列以上，其目的是要自动平衡集流罩内外的压力差，并自动泄掉超强风的多余风量，防止发电机超速运转。同时为了增强水平轴风力发电装置的发电能力，在集流罩的中心增加一个中心整流罩，将来风集中到较大半径的涡轮叶片处，用以产生较大的涡轮力矩。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在风力发电机的前端固定一个很大的集流罩，在水平轴的发电机装置的集流罩中心处设有一个中心整流罩，集流罩和中心整流罩都靠对称分布的支撑幅条支撑在发电机的外壳上，它们将自然来风聚集和加速，并推动涡轮或风轮，由涡轮或风轮轴直接带动发电机轴，实现风力发电。为了避免超强风对集流罩及装置的破坏，在集流罩上开设了数列自动泄流窗门，当风力超强时，窗门在迎风阻力和弹性力共同作用下自动弯曲，形成一定的缝隙，平衡集流罩内外的压力差，并自动泄掉多余的风量，以降低集入的风量，同时减小超强风的迎面阻力，保证集流罩的强度与安全。

本装置的具体结构特征是：在发电机壳体上借助对称性支撑幅条固定一个很大的、结构简单的喇叭式的集流罩，依靠集流罩将自然来风聚集和加速，对于水平轴风力发电装置增设中心整流罩，将中心部来风导流入半径较大的涡轮叶片处，再推动涡轮或风轮，使涡轮或风轮轴获得较一般浆叶轴或风轮轴更高的转速，由此能够直接带动发电机轴转动发电。为了避免超强风对集流罩的破坏，在集流罩上开设了数列自动泄流窗门，窗门的结构方式有两种，其一是在钢板材料类的集流罩上直接剪切三方，留出一部份相连，形成片弹簧状的窗门；其二是在集流罩上开出一定形状的孔，然后安装与孔形一致的塑料或橡胶的片弹簧。当风压太高时，窗门在迎风阻力和弹性力共同作用下自动弯曲，形成一定的缝隙，用以平衡集流罩内外的压力差，并泄掉多余的风量，从而确保集流罩的安全运行。

本实用新型的有益效果是：集流罩能安全接收比浆叶和风轮更大面积、更多的风能，并使其加速，从而推动涡轮或风轮高速转动，风能利用率高，不用增速机构，结构简单，造价低。可广泛应用于各种规格的风力发电装置中。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的水平轴的带集流罩及自动泄流窗门与中心整流罩的风力发电装置的结构原理图。

图2是本实用新型的竖直轴的带集流罩及自动泄流窗门的风力发电装置的结构原理图。

图3是图2从尾部看，并拆掉尾舵后的视图。主要标记风轮工作半轮是偏置的，风向转轴和集流罩对称，与发电机轴线偏置。