一種基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電的製造方法
2023-09-21 09:12:45 2
一種基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電的製造方法
【專利摘要】一種基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機，它涉及基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機，本發明要解決現有的風力發電機在風力小、風速低的地區無法正常發電，設備結構複雜、製造成本高和對生態環境造成破壞的問題。本發明所述的一種基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機，包括三個部分：風力收集單元、風力加速單元和附加單元。風力收集單元由沿流道呈漸縮狀的內壁面、外壁面和它們之間的隔板組成；風力加速單元則由風力過渡管、文丘裡管和擴壓管組成；附加單元包括發電單元、外部支架、單向門擋風裝置和風速測量裝置。本發明可應用於微風發電領域。
【專利說明】—種基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機，屬於微風發電領域。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發展和人類生活水平的不斷提高，不可再生資源被人們進行了大量開採和破壞，面臨枯竭之勢，由此引發了能源危機。為了實現能源的可持續發展，我國一方面必須「開源」，即開發風能、光伏、潮汐、生物質及水能等清潔能源，另一方面還要「節流」，即調整能源結構，大力實施節能減排。風能作為一種綠色清潔可再生的能源，其重要性日趨顯著，將風能用來發電，將在很大程度上實現節能減排的目標。
[0003]目前的風力發電機大都只能適宜在風源充足、風力集中的地方使用，如果應用在風力小、風速低的地區就無法正常發電，給風力自然資源的充分利用帶來較大的局限性。而且由於目前的風力發電站通常由幾十臺渦輪機和數百個槳葉組成，不僅設備的製造、運輸和安裝的成本高昂，而且工程複雜。此外，立在地面上的較高的風輪塔會殺死鳥類，一定程度上對生態環境造成破壞。
【發明內容】
[0004]本發明是為了解決現有的風力發電機在風力小、風速低的地區無法正常發電，設備結構複雜、製造成本高和對生態環境造成破壞的問題，而提出一種基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機。
[0005]一種基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機，包括三個部分:風力收集單元、風力加速單元和附加單元。
[0006]風力收集單元由沿流道呈漸縮狀的內壁面、外壁面和它們之間的隔板組成；
[0007]內壁面、外壁面的上端面均為大小完全相同且位置完全重合的正多邊形，內壁面與外壁面之間有m個完全相同的隔板支撐，並將流道分為m個小流道。
[0008]風力加速單元則由風力過渡管、文丘裡管和擴壓管組成；
[0009]風力過渡管由直角彎管和水平彎管組成，各處直徑相等；
[0010]風力過渡管後面依次連接截面積漸縮的文丘裡管和擴壓管，利用常態下相同流量的流體通過不同截面時，流速與截面積成反比的流體性質，文丘裡管末端處的風速由於截面積變小而成倍增加；擴壓管內截面積增大，其風速低於文丘裡管末端處的風速，從而在文丘裡管內形成負壓效應，有利於風在管道內的加速流動。
[0011]附加單元包括發電單元、外部支架、單向門擋風裝置和風速測量裝置；
[0012]發電單元，即渦輪機發電裝置安裝在文丘裡管的喉口部，經過文丘裡管加速後的風驅動渦輪機，通過穩壓電路發電。
[0013]單向門擋風裝置，即單向門豎直安裝在兩個隔板中間，當空氣流入風力收集裝置底端時，會有一部分空氣從側面流出，流出的這部分空氣會吹動單向門關閉，從而阻止空氣流出。
[0014]本發明的工作原理:風經由風力收集單元上部的入風口進入，經過風力收集單元沿流道進入風力加速單元，再經由文丘裡管加速，在文丘裡管喉部達到最大風速，吹動渦輪機，將風能轉化成電能，進行發電。
[0015]本發明包括以下有益效果:
[0016]1、本發明解決了現有的風力發電機在風力小、風速低的地區無法正常發電的問題，能夠實現微風發電。本發明所述的風力發電機製造時可按比例進行縮小或放大，可放置在農場、工業區甚至是個人花園，適用地域極廣，為少風地區的風能應用開拓了新途徑。
[0017]2、本發明所述的風力發電機具有設備結構簡單、製造成本低和使用效果好等優點。
[0018]3、本發明所述的風力發電機由於葉片安裝在管子內部，可以避免葉片渦輪機對鳥類造成的傷害，實現節能環保的目的。
[0019]4、本發明所述的風力發電機由於單向門擋風裝置，可以最大效率的利用風能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明所述基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機的立體示意圖；
[0021]圖2為本發明所述基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機的葉片渦輪機的不意圖；
[0022]圖中I為內壁面,2為隔板,3為外壁面,4為風力過渡管,5為文丘裡管,6為擴壓管，7為葉片渦輪機。
【具體實施方式】
[0023]本發明技術方案不局限於以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0024]【具體實施方式】一:結合附圖1說明本實施方式，一種基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機，包括三個部分:風力收集單元、風力加速單元和附加單元。
[0025]風力收集單元由沿流道呈漸縮狀的內壁面1、外壁面3和它們之間的隔板2組成；
[0026]內壁面1、外壁面3和它們之間的隔板2組成的通道的上端有朝向水平方向的開口，為進風口，內壁面I和外壁面3的上端面均為大小完全相同且位置完全重合的正多邊形，內壁面I與外壁面3之間有m個完全相同的隔板支撐，隔板2與上壁面I和下壁面3垂直，並緊密接觸，將流道分為m個小流道，在每個流道中又有η個單向門防止空氣倒流而引起的效率降低問題。
[0027]風力加速單元則由風力過渡管4、文丘裡管5和擴壓管6組成；
[0028]風力過渡管4由直角彎管和水平彎管組成，各處直徑相等；
[0029]風力過渡管4後面依次連接截面積漸縮的文丘裡管5和擴壓管6，利用常態下相同流量的流體通過不同截面時，流速與截面積成反比的流體性質，文丘裡管5末端處的風速由於截面積變小而成倍增加；擴壓管6內截面積增大，其風速低於文丘裡管5末端處的風速，從而形成負壓效應，有利於風在管道內的加速流動。
[0030]附加單元包括發電單元、外部支架、單向門擋風裝置和風速測量裝置；[0031]發電單元，即葉片渦輪機7安裝在文丘裡管的喉口部，經過文丘裡管5加速後的風驅動葉片渦輪機7，通過穩壓電路發電。
[0032]單向門擋風裝置，當風流入內外壁面的底端時，會有一部分風從側面流出，流出的這部分空氣會使單向門關閉，從而阻擋風從側面流出。
[0033]【具體實施方式】二:本實施方式對實施方式一作進一步說明，m = 4或m = 5或m =6或m=7或m = 8 ;進風口為360度，四個或五個或六個或七個或八個完全相同的垂直擋板2將入口均勻分成四個或五個或六個或七個或八個入口管道，實現對各個方向的風力收集。
[0034]【具體實施方式】三:本實施方式對實施方式一作進一步說明，所述風速測量裝置，即風速測試儀安裝在文丘裡管喉部及進風口處。
【權利要求】
1.一種基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機，其特徵在於它包括三個部分:風力收集單元、風力加速單元和附加單元； 風力收集單元由沿流道呈漸縮狀的內壁面、外壁面和它們之間的隔板組成； 內壁面、外壁面的上端面均為大小完全相同且位置完全重合的正多邊形，內壁面與外壁面之間有m個完全相同的隔板支撐，並將流道分為m個小流道； 風力加速單元則由風力過渡管、文丘裡管和擴壓管組成； 風力過渡管由直角彎管和水平彎管組成，各處直徑相等； 風力過渡管後面依次連接截面積漸縮的文丘裡管和擴壓管； 附加單元包括發電單元、外部支架、單向門擋風裝置和風速測量裝置； 發電單元，即渦輪機發電裝置安裝在文丘裡管的喉口部。
2.如權利要求1所述的一種基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機，其特徵在於所述m = 4或m = 5或m = 6或m=7或m = 8 ;進風口為360度，四個或五個或六個或七個或八個完全相同的垂直擋板2將入口均勻分成四個或五個或六個或七個或八個入口管道，實現對各個方向的風力收集；在兩塊擋板中間豎直安裝有η = 2或η = 3個單向門擋風裝置。
3.如權利要求1所述的一種基於文丘裡效應的萬向聚風落地式微風發電機，其特徵在於所述風速測量裝置，即風速測試儀安裝在文丘裡管喉部及進風口處。
【文檔編號】F03D11/00GK103925150SQ201410195950
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】何玉榮, 鄭豔, 唐天琪, 杜巍, 謝松柏, 魏芳睿 申請人:哈爾濱工業大學