一種多轉子導風管風力發電裝置製造方法
2023-08-07 12:55:31
一種多轉子導風管風力發電裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種多轉子導風管風力發電裝置，包括：塔筒，機艙，傳輸軸，葉輪及安置在槳葉背面可移動的導風管輪風力發電機。與葉輪轉速每分鐘十多轉需配置增速齒輪箱和匹配大直徑發電機的傳統風力發電機相比，本發明裝置選用了多個配置有導風管的高效體型小的高轉速發電機直接安裝在槳葉背風面上，以2πr乘葉輪轉速的速度移動，「r」是導風管渦輪風力發電機位置與葉輪軸心距離。因本發明裝置是在高風速高轉速下運作，可省減了增速齒輪箱，高速轉軸和大直徑發電機；在同等發電量下與傳統風力發電機相比，本發明裝置在機艙裡的設備數量和重量可減少一半以上，機艙體積、塔筒高度、葉輪直徑可相應減少，建立成本及維護費用因此可減少40％或以上。
【專利說明】-種多轉子導風管風力發電裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及風力發電【技術領域】，尤其涉及一種多轉子導風管風力發電裝置。
【背景技術】
[0002] 傳統的風力發電機，通過葉輪迎風在受扁壓下轉動發電，經實驗證明，葉輪最高效 率是在轉速為20?30rpm(revolutionperminute,轉/分鐘）；轉速過低時風能效率不 好，若轉速過高則葉輪會變成一幅擋風牆，風能效果反會下降。現有技術的大型商業風力發 電機（1麗以上）葉輪轉速每分鐘平均在10轉運作，部分更低至每分鐘8轉以下，以匹配齒 輪增速比與發電機的極數；以恆穩葉輪轉速下產生準確的50Hz或60Hz交流電以能電網。
[0003] 若葉輪以15rpm的轉速運轉，配合使用4極發電機（generator)在轉速1800rpm 的情況下可產生60Hz的交流電；齒輪增速比G為120(1800/15)。假設發電機轉速為 rpmgeneMtOT，極數為n,頻率為f(單位Hz),齒輪增速比為120,則具有下述關係式
【權利要求】
1. 一種多轉子導風管風力發電裝置，包括塔筒（10)、機艙（20)、葉輪（34)、葉輪軸心 (31)、槳葉（33)、導風管風力發電模塊（40)、轉軸（52)、軸承（51)、制動器（70)、電控系統 (101)、滑動控制系統（102)以及電力輸出系統（103);其中，所述導風管風力發電模塊（40) 包括進風口（41)、發電機（42)、發電機葉輪（43)、進風導管（44)、排風口（45)、導風管（46) 和可調進風葉瓣（48)，其特徵在於：多個所述導風管風力發電模塊（40)可各自在所述槳葉 (33)上依靠滑動器（47)滑動，且所述滑動器（47)懸掛於所述槳葉（33)的背風面上，使得 所述導風管風力發電模塊（40)通過所述葉輪（34)移動時迎風吸入進風，以驅動所述發電 機葉輪（43)轉動而發電。
2. 根據權利要求1所述的多轉子導風管風力發電裝置，其特徵在於：所述導風管風力 發電模塊（40)的軸心與所述槳葉（33)的中軸互成直角；各所述導風管風力發電模塊（40) 以2 πι·ν的速度環繞所述葉輪軸心（31)同步移動，其中：r為所述導風管風力發電模塊 (40) 與所述葉輪軸心（31)之間的距離，v為所述葉輪（34)的轉速，且v為10?30轉/分 鍾。
3. 根據權利要求2所述的多轉子導風管風力發電裝置，其特徵在於：各所述導風管風 力發電模塊（40)通過環繞所述葉輪軸心（31)移動時各自吸入所述進風而運作發電，且所 述進風的風速與流經所述葉輪（34)周邊的環境風速沒有直接關聯；所述進風流經所述發 電機葉輪（43)後在第一區膨脹後形成第一負壓區以使所述進風口（41)吸入更多風；多個 所述進風導管（44)設於所述導風管（46)後部，各所述進風導管（44)用於協助所述進風口 (41) 從外界抽取更多風進入第二區，並在第二區和所述排風口（45)形成第二負壓區以使 所述進風口（41)吸入更多風；所述第一負壓區與所述第二負壓區使得所述導風管（40)的 進風不斷增強並達到臨界風速。
4. 根據權利要求3所述的多轉子導風管風力發電裝置，其特徵在於：所述進風口（41) 與所述發電機葉輪（43)之間形成進風聚集區，所述進風聚集區的長度為所述導風管（46) 總長的25%以避免所述導風管（46)移動時把進風擋走；所述發電機葉輪（43)與所述排風 口（45)之間形成排風區以容納所述第一負壓區和所述第二負壓區；所述導風管（46)在所 述發電機葉輪（43)位置處向後端以20°向外擴大延伸以符合空氣流體動力學；所述可調 進風葉瓣（48)位於所述進風聚集區內，用於調整進風量以防止所述裝置受損。
5. 根據權利要求4所述的多轉子導風管風力發電裝置，其特徵在於：所述進風導管 (44)位於所述排風區內，且位於所述發電機葉輪（43)與所述排風口（45)之間；當所述導 風管風力發電模塊（40)移動時所述進風導管（44)從外界吸入進風使得所述排風區形成所 述第二負壓區。
6. 根據權利要求2所述的多轉子導風管風力發電裝置，其特徵在於：所述導風管發電 模塊（40)通過以逐漸減小的速度滑向所述葉輪軸心（31)來減小進風量，以降低發電功率； 反之，所述導風管風力發電模塊（40)通過以逐漸增加的速度滑向所述槳葉（33)端來增加 進風量，以增加發電功率。
7. 根據權利要求2至6任一項所述的多轉子導風管風力發電裝置，其特徵在於：所述 導風管風力發電模塊的進風風速可調控於r值、所述葉輪（34)轉速和所述可調進風葉瓣 (48)的開關大小。
【文檔編號】F03D9/00GK104234936SQ201410448999
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】陳國輝 申請人:陳國輝