風力發電塔n組小型渦輪渦扇發電系統的製作方法

2023-10-05 03:07:44

專利名稱：風力發電塔n組小型渦輪渦扇發電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種發電系統，尤其為ー種風カ發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統。
背景技術：
我國近些年來出現了大面積「拉閘限電」現象。造成電カ供應緊張的原因既有經濟快速增長，高耗能產業急速發展的因素，也有能源結構不合理，新能源、可再生能源開發不足方面的因素。中國目前的電カ供應主要以水力發電和火力發電為主，一旦乾旱嚴重或煤炭供應緊張，電カ供應就會受到很大的影響。而風能作為ー種重要的可再生能源，取之不盡、用之不竭，因而風カ發電技術在國內外受到了極大的重視。由於自然風的速度和方向是隨機變化的，風能具有不穩定的特性，因此風カ發電 存在功率調節、變速運行、對風調節和變漿距等問題。由於在地面上利用太陽能要受到大氣層衰減的影響，還要受陰睛天、日出日落、地理位置等影響，因此太陽能的利用率較低，而且能量不平衡。為此，本申請的發明人針對上述傳統技術的缺陷，採用串聯小型渦輪渦扇發電裝置形成發電組，進而將發電組並聯組合成發電單元，這樣就可以提高發電的電壓，為居民提供足夠的電能。
發明內容本發明目的是，提供一種風カ發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統，解決不同風カ下都能夠發電的，及時在風力比較小的情況下也能產生足夠的電能。本發明的工作原理自然風通過高壓強カ送風機經送風漏鬥輸送，輸送進來的風帶動渦輪渦扇隨著風一起轉動，進而將風能轉換為電能；當風カ比較弱時要啟動電動機使潤輪潤扇的轉速達到一定的轉速而發電。為實現上述目的，本發明解決的主要技術問題是，第一，採用小型渦輪渦扇裝置，通過旋轉杆來保證小型渦輪渦扇總是隨風向的改變而轉換方向，進而帶動小型發電機發電；第二，每3個小型渦輪渦扇發電裝置串聯ー組組合成發電組，進而提高所發電的電壓；第三，每層樓上的小型渦輪渦扇發電組輸出的電並聯到一起，組成小型渦輪渦扇發電單元，進而在定電壓的情況下可以提高電流；第四，把每層樓的發電單元並聯組合成總的小型渦輪渦扇發電輸出總線路。本發明提供了一種發電裝置，該裝置包括由外部網殼罩著的小型渦輪渦扇和轉動軸承滾珠的固定架，所述渦輪渦扇由中心軸架、側軸架和中心轉軸固定在網殼內，所述固定架由支撐架進行支撐固定，小型渦輪渦扇通過中心轉軸與小型發電機相聯接；固定架內裝有軸承B，軸承B內部裝有中心轉動球，風カ方向變化時小型渦輪渦扇可以隨風向的改變而轉換方向，進而帶動小型發電機發電。上述技術方案中，所述網殼尾部裝有旋轉杆，通過連接杆與中心轉動球連接，在風向發生變化時可以隨風向進行上下左右的旋轉，保證了渦輪渦扇總是迎對著風。[0010]優選的是，渦輪渦扇主體中心安裝中心轉軸，該軸的一端與中心軸架匯聚在一起，另一端通過聯軸器與小型發電機相聯接。優選的是，渦輪渦扇主體內部均勻的分布著6根中心軸架，此數量乃是該發明的最佳數量，當然我們也可以根據實踐需要増加或減少中心軸架的數目，可以選擇5根或7根或8根等。優選的是，渦輪渦扇主體內部均勻分布的中心軸架一端相交與中心轉軸，另一端焊接與渦輪渦扇主體內壁的中部。優選的是，中心軸架上均勻的分布著6根側軸架，此數量乃是該發明的最佳數量，當然我們也可以根據實踐需要増加或減少側軸架的數目，可以選擇5根或7根或8根等。優選的是，中心軸架與中心轉軸之間焊接有側軸架，就將渦輪渦扇穩定牢固地與中心轉軸連接在一起。優選的是，渦輪渦扇由網殼罩著，渦輪渦扇與網殼之間留有一定的間隙，這樣保證了渦輪渦扇能夠順暢的運轉。優選的是，渦輪渦扇、側軸架、中心軸架的組合體被網殼罩著，這樣就防止了雜質進入渦輪渦扇的內部而影響工作，進而延長了該裝置的使用壽命。本發明的方案中，所述固定架有支撐架託起，固定架內部放有中心轉動球，進而將渦輪渦扇託起可以隨風向轉動，彌補了以往只能在水平方向上工作的缺陷。優選的是，固定架內部裝有轉動軸承殼和轉動軸承滾珠，進而保證了中心轉動球在固定架內隨意的轉動。優選的是，支撐架為四周封閉的鋼板圍成，這樣保證了足夠大的支撐力，很高的穩定性。優選的是，支撐架底部焊接有一支撐底座，支撐底座上開有地角螺栓孔，通過螺栓將該裝置牢牢的固定於固定面上。本發明的案中，所述小型渦輪渦扇包括內葉片、外葉片、渦輪渦扇主體。所述內葉片螺旋扭曲焊接在渦輪渦扇主體的內壁；外葉片螺旋扭曲焊接在渦輪渦扇的外壁，且所述內葉片和外葉片與主體上平面呈75°夾角。扭曲是為了使葉頂至葉根處揚程相等，避免渦流損失。因為當葉輪旋轉時，由於沿半徑方向的線速度不同，為了得到同樣的揚程，沿半徑方向葉片各截面的安裝角不相等，愈接近外緣其安裝角就愈小，因此，葉片呈扭曲狀。本渦輪渦扇充分利用風能運動，利用從中心到外圍轉速遞增的渦流使流體風自動從渦流中心區吸入渦流中，利用渦流中心產生吸力，將自然風吸入主體內，促使驅動裝置發電。優選的是，所述渦輪渦扇為風カ發電葉輪。本發明的渦輪渦扇不僅適於風向不同環境，也適於風力比較小的環境中，將更多的風能轉換為機械能，進而轉換為電能。優選的是，所述渦輪渦扇的主體為圓筒，該圓筒有一定的厚度，便於內外葉片的焊接。優選的是，所述渦輪渦扇的主體內外都裝有葉片。外葉片將自然風匯集於渦輪渦扇的內部。優選的是，所述渦輪渦扇的葉片在2° -5°螺旋角之間扭曲地安裝於主體壁上，總體呈螺旋上升趨勢。優選的是，所述渦輪渦扇的葉片根據進入渦輪渦扇的氣流量不同來定其數量，一般以內外比例為1:2。優選的是，所述渦輪渦扇的內外葉片配置不同，內外葉片的分布有相対的和錯開的。保證了更有效的接受風能。優選的是，所述渦輪渦扇的葉片均勻分布。內葉片均勻地安裝在主體內壁上，外葉片均勻地安裝在主體外壁上。優選的是，所述渦輪渦扇的內外葉片與主體上平面呈75° -80°夾角，當渦輪渦扇發生轉動時通過中心轉軸帶動小型發電機發電。本發明的方案中，所述小型渦輪渦扇發電裝置每層樓上的小型渦輪渦扇發電組輸 出的電並聯到一起，組成小型渦輪渦扇發電單元，進而在定電壓的情況下可以提高電流；把每層樓的發電單元並聯組合成總的小型渦輪渦扇發電輸出總線路。優選的是，所述風塔每層中有發電組N個，並且每層的這N個發電組以並聯的形式組合，這樣在一定電壓的情況下可以提高電流。優選的是，所述風塔的每層發電組均布置有總的發電線路，進而有利於總的通斷控制。優選的是，所述風塔的每層的每戶居民的用電線路上安裝有控制開關。優選的是，所述每層的發電組並聯在整個小型渦輪渦扇發電的總線路上，進而可以統ー調節電壓。優選的是，所述小型渦輪渦扇發電的總線路上安裝有變頻變壓穩壓裝置，進而穩定電壓。優選的是，所述小型渦輪渦扇發電的總線路上安裝有逆變升壓器，將小型渦輪渦扇發電裝置產生的低壓(12伏或24伏或48伏)直流電轉變為220伏交流電。優選的是，送風機用電輸出線路給送風機提供電源，當風カ達不到需要的轉速時通過送風機送風來增強風カ。本發明大大筒化了大型風カ發電機機體結構，降低機體設計難度和加工難度，從而降低風カ發電機組造價。

下面將結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細描述，其中圖I所示為按照本發明的風カ發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統的優選實施例的原理簡圖；圖2所示為圖I中的優選實施例的小型渦輪渦扇發電裝置剖面圖；圖3所示為圖I中的優選實施例的小型渦輪渦扇的結構圖。圖中標註說明外部網殼101，小型渦輪渦扇102，中心軸架103，側軸架104，中心轉軸105，軸承A106，聯軸器107，發電機外部固定殼108，小型發電機109，旋轉杆110，軸承B111，小舟112，中心轉動球112，轉動軸承殼113，轉動軸承滾珠114，固定架115，支撐架117，支撐底座118，連接杆119，小型渦輪渦扇發電裝置100，最高層小型渦輪渦扇串聯發電組200,最聞層發電組並聯單兀300,最聞層總的發電線路400,聞層小型潤輪潤扇串聯發電組500，高層發電組並聯単元600，高層總的發電線路700，中層小型渦輪渦扇串聯發電組800，中層發電組並聯單元900，中層總的發電線路210，整個小型渦輪渦扇發電的總線路220，變頻變壓穩壓裝置120，逆變壓器130，配電裝置140，送風機用電線路150，用戶居民用電線路160，居民用電輸出線路170，送風機用電線路控制開關180，居民用戶用電線路控制開關190，外葉片401，主體402，內葉片403，主體內壁404，主體外壁405，主體上平面406，主體下平面407。
具體實施方式
以下結合附圖介紹本發明的實施例。在詳細描述本發明的具體實施方式
之前，先就小型渦輪渦扇發電裝置進行說明。本發明小型渦輪渦扇發電裝置包括由外部網殼101、小型渦輪渦扇102和轉動軸承滾珠的固定架116，所述渦輪渦扇由中心軸架103、側軸架104和中心轉軸105固定在網殼101內，所述固定架116由支撐架117進行支撐固定，小型潤輪潤扇102通過中心轉軸103與小型發電機109相聯接；固定架116內裝有軸承B111，軸承Blll內部裝有中心轉動球113，風カ方向變化時小型渦輪渦扇102可以隨風向的改變而轉換方向。 現在參閱圖2，渦輪渦扇102豎向置於外部網殼101內，渦輪渦扇102的豎直平面、外葉片端部與外部網殼101留有一定的間隙，以保證在渦輪渦扇102發生旋轉時不會觸碰到外部網殼101的內壁。渦輪渦扇102的主體內壁的中部均勻地焊接有6根中心軸架103 ；6根中心軸架103的一端匯聚在一起，並匯聚於中心轉軸105上；6根中心軸架103與中心轉軸105之間通過6根側軸架104斜支撐固定，這樣就可將渦輪渦扇102與中心轉軸105固定在一起。中心轉軸105的另一端通過聯軸器107與小型發電機109的電機軸聯接。另外，中心轉軸105與外部網殼101接觸的部位安裝有軸承A106，以保證在渦輪渦扇102轉動時外部網殼101不會隨之轉動。為了防止外界對小型發電機109的破壞，將小型發電機109固定在外部固定殼108內。另外,夕卜部固定殼108安裝於外部網殼101的尾端,並且外部固定殼108的尾部安裝有旋轉杆110，旋轉杆110的內部安裝有軸承Blll和小舟112，當風向改變時，渦輪渦扇102可以通過旋轉杆110上下擺動。外部固定殼108的尾部的中間開有方形槽；連接杆112的一端開有圓形通孔。先將旋轉杆110插入連接杆112的圓形通孔內，再將旋轉杆110固定在外部固定殼108尾部的方形槽中，這樣就保證了渦輪渦扇102上下發生擺動。連接杆112的另一端焊接在中心轉動球113的球面上。固定架116的內部安裝有轉動軸承，轉動軸承包括軸承殼114和軸承滾珠115。軸承殼114用來保護支撐軸承滾珠115 ;固定架116用來固定軸承滾珠115進而支撐中心轉動球113。當風向發生改變吋，中心轉動球113發生轉動進而保證了渦輪渦扇102能夠隨風向的改變而轉變方向，這樣ー來，渦輪渦扇102始終迎風工作。固定架116置於支撐架117的頂部，將固定架116託起，進而將整個裝置託起。支撐架117為四周封閉的鋼板圍成，這樣就保證了足夠大的支撐力、較高的穩定性。支撐架117的底部焊接有支撐底座118，支撐底座118的連接板上開有地角螺栓孔，通過螺栓將該裝置牢牢地固定在固定面上。現在參閱圖3，本發明的渦輪渦扇102包括外葉片401，主體402，內葉片403。葉片主體包括主體內壁404，主體外壁405，主體上平面406，主體下平面407。將9個外葉片401以焊接的連接方式傾斜固定連接在主體外壁405上，其與主體外壁405的垂直壁面成一定角度，例如是15°、20°或25°等。外葉片401連接到葉片外壁405的一端的對立端在水平方向不超過主體上平面406和主體下面407。將18個內葉片403以焊接的連接方式傾斜固定連接在主體內壁404上，其與主體內壁404的垂直壁面成一定角度，例如是15度、20度或25度等。內葉片403連接到葉片內壁404的一端的對立端在水平方向上也不超過主體上平面406和主體下面407。如此傾斜成角度地設置內、外葉片401、402的好處在於，葉片的構型方向與流過葉片的風向大體相同，便於減少風能損失，從而提高渦輪葉片的效率。本發明中的外葉片401和內葉片402沿2° -5°螺旋扭曲角焊接在主體外壁405和主體內壁404上，當渦輪渦扇發生轉動時將送風機送來的風轉變成像龍捲風ー樣一致的旋轉上升的熱氣流，急速提升到上空。渦輪渦扇102的葉片以內外比例為1:2均勻的分布在主體內壁404和主體外壁405上。本發明中，優選的是，內部有9個葉片，外部有18個葉片，由於內外葉片配置不同，所以它們的分布有相対的，有錯開的。這樣減少了風能的損失，保證了更多的風被提升到上空。葉片數量乃是該發明的最佳數量，當然我們也可以根據實踐需要増加或減少葉片的數目，內葉片可以選擇6片或7片或9片或10等，外葉片可以對應根據內葉片的增加而增加，內葉片的減少而減少。現在回頭參見圖1，本發明的風カ發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統，具有多個安裝於發電塔建築的各層樓上的發電組。每3個小型渦輪渦扇發電裝置100串聯成ー組以組合成發電組。在每層樓上有N組這樣的發電組，進而可以大幅度地提高所發出電的電壓。將每層樓上的小型渦輪渦扇發電組輸出的電並聯到一起，組成小型渦輪渦扇發電単元。在每層樓上有N個這樣的發電單元，在電壓一定的情況下可以大幅度地提高電流。最高層總的發電線路400上安裝有N個最高層發電組並聯單元300，並且每ー並聯単元均有3個小型渦輪渦扇發電裝置100，這3個小型渦輪渦扇發電裝置100之間為串聯聯接。同上，高層總的發電線路700上安裝有N個高層發電組並聯單元600，並且每一井聯單元均有3個小型渦輪渦扇發電裝置100，這3個小型渦輪渦扇發電裝置100之間為串聯聯接。同上，中層總的發電線路210上安裝有N個中層發電組並聯單元900，並且每一井聯單元均有3個小型渦輪渦扇發電裝置100，這3個小型渦輪渦扇發電裝置100之間為串聯聯接。最高層總的發電線路400、高層總的發電線路700和中層總的發電線路210三者之間為並聯聯接，進而保證了發電塔每層樓的電壓相同。最高層總的發電線路400、高層總的發電線路700和中層總的發電線路210並聯到整個小型渦輪渦扇發電的總線路220上，為了穩定輸出電壓，整個小型渦輪渦扇發電的總線路220上安裝有變頻變壓穩壓裝置120 ;為了將小型渦輪渦扇發電裝置100的低壓(12伏或24伏或48伏)直流電轉變為220伏交流電，整個小型渦輪渦扇發電的總線路220上安裝有逆變升壓器130。當風カ比較小達不到小型渦輪渦扇發電裝置100所需的風カ時，打開送風機用電線路控制開關180，送風機用電線路150通電給送風機提供電源，從而使小型渦輪渦扇發電裝置100達到所需要風カ來發電；當風カ比較大時，小型渦輪渦扇發電裝置100有足夠的風カ進行發電，這時就要斷開送風機用電線路控制開關180，送風機用電線路處於斷開狀態從而停止給送風機提供電源。逆變升壓器130將小型渦輪渦扇發電裝置100的低壓(12伏或24伏或48伏)直流電轉變為220伏交流電後，通過配電裝置140來調節電壓。打開居民用戶用電線路控制開關190時，居民用電輸出線路170接通，從而每戶居民用電線路160通電。本說明書詳細地公開了本發明，包括最佳模式，並且也能使本領域的任何人員實踐本發明，包括製造和使用任何設備或系統以及執行任何引入的方法。本發明的保護範圍由附加權利要求限定，並可包括在不脫離本發明保護範圍和精神的情況下針對本發明所作的各種變型、改型及等效方案。
權利要求1.一種風カ發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統，該系統包括小型渦輪渦扇發電裝置、小型渦輪渦扇串聯發電組、發電組並聯単元、總的發電線路、變頻變壓穩壓裝置、配電裝置、送風機用電線路、居民用電輸出線路。
2.如權利要求I的風カ發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統，其特徵在於小型渦輪渦扇發電裝置為N個。
3.如權利要求I的風カ發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統，其特徵在於小型渦輪渦扇串聯發電組由3個小型渦輪渦扇發電裝置組合成。
4.如權利要求I的風カ發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統，其特徵在於發電組並聯單元為N個。
5.如權利要求I的風カ發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統，其特徵在於總的發電線路上安裝有變頻變壓穩壓裝置、逆變升壓器和配電裝置。
6.如權利要求I或5的風カ發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統，其特徵在於變頻變壓穩壓裝置包括變頻器、變壓器和穩壓器。
7.如權利要求I的風カ發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統，其特徵在於送風機用電線路上安裝有送風機用電線路控制開關。
8.如權利要求I的風カ發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統，其特徵在於居民用電輸出線路上安裝有居民用戶用電線路控制開關。
專利摘要本實用新型涉及一種風力發電塔N組小型渦輪渦扇發電系統，該系統包括小型渦輪渦扇發電裝置、小型渦輪渦扇串聯發電組、發電組並聯單元、總的發電線路、變頻變壓穩壓裝置、配電裝置。根據風塔所建地風力的大小，在風力比較強的高塔上安裝小型渦輪渦扇發電裝置；每3個小型渦輪渦扇發電裝置串聯成一組以組合成發電組，用來提高所發電的電壓；每層樓上的小型渦輪渦扇發電組輸出的電並聯在一起，組成小型渦輪渦扇發電單元，在定電壓的情況下提高電流；把每層樓的發電單元並聯組合成總的小型渦輪渦扇發電輸出總線路。
文檔編號F03D1/06GK202402217SQ201220022758
公開日2012年8月29日 申請日期2012年1月18日 優先權日2012年1月18日
發明者周劍, 周登榮 申請人:周劍, 周登榮