一种风力发电机组增功率装置的制作方法

1.本发明涉及风力发电装备技术领域，特别是涉及一种风力发电机组增功率装置。


背景技术：

2.伴随着清洁能源的不断发展，越来越多的电力企业开始致力于研究风能发电，在风能发电中风力发电机是常用的设备。
3.对风力发电机而言，扇叶叶片是风力发电机上必不可少的配件(扇叶叶片直接接受风力吹送作用进行做功)，然而研究人员发现，现有技术中大量的风力发电机组发电效率低下(尤其是在低风速、低转速的时候)，然而如果能够切实的最大程度上利用好扇叶叶片提升转速，则做功效率将会在有限的风力资源条件下得到大大提高。


技术实现要素：

4.基于此，本发明提供设计了一种风力发电机组增功率装置克服了背景技术中指出的做功效率低下的问题。
5.本发明提供了一种风力发电机组增功率装置，包括叶片、调节机构、集风桶、轴流风机、导风管、出风喷嘴；
6.其中，所述叶片为多个，且多个所述叶片围绕所述叶片调节支撑机构的外周圆周边沿方向上间隔设置；所述叶片的内部设置有便于容纳导风管布设管道的内腔，且所述叶片的末端设置有便于导风管向外排风的出风喷嘴；
7.位于所述叶片调节支撑机构的前面进行安装一个集风桶风桶，且所述集风桶的集风桶近端开口(即桶底)开口端朝向来风向，桶底有与叶片数量相当的出风管入口。
8.所述轴流风机则设置在所述集风桶内部的远端开口近端开口处，位于所述集风桶的近端开口轴流风机后侧的桶臂通过所述导风管与所述叶片的根部连通；所述导风管的一端与所述近端开口集风桶导通，所述导风管的另一端则与所述叶片末端的出风喷嘴导通。
9.优选的，作为一种可实施方案；所述集风桶的远端开口为直径逐渐变大的喇叭口形状。
10.优选的，作为一种可实施方案；所述集风桶的远端开口以及近端开口的形状均为圆形近端开口。
11.优选的，作为一种可实施方案；所述风力发电机组增功率装置还包括电源装置；所述电源装置与所述轴流风机电连接；所述电源装置用于为所述轴流风机供电。
12.优选的，作为一种可实施方案；所述叶片的数量为9个，9个所述叶片沿着所述叶片调节支撑机构的外周圆周边沿方向上间隔设置。
13.优选的，作为一种可实施方案；所述导风管伸向出风喷嘴的出口端的出风方向与所述叶片的主迎风面之间的夹角90
°±0°
之间的夹角范围。
14.优选的，作为一种可实施方案；所述导风管伸向出风喷嘴的出口端的出风方向与所述叶片的主迎风面之间的夹角为90
°
。
15.本发明提出的风力发电机组增功率装置，具有以下有益效果：
16.分析上述实施例提供的风力发电机组增功率装置的主要技术方案可知：该风力发电机组增功率装置，主要由叶片、调节机构、集风桶、轴流风机、导风管、出风喷嘴等部分构成；其中，叶片是改进的结构叶片，其内部设置有较大内部空间，除了安装必备的结构外，还设置有便于容纳导风管布设管道的内腔，同时在叶片的末端设置有便于导风管向外排风的出风喷嘴(便于从集风桶通过导风管送到出风喷嘴处然后喷出)；
17.同时在叶片调节支撑机构的前面进行安装一个集风桶；在集风桶的内部则安装固定一个轴流风机，轴流风机则设置在所述集风桶内部的远端开口与近端开口之间的位置处。上述导风管的一端与所述靠近桶底的桶臂出风喷嘴导通，所述导风管的另一端则与所述叶片末端的出风喷嘴导通，通过上述导风管的作用可以将集风桶以及轴流风机吹出的风力(或称风能)将其导流到叶片末端的出风喷嘴处，一是利用轴流风机把风力发电机组风轮轴心附近不做功的风吸进集风桶加压；二是使得风力发电机组风轮轴心附近形成负压，使得更多的风冲向风轮做功；三是风力发电机组风轮轴心附近的风在轴流风机的二次加速加压和在离心力的作用下，从叶片的出风喷嘴喷出，同时利用扇叶叶片轴的长度形成的力矩，是风力发电机组风轮轴心力矩的几十倍，对叶片形成更加强大的反作用力而使得风轮加速旋转而使得发电机加速度增加做功。
附图说明
18.图1为本发明实施例提供的风力发电机组增功率装置的整体结构示意图；
19.图2为本发明实施例提供的风力发电机组增功率装置中的叶片主视结构示意图；
20.图3为本发明实施例提供的风力发电机组增功率装置中的叶片俯视结构示意图。
21.标号：叶片10；调节机构20；集风桶30；轴流风机40；导风管50；出风喷嘴60。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
24.实施例一
25.如图1-3所示，本发明实施例一提供了一种风力发电机组增功率装置，包括叶片10、调节机构20、集风桶30、轴流风机40、导风管50、出风喷嘴60；
26.其中，所述叶片10为多个，且多个所述叶片10围绕所述叶片调节支撑机构20的外周圆周边沿方向上间隔设置；所述叶片10的内部设置有便于容纳导风管50布设管道的内腔，且所述叶片10的末端设置有便于导风管50向外排风的出风喷嘴60；
27.位于所述叶片调节支撑机构20的前面进行安装一个集风桶30，且所述集风桶30的
远端开口向外侧来风方向朝向，所述集风桶30的近端开口(即桶底)封闭并向内侧方向朝向(同时集风桶30的近端开口封闭并于所述叶片调节支撑机构20的端部固定连接，且集风桶30可以与叶片调节支撑机构20同轴)；
28.所述轴流风机40则设置在所述集风桶30内部的远端开口与近端开口之间的位置处，位于所述集风桶30的近端开口通过所述导风管50与所述叶片10的末端连通；所述导风管50的一端与所述近端开口导通，所述导风管50的另一端则与所述叶片10末端的出风喷嘴60导通。
29.分析上述实施例提供的风力发电机组增功率装置的主要技术方案可知：该风力发电机组增功率装置，主要由叶片10、调节机构20、集风桶30、轴流风机40、导风管50、出风喷嘴60等部分构成；其中，叶片是改进的结构叶片，其内部设置有较大内部空间，除了安装必备的结构外，还设置有便于容纳导风管50布设管道的内腔，同时在叶片10的末端设置有便于导风管50向外排风的出风喷嘴60(便于从集风桶通过导风管送到出风喷嘴处然后喷出)；
30.同时在叶片调节支撑机构20的前面进行安装一个集风桶30；在集风桶30的内部则安装固定一个轴流风机40，轴流风机40则设置在所述集风桶30内部的远端开口与近端开口之间的位置处。上述导风管50的一端与所述近端开口导通，所述导风管50的另一端则与所述叶片10末端的出风喷嘴60导通，通过上述导风管50的作用可以将集风桶30以及轴流风机40吹出的风力(或称风能)将其导流到叶片10末端的出风喷嘴处，然后在离心力的作用下，相当于二次加速加压后从叶片的出风喷嘴60喷出，对叶片形成反作用力而使得风轮加速旋转而增加做功。
31.终上所述，本发明实施例提供的风力发电机组增功率装置，通过轴流式风机安装在集风桶内，把轴流式风机的机组轴心附近不能产生更多扭力(扭矩)的风吸入，加速加压后送进叶片内嵌的导风管处，同时在离心力的作用下，相当于二次加速加压后从叶片出风喷嘴喷出，进而对叶片形成反作用力而使得风轮加速旋转而使得发电机加速度增加做功和发电量，最终解决现有的风机能效低下的问题。
32.下面对本发明实施例一提供的风力发电机组增功率装置的具体结构以及具体技术效果做一下详细说明：
33.优选的，作为一种可实施方案；所述集风桶30的远端开口为直径逐渐变大的喇叭口形状。
34.优选的，作为一种可实施方案；所述集风桶30的远端开口以及近端开口的形状均为圆形，且所述集风桶30的远端开口的直径尺寸大于近端开口的直径尺寸。
35.需要说明的是，在本技术的技术方案中，上述集风桶30的远端开口为直径逐渐变大的喇叭口形状，利用上述逐渐变大的喇叭口形状的远端开口可以最大程度上对来风进行收集集风，同时当风力慢慢进入集风桶30内尤其靠近集风桶30的远端开口后开口变小，随后风速加快进而增强了导风管的风力以及风速，为后续出风喷嘴喷出强劲风力提供了技术结构基础保障；
36.同时具有上述结构设计的风力发电机组增功率装置可以进一步的产生更大扭矩以及做功作用。
37.优选的，作为一种可实施方案；所述风力发电机组增功率装置还包括电源装置；所述电源装置与所述轴流风机40电连接；所述电源装置用于为所述轴流风机40供电。
38.优选的，作为一种可实施方案；所述叶片的数量为9个，9个所述叶片沿着所述叶片调节支撑机构20的外周圆周边沿方向上间隔设置。
39.需要说明的是，在本发明实施例的具体技术方案中，上述发电机组的叶片优选使用9个叶片，且要求每个叶片都有出风喷嘴，每个叶片内都安装了导风管，均可以通过导风管增强叶片的转动扭矩以及转动速度。
40.优选的，作为一种可实施方案；所述导风管50伸向出风喷嘴60的出口端的出风方向与所述叶片10的主迎风面之间的夹角90
°±
10
°
之间的夹角范围。
41.优选的，作为一种可实施方案；所述导风管伸向出风喷嘴的出口端的出风方向与所述叶片的主迎风面之间的夹角为90
°
。
42.在本发明实施例的具体技术方案中，在轴流风机出风侧的集风桶开孔，在叶片轴同方向布置导风管，在叶片顶部的来风侧叶片的末端表面上留出了上述出风喷嘴，将风从集风桶通过导风管送到出风喷嘴处然后喷出。同时导风管50伸向出风喷嘴的出风的方向与叶片10的主迎风面(或是主迎风面与来方方向一致)的方向优选夹角是90
°
夹角(上下可以是10
°
的误差)。
43.关于本发明实施例提供的风力发电机组增功率装置的应用原理如下：一是利用轴流风机把风力发电机组风轮轴心附近不做功的风吸进集风桶加压；二是使得风力发电机组风轮轴心附近形成负压，使得更多的风冲向风轮做功；三是风力发电机组风轮轴心附近的风在轴流风机的二次加速加压和在离心力的作用下，从叶片的出风喷嘴喷出，同时利用扇叶叶片轴的长度形成的力矩，是风力发电机组风轮轴心力矩的几十倍，对叶片形成更加强大的反作用力而使得风轮加速旋转而使得发电机加速度增加做功。
44.集风桶附近的风对叶片的扭矩几乎为零，但从出风喷嘴喷出时，对叶片形成最大的推动力，风的推力乘以叶片轴长度(风轮半径)等于扭矩，大大增加的扭矩促使风轮加速旋转。上述推动作用力更为明显，导致叶片转动扭矩更大，从而将扭矩直接作用在转子的外周壁面上产生风力发电的源动力。
45.在另一个实施例中，也可以将叶片设计成叶片角度可调整的结构形式；这样当遇到超额定风速时，叶片可以通过调节叶片迎风角度(将迎风角度减小)，这时出风喷嘴的风的推动力会抵消一部分来风向风对风轮塔杆的推力，减小倒杆的概率。
46.本发明实施例提供的上述风力发电机组增功率装置，利用特定结构形式的叶片以及导风管等结构实现较高效率的能量转化，最大程度上利用了风能，最终将风能转变为机械能，最终再转变为电能，在提升风力做功效率的同时，提升了风力发电效率。
47.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
48.需要说明的是，以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。