专利名称：集风式风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电机。
背景技术：
目前普遍使用的风力发电机都是叶片式的，其缺点是1、集风效率低，输出功率比 较小；2、叶片需要高强度的材料制造，因此成本较高；3、环境要求高，需要在气流较大或者 风口地区使用，而风力较小时，很难产生电力。中国专利申请CN1553052A公开了一种集风式风力发电机组，如附图1所示，其主 要特点是安装在集风塔上且可在集风塔上实现水平旋转360°的集风器2为封闭的喇叭 状盆体结构，该集风器的盆体底部安装有泄风阀3，该集风器的盆体下部连通一风管5，该 风管连通与发电机组11的传动轴同轴的卧式风轮6。这种设计的缺陷在于1、集风器收集的风经过弯曲的风管到达卧式风轮时，能量 损失很多；2、需要在塔之外的空间安置卧式风轮和发电机，增加了工作空间；3、采用的卧 式风轮发电对风能的利用率低；4、无法确保集风端喇叭口始终处于迎风方向。
实用新型内容本实用新型中所述的管状塔中的“塔”是指通常在风力发电机中使用的搭载有机 舱转子的支撑结构。它可以为管状塔，也可以是格子状的塔。本实用新型中所述的轴流风机是指风机的轴与流入气流同方向，因此，通过风机 的空气不会改变方向，而是平行于风机轴流动。本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种集风效果好，风能利用率 高的风能发电机。为此，本实用新型提供了一种集风式风力发电机，它包括喇叭状集风器、发电机、 出风口，其特征在于，它还包括与发电机连接的轴流风机转子。优选发电机与轴流风机转子同轴连接，从而减少机械连接造成的能量损耗。在本实用新型的其中一种实施方案中，包括喇叭状集风器、发电机、出风口、与发 电机同轴连接的轴流风机转子，还包括与喇叭状集风器相通的管状塔，所述的轴流风机转 子安装在管状塔底部并与管状塔同轴。在本实施方案中，喇叭状集风器的集风端喇叭口的 形状优选为圆形。为了进一步的提高风能的利用率，可以使用多级的轴流风机转子。所谓多级的轴 流风机转子就是指具有多层叶片、叶片直径逐渐变大的风机转子，相应地，所述的管状塔底 部须为开口向下的喇叭型。本领域技术人员也可以无需创造性地通过常用的机械装置(比如轴承等)使喇叭 状集风器在塔上实现水平角度360°的自由旋转。可以选择在喇叭状集风器的底部安装泄风装置，比如采用常见的安全压力控制 阀。优选采用这样一种结构它的外部形状是一个与集风端喇叭开口方向相反的喇叭形(直径优选小于集风端喇叭口的直径)，它的内部包括一个可将喇叭封闭的圆锥形塞子和 顶住该圆锥形塞子的弹性元件，如弹簧、弹片等。通过设置弹性元件的强度，可以确保当风 力过大、喇叭管内的气体压力超过一定值时，管内气体可以挤开圆锥塞子达到泄压、放气的 目的。此外，可以设置上述泄压、放气的喇叭口到管状塔的长度远远长于集风端喇叭口 到管状塔的长度，这主要是利用杠杆原理确保始终是集风端喇叭口处于迎风方向。喇叭状集风器上还可以安装有垂直于水平面的翅片，也是确保喇叭口始终处于迎 风方向。另外，为了避免鸟类等飞入喇叭状集风器内，还可以在集风端喇叭口安装网。在本实用新型的另外一种实施方案中，集风式风力发电机包括喇叭状集风器、发 电机、出风口、与发电机连接的轴流风机转子。其中，所述的喇叭状集风器是固定式的，开 口形状为矩形，面且上面设置有泄风口和遮盖住泄风口的活动泄风叶。所述的活动泄风叶 可以遮盖住泄风口，但是也可以打开。优选使用可调节的弹簧(在本实用新型附图中未示 出)，通过对弹簧的设置使其保持在正常状态下遮盖住泄风口，而当风力很大，喇叭口内气 压达到一定值即冲开弹簧片达到泄风的目的。本实用新型申请要求保护的集风式风力发电机的优点是集风效果好；风能利用 率高；充分利用了塔的内部空间；不需要使用直径很大的叶片，对材料的强度要求相对较 低；电动机和轴流风机转子都处于离地面较低的高度，便于机器的维修和保养。
图1是现有技术中的一种风力发电机结构示意图。图2是本实用新型的其中一种集风式风力发电机的结构示意图。图3是本实用新型的其中一种泄风装置的结构示意图。图4是本实用新型的其中一种固定式的集风式风力发电机。图5是安装有固定式的集风式风力发电机的住宅示意图。图6是图5所示住宅的俯视图。图7是实施例4所示的安装有固定式的集风式风力发电机的住宅示意图。
具体实施方式
下面参照上述附图，对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明。实施例1如附图2所示的集风式风力发电机，包括管状塔1、喇叭状集风器2、安装在喇叭状 集风器底部的泄风装置3、发电机4、出风口 5、与发电机同轴的多级轴流风机转子6，轴流风 机转子6安装在管状塔底部并与管状塔同轴。管状塔1底部为开口向下的喇叭型。喇叭状 集风器2和管状塔1之间安装有轴承7。如附图3所示，安装在喇叭状集风器底部的泄风装 置3的外部形状是一个直径小于集风端喇叭口的直径的、开口方向相反的小喇叭，内部它 还包括一个可将喇叭封闭的圆锥形塞子8，和顶住该圆锥形塞子的弹簧9。喇叭状集风器上 还安装有垂直于水平面的翅片10。另外，为了避免鸟飞入喇叭状集风器内，在集风端喇叭口 安装了网(图上未示出)。[0029]以下为本实用新型的另一种具体实施方式
——固定式的集风式风力发电机及其应用。实施例2如附图4所示的集风式风力发电机，包括开口为矩形喇叭状集风器2、喇叭状集风 器2上的泄风口 18和遮盖住泄风口的活动泄风叶17、发电机4、出风口 5、与发电机同轴的 单级轴流风机转子16。喇叭状集风器的开口设置为矩形主要是便于集风式风力发电机的固 定安装。本实施例中的固定式的集风式风力发电机可以安装在平顶房屋或者其他任何平 顶的建筑上。实施例3集风式风力发电机可以配置有两个以上开口为矩形的喇叭状集风器，分别朝向不 同的方向。如附图5和6所示，集风式风力发电机包括开口为矩形喇叭状集风器2、喇叭状集 风器2上的泄风口和遮盖住泄风口的活动泄风叶17、发电机4、出风口 5、与发电机同轴的单 级轴流风机转子16。在本实施例中，在屋顶14配置了两个喇叭状集风器，分别朝向东、西四 个方向。喇叭状集风器安装在屋顶14上，管状塔1、轴流风机转子6和发电机4都安转在房 屋的一侧、屋顶以下。当有风时，迎风的喇叭状集风器与管状塔之间的阀门打开，背风的另一个喇叭状 集风器与管状塔1之间的阀门关闭，让轴流风机转子6和发电机4工作。当有台风等恶劣天气时，可以关闭所有喇叭状集风器与管状塔之间的阀门。实施例4如附图7所示的集风式风力发电机包括开口为矩形喇叭状集风器2、喇叭状集风 器2上的泄风口和遮盖住泄风口的活动泄风叶17、发电机4、出风口 5、与发电机同轴的单级 轴流风机转子16。本实施例中的固定式的集风式风力发电机可以安装在悬山顶、硬山顶等具有斜面 屋顶的房屋或者其它建筑上，也可以是斜山坡或者山顶上。
权利要求1.一种集风式风力发电机，包括喇叭状集风器、发电机、出风口，其特征在于，还包括与 发电机连接的轴流风机转子。
2.根据权利要求1所述的集风式风力发电机，其特征在于，还包括与喇叭状集风器相 通的管状塔、与发电机同轴连接的轴流风机转子，所述的轴流风机转子安装在管状塔底部 并与管状塔同轴。
3.根据权利要求2所述的集风式风力发电机，其特征在于，所述的管状塔底部为开口 向下的喇叭形，所述的轴流风机转子为多级轴流风机转子，转子上的叶片直径逐渐变大。
4.根据权利要求3所述的集风式风力发电机，其特征在于，还包括一个安装在喇叭状 集风器底部的泄风装置，所述泄风装置的外部形状是与集风端喇叭开口方向相反的喇叭 形，所述泄风装置的内部还包括一个可将喇叭封闭的圆锥形塞子和顶住该圆锥形塞子的弹 性元件。
5.根据权利要求4所述的集风式风力发电机，其特征在于，所述的喇叭状集风器上还 安装有垂直水平面的翅片。
6.根据权利要求5所述的集风式风力发电机，其特征在于，在所述的喇叭状集风器的 集风端喇叭口安装有网。
7.根据权利要求1所述的集风式风力发电机，其特征在于，所述的喇叭状集风器的开 口形状为矩形，且上面设置有泄风口和可遮盖住该泄风口的活动泄风叶。
8.根据权利要求2所述的集风式风力发电机，其特征在于，所述的喇叭状集风器的开 口形状为矩形，且上面设置有泄风口和可遮盖住该泄风口的活动泄风叶。
9.根据权利要求8所述的集风式风力发电机，其特征在于，所述的喇叭状集风器的数 量为两个以上，且喇叭状集风器与管状塔之间安装有阀门。
专利摘要本实用新型提供了一种集风式风力发电机，它包括管状塔、喇叭状集风器、发电机、出风口，还包括与发电机同轴的轴流风机转子，轴流风机转子安装在管状塔底部。本实用新型申请要求保护的集风式风力发电机集风效果好；风能利用率高；充分利用了塔的内部空间；不需要使用直径很大的叶片，对材料的强度要求相对较低；电动机和轴流风机转子都处于离地面较低的高度，便于机器的维修和保养。
文档编号F03D1/00GK201908779SQ20102019269
公开日2011年7月27日 申请日期2010年4月27日 优先权日2010年2月10日
发明者吴扬, 李翔 申请人:微宏动力系统(湖州)有限公司