專利名稱：一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)涉及的是一種狹管聚風、固相旋轉結構、基礎基臺、建筑造型、空氣動力學、煙囪效應、尾流回收、結構力學等綜合性學科的重大核心技術，屬于風力發(fā)電系統(tǒng)技術領域。
背景技術：
加快發(fā)展新興產業(yè)是國家重要經濟戰(zhàn)略之一?！秶鴦赵宏P于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》中指出，到2015年新能源等戰(zhàn)略性新興產業(yè)增加值占國內生產總值的比重力爭達到8. 6%，到2020年這一比重將力爭達到15%左右。此外，按照有關發(fā)展規(guī)劃，“十二五”時期我國風電仍將保持年均新增1500萬千瓦左右的發(fā)展速度，市場需求潛力巨大。但是另外一個不爭的事實又不得不承認，我國目前很多風電企業(yè)都是從國外拿圖紙來進行生產，沒有自己的自主知識產權，比如金風科技的直驅技術來自于德國的Vensys,湘電風能的技術離不開荷蘭ZephyroBV公司，東方電氣、運達風電的技術則來自于Repower等公司。有的中國企業(yè)得到了對方技術授權用于制造風機，有的則簽約之初就規(guī)定該技術是自己的。這是目前風電產業(yè)存在的主要問題。國外最先進的風電技術是不會賣給我們的，很多賣給我們的都是他們落后的技術，所以我們必須加快風電的技術研究和核心技術的儲備。在自主研發(fā)中選擇最有利的技術路徑，盡快確立本土優(yōu)勢，參與國際競爭。經對社會調查和進一步檢索，未見與本實用新型完全一致或類似的專家文獻及專利報告。
發(fā)明內容本實用新型的目的是針對國內外風電產業(yè)的巨大市場潛力，特別是針對上拽式狹管聚風發(fā)電新型風力發(fā)電模式核心技術儲備和擁有自主知識產權作為本實用新型的目的。本實用新型一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)是采用以下技術方案實現的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)由吮吸窗、主柱、圈梁、平臺、調向裝置、圓弧柱、交匯固定座、避雷器、安全墻、規(guī)整板殼體、殼體、風力發(fā)動機、引風筒、防護網、航標燈、輪轂支撐、塔體、塔座、啟閉封蓋、支撐架、基臺、發(fā)電機、附柱、球狀本體、狹管本體、機械房、狹管基臺組成。狹管本體上部敞口段設置在平臺中心開口處，狹管本體下部窄口處與規(guī)整板殼體一頭對接；規(guī)整板殼體另一頭設置在殼體一頭；殼體另一頭與引風筒一頭固定連接；引風筒另一頭固定連接在塔座環(huán)向開口處；殼體內設置有風力發(fā)動機；發(fā)電機設置在機械房內地基上；殼體、規(guī)整板殼體、引風筒設置在機械房內基臺上；基臺、狹管基臺設置在附柱上；而附柱設置在地基上，可提高承重能力和消除震動；機械房設置在地基上，以增強抗臺風和地震能力；球狀本體通過向下延伸段的筒圈成活動狀嵌入狹管本體上部敞口處；球狀本體外側環(huán)向固定設置有圓弧柱；交匯固定座設置在圓弧柱頂部交匯處；狹管本體外側環(huán)向設置有主柱；主柱、圓弧柱縱向間隔一段距離固定設置有圈梁，以提高整體抗風、抗震能力；狹管本體向下平直段固定設置在狹管基臺上；球狀本體內側環(huán)向、狹管本體內壁環(huán)向、塔體內腔環(huán)向固定設置有輪轂支撐，可起到防吸癟和外部重力襲擊；塔體頂部、球狀本體環(huán)向開口處固定設置有防護網，起到防裂作用的同時，又可防止鳥類和雜物進入；塔座設置在地基上，塔體設置在塔座上；航標燈環(huán)向設置在塔體頂部；交匯固定座頂部和塔體頂部固定設置有避雷器，有利于引雷、防雷擊；吮吸窗環(huán)向設置在狹管本體上合適位置；平臺固定設置在主柱上，調向裝置設置在平臺上，平臺外側環(huán)向設置有安全墻，可有效保護施工、維護人員安全；啟閉封蓋設置在塔座中心空隙處，并固定在塔座內地基上；支撐架成支撐方式設置在風力發(fā)動機軸頭下方或向心一側下方，并固定在基臺上；風力發(fā)動機中心軸通過齒輪傳動發(fā)電機中心軸，發(fā)電機輸出電力。從而形成完整的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)。所述的球狀本體特征是環(huán)向開有聚風進口，并在聚風進口設置有防護網，向下開有流體工質出口，在出口環(huán)向壁面上增加往下延伸的圈筒，另外在球狀本體頂部外弧面中心設置有中心限位軸筒。所述的調向裝置由變速箱、齒圈、剎車塊、剎車基板組成。剎車基板成環(huán)向設置在球狀本體向下延伸段的筒圈上；剎車塊成活動]形狀卡在剎車基板上，并通過固定件固定；齒圈設置在剎車基板下方，成環(huán)向固定在球狀本體向下延伸段的筒圈上；變速箱設置在平臺上；變速箱內向外伸出的齒輪與齒圈嚙合。必要時可及時作出調向作用，規(guī)避風險。所述的狹管本體上部敞口段朝上成L形逐步縮小，通常采用10:1、8:1、6:1、4:1的比例縮小，狹管本體合適位置增加吮吸窗，并成環(huán)向間隔建立。所述的狹管本體采用市售的鋼筋混凝土、玻璃纖維增強聚酯或玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂作為建造材料，也可采用金屬薄板卷制、鉚焊、拼接組成。當然采用強度高、質輕、耐腐蝕的新型復合型材料制造也是合理選擇。所述的風力發(fā)動機采用大功率多級串聯風力渦輪發(fā)動機，也可采用特斯拉式無葉片風力發(fā)動機，當然采用功率高，使用穩(wěn)定，長壽命的新穎風力發(fā)動機也是完全可行的選擇。所述的風力發(fā)動機采用一至三組同軸串聯，也可分前后兩組分段設立，根據風量利用后的尾流大小來確定，但至少是前后各一組。所述的塔體、塔座采用鋼筋混凝土材料制造，也可采用鋼制圈筒通過鉚焊連接固定高10-300米的塔體，在必要時采用301-600米也是可行的選擇。所述的規(guī)整板殼體采用鋼板或玻璃纖維制作成圓筒體或異形筒體，在規(guī)整板殼體內設置有螺旋狀固相結構，可使工質流動時產生龍卷風效應，也可采用非螺旋式的平面型多層層流板，有利消除亂流。所述的發(fā)電機采用市售同步發(fā)電機、異步發(fā)電機、永磁直驅發(fā)電機、永磁直流發(fā)電機或其他更優(yōu)秀、更高效的發(fā)電機也是合理的選擇。使用時不管采用任何一種發(fā)電機，可采用大功率的單臺機獨立使用，也可采用中小型多臺聯合使用。工作原理根據伯努利定律，流速快的流體壓強小，附近流速慢的流體就會被壓強差吸過來，所以當風從聚風進口進入時，同時會帶動路經聚風進口周圍的漫散游離風量一起進入。由于低速空氣近似不可壓縮，所以受逐縮的狹管作用，流速不斷加快，當狹管本體內流體經過吮吸窗時，由于快速流動的工質流把窗外的風能帶進狹管本體內，從而又一次增大了流體的能量。在經過螺旋導流板時，在螺旋導流板特殊的固相結構引導下，形成旋轉式龍卷風姿態(tài)，在狹管綜合效應下，由原來三級風速的5米/秒左右增加到狹管出口處風速的70-80米/秒時產生20噸左右的推動力，推動風力發(fā)動機快速旋轉，進而帶動了設置在軸頭上的動力輸出渦齒，同時連同發(fā)電機中心軸頭齒輪轉動，帶動發(fā)電機運轉，由此將風能轉換成機械能，進而將機械能轉換成電能。在工質高速流動與物體表面摩擦過程中和動力軸高速旋轉運行時都會產生大量的熱量，提升了工質的溫度，使工質溫度長期保持在高于環(huán)境溫度30-40°以上，從而在煙囪效應的作用下產生了極強的上升力，可以不小于20米/秒的速度上升。而經過沖撞前置風力發(fā)動機葉輪后攜帶剩余能量的尾風，仍然具有18-25米/秒的風速，又一次撞擊后置風力發(fā)動機，在連撞帶拽的雙重作用下，產生10-15%的電能。尾風隨拽力和自然升力一路向上，順利地從塔頂部排出，回歸大自然，周而復始，循環(huán)無窮。

通過
以下結合附圖的詳細描述，本實用新型前述的和其他目的、特征和優(yōu)點將變得更為清晰。圖1是一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)的結構立體圖。圖2是一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)剖面圖。圖中序號1、吮吸窗，2、主柱，3、圈梁，4、平臺，5、調向裝置，6、圓弧柱，7、交匯固定座，8、避雷器，9、安全墻，10、規(guī)整板殼體，11、殼體，12、風力發(fā)動機，13、引風筒，14、防護網，15、航標燈，16、輪轂支撐，17、塔體，18、塔座，19、啟閉封蓋，20、支撐架，21、基臺，22、發(fā)電機，23、附柱，24、球狀本體，25、狹管本體，26、機械房，27、狹管基臺。
具體實施方式
參照附圖1、圖2所示，本實用新型一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)是采用以下技術方案實現的本實用新型一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)由吮吸窗1、主柱2、圈梁3、平臺4、調向裝置5、圓弧柱6、交匯固定座7、避雷器8、安全墻9、規(guī)整板殼體10、殼體11、風力發(fā)動機12、引風筒13、防護網14、航標燈15、輪轂支撐16、塔體17、塔座18、啟閉封蓋19、支撐架20、基臺21、發(fā)電機22、附柱23、球狀本體24、狹管本體25、機械房26、狹管基臺27組成。狹管本體25上部敞口段向上設置在平臺4中心開口處，狹管本體25下部窄口處與規(guī)整板殼體10一頭對接；規(guī)整板殼體10另一頭設置在殼體11 一頭；殼體11另一頭與引風筒13 —頭固定連接；引風筒13另一頭固定連接在塔座18環(huán)向開口處；殼體11內設置有風力發(fā)動機12 ；發(fā)電機22設置在機械房26內地基上；殼體11、規(guī)整板殼體10、引風筒13設置在基臺21上；基臺21、狹管基臺27設置在附柱23上；附柱23設置在地基上，可提高承重能力和消除震動；機械房26設置在地基上，以增強抗臺風和地震能力；球狀本體24通過向下延伸段的筒圈成活動狀嵌入狹管本體25上部敞口處；球狀本體24外側環(huán)向固定設置有圓弧柱6 ;交匯固定座7設置在圓弧柱6頂部交匯處；狹管本體25外側環(huán)向設置有主柱2 ;主柱2、圓弧柱6縱向間隔一段距離固定設置有圈梁3，以提高整體抗風、抗震能力；狹管本體25向下平直段固定設置在狹管基臺27上；球狀本體24內側環(huán)向、狹管本體25內壁環(huán)向、塔體17內腔環(huán)向固定設置有輪轂支撐16，可起到防吸癟和外部重力襲擊；塔體17頂部、球狀本體24環(huán)向開口處固定設置有防護網14，起到防裂作用的同時，又可防止鳥類和雜物進入；塔座18設置在地基上，塔體17設置在塔座18上；航標燈15環(huán)向設置在塔體17頂部；交匯固定座7頂部和塔體17頂部固定設置有避雷器8，有利于引雷、防雷擊；吮吸窗I環(huán)向設置在狹管本體25上合適位置；平臺4固定設置在主柱2上；調向裝置5設置在平臺4上，平臺4外側環(huán)向設置有安全墻9，可有效保護施工、維護人員安全；啟閉封蓋19設置在塔座18中心空隙處，并固定在塔座18內地基上；支撐架20成支撐方式設置在風力發(fā)動機12軸頭下方或向心一側下方，并固定在基臺21上；風力發(fā)動機12中心軸通過齒輪傳動發(fā)電機22中心軸，發(fā)電機22輸出電力。從而形成完整的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)。所述的球狀本體24特征是環(huán)向開有聚風進口，并在聚風進口設置有防護網14，向下開有流體工質出口，在出口環(huán)向壁面上增加往下延伸的圈筒，另外在球狀本體24頂部外弧面中心設置有中心限位軸筒。所述的調向裝置5由變速箱、齒圈、剎車塊、剎車基板組成。剎車基板成環(huán)向設置在球狀本體24向下延伸段的筒圈上；剎車塊成活動]形狀卡在剎車基板上，并通過固定件固定；齒圈設置在剎車基板下方，成環(huán)向固定在球狀本體24向下延伸段的筒圈上；變速箱設置在平臺4上；變速箱內向外伸出的齒輪與齒圈嚙合。必要時可及時作出調向作用，規(guī)避風險。所述的狹管本體25上部敞口段朝上成L形逐步縮小，通常采用10:1、8:1、6:1、4:1的比例縮小，狹管本體25合適位置增加吮吸窗I，并成環(huán)向間隔建立。所述的狹管本體25采用市售的鋼筋混凝土、玻璃纖維增強聚酯或玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂作為建造材料，也可采用金屬薄板卷制、鉚焊、拼接組成。當然采用強度高、質輕、耐腐蝕的新型復合型材料制造也是合理選擇。所述的風力發(fā)動機12采用大功率多級串聯風力渦輪發(fā)動機，也可采用特斯拉式無葉片風力發(fā)動機，當然采用功率高，使用穩(wěn)定，長壽命的新穎風力發(fā)動機也是完全可行的選擇。所述的風力發(fā)動機12采用一至三組同軸串聯，也可分前后兩組分段設立，根據風量利用后的尾流大小來確定，但至少是前后各一組。所述的塔體17、塔座18采用鋼筋混凝土材料制造，也可采用鋼制圈筒通過鉚焊連接固定高10-300米的塔體，在必要時采用301-600米也是可行的選擇。所述的規(guī)整板殼體10采用鋼板或玻璃纖維制作成圓筒體或異形筒體，在規(guī)整板殼體10內設置有螺旋狀固相結構，可使工質流動時產生龍卷風效應，也可采用非螺旋式的平面型多層層流板，有利消除亂流。所述的發(fā)電機22采用市售同步發(fā)電機、異步發(fā)電機、永磁直驅發(fā)電機、永磁直流發(fā)電機或其他更優(yōu)秀、更高效的發(fā)電機也是合理的選擇。使用時不管采用任何一種發(fā)電機，可采用大功率的單臺機獨立使用，也可采用中小型多臺聯合使用。本實用新型一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)具有多項卓越的核心技術和優(yōu)異的性價優(yōu)勢，具體如下1、規(guī)避強暴偏轉閉合技術，使聚風發(fā)電自我保護意識有了實質性的提升。眾所周知，現有風力發(fā)電無論是水平軸還是垂直軸風力機在規(guī)避突然襲來的風暴、臺風時，很難作出快速反應，葉片斷裂，主機扭不動是家常便飯，因此幾年下來損壞嚴重、維修也難，令投資者叫苦不迭。本實用新型利用球狀本體耦合延伸圈并進行一系列的優(yōu)化設置，增強機械動能的同時，啟用熟練的碟剎功能，通過感知手段對各種復雜的環(huán)境進行科學預測，當遇到雷暴、臺風時可立馬扭頭規(guī)避兇險，同時關閉啟閉封蓋，做到安全保障，萬無一失。大大提高了整個大系統(tǒng)的安全性，也為未來狹管聚風發(fā)電在安全領域打下了良好基礎。2、狹管工質增速耦合螺旋固相結構，開創(chuàng)新穎風力發(fā)電模式。根據風速低于O. 3馬赫時空氣近似不可壓縮原理和通過在狹管內關鍵段設置固相螺旋結構，使工質流形成高速旋轉的龍卷風姿態(tài)，加上吮吸窗作用和煙囪效應，使風能從聚風進口進入時的三級風5米/秒左右，經過逐縮式狹管效應，螺旋固相結構所產生的龍卷風效應，吮吸窗增量功能和熱氣流上升煙囪效應的一系列優(yōu)化提增，最后到狹管出口時風速達到70-80米/秒，同時產生20噸左右的推動力和強大的扭力，使發(fā)電效率得到極大的提升，風能利用率達到70%以上。3、卓越的工作效率，優(yōu)異的綠能創(chuàng)造能力，具有極大的投資價值的高質量項目。本實用新型不但有上述眾多的核心技術，而且同時具備制造容易，可在用電口建站，微風啟動，使用壽命長和卓越的性價比，可觀可喜的投資回報率；在維護地球環(huán)境，改造高污染、高能耗發(fā)電行業(yè)，創(chuàng)建高效發(fā)電零排放新穎產業(yè)，保證人類社會可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。本實用新型與現有新能源電力系統(tǒng)及傳統(tǒng)火電系統(tǒng)價格比本實用新型與現有新能源電力系統(tǒng)及傳統(tǒng)火電系統(tǒng)綜合性能比
權利要求1.一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于由吮吸窗、主柱、圈梁、平臺、調向裝置、圓弧柱、交匯固定座、避雷器、安全墻、規(guī)整板殼體、殼體、風力發(fā)動機、引風筒、防護網、航標燈、輪轂支撐、塔體、塔座、啟閉封蓋、支撐架、基臺、發(fā)電機、附柱、球狀本體、狹管本體、機械房和狹管基臺組成；狹管本體上部敞口段向上設置在平臺中心開口處，狹管本體下部窄口處與規(guī)整板殼體一頭對接；規(guī)整板殼體另一頭設置在殼體一頭；殼體另一頭與引風筒一頭固定連接；引風筒另一頭固定連接在塔座環(huán)向開口處；殼體內設置有風力發(fā)動機；發(fā)電機設置在機械房內地基上；殼體、規(guī)整板殼體、引風筒設置在機械房內基臺上；基臺、狹管基臺設置在附柱上；而附柱設置在地基上，提高承重能力和消除震動；機械房設置在地基上，以增強抗臺風和地震能力；球狀本體通過向下延伸段的筒圈成活動狀嵌入狹管本體上部敞口處；球狀本體外側環(huán)向固定設置有圓弧柱，交匯固定座設置在圓弧柱頂部交匯處；狹管本體外側環(huán)向設置有主柱，主柱、圓弧柱縱向間隔一段距離固定設置有圈梁，以提高整體抗風、抗震能力；狹管本體向下平直段固定設置在狹管基臺上；球狀本體內側環(huán)向、狹管本體內壁環(huán)向、塔體內腔環(huán)向固定設置有輪轂支撐，起到防吸癟和外部重力襲擊；塔體頂部、球狀本體環(huán)向開口處固定設置有防護網，起到防裂作用的同時，又防止鳥類和雜物進入；塔座設置在地基上，塔體設置在塔座上；航標燈環(huán)向設置在塔體頂部；交匯固定座頂部和塔體頂部固定設置有避雷器，有利于引雷、防雷擊；吮吸窗環(huán)向設置在狹管本體上；平臺固定設置在主柱上，調向裝置設置在平臺上，平臺外側環(huán)向設置有安全墻，有效保護施工、維護人員安全；啟閉封蓋設置在塔座中心空隙處，并固定在塔座內地基上；支撐架成支撐方式設置在風力發(fā)動機軸頭下方或向心一側下方，并固定在基臺上；風力發(fā)動機中心軸通過齒輪傳動發(fā)電機中心軸，發(fā)電機輸出電力，從而形成完整的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)。
2.根據權利要求1所述的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的球狀本體環(huán)向開有聚風進口，并在聚風進口設置有防護網，向下開有流體工質出口，在出口環(huán)向壁面上增加往下延伸的圈筒，另外在球狀本體頂部外弧面中心設置有中心限位軸筒。
3.根據權利要求1所述的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的調向裝置由變速箱、齒圈、剎車塊、剎車基板組成，剎車基板成環(huán)向設置在球狀本體向下延伸段的筒圈上；剎車塊成活動]形狀卡在剎車基板上，并通過固定件固定；齒圈設置在剎車基板下方，成環(huán)向固定在球狀本體向下延伸段的筒圈上；變速箱設置在平臺上。
4.根據權利要求1所述的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的狹管本體上部敞口段朝上成L形逐步縮小，通常采用10:1、8:1、6:1、4:1的比例縮小。
5.根據權利要求1所述的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的狹管本體采用鋼筋混凝土、玻璃纖維增強聚酯或玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂作為建造材料，或采用金屬薄板卷制、鉚焊、拼接組成。
6.根據權利要求1所述的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的風力發(fā)動機采用大功率多級串聯風力渦輪發(fā)動機，或采用特斯拉式無葉片風力發(fā)動機。
7.根據權利要求1所述的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的風力發(fā)動機采用一至三組同軸串聯或分前后兩組分段設立。
8.根據權利要求1所述的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的塔體、塔座采用鋼筋混凝土材料制造，或采用鋼制圈筒通過鉚焊連接固定高10-300米或301-600米的塔體。
9.根據權利要求1所述的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的規(guī)整板殼體采用鋼板或玻璃纖維制作成圓筒體或異形筒體，在規(guī)整板殼體內設置有螺旋狀固相結構，使工質流動時產生龍卷風效應，或采用非螺旋式的平面型多層層流板，有利消除亂流。
10.根據權利要求1所述的一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的發(fā)電機采用同步發(fā)電機、異步發(fā)電機、永磁直驅發(fā)電機或永磁直流發(fā)電機，采用大功率的單臺機獨立使用或采用中小型多臺聯合使用。
專利摘要本實用新型一種上拽式狹管聚風發(fā)電系統(tǒng)涉及的是一種狹管聚風、固相旋轉結構、基礎基臺、建筑造型、空氣動力學、煙囪效應、尾流回收、結構力學等綜合性學科的重大核心技術，屬于風力發(fā)電系統(tǒng)技術領域。由吮吸窗、主柱、圈梁、平臺、調向裝置、圓弧柱、交匯固定座、避雷器、安全墻、規(guī)整板殼體、殼體、風力發(fā)動機、引風筒、防護網、航標燈、輪轂支撐、塔體、塔座、啟閉封蓋、支撐架、基臺、發(fā)電機、附柱、球狀本體、狹管本體、機械房、狹管基臺組成；狹管本體上部敞口處向上設置在平臺中心開口處，下部窄口段與規(guī)整板殼體一頭對接；引風筒另一頭固定連接在塔座環(huán)向開口處；殼體內設置有風力發(fā)動機；發(fā)電機設置在機械房內地基上。
文檔編號F03D11/00GK202900539SQ20122039438
公開日2013年4月24日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權日2012年8月10日
發(fā)明者李勇強, 姚伯龍, 謝玉琪, 楊偉濤, 周志剛 申請人:無錫中陽新能源科技有限公司