捕能式风力发电机组制造技术

捕能式风力发电机组，包括外层风筒、中层风筒、导流芯、发电装置，外层风筒和中层风筒的上端为喇叭口形；中层风筒插入外层风筒，它们的上端形成上部进风口，它们的夹层空间形成外层风道，中层风筒的上端形成上部吸气管道，它们上端之间的空间形成周向进风口；导流芯从中层风筒的下端插入中层风筒，导流芯和中层风筒之间的夹层空间形成中心导流风道，中层风筒的下端开口与导流芯的下端边缘配合而引导气流冲出中层风筒的下端开口；发电装置的叶轮机构在外层风筒内设置于中层风筒的下端开口的下方，外层风道的气流和从中层风筒的下端开口冲出的气流经过位于中层风筒的下端开口与叶轮机构之间的空间。能够利用低风速区的风资源，降低成本，提高效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发电机，尤其涉及风力发电机。
技术介绍
经过多年的发展，目前国内厂家的三叶片水平轴风力发电机机组已经很成熟。随着整机功率的提升，叶轮直径及塔筒高度不断增加，成本也增加。但是，目前国内的弃风问题十分严重，电网设备的建并没有及时跟上，并且由于风电的不稳定性，导致部分风场被强制限制发电量，浪费了大量的风资源。而且，传统型风机对风能的利用效率始终不能超过贝茨极限。
技术实现思路
本技术之目的在于提供一种风力发电机组，其能够利用低风速区的风资源，降低整个机组的成本，提高发电的稳定性和效率，并能减少后期运行维护的成本。为实现上述目的，本技术提供一种捕能式风力发电机组，包括外层风筒、中层风筒、中心子弹型导流芯、以及发电装置，其中，所述外层风筒、中层风筒和中心子弹型导流芯是同轴的，所述外层风筒和所述中层风筒的上端均为喇叭口形；所述中层风筒插入所述外层风筒，使得所述中层风筒和所述外层风筒的上端形成所述风力发电机组的上部进风口，并且所述中层风筒和所述外层风筒之间的夹层空间形成外层风道，所述上部进风口包括上部吸气管道和周向进风口，所述中层风筒的喇叭口形上端形成所述上部吸气管道，所述中层风筒和所述外层风筒的喇叭口形上端之间的空间形成所述周向进风口；所述中心子弹型导流芯从所述中层风筒的下端插入所述中层风筒，所述中心子弹型导流芯和所述中层风筒之间的夹层空间形成中心导流风道，并且所述中层风筒的下端开口与所述中心子弹型导流芯的下端边缘相配合而引导中心导流风道的气流冲出所述中层风筒的下端开口；并且，所述发电装置包括叶轮机构和发电机，所述叶轮机构在所述外层风筒内设置于所述中层风筒的下端开口的下方，所述外层风道的气流和从所述中层风筒的下端开口冲出的气流一起经过所述外层风筒的位于所述中层风筒的下端开口与所述叶轮机构之间的空间，带动所述叶轮机构转动，从而带动所述发电机的主轴转动。优选地，所述外层风筒的下端为喇叭口形；并且，所述外层风筒的位于所述中层风筒的下端开口与所述叶轮之间的空间为气流加速空间，所述外层风筒在与该气流加速空间对应的部分形成为直径由上至下渐缩的形状，从而与所述外层风筒的上端一起整体上构成为喇叭口形。优选地，所述叶轮机构为与所述发电机的主轴同轴的六个叶轮依次连接而成的叶轮系统，包括三个定叶轮，三个动叶轮，叶轮半径按照第一定叶轮、第一动叶轮、第二定叶轮、第二动叶轮、第三定叶轮和第三动叶轮的顺序逐级递增，其中第一定叶轮、第二定叶轮和第三定叶轮相对于所述外层风筒静止，用于调整上方来流的风向和风速，第一动叶轮、第二动叶轮和第三动叶轮分别接受来自第一定叶轮、第二定叶轮和第三定叶轮的气流而旋转。优选地，在所述叶轮的轮毂上方还设置有叶轮导流罩，以引导吹向所述叶轮的气流。优选地，所述捕能式风力发电机组还包括顶部风罩，所述顶部风罩以一定距离固定不动地覆盖于所述上部吸气管道的上方，气流从所述顶部风罩下方被吸入所述上部吸气管道；以及竖直伸缩风挡，所述竖直伸缩风挡设置于所述顶部风罩和所述上部吸气管道之间，包括沿所述上部吸气管道的周向均布的多个竖直支撑架，在所述竖直支撑架上设置有收纳槽、滑道和挡布，在安装于所述竖直支撑架上的电机的作用下，收纳于所述收纳槽中的所述挡布能够沿所述滑道升起或收缩，从而，当风速较小时，所述挡布沿所述竖直支撑架升起，增大使气流进入所述上部吸气管道的捕风面积，而当风速较大时，所述挡布沿所述竖直支撑架收缩，减小使气流进入所述上部吸气管道的捕风面积。优选地，所述周向进风口是360度环向进气，并且所述周向进风口包括设置于所述周向进风口之入口的挡板，所述挡板横跨所述中层风筒和所述外层风筒的喇叭口形上端之间的距离，以引导气流进入所述周向进风口。优选地，所述挡板是可伸缩型挡板，风速较大时，所述可伸缩型挡板在所述周向进风口处收缩折叠，而当风速较小时，所述可伸缩型挡板在所述周向进风口处展开伸长。优选地，所述捕能式风力发电机组还包括：所述挡板从所述周向进风口之入口螺旋地一直延伸至所述中层风筒的下端。优选地，捕能式风力发电机组还包括：周围支撑结构，为桁架式支撑结构，所述周围支撑结构的底部支撑于基础面上，而顶端与所述外层风筒和所述中层风筒的喇叭口形上端连接；以及中心支撑结构，设置于所述发电机的下方，该中心支撑结构的底部支撑于基础面上，所述发电机与该中心支撑结构的顶端连接。优选地，所述外层风筒和所述中层风筒的喇叭口形上端均包括水平延伸的边缘。优选地，所述中心子弹型导流芯是底部封闭的、中空的子弹型导流壳体。优选地，所述气流加速空间的长度是5-30米，例如5、10、15或20米。优选地，所述发电装置是汽轮发电机组。本技术的捕能式高效风力发电机组能够极大地利用低风速区的风资源，降低整个机组的成本，提高发电的稳定性和效率，并能减少后期运行维护的成本。附图说明图1为本技术的捕能式风力发电机组实施例的立体示意图。图2为本技术的捕能式风力发电机组实施例的风道的平面剖视示意图，其中移去了周围支撑结构和顶部风罩。图3是图2的局部放大图，示出外层风筒、中层风筒和中心子弹型导流芯的相互配合。图4为图1的一部分，示出顶部风罩及相近的一部分周围支撑结构。图5是在图4的基础上移去穹顶风罩后的示意图，以示出锥形风罩。图6为图1的一部分，示出上部进风口及相关结构。图7是在图4的基础上移去顶部风罩和周围支撑结构后的示意图，以更清楚地示出上部进风口。图8为图2的一部分，示出外层风筒的下端、发电装置和中心支撑结构。图9为本技术的捕能式风力发电机组实施例的叶轮机构的立体图。图10为本技术的捕能式风力发电机组实施例的周围支撑结构的立体图。具体实施方式在下文中，将参照附图描述本技术的捕能式风力发电机组的实施例。在此记载的实施例为本技术的特定的具体实施方式，用于说明本技术的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本技术实施方式及本技术范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。本说明书的附图为示意图，辅助说明本技术的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本技术实施例的各部件的结构，各附图之间不一定按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。此外，在参照附图进行描述时，为了表述方便，采用了方位词如“上”、“下”等，它们并不构成对特征的结构特定地限制。图1为本技术的捕能式风力发电机组实施例的立体示意图。图2为该实施例的风道的平面剖视示意图，其中移去了周围支撑结构和顶部风罩，并且，由于移去了周围支撑结构，也移去了外层风筒和中层风筒上端的与周围支撑结构连接的水平延伸的边缘。参见图1和2，该实施例的捕能式风力发电机组包括：顶部风罩1；周围支撑结构2；外层风筒4；中层风筒3；挡板5；中心子弹型导流芯6；发电装置7；以及中心支撑结构9。风从上部进风口进入，经过导流加速，到达叶轮机构，进而带动发电机发电，最后气流从出风口排出。首先，描述该捕能式风力发电机组的风道的主要构成和气流带动发电装置的基本原理。如图1和2所示，外层风筒4、中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种捕能式风力发电机组，其特征在于包括外层风筒、中层风筒、中心子弹型导流芯、以及发电装置，其中，所述外层风筒、中层风筒和中心子弹型导流芯是同轴的，所述外层风筒和所述中层风筒的上端均为喇叭口形；所述中层风筒插入所述外层风筒，使得所述中层风筒和所述外层风筒的上端形成所述风力发电机组的上部进风口，并且所述中层风筒和所述外层风筒之间的夹层空间形成外层风道，所述上部进风口包括上部吸气管道和周向进风口，所述中层风筒的喇叭口形上端形成所述上部吸气管道，所述中层风筒和所述外层风筒的喇叭口形上端之间的空间形成所述周向进风口；所述中心子弹型导流芯从所述中层风筒的下端插入所述中层风筒，所述中心子弹型导流芯和所述中层风筒之间的夹层空间形成中心导流风道，并且所述中层风筒的下端开口与所述中心子弹型导流芯的下端边缘相配合而引导中心导流风道的气流冲出所述中层风筒的下端开口；并且所述发电装置包括叶轮机构和发电机，所述叶轮机构在所述外层风筒内设置于所述中层风筒的下端开口的下方，所述外层风道的气流和从所述中层风筒的下端开口冲出的气流一起经过所述外层风筒的位于所述中层风筒的下端开口与所述叶轮机构之间的空间，带动所述叶轮机构转动，从而带动所述发电机的主轴转动。...

【技术特征摘要】
1.一种捕能式风力发电机组，其特征在于包括外层风筒、中层风筒、中心子弹型导流芯、以及发电装置，其中，所述外层风筒、中层风筒和中心子弹型导流芯是同轴的，所述外层风筒和所述中层风筒的上端均为喇叭口形；所述中层风筒插入所述外层风筒，使得所述中层风筒和所述外层风筒的上端形成所述风力发电机组的上部进风口，并且所述中层风筒和所述外层风筒之间的夹层空间形成外层风道，所述上部进风口包括上部吸气管道和周向进风口，所述中层风筒的喇叭口形上端形成所述上部吸气管道，所述中层风筒和所述外层风筒的喇叭口形上端之间的空间形成所述周向进风口；所述中心子弹型导流芯从所述中层风筒的下端插入所述中层风筒，所述中心子弹型导流芯和所述中层风筒之间的夹层空间形成中心导流风道，并且所述中层风筒的下端开口与所述中心子弹型导流芯的下端边缘相配合而引导中心导流风道的气流冲出所述中层风筒的下端开口；并且所述发电装置包括叶轮机构和发电机，所述叶轮机构在所述外层风筒内设置于所述中层风筒的下端开口的下方，所述外层风道的气流和从所述中层风筒的下端开口冲出的气流一起经过所述外层风筒的位于所述中层风筒的下端开口与所述叶轮机构之间的空间，带动所述叶轮机构转动，从而带动所述发电机的主轴转动。2.根据权利要求1所述的捕能式风力发电机组，其特征在于，所述外层风筒的下端为喇叭口形；并且所述外层风筒的位于所述中层风筒的下端开口与所述叶轮之间的空间为气流加速空间，所述外层风筒在与该气流加速空间对应的部分形成为直径由上至下渐缩的形状，从而与所述外层风筒的上端一起整体上构成为喇叭口形。3.根据权利要求1所述的捕能式风力发电机组，其特征在于，所述叶轮机构为与所述发电机的主轴同轴的六个叶轮依次连接而成的叶轮系统，包括三个定叶轮，三个动叶轮，叶轮半径按照第一定叶轮、第一动叶轮、第二定叶轮、第二动叶轮、第三定叶轮和第三动叶轮的顺序逐级递增，其中第一定叶轮、第二定叶轮和第三定叶轮相对于所述外层风筒静止，用于调整上方来流的风向和风速，第一动叶轮、第二动叶轮和第三动叶轮分别接受来自第一定叶轮、第二定叶轮和第三定叶轮的气流而旋转。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖恩荣，薛文彦，屈虎，马桂超，陈旭，张继帅，孟庆鑫，陈荷雅，
申请(专利权)人：南京高传机电自动控制设备有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32