一种风力采集装置、储气设备和发电系统制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种风力采集装置、储气设备和发电系统，该风力采集装置包括叶轮，所述叶轮的外侧壁由四个相互拼接的导流面组成，四个相互拼接的所述导流面的径向横截面对应为四条相互拼接的导流曲线，所述导流面由所述导流曲线绕叶轮的轴心线在轴向上旋转拉伸形成；所述导流曲线包括一段凸形的第一对数螺旋线以及一段凹形的第二对数螺旋线，所述导流曲线的所述第一对数螺旋线与所述第二对数螺旋线在靠近轴心线一侧平滑过渡连接。不同方向的风进入本发明专利技术叶轮的导流面形成气旋以推动叶轮旋转，将采集的风力转换为旋转轴的旋转力，可以用于驱动压缩装置进行空气压缩，压缩存储的空气可以带动气旋发动机实现稳定可控发电。气可以带动气旋发动机实现稳定可控发电。气可以带动气旋发动机实现稳定可控发电。

A wind collection device, gas storage equipment and power generation system

【技术实现步骤摘要】
一种风力采集装置、储气设备和发电系统


[0001]本专利技术属于风力工程的
，具体涉及一种风力采集装置、储气设备和发电系统。

技术介绍

[0002]风能是一种清洁无公害的可再生能源，我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW(陆地上离地10m高度资料计算)，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿kW。风力驱动的原理是把风的动能转变成机械动能，再将机械能诸应用于诸如发电等其他领域。
[0003]例如，中国专利技术专利文献“CN201811623274.0”提出“利用风力收集压缩空气作为动力的发电系统”，通过压缩空气进行蓄能，将间歇式风能“拼接”起来，储存的压缩空气通过气体动力装置转化为机械能驱动发电机，从而实现稳定可控制地输出。但是该技术方案通过改造水平轴风机进行传动，不利水平轴风叶对风转向，容易引起“对风损失”，风能利用率低，且水平轴风机的叶片达到几十米甚至上百米，设置面积需求大，气动噪音大，成本高，安装难度大，不利于分布建设于城市区或居民区，难以实现商业化。
[0004]因此需要设计一种性价比高，低噪音，便于安装和维护，易于分布式设置的风力采集装置。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中常见的风机其对风能的利用率不佳的技术问题，本专利技术提出了一种风力采集装置、储气设备和发电系统，用以解决上述问题。
[0006]第一方面，本专利技术提出了一种风力采集装置，包括叶轮，所述叶轮的外侧壁由四个相互拼接的导流面组成，四个相互拼接的所述导流面的径向横截面对应为四条相互拼接的导流曲线，所述导流面由所述导流曲线绕叶轮的轴心线在轴向上旋转拉伸形成；所述导流曲线包括一段凸形的第一对数螺旋线以及一段凹形的第二对数螺旋线，所述导流曲线的所述第一对数螺旋线与所述第二对数螺旋线在靠近轴心线一侧平滑过渡连接；定义某一所述导流曲线的所述第一对数螺旋线的延长线与所述第二对数螺旋线的延长线相交于点A，该导流曲线的第一对数螺旋线远离交点A的端点为B；该导流曲线的第二对数螺旋线远离交点A的端点为C；其中，定义AB连线长度为L1，AC连线长度为L2；则L1＝0.8～1.2L2；∠BAC＝90～115
°
。
[0007]优选的，位于所述导流面两端的所述导流曲线相对所述叶轮的轴心线旋转的角度范围为80～100
°
。
[0008]优选的，所述第一对数螺旋线与第二对数螺旋线之间通过弧形曲线平滑过渡连接。
[0009]优选的，该风力采集装置还包括两圆形盖板，两所述盖板分别设置于所述叶轮的两端，所述导流面的两端与所述盖板密封连接。
[0010]进一步优选的，所述叶轮的直径为D1，所述叶轮的高度为H，所述叶轮的直径D1与所述叶轮的高度H的比例关系为D1＝0.7～0.9H；所述盖板的直径为D2，则D2＝0.90～1.1D1。
[0011]进一步优选的，四段所述导流曲线的内切圆的直径为D3，则D3≤0.5D1。
[0012]优选的，所述第一对数螺旋线和所述第二对数螺旋线的走向角范围为60～80
°
。
[0013]优选的，所述盖板连接有转动组件，所述转动组件包括旋转轴，所述旋转轴与盖板的底壁固定连接。
[0014]第二方面，本专利技术还提出了一种储气设备，包括加压装置、储气装置、以及如上所述的风力采集装置，所述风力采集装置将叶轮采集的风力转化为旋转轴的旋转力，旋转轴驱动所述加压装置进行空气压缩，所述储气装置用于储存所述加压装置压缩的气体。
[0015]第三方面，本专利技术还提出了一种发电系统，包括上述的储气设备，还包括气旋发动机和发电机，利用所述储气装置内的压缩空气驱动所述气旋发动机带动所述发电机可控稳定发电。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益成果在于：
[0017](1)本专利技术的叶轮采用了与传统风力驱动装置不同的设计思路，传统风力驱动装置的叶片为叶轮“月牙形”的凸起部分；本专利技术的“叶片”则是叶轮的凹型部分即导流面，该设计思路为使来自不同方向的风在叶轮的导流面内形成气旋；
[0018](2)以对数螺旋线凸型线段和对数螺旋线凹型线段作为导流曲线的基本构成，特别讲究的是叶轮采用四个导流面相互拼接而成，叶轮的径向横截面外轮廓为四条导流曲线相互拼接，并辅之点ABC，以及AB、AC连线长度，∠BAC的限定，使导流面获得合适的开口大小和受风区域，通过对数螺旋线线段位置的布设，使得不同方向的风能够在导流面形成气旋，气旋在导流面循环作用，不断对叶轮做功，从而驱动叶轮旋转，改变传统叶片设计的气流单次作用的现象，从而提升风力采集装置的效率，实现风能的高效利用；
[0019](3)本装置的成本较低，易于安装和运输，低噪音，适合分布式设置，满足不同地区的要求，在微风、强风甚至台风下均可以正常工作，能应用于小型到大型风机，性价比高；
[0020](4)进一步的，该风力采集装置还包括两圆形盖板，盖板的直径是叶轮直径的0.95～1.1倍，由于盖板与导流面密封设置，从而在叶轮的轴向两端构成相对封闭的空间，此设计有利于形成稳定、持续的气旋，使得气旋在导流面的做功时间更长，从而进一步提升风能利用效率。
附图说明
[0021]包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
[0022]图1示出了根据本专利技术的一个实施例的整体结构示意图；
[0023]图2示出了根据本专利技术实施例的风力采集装置结构示意图；
[0024]图3示出了根据本专利技术实施例的风力采集装置中去除盖板后的俯视图；
[0025]图4示出了本专利技术中所述的对数螺旋线结构示意图；
[0026]图5示出了本专利技术实施例的风力采集装置中导流曲线的示意图；
[0027]图6示出了本专利技术实施例的风力采集装置中导流曲线的另一实施例的示意图；
[0028]图7示出了本专利技术实施例的风力采集装置中气流的示意图；
[0029]图8
‑
1、8
‑
2示出了本专利技术实施例的风力采集装置中气流的仿真图；
[0030]图9示出了本专利技术实施例的风力采集装置的局部剖面图；
[0031]图10示出了本专利技术实施例的应用场景的流程框图。
[0032]图中各编号的含义：1、叶轮；2、导流面；3、导流曲线；301、第一对数螺旋线；302、第二对数螺旋线；4、盖板；5、转动组件；501、旋转轴；502、轴承；503、轴承座；6、加压装置；7、储气装置；8、气旋发动机；9、发电机。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力采集装置，其特征在于，包括叶轮(1)，所述叶轮(1)的外侧壁由四个相互拼接的导流面(2)组成，四个相互拼接的所述导流面(2)的径向横截面对应为四条相互拼接的导流曲线(3)，所述导流面(2)由所述导流曲线(3)绕叶轮(1)的轴心线在轴向上旋转拉伸形成；所述导流曲线(3)包括一段凸形的第一对数螺旋线(301)以及一段凹形的第二对数螺旋线(302)，所述导流曲线(3)的第一对数螺旋线(301)与第二对数螺旋线(302)在靠近轴心线一侧平滑过渡连接；定义某一导流曲线(3)的第一对数螺旋线(301)的延长线与第二对数螺旋线(302)的延长线相交于点A，该导流曲线(3)的第一对数螺旋线(301)远离交点A的端点为B；该导流曲线(3)的第二对数螺旋线(302)远离交点A的端点为C；其中，定义AB连线长度为L1，AC连线长度为L2；则L1＝0.8～1.2L2；∠BAC＝90～115
°
。2.根据权利要求1所述的风力采集装置，其特征在于，位于所述导流面(2)两端的所述导流曲线(3)相对所述叶轮(1)的轴心线旋转的角度范围为80～100
°
。3.根据权利要求1所述的风力采集装置，其特征在于，所述第一对数螺旋线(301)与第二对数螺旋线(302)之间通过弧形曲线平滑过渡连接。4.根据权利要求1所述的风力采集装置，其特征在于，该风力采集装置还包括两圆形盖板(4)，两所述盖板(4)分别设置于所述叶轮(1)的两端，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许水电，李延福，许涛，
申请(专利权)人：传孚科技厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：