增压集风式风力发电机组制造技术

本发明专利技术涉及一种自然增压和集风装置的智能垂直轴风力发电机组，该机组包括组合钢架、模块式多级涡轮层、高压气体存储层和发电机组层。组合钢架呈三角塔形结构，模块式多级涡轮层设在组合钢架的上层，所述的高压气体存储层设置在组合钢架的中间层，发电机组层设置在组合钢架的下层。该发电机组整合了涡轮增压技术并进行改进，设置了轴流风力增压器，利用风力推动增压器桨叶和空气压缩机产生的压缩空气，进入主风腔推动叶轮在微风或无风时发电，从而克服了传统风机小风无风不能发电的缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集自然增压、智能集风体的智能型垂直轴风力发电机组，更具体 地说，涉及一种可用于风力发电场和建筑领域的智能型风力发电机组。
技术介绍
能源是人类生存和社会发展的原动力和基本要素。随着社会经济的飞速发展，能 源日益成为影响经济继续健康发展的瓶颈。风力发电越来越成为可再生能源发电的主要手 段。而现在我们所采用的水平轴风电机组存在着结构部件大，制造、运输、安装困难，发电效 率低，维护复杂等缺陷。目前全世界都在推动新一代的风力发电机组，它主要具备这样的特点发电效率 提高、造价低、智能化控制和远程管理。同时如何提高发电机组有效发电小时数及提高发电 的出力效率，如何能在全风况情况下使发电机组最大化发电，是本专利技术要解决的问题。
技术实现思路
针对传统风电机组的缺陷，本专利技术要解决的技术问题在于构造一种智能型、多技 术手段、全天候的风力发电机组或能使它全风况发电的环境。为此，本专利技术所采用的技术方案是一种增压集风式风力发电机组，该机组包括组 合钢架、模块式多级涡轮层、高压气体存储层和发电机组层，其特征在于所述的组合钢架 呈三角塔形结构，所述的模块式多级涡轮层设在组合钢架的上层，所述的高压气体存储层 设置在组合钢架的中间层，所述的发电机组层设置在组合钢架的下层；所述的模块式多级涡轮层包括可转向集风体、外部进/出风口、电动卷帘门、组合 风道、电磁阀控可转向百叶进风口、主风腔，所述的可转向集风体竖立设置在组合钢架三角 塔形结构的棱角上，所述的进/出风口均勻的分布在组合钢架三角塔形结构的三个平面 上，所述的电动卷帘门设置在外部进/出风口上，所述的主风腔位于组合钢架中心处并竖 立贯穿于整个发电机组的中上部，所述的电磁阀可转向百叶进风口设置在主风腔二个主风 腔相接处，通过组合风道与外部进/出风口连通，所述的模块式多级涡轮组设置在主风腔 内；所述的模块式多级涡轮组的多级花键垂直轴穿过高压气体存储层与设置在发电 机组层内的发电机连接。其中所述的模块式多级涡轮组由多个单级涡轮构成，单级涡轮由叶轮和花键垂直 轴组成，叶轮套装在花键垂直轴上，两个单级涡轮的花键垂直轴由万向节连接。其中所述的高压气体存储层内设置由压力仓，压力仓连接有空气压缩机、涡轮增 压器和压缩空气及可燃气体喷口，所述的空气压缩机由多级花键垂直轴驱动连接，所述的 涡轮增压器设置在组合钢架三角塔形结构的三个平面上，所述的压缩空气及可燃气体喷口 设置在电磁阀可转向百叶进风口上方。其中所述的压缩空气及可燃气体喷口连接有沼气燃烧装置，该燃烧装置连接沼气4发动机。当风能不足时，把沼气通过沼气发动机燃烧产生的扭矩带动发电机发电，并可把 燃烧热气能导进压缩空气及可燃气体喷口以推动叶轮发电。其中所述的高压气体存储层内设置有刹车系统。当机组维修和出现紧急情况时将 使用该系统对垂直轴进行抱死刹车，同时关闭所有进出风口，使设备停止运行，保护维修人 员和设备安全。其中所述的发电机组层内设有控制器，所述的控制器分别与设置在发电机及进/ 出风口上等处的探测器连接。其中所述的探测器搜集风速、风向、风压、叶轮转速，发电机温度，转速、发电量和 发电质量；当风量小时，控制器通过控制集风体张开角度，进/出风口的电动帘门收起，使 进/出风口扩大，当进/出风口全部张开还不能满足发电量时，把之前收集在压力仓内高压 气能释放到压缩空气及可燃气体喷口，再带动叶轮旋转发电。当风量大时，对集风体角度控 制，减少集风量，并减少进风口和出风口高度，以保持风量平衡通过和推动叶轮，使垂直轴 勻速旋转，使风电机组稳定的发电。主风腔为多个锥形圆筒形状的单级主风腔构成，锥形圆筒有利于加快风速对叶轮 做功。该机组的基本结构采用垂直轴、多级垂直主风腔、涡轮自然增压、多发电机、环境 集风体、可变可控的进风及出风口和智能控制系统所组成。根据本专利技术的发电机组整合了 涡轮增压技术并进行改进，专利技术了轴流风力增压器，利用风力推动增压器桨叶产生的压缩 空气，进入主风腔推动叶轮在微风或无风时发电，从而克服了传统风机小风不能发电的缺 陷。虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本专利技术，但本领域技术人 员应当理解，并不旨在将本专利技术限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求 书所定义的本专利技术的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。本专利技术的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并 且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可 以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要 求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明图1是本专利技术的增压集风式风力发电机组立面图；图2是本专利技术的增压集风式风力发电机组剖面图；图3是图1中A-A模块式多级涡轮层剖视图；图4是图1中B-B高压气体存储层剖视图以及图5是图1中C-C风力发电机组层剖视图。其中的附图标记分别表示1 组合钢架2 模块式多级涡轮层21 可转向集风体22外部进/出风口23电动卷帘门24组合风道25电磁阀可转向百叶进风口26主风腔27模块式多级涡轮组28单级涡轮281叶轮282花键垂直轴283单级主风腔29万向节3高压气体存储层31压力仓32压缩机33涡轮增压器34压缩空气及可燃气体喷头35刹车系统4发电机组层41控制器411探测器42发电机组具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细描述。需要注意的是，根 据本专利技术的风力发电机组的实施方式仅仅作为例子，但本专利技术不限于该具体实施方式。图1示出了本专利技术的增压集风式风力发电机组立面图；图2示出了本专利技术的增压 集风式风力发电机组剖面图。如图1和图2所示，该增压集风式风力发电机组包括组合钢 架1、模块式多级涡轮层2、高压气体存储层3和发电机组层4，组合钢架1呈三角塔形结构， 所述的模块式多级涡轮层2设在组合钢架1的上层，所述的高压气体存储层3设置在组合 钢架1的中间层，所述的发电机组层4设置在组合钢架1的下层。参见图3，示出了图1中主风腔_主风腔模块式多级涡轮层2的剖视图。其中模块 式多级涡轮层2包括可转向集风体21、外部进/出风口 22、电动卷帘门23、组合风道24、电 磁阀可转向百叶进风口 25、主风腔26和模块式多级涡轮组27，所述的可转向集风体21竖 立设置在组合钢架1三角塔形结构的棱角上，所述的进/出风口 22均勻的分布在组合钢架 1三角塔形结构的三个平面上(在每一水平平面上都均勻分布有三个进/出风口，根据风向 其中一个充当进风口，此时另外两个就充当出风口)，所述的电动卷帘门23设置在外部进 风口 22上(由于电动卷帘门23的存在，从而进/出风口 22得以可变可控)，所述的主风 腔26位于组合风道24中心处并竖立贯穿于整个发电机组的中上部，所述的电磁阀可转向 百叶进风口 25设置在主风腔26上通过组合风道24与外部进/出风口 22连通，所述的模块式多级涡轮组27设置在主风腔内；所述的主风腔26为多个锥形圆筒形状的单级主风腔 283构成，锥形圆筒有利于加快风速对叶轮281做功。其中所述的模块式多级涡轮组27由多个单级涡轮28构成，单级涡轮28由叶轮 281和花键垂直轴282、单级主风腔283组成，叶轮281套装在花键本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增压集风式风力发电机组，该机组包括组合钢架（１）、模块式多级涡轮层（２）、高压气体存储层（３）和发电机组层（４），其特征在于：所述的组合钢架（１）呈三角塔形结构，所述的模块式多级涡轮层（２）设在组合钢架（１）的上层，所述的高压气体存储层（３）设置在组合钢架（１）的中间层，所述的发电机组层（４）设置在组合钢架（１）的下层；　　所述的模块式多级涡轮层（２）包括可转向集风体（２１）、外部进／出风口（２２）、电动卷帘门（２３）、组合风道（２４）、电磁阀可转向百叶进风口（２５）、主风腔（２６）和模块式多级涡轮组（２７），所述的可转向集风体（２１）竖立设置在组合钢架（１）三角塔形结构的棱角上，所述的进／出风口（２２）均匀的分布在组合钢架（１）三角塔形结构的三个平面上，所述的电动卷帘门（２３）设置在外部进／出风口（２２）上，所述的主风腔（２６）位于组合钢架（１）中心处并竖立贯穿于整个发电机组的中上部，所述的电磁阀可转向百叶进风口（２５）设置在主风腔（２６）上通过组合风道（２４）与外部进／出风口（２２）连通，所述的模块式多级涡轮组（２７）设置在主风腔（２６）内；　　所述的模块式多级涡轮组（２７）的多级花键垂直轴（２８２）穿过高压气体存储层（３）与设置在发电机组层（４）内的发电机组（４２）连接。...

【技术特征摘要】
一种增压集风式风力发电机组，该机组包括组合钢架(1)、模块式多级涡轮层(2)、高压气体存储层(3)和发电机组层(4)，其特征在于所述的组合钢架(1)呈三角塔形结构，所述的模块式多级涡轮层(2)设在组合钢架(1)的上层，所述的高压气体存储层(3)设置在组合钢架(1)的中间层，所述的发电机组层(4)设置在组合钢架(1)的下层；所述的模块式多级涡轮层(2)包括可转向集风体(21)、外部进/出风口(22)、电动卷帘门(23)、组合风道(24)、电磁阀可转向百叶进风口(25)、主风腔(26)和模块式多级涡轮组(27)，所述的可转向集风体(21)竖立设置在组合钢架(1)三角塔形结构的棱角上，所述的进/出风口(22)均匀的分布在组合钢架(1)三角塔形结构的三个平面上，所述的电动卷帘门(23)设置在外部进/出风口(22)上，所述的主风腔(26)位于组合钢架(1)中心处并竖立贯穿于整个发电机组的中上部，所述的电磁阀可转向百叶进风口(25)设置在主风腔(26)上通过组合风道(24)与外部进/出风口(22)连通，所述的模块式多级涡轮组(27)设置在主风腔(26)内；所述的模块式多级涡轮组(27)的多级花键垂直轴(282)穿过高压气体存储层(3)与设置在发电机组层(4)内的发电机组(42)连接。2.根据权利要求1所述的增压集风式风力发电机组，其特征在于，所述的模块式多级 涡轮组(27)由多个单级涡轮(28)构成，单级涡轮(28)由叶轮(281)和花键垂直轴(282) 组成，叶轮(281)套装在花键垂直轴(282)上，两个单级涡轮(28)的花键垂直轴(282)由 万向节(29)连接。3.根据权利要求1所述的增压集风式风力发电机组，其特征在于，所述的高压气体存 储层⑶内设置由压力仓(31)，压力仓(31)连接有空气压缩机(32)、涡轮增压器(33)和 压缩空气及可燃气体喷口(34)，所述的空气压缩机(32)由多级花键垂直轴(282)驱动连 接，所述的涡轮增压器(33...

【专利技术属性】
技术研发人员：连志敏，
申请(专利权)人：连志敏，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]