專利名稱：：建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種風力發電機，具體地說是涉及一種用于建筑物墻壁內空間、樓房頂或技術夾層內、高層建筑物之間的隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機。
背景技術：
：風能作為一種清潔的、儲量極為豐富的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。中國風能儲量很大、分布面廣，僅陸地上的風能儲量約2.53億千瓦。隨著全球經濟、技術進步和環保事業的發展，風能市場也迅速發展起來，風能發電在商業上將完全可以與燃煤發電競爭。不論是風電產業的經濟效益、對社會的效益，還是中國目前奉行的可持續發展和節約能源戰略，這些都為風力發電行業提供了很大的發展空間。目前的現有技術當中風力發電機一般由風輪、發電機、調向器、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風輪半徑都大約在3米左右，安裝廠址都選擇在-(1)風能資源豐富。根據我國氣象部門的有關規定，當某地域的年有效風速時數在2000w4000h、年6^20m/s風速時數在500^1500h時[']，該地域才具備安裝現有風力發電機的資源條件。(2)具有穩定的盛行風向、季節變化比較小的地方。(3)湍流小。(4)自然災害小。綜上所述即現有的風力發電機一般都安裝于空闊地帶，如沿海、山地等地區。不僅占用空間較大，對地域要求也比較嚴格。受此限制城市從土地緊張到由于葉片過大占空間而無法推廣。為此本發明通過科學的計算與探討，試分析發明一種結合城市環境、借助于建筑物的風力發電裝置。
發明內容本發明的任務是提供一種結構簡單、成本低、適用于城市當中風能開發利用的發電機。通過日常生活觀察可知雖然城市常年平均風力較小、空闊地帶較少不宜采用現有的風力發電系統，但當風作用在建筑物的立面時會產生很大風壓，如建筑物立面有開口，則會產生風力聚集效應，從而風速風壓加大。這一理論在平常觀察中可以得到證實，比如裝在建筑物外墻的排風扇在無電力、有風作用的情況下會自行轉動。本發明就是利用這部分風能通過在建筑物通風道、樓房頂或技術夾層內安裝的發電裝置來達到在城市當中發電的目的。為達到上述目的，本發明的發電裝置包括兩個用于收集風的收風裝置、一個圓筒形通風管(可根據夾層空間髙度、墻壁內空間大小調節通風管直徑)、自動轉換裝置、兩臺風力發電機。此發明在實際應用中應達到如下效果1、節能。在城市發電當中采用自然風能代替電能，有效節約了能源。2、安裝在建筑物內部(通風道)，不僅合理利用有限空間，而且減小了噪音。另外如安裝在公共建筑物的技術夾層內或樓房頂，風道還可以加大面積、發電機也可以多臺，以提高功率達到理想發電目的。3、環保。利用潔凈可再生能源——風能發電有利于工作環境與環保要求。4、可以提高經濟效益。如下表所示一住戶使用一臺300W風力發電系統的費用。<table>complextableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><formula>complextableseeoriginaldocumentpage5</formula>由圖表可知每度電成本為0.33元低于現行市場價格0.5元，年可節約224元，產生直接效益。5、與火力發電相比可以顯著提高社會效益。風力發電的突出優點是環境效益好，不排放任何有害氣體和廢棄物，減少社會成本。6、發電通風道的設計，還可以起到減小建筑物風載荷的作用。當采用多功能設計時，還可以在風道內裝有過濾裝置與開關閥的通風n，以調節室內空氣新鮮度與濕度。7、建筑物外裝修可以解決外觀效果。圖1為本發明所述的建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機發電裝置示意圖。圖2為本發明所述的建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機在技術夾層中的安裝示意圖。圖3為本發明所述的建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機在墻壁空間中的安裝示意圖。圖4為本發明所述的建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機在樓房頂的安裝示意圖。圖5為本發明所述的建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機在高層建筑之間的安裝示意圖。具體實施例方式通過下表[2]我們可以得到在城市當中發電的理論依據在城市10m高空時，可利用風力發電的一般地區為豐富區、較豐富區、可利用區。風能功率密度為100。250W/m2。<table>complextableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機由發電裝置、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。圖1所示的建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機的發電裝置包括風輪2、發電機3、通風管4、收風裝置l和自動轉化裝置。在建筑物設計時，按單元分配一個南北或東西的通風道(根據地理氣象條件并結合建筑物位向設計)，外界作用在建筑物立面上的風能通過錐臺形收風裝置1進入用光滑、保溫、阻燃難燃材料(如聚氨酯)制作的通風管道4。錐臺形收風裝置采用集流式與擴壓式相結合的形式，使氣流通過水平軸風輪時集中或擴散，因此加速或減速。進風處采用集流式，利用錐形罩以加大風速(風壓)。風道進出口各裝有一臺風力發電機3(可選用渦輪式，以減小尺寸)和自動轉換裝置，當風向改變時由電器元件控制完成整流轉換，并將電能儲存于蓄電池中，以便雙風向時兩臺發電機同時使用。發電機3與建筑物外壁留有一定距離，由支架5固定，用于安裝錐臺形收風裝置l。當風通過錐臺形集風口l進入通風管道4(由于通風管道采用光滑材料，對風的阻力可以忽略不計)時，由于管徑減小，風速必定提高從而達到日常發電用風速。另外由于建筑物迎風面氣流在壓差作用下會向風道自然匯集，必然會加大功率。同時產生的風壓作用在風輪2上，風輪2快速旋轉，它把風的動能轉變為風輪軸的機械能。發電機3在風輪軸的帶動下旋轉發電。其中涉及的發電機葉輪2由2個或3個葉片構成，設計成雙風向葉片(類似軸流抽風機)，這樣就能達到雙風向時兩臺發電機同時發電的目的。本設備其它部件結構——限速安全機構和儲能裝置，已有成型技術不作描述。參考文獻《風力發電》中國電力出版社尹煉劉文洲主編《風力發電》中國電力出版社王承煦張源主編《新能源概論》化學工業出版社王革華主編《風能與風力發電技術》化學工業出版社劉萬琨主編《風力發電機設計與運行維護》中國電力出版社蘇紹禹主編張希良.化學工業出版社.風能開發利用^21世紀可持續能源叢書P加^P21王承煦張源.中國電力出版社.風力發電P4權利要求1、建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機由發電裝置、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。其特征在于建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機安裝于建筑物內空間、技術夾層、樓房頂或高層建筑物之間，用少量空間來達到理想發電的目的。2、如權利要求l所述的建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機，其特征在于隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機適用于非空闊地帶、城市風能的開發。3、如權利要求l所述的建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機，其特征在于-作用在建筑物立面上的風能通過錐臺形收風裝置經由風道進出口安裝的風力發電機進入通風管道。由于通風管道管徑較錐臺形收風裝置小，必定會提高風壓與風速并作用在風輪上。風輪快速旋轉，帶動發電機發電。4、如權利要求3所述的建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機，其特征在于發電裝置包括兩個用于收集風的收風裝置、一個圓筒形通風管道、自動轉化裝置和兩臺風力發電機。5、如權利要求4所述的建筑物內隧道式擴壓集流復合式雙向風力發電機，其特征在于:兩個用于收集風的收風裝置為擴壓集流復合式，均采用錐臺形結構并分別安裝于通風管道兩端，以便雙向風時兩臺發電機同時使用。全文摘要本發明是一種高層建筑風力發電系統，涉及新能源的利用。本發明的任務是提供一種結構簡單、成本低、適用于城市當中風能開發利用的風力發電機。為了改善城市常年平均風力較小、空闊地帶較少不宜采用現有的風力發電系統的缺陷，本發明就是利用城市當中常年作用在建筑物立面的風能，通過在建筑物的通風道(東西或南北向)、樓頂層、技術夾層內或高層建筑物之間安裝經特殊設計的發電裝置來達到在城市當中發電的目的。文檔編號F03D9/00GK101196171SQ20081000005公開日2008年6月11日申請日期2008年1月4日優先權日2008年1月4日發明者平呂,康紅艷,王書堂申請人:王書堂;呂平;康紅艷