一種風管發電機的風輪的制作方法
【專利摘要】一種風管發電機的風輪，涉及到一種風力發電設備。其特征是風輪由輪廓、軸座和葉片組成，其中，輪廓呈由下向上收縮的筒體結構，輪廓的內空間構成第一收縮腔；軸座設置在第一收縮腔的上部，軸座的軸線與輪廓的軸線重合，軸座中心的軸向通孔構成軸孔；葉片呈橫向弧形的薄片結構，多張葉片以輻射分布方式連接在軸座與輪廓的上部內壁之間；風管發電機包括風管、風車發電機、風輪和傳動軸，風車發電機設置在風管的內空間中，風輪為風車發電機的風力驅動部件，風輪的軸座安裝在傳動軸的下部，傳動軸的上端通過聯軸器連接到風車發電機的轉軸上。本發明使風管發電機具有更高的發電效率，適合在工業生產的余熱回收系統中或蔬菜大棚上應用。
【專利說明】—種風管發電機的風輪
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發電設備，特別涉及到一種風力發電設備。
【背景技術】
[0002]風能是一種清潔，安全，可再生的綠色能源。利用風力發電不需要使用燃料，也不會產生輻射或空氣污染，對生態無破壞，環保效益和生態效益良好，對于人類社會可持續發展具有重要意義。風力發電的原理是利用風力帶動風車葉片旋轉，再通過增速機構將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三米的微風速度便可以發電。
[0003]我國自然界的風力資源極為豐富，利用風力發電的技術已相當成熟，因此，在我國各地已有很多中、小型風力發電裝置在運轉。常規的風力發電機組由風輪、發電機和鐵塔三部分組成，為的是獲得較大的和較均勻的風力，鐵塔的高度較高大，安裝在多風的野外空曠場地上使用，安裝在野外的風電設備存在受風沙磨損大、易受臺風破壞的缺點。
[0004]除了自然界的風力外，把一些生產設備產生的余熱收集到風管中也會產生風力；農村的蔬菜大棚內與棚外的溫差也會產生風力；據檢索，目前還沒有利用風管的風力進行發電的報道。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是要提供一種用于風管發電機的風輪，使風管發電機具有更高的發電效率，充分利用工業生產的余熱風能及蔬菜大棚內外的溫差風能來發電，開發綠色能源，保護生態環境。
[0006]本發明的一種風管發電機的風輪，其特征是風輪由輪廓(602)、軸座(603)和葉片(601)組成，其中，輪廓(602)呈由下向上收縮的筒體結構，輪廓(602)的內空間構成第一收縮腔(III);軸座(603)設置在第一收縮腔(III)的上部，軸座(603)的軸線與輪廓(602)的軸線重合，軸座(603)的中心有軸向通孔，軸座(603)中心的軸向通孔構成軸孔(604);葉片(601)呈橫向弧形的薄片結構，葉片(601)為一張以上，多張葉片(601)以輻射分布方式連接在軸座(603)與輪廓(602)的上部內壁之間；風管發電機包括風管(2)、風車發電機、風輪和傳動軸(9)，風車發電機設置在風管(2)的內空間中，風輪為風車發電機的風力驅動部件，風輪的軸座(603)安裝在傳動軸(9)的下部，傳動軸(9)的上端通過聯軸器(10)連接到風車發電機的轉軸上。
[0007]本發明中，風管(2)為變徑圓管結構，風管(2)的內空間包括第二收縮腔(IV)和擴散腔(V)，第二收縮腔(IV)在擴散腔(V)的下方，第二收縮腔(IV)為自下而上收縮的喇叭形結構，擴散腔(V)為自上向下漸縮的杯形結構，擴散腔(V)的下部快速收縮后連接到第二收縮腔(IV)的上端，擴散腔(V)與第二收縮腔(IV)的結合部位構成喉口( I )，風輪位于第二收縮腔(IV)的下部，風輪的輪廓(602)外壁與第二收縮腔(IV)的內壁之間有空間，風輪的輪廓(602)外壁與第二收縮腔(IV)內壁之間的空間構成傍路風道(II);風管發電機的結構中有支撐件(7)和機架(11)，支撐件(7)的連接端頭安裝在風管(2)下端的壁體上，傳動軸(9 )的下端安裝在支撐件(7 )的中心；風車發電機通過機架(11)安裝在擴散腔(V )下部的壁體上；在傳動軸(9)的上部安裝風葉(5)，風葉(5)位于風管(2)內的喉口( I )部位。
[0008]本發明所述的風管發電機安裝在工業生產的余熱風管上或安裝在蔬菜大棚的棚頂上應用，利用工業生產的余熱風力或蔬菜大棚內外的溫差風力來推動風輪和風葉(5)旋轉，從而帶動風車發電機的轉軸旋轉而發電，通過風管(2)進行增加風速，達到提高發電效率和增加發電量。
[0009]本發明的工作原理是:工業生產的余熱溫度一般在60°C _250°C之間，大大高于環境溫度，根據重力循環原理，熱空氣進行上升運動，當通過煙囪或排氣風管排向空中時，上升運動的氣流在煙?或排氣風管中產生風力，熱空氣的溫度越高或排氣風管的高度越高，產生的風力越大；本發明中，風車發電機由風輪和風葉(5)同時帶動發電，風輪和風葉(5)安裝在同一根傳動軸上，風輪位于第一收縮腔(III)的收縮口部位，風葉(5)位于第二收縮腔(IV)與擴散腔(V)相交的喉口( I )部位，這二個部位都是氣流提速的關鍵部位，當第一收縮腔(III)有熱風進入時，風力帶動風輪旋轉，因風輪和風葉(5)安裝在同一根傳動軸上，所以風輪的旋轉同步帶動風葉(5)旋轉，風葉(5)旋轉起到抽風機作用，把第二收縮腔(IV)內的空氣抽出，使第一收縮腔(III)的風速加大，推動風輪更快旋轉，使得第二收縮腔(IV)內的氣流流速更大，這時推動風葉(5)的旋轉力包括喉口( I )部位的熱空氣氣流和風輪旋轉的力矩，同時，推動風輪的旋轉力包括第一收縮腔(III)內的熱空氣氣流和風葉(5)旋轉的力矩，因此，在熱空氣氣流的作用下，風輪和風葉(5)同步旋轉的旋轉力將具有相互間的正反饋作用，風輪和風葉(5)會逐步加速旋轉，使風管發電機具有更高的發電效率，直至達到轉速的平衡點。當把本發明的風管發電機與排氣風管進行串聯連接時，在風管(2)中將產生文丘里效應，該效應表現在氣流在通過呈喇叭形縮小的第二收縮腔(IV)和喉口( I )時出現流速增大的現象，并且在第一收縮腔(III)和傍路風道(II)的出口附近會產生低壓，從而產生吸附作用，把熱空氣吸入風管(2)，使得風管(2)內的風速更大，產生更大的風力來推動風輪和風葉(5)更快旋轉，從而使得發電效率更高。
[0010]上述的發明中，由于風輪的輪廓(602)呈由下向上收縮的筒體結構，輪廓(602)的內空間構成第一收縮腔(III)，當熱風氣流通過第一收縮腔(III)時，在出口附近的流速增大，使得風輪的轉速加快，同時，風輪的旋轉將帶動通過第一收縮腔(III)的熱風氣流旋轉，旋轉的熱風氣流更有助于風葉(5)加快旋轉。
[0011]本發明的有益效果是:提供的一種用于風管發電機的風輪，使風管發電機具有更高的發電效率，充分利用工業生產的余熱風能及蔬菜大棚內外的溫差風能來發電，開發綠色能源，保護生態環境。本發明適合在工業生產的余熱回收系統中應用或適合在蔬菜大棚上應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的一種風管發電機的風輪仰視圖。
[0013]圖2是本發明的一種風管發電機的風輪立面剖視圖。
[0014]圖3是本發明的風管發電機的結構示意圖。
[0015]圖中:1.上連接法蘭，2.風管，3.輸電導線，4.風車發電機，5.風葉，6.風輪，601.風輪的葉片，602.風輪的輪廓，603.風輪的軸座，604.風輪的軸孔，7.傳動軸的支撐件，8.下連接法蘭，9.傳動軸，10.聯軸器，11.機架，I.喉口，I1.傍路風道，II1.第一收
縮腔，IV.第二收縮腔，V.擴散腔。
【具體實施方式】
[0016]實施例1圖1和圖2所示的實施方式中，一種風管發電機的風輪由輪廓(602)、軸座(603)和葉片(601)組成，其中，輪廓(602)呈由下向上收縮的筒體結構，輪廓(602)的內空間構成第一收縮腔(III);軸座(603)設置在第一收縮腔(III)的上部，軸座(603)的軸線與輪廓(602)的軸線重合，軸座(603)的中心有軸向通孔，軸座(603)中心的軸向通孔構成軸孔(604);葉片(601)呈橫向弧形的薄片結構，葉片(601)為一張以上，多張葉片(601)以輻射分布方式連接在軸座(603)與輪廓(602)的上部內壁之間。本實施例的風輪作為風車發電機的風力驅動部件，應用時，風輪的軸座(603)安裝在傳動軸(9)的下部，傳動軸(9)的上端通過聯軸器(10)連接到風車發電機的轉軸上。
[0017]實施例2圖3所示的實施方式中，風管發電機由風管(2)、風車發電機(4)、風葉
(5)、風輪(6)、傳動軸(9)和聯軸器(10)組成，其中，風輪(6)的結構與第一實施例所述的風輪結構相同，不再贅述；風輪(6)為風車發電機(4)的風力驅動部件，風輪(6)的軸座(603)安裝在傳動軸(9)的下部，風葉(5)安裝在傳動軸(9)的上部，傳動軸(9)的上端通過聯軸器(10)連接到風車發電機(4)的轉軸上；風管發電機包括風管(2)、風車發電機(4)和風輪
(6)，風車發電機(4)設置在風管(2)的內空間中，風管(2)為變徑圓管結構，風管(2)的內空間包括第二收縮腔(IV)和擴散腔(V)，第二收縮腔(IV)在擴散腔(V)的下方，第二收縮腔(IV)為自下而上收縮的喇叭形結構，擴散腔(V)為自上向下漸縮的杯形結構，擴散腔(V)的下部快速收縮后連接到第二收縮腔(IV)的上端，擴散腔(V)與第二收縮腔(IV)的結合部位構成喉口(I )，風輪(6)位于第二收縮腔(IV)的下部，風輪(6)的輪廓(602)外壁與第二收縮腔(IV)的內壁之間有空間，風輪(6)的輪廓(602)外壁與第二收縮腔(IV)內壁之間的空間構成傍路風道(II)，風葉(5)位于風管(2)內的喉口(I )部位；風管發電機的結構中有支撐件(7)和機架(11)，支撐件(7)的連接端頭安裝在風管(2)下端的壁體上，傳動軸(9)的下端安裝在支撐件(7 )的中心，風車發電機(4 )通過機架(11)安裝在擴散腔(V )下部的壁體上，風車發電機(4)的線圈繞組上有輸電導線(3)接出。本實施例的風管發電機安裝在工業生產的余熱風管上或安裝在蔬菜大棚的棚頂上應用，利用工業生產的余熱風力或蔬菜大棚內外的溫差風力來推動風輪(6)和風葉(5)旋轉，從而帶動風車發電機(4)的轉軸旋轉而發電，通過風管(2)進行增加風速，達到提高發電效率和增加發電量。本實施例在工作時，風車發電機(4)由風輪(6)和風葉(5)同時帶動發電，在熱空氣氣流的作用下，風輪(6)和風葉(5)同步旋轉的旋轉力將具有相互間的正反饋作用，風輪(6)和風葉(5)會逐步加速旋轉，使風管發電機具有更高的發電效率，直至達到轉速的平衡點；在風管(2)中產生文丘里效應，該效應表現在氣流在通過呈喇叭形縮小的第二收縮腔(IV)和喉口( I )時出現流速增大的現象，并且在第一收縮腔(III)和傍路風道(II)的出口附近會產生低壓，從而產生吸附作用，把熱空氣吸入風管(2)，使得風管(2)內的風速更大，產生更大的風力來推動風輪(6)和風葉(5)更快旋轉，從而使得發電效率更高。風車發電機(4)接出的輸電導線(3)通過半導體二極管連接到蓄電池，蓄電池再通過逆變器連接到用電設備上。 [0018] 上述的實施例中，風車發電機選用市售產品，風葉(5)采用現有技術制造。
【權利要求】
1.一種風管發電機的風輪，其特征是風輪由輪廓(602)、軸座(603)和葉片(601)組成，其中，輪廓(602)呈由下向上收縮的筒體結構，輪廓(602)的內空間構成第一收縮腔(III)；軸座(603)設置在第一收縮腔(III)的上部，軸座(603)的軸線與輪廓(602)的軸線重合，軸座(603)的中心有軸向通孔，軸座(603)中心的軸向通孔構成軸孔(604);葉片(601)呈橫向弧形的薄片結構，葉片(601)為一張以上，多張葉片(601)以輻射分布方式連接在軸座(603)與輪廓(602)的上部內壁之間；風管發電機包括風管(2)、風車發電機、風輪和傳動軸(9)，風車發電機設置在風管(2)的內空間中，風輪為風車發電機的風力驅動部件，風輪的軸座(603)安裝在傳動軸(9)的下部，傳動軸(9)的上端通過聯軸器(10)連接到風車發電機的轉軸上。
2.根據權利要求1所述的一種風管發電機的風輪，其特征是風管(2)為變徑圓管結構，風管(2)的內空間包括第二收縮腔(IV)和擴散腔(V)，第二收縮腔(IV)在擴散腔(V)的下方，第二收縮腔(IV)為自下而上收縮的喇叭形結構，擴散腔(V)為自上向下漸縮的杯形結構，擴散腔(V)的下部快速收縮后連接到第二收縮腔(IV)的上端，擴散腔(V)與第二收縮腔(IV)的結合部位構成喉口( I )，風輪位于第二收縮腔(IV)的下部，風輪的輪廓(602)外壁與第二收縮腔(IV)的內壁之間有空間，風輪的輪廓(602)外壁與第二收縮腔(IV)內壁之間的空間構成傍路風道(II)。
3.根據權利要求1所述的一種風管發電機的風輪，其特征是風管發電機的結構中有支撐件(7)和機架(11)，支撐件(7)的連接端頭安裝在風管(2)下端的壁體上，傳動軸(9)的下端安裝在支撐件(7)的中心；風車發電機通過機架(11)安裝在擴散腔(V)下部的壁體上。
4.根據權利要求1所述的一種風管發電機的風輪，其特征是在傳動軸(9)的上部安裝風葉(5)，風葉(5)位于風管(2)內的喉口( I )部位。
【文檔編號】F03D1/06GK104018983SQ201410221377
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月26日 優先權日:2014年5月26日
【發明者】鄭哲鵬 申請人:衢州迪升工業設計有限公司