CN110878737A - 一种风能真空发生装置及一种风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种风能真空发生装置及一种风力发电机，常规真空发生装置通常以消耗能量使装置内产生一定真空度，本发明内容中的一种风能真空发生装置，可吸收大自然中的风能使装置内产生一定真空度，从而降低了能量的消耗，可为机电设备、大楼、厂房或其它建筑物通风换气提供辅助能量，同时可将本发明内容中的一种风能真空发生装置应用于风力发电领域，从而诞生一种新型低成本、结构较为简单的风力发电机组，可大幅降低风力发电机组的建造成本。
Description
技术领域
本发明涉及流体动力学领域及风力发电技术领域，具体涉及一种风能真空发生装置及一种风力发电机。
背景技术
常规真空发生装置通常以消耗能量使装置内产生一定真空度，本发明内容中的一种风能真空发生装置，可吸收大自然中的风能使装置内产生一定真空度，从而降低了能量的消耗，可为机电设备、大楼、厂房或其它建筑物通风换气提供辅助能量，同时可将本发明内容中的一种风能真空发生装置应用于风力发电领域，从而诞生一种新型低成本、结构较为简单的风力发电机组，可大幅降低风力发电机组的建造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种风能真空发生装置及一种风力发电机，通过吸收大自然中的风能来降低真空发生装置运行过程中对能量的消耗，同时将本发明提供的一种风能真空发生装置应用于风力发电领域，从而诞生一种新型低成本、结构较为简单的风力发电机组，可大幅降低风力发电机组的建造成本。
本发明实施例的一个方面，提供了一种风能真空发生装置，包括:
所述一种风能真空发生装置由导流环和导流环支撑组成。
所述导流环用来吸收风能，并改变空气的流动方向和流动速度，改变方向后的气流流动会拉动负压腔中的空气流出所述负压腔，使所述负压腔中产生一定真空度；所述导流环结构为中空圆台，或是中空棱台，或是上底面和下底面为多边形侧棱为曲线的中空类棱台，或是上底面和下底面为多边形侧棱为直线与曲线的组合线条的中空类棱台，或是上底面和下底面为圆形母线为曲线的中空类圆台，或是上底面和下底面为圆形母线为直线与曲线的组合线条的中空类圆台；导流环中心线垂直于地平面。
所述导流环支撑与所述导流环连接，用来固定所述导流环；所述导流环支撑与所述导流环连接形成的腔室为负压腔，所述导流环外部气流流动将所述负压腔内部的空气带离所述负压腔，使负压腔内部的压强小于外部空气压强，负压腔内部产生一定真空度；所述导流环支撑结构为中空圆台，或是中空棱台，或是中空柱体，或是上底面和下底面为多边形侧棱为曲线的中空类棱台，或是上底面和下底面为多边形侧棱为直线与曲线的组合线条的中空类棱台，或是上底面和下底面为圆形母线为曲线的中空类圆台，或是上底面和下底面为圆形母线为直线与曲线的组合线条的中空类圆台；导流环支撑中心线垂直于地平面，所述导流环支撑中心线与所述导流环中心线重合。
本发明实施例的另一个方面，提供了一种风力发电机，包括:
所述一种风力发电机由所述一种风能真空发生装置、真空破坏装置、气流流量调节装置、风能转换装置、通风管道组成，其中真空破坏装置可根据所述一种风力发电机的材质及材质强度，选择安装或去除；所述通风管道为可弯曲管道；所述一种风力发电机可通过支架与地平面连接。
所述气流流量调节装置通过通风管道与所述一种风能真空发生装置连接，所述气流流量调节装置可调节通过所述风能转换装置的气流流量，从而控制所述一种风力发电机输出负荷的大小，所述气流流量调节装置通过通风管道与所述风能转换装置连接或者直接与所述风能转换装置连接。
所述真空破坏装置内部安装有真空破坏流量调节装置，通过调节所述真空破坏流量调节装置进气量的大小，可以调节所述负压腔内部的真空度，从而达到间接调整所述一种风力发电机输出负荷大小的目的，通过所述真空破坏装置调节所述一种风力发电机输出负荷的大小，可减小所述一种风力发电机内部与外部的空气压力差，可适当降低所述一种风力发电机的材料强度，所述真空破坏装置可根据实际情况及所述一种风力发电机的材质选择安装或去除；所述真空破坏装置安装在所述一种风能真空发生装置与所述气流流量调节装置之间的通风管道上。
所述风能转换装置通过通风管道与所述气流流量调节装置连接或直接与气流流量调节装置连接，所述风能转换装置通过通风管道与所述进气口连接或直接与所述进气口连接，所述风能转换装置为叶轮与发电机的组合或者为叶轮，如所述风能转换装置为叶轮时，则需要在叶轮与发电机之间安装机械能传输装置，所述风能转换装置可将风能转换为机械能或电能。
附图说明：
从下面结合附图对本发明的
具体实施方式
的描述中可以更好地理解本发明，其中：通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1为一种风能真空发生装置三维视图
图2为一种风力发电机机构示意图
图1-2中：
101、导流环；102、导流环中心线；
201、导流环支撑；202、导流环支撑中心线；
301、负压腔；
401、真空破坏装置；402、真空破坏流量调节装置；403、真空破坏装置进气口；
501、气流流量调节装置；
601、风能转换装置；602、进气口；
701、通风管道；
具体实施方式：
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。
现在将参考附图更全面的描述示例实施方式。然而，示例的实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其他的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的主要技术创意。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义的理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例中有关的技术术语：
多边形：由若干直线首尾相连组成的图形或由若干曲线首尾相连组成的图形或由若干直线和若干曲线首尾相连组成的图形。
地平面：垂直于地球直径的平面。
如图1-图2所示，本发明一实施例提供的一种风能真空发生装置及风力发电机包括：
一种风能真空发生装置由导流环101和导流环支撑201组成。
导流环101用来吸收风能，并改变空气的流动方向和流动速度，改变方向后的气流流动会拉动负压腔301中的空气流出负压腔301，使负压腔301中产生一定真空度；导流环101结构为中空圆台，或是中空棱台，或是上底面和下底面为多边形侧棱为曲线的中空类棱台，或是上底面和下底面为多边形侧棱为直线与曲线的组合线条的中空类棱台，或是上底面和下底面为圆形母线为曲线的中空类圆台，或是上底面和下底面为圆形母线为直线与曲线的组合线条的中空类圆台；导流环中心线102垂直于地平面。
导流环支撑201与导流环101连接，用来固定导流环101；导流环支撑201与导流环连接形成的腔室为负压腔301，导流环外部气流流动将负压腔301内部的空气带离负压腔301，使负压腔301内部的压强小于外部空气压强，负压腔301内部产生一定真空度；导流环支撑201结构为中空圆台，或是中空棱台，或是中空柱体，或是上底面和下底面为多边形侧棱为曲线的中空类棱台，或是上底面和下底面为多边形侧棱为直线与曲线的组合线条的中空类棱台，或是上底面和下底面为圆形母线为曲线的中空类圆台，或是上底面和下底面为圆形母线为直线与曲线的组合线条的中空类圆台；导流环支撑中心线202垂直于地平面，导流环支撑中心线202与导流环中心线102重合。
一种风力发电机由所述一种风能真空发生装置、真空破坏装置401、气流流量调节装置501、风能转换装置601、通风管道701组成，通风管道701为可弯曲管道，真空破坏装置401可根据所述一种风力发电机的材质及材质强度，选择安装或去除，所述一种风力发电机可通过支架与地平面连接。
气流流量调节装置501通过通风管道与所述一种风能真空发生装置连接，气流流量调节装置501可调节通过风能转换装置601的气流流量，从而控制所述一种风力发电机输出负荷的大小，气流流量调节装置501通过通风管道与风能转换装置连接或者直接与风能转换装置601连接。
真空破坏装置401内部安装有真空破坏流量调节装置402，通过调节真空破坏流量调节装置402进气量的大小，可以调节负压腔301内部的真空度，从而达到间接调节所述一种风力发电机输出负荷的大小的目的，通过真空破坏装置401调节所述一种风力发电机输出负荷的大小，可减小所述一种风力发电机内部与外部的空气压力差，可适当降低所述一种风力发电机的材料强度，真空破坏装置401可根据实际情况及所述一种风力发电机的材质选择安装或去除；真空破坏装置401安装在所述一种风能真空发生装置与气流流量调节装置401之间的通风管道上。
风能转换装置601通过通风管道与气流流量调节装置501连接或直接与气流流量调节装置501连接，风能转换装置601为叶轮与发电机的组合或者为叶轮，如风能转换装置601为叶轮时，则需要在叶轮与发电机之间安装机械能传输装置，风能转换装置601可将风能转换为机械能或电能。
工作原理：空气流动经过导流环101时，空气流动方向及流动速度会发生改变，同时会带走负压腔301内部的部分空气，使负压腔301内部的压强小于大气压强，因此外部空气会在大气压强的作用下经过风能转换装置601、气流流量调节装置501、通风管道701进入负压腔301，最终从负压腔301排出，空气在流经风能转换装置时，风能转换装置601会吸收空气流动产生的能量，气流流量调节装置501可调节流经风能转换装置601的气流流量，从而达到控制风能转换装置601能量输出率的目的，检修过程中可关闭气流流量调节装置501，对风能转换装置601进行检修；通过调节真空破坏装置401内部的真空破坏流量调节装置402，可调节通过真空破坏装置401的气流流量，从而间接调整负压腔301内部的真空度及所述一种风力发电机输出负荷的大小，使用真空破坏装置可降低通风管道701、导流环101及导流环支撑201的材料强度。