本發(fā)明涉及風力發(fā)電，具體涉及一種復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備。

背景技術：

1、風是由地球轉動和太陽照射形成的空氣循環(huán)和局部流動。由于山川和地形的影響，造成了風的不均衡性，許多風口具有強風，不僅風速快，而且風力大，新疆阿拉山口風口、達坂城風口，遼西走廊風口、黃河河谷風口、張家口風口、河西走廊風口以及內蒙古的多個風口等。

2、這些風口的常年風速大多在20～60米/秒，而且風向基本是固定的西北風。另外，在青藏高原和云貴高原上，由于大氣的循環(huán)加上高山峽谷的制約，往往造成巨大的峽谷風。如北盤江大峽谷、沅江大峽谷等等。這些地方峽谷深達數(shù)百米而寬度往往只是深度的一半。且風向固定，風速驚人，其中風能蘊藏的極其豐富。但是由于現(xiàn)有風力發(fā)電技術的局限性，不能夠適應大風速大風力的風力發(fā)電，這種風能一直沒有被開發(fā)利用。

3、現(xiàn)有技術中，無法有效地控制來風速度對槳葉的沖擊，不能夠在狂暴風的背景下進行風力發(fā)電。當風速大于20米/秒時，有可能造成槳葉折損和桿塔折損或傾倒，從設備的安全角度出發(fā)就必須鎖車停機。大量的高速風能因此不能被充分利用。故不能說現(xiàn)有的風力發(fā)電技術真正全面地打開了風能的寶庫。就是對于風速低于20米/秒的微風風能而言，由于現(xiàn)有的風力發(fā)電技術只能利用其掃風接觸面積的16％～18％，因此對于微風風能的利用率也是很低的。

4、另外，由于現(xiàn)有的風力發(fā)電技術的局限，導致其設備布置密度低，安裝與維修的難度大，運行管理成本高，并網(wǎng)前的發(fā)電線路損耗高，因此現(xiàn)有的微風發(fā)電技術綜合效率并不高。

5、因此，需要設計一種復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明提供了復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備。

2、本發(fā)明采用的技術方案是：復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備，包括集風器，該集風器連接有進風風量控制器，所述的進風風量控制器連接有外涵道，在該外涵道中依次設置有導流器、葉輪以及與該葉輪配合的發(fā)電機。

3、為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述的集風器的形狀為喇叭狀，且進風端大于出風端，所述的出風端連接進風風量控制器。

4、為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述的進風風量控制器包括多組移動擋風組件，每組擋風組件包括安裝在涵道頂部的上滑軌和安裝在涵道底部的下滑軌；在所述的上滑軌和下滑軌之間滑動配合有擋風機構，在所述的下滑軌上安裝有改變擋風機構位置的驅動機構。

5、為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述的進風風量控制器包括與涵道截面適配的升降閘板，在涵道的側部設置有絞盤并配合有相應的絞盤電機，該絞盤上繞有與升降閘板連接的鏈條或鋼絲繩。

6、為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述的擋風機構包括配合在上滑軌和下滑軌之間的豎桿，在該豎桿上設置有向兩側展開的翼板，所述的豎桿與驅動機構配合。

7、為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述的驅動機構包括驅動電機，該驅動電機的轉軸聯(lián)接有螺紋桿，該螺紋桿穿過豎桿并與之螺紋配合。

8、為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述的導流器固定在外涵道的等徑段并緊靠于葉輪前端，該導流器呈與戰(zhàn)斗機頭部形狀一樣的圓錐狀。

9、為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述的發(fā)電機連接有穩(wěn)頻穩(wěn)壓智能控制系統(tǒng)，該穩(wěn)頻穩(wěn)壓智能控制系統(tǒng)與驅動機構或絞盤電機連接。

10、為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述的發(fā)電機采用平行軸式發(fā)電機、同軸式發(fā)電機或者l式發(fā)電機。

11、為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述的發(fā)電機連接有蓄電池，該蓄電池配合有相應的逆變器。

12、本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：本發(fā)明的復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備，通過集風器、外涵道、進風風量控制器、導流器、葉輪以及與該葉輪配合的發(fā)電機等的配合，風從集風器進入后，經(jīng)過進風風量控制器的控制，降低了風速、減少了風量，再通過導流器導流給葉輪，讓其旋轉帶動發(fā)電機轉動進行發(fā)電，能夠有效地適應大風速、大風力的地區(qū)發(fā)電，充分開發(fā)自然界的風能，為新能源的發(fā)展貢獻了力量，促進了能源的可持續(xù)發(fā)展。

13、所述的集風器的形狀為喇叭狀，且進風端大于出風端，所述的出風端連接外涵道。進風端可以大面積框住進風，可以避免因地形、環(huán)境影響而進風量。

14、所述的進風風量控制器包括多組移動擋風組件，每組擋風組件包括安裝在外涵道頂部的上滑軌和安裝在外涵道底部的下滑軌；在所述的上滑軌和下滑軌之間滑動配合有擋風機構，在所述的下滑軌上安裝有改變擋風機構位置的驅動機構?？梢愿鶕?jù)實際情況的需求通過控制驅動機構的動作，從而控制擋風機構的位置，進而控制進風量。比如當風速大、風量大的時候，可以讓多個擋風機構相互錯位，增大擋風的面積，讓進入導流器風量減少。當風速小、風量少的時候，則可以讓多個擋風機構位置重疊，盡量讓風通過，增加進入導流器的風量。

15、所述的擋風機構包括配合在上滑軌和下滑軌之間的豎桿，在該豎桿上設置有向兩側展開的翼板，所述的豎桿與驅動機構配合。這樣設計以后，驅動機構可以帶動豎桿移動，從而帶動翼板移動，變換位置，實現(xiàn)擋風功能。

16、所述的驅動機構包括驅動電機，該驅動電機的轉軸聯(lián)接有螺紋桿，該螺紋桿穿過豎桿并與之螺紋配合。這樣設計以后，驅動電機轉動，使得螺紋桿轉動，進而使得豎桿在螺紋桿軸線方向上移動，從而帶動翼板移動，實現(xiàn)擋風功能。

17、所述的導流器的進風端大于出風端，且從進風端到出風端均勻設置有多個螺旋導流風道。這樣設計以后，經(jīng)過進風風量控制器后的風通過導流器的導流后，集中吹向葉輪，使高速紊亂的風流變成相對穩(wěn)定的層流風，使葉輪因湍流沖擊而引起的高頻俯仰振動得以大幅下降，從而有效地提高設備運行的可靠性；充分利用風能發(fā)電。

18、所述的發(fā)電機連接有穩(wěn)頻穩(wěn)壓智能控制系統(tǒng)。這樣設計以后，通過穩(wěn)頻穩(wěn)壓智能控制系統(tǒng)對風速及時有效的感知，從而控制發(fā)電機的載荷，使之及時有效地響應，從而實現(xiàn)發(fā)電機恒速運行。以達到發(fā)電頻率和發(fā)電電壓的穩(wěn)定，保證所發(fā)電能的質量。

19、所述的發(fā)電機采用平行軸式發(fā)電機、同軸式發(fā)電機或者l式發(fā)電機。這樣設計以后，把高速風能的利用率提高到極致，有效地提高了高速風能發(fā)電的價值。

20、所述的發(fā)電機連接有蓄電池，該蓄電池配合有相應的逆變器。這樣設計以后，風力發(fā)電產(chǎn)生的電能可以通過蓄電池儲存，并通過逆變器轉化為交流電，供給用戶使用。

技術特征：

1.復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備，其特征在于：包括集風器(1)，該集風器(1)連接有進風風量控制器(3)，所述的進風風量控制器(3)連接有外涵道(2)，在該外涵道(2)中依次設置有導流器(4)、葉輪(5)以及與該葉輪(5)配合的發(fā)電機(6)。

2.根據(jù)權利要求1所述的復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備，其特征在于：所述的集風器(1)的形狀為喇叭狀，且進風端大于出風端，所述的出風端連接進風風量控制器(3)。

3.根據(jù)權利要求2所述的復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備，其特征在于：所述的進風風量控制器(3)包括多組移動擋風組件，每組擋風組件包括安裝在涵道頂部的上滑軌(7)和安裝在涵道底部的下滑軌(8)；在所述的上滑軌(7)和下滑軌(8)之間滑動配合有擋風機構，在所述的下滑軌(8)上安裝有改變擋風機構位置的驅動機構。

4.根據(jù)權利要求2所述的復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備，其特征在于：所述的進風風量控制器(3)包括與涵道截面適配的升降閘板，在涵道的側部設置有絞盤并配合有相應的絞盤電機，該絞盤上繞有與升降閘板連接的鏈條或鋼絲繩。

5.根據(jù)權利要求1所述的復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備，其特征在于：所述的導流器(4)固定在外涵道(2)的等徑段并緊靠于葉輪(5)前端，該導流器(4)呈與戰(zhàn)斗機頭部形狀一樣的圓錐狀。

6.根據(jù)權利要求3或4所述的復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備，其特征在于：所述的發(fā)電機(6)連接有穩(wěn)頻穩(wěn)壓智能控制系統(tǒng)，該穩(wěn)頻穩(wěn)壓智能控制系統(tǒng)與驅動機構或絞盤電機連接。

7.根據(jù)權利要求6所述的復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備，其特征在于：所述的發(fā)電機(6)采用平行軸式發(fā)電機、同軸式發(fā)電機或者l式發(fā)電機。

8.根據(jù)權利要求7所述的復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備，其特征在于：所述的發(fā)電機(6)連接有蓄電池，該蓄電池配合有相應的逆變器。

技術總結
本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術領域，具體涉及一種復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備。集風器連接有外涵道，在外涵道中依次設置有進風風量控制器、導流器、葉輪以及與該葉輪配合的發(fā)電機。本發(fā)明的復合涵道式水平軸大功率暴風風力發(fā)電裝備，通過集風器、外涵道、進風風量控制器、導流器、葉輪以及與該葉輪配合的發(fā)電機等的配合，風從集風器進入后，經(jīng)過進風風量控制器的控制，降低在極端風速工況下的進風風速，降低了風速、減少了風量，再通過導流器導流給葉輪，讓其旋轉帶動發(fā)電機轉動進行發(fā)電，能夠有效地適應大風速、大風力的地區(qū)發(fā)電，充分開發(fā)自然界的風能，為新能源的發(fā)展貢獻了力量，促進了能源的可持續(xù)發(fā)展。

技術研發(fā)人員：呂孝軍
受保護的技術使用者：淮北暴風風力發(fā)電有限責任公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15