本發(fā)明涉及一種利用空氣的壓強差進行發(fā)電的裝置。

背景技術(shù)：

利用風(fēng)能吹轉(zhuǎn)扇葉，通過旋轉(zhuǎn)的扇葉帶動發(fā)電機發(fā)電，這種傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)技術(shù)成熟且應(yīng)用廣泛。如申請?zhí)枮?01080008030.7的發(fā)明專利《風(fēng)力發(fā)電裝置》、申請?zhí)枮?01310213028.9的發(fā)明專利《風(fēng)力發(fā)電裝置及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)》、申請?zhí)枮?00910161208.0的發(fā)明《風(fēng)力發(fā)電機》等，為了跟蹤風(fēng)向，人們還發(fā)明了方位跟蹤驅(qū)動裝置，如申請?zhí)枮?1811561.6的發(fā)明《風(fēng)力設(shè)備》、申請?zhí)枮?01010236404.2的發(fā)明《自動跟蹤風(fēng)向跟蹤太陽風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)》。

然而，我們學(xué)生科技活動小組在考察南極的能源利用時發(fā)現(xiàn)：南極的風(fēng)力資源雖然極為豐富，但是科考站內(nèi)的電能卻不是利用風(fēng)力發(fā)電，而是使用柴油發(fā)電機發(fā)電，在南極科考大力進行、南極旅游不斷發(fā)展的今天，柴油發(fā)電不僅要消耗大量的柴油，而且還污染環(huán)境。

我們通常所說的12級臺風(fēng)，風(fēng)速能達到32.6米/秒，夠大的了吧？可在南極，風(fēng)速常常能達到55.6米/秒，有時甚至達到83.3米/秒，這么豐富的風(fēng)力資源，為什么不用來發(fā)電呢？

我們學(xué)生科技活動小組的成員經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，雖然南極的大風(fēng)天氣很多，風(fēng)能資源非常豐富，但是，由于現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電裝置基本是由多片扇葉組成，中間有一根中軸，這種結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電裝置在南極使用存在如下無法克服的技術(shù)缺陷：當較大的沙、石粒吹打在扇葉的迎風(fēng)面上時，會造成扇葉的損傷；尤其在寒冷的暴風(fēng)雪天氣里，較大的雪粒高速打擊在扇葉的迎風(fēng)面上，其破碎的冰末會粘附在扇葉的表面，冰末的慢慢堆積凍結(jié)，扇葉越來越笨重，就會大大降低扇葉的旋轉(zhuǎn)效率，且慢慢堆積凍結(jié)，還會改變扇葉原有的迎風(fēng)面形狀，當扇葉的迎風(fēng)面不再是傾斜的光滑表面時，風(fēng)吹在扇葉的迎風(fēng)面上(實際上是吹在扇葉迎風(fēng)面凍結(jié)的冰層上)，扇葉的受力散亂，也會大大降低扇葉的旋轉(zhuǎn)效率，甚至導(dǎo)致扇葉無法正常轉(zhuǎn)動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于垂直變向的風(fēng)力發(fā)電裝置，能夠避免暴風(fēng)將較大的沙、石粒吹打在扇葉的迎風(fēng)面上損傷扇葉；在寒冷的暴風(fēng)雪天氣里，能夠避免較大的雪粒高速打擊在扇葉的迎風(fēng)面上，克服扇葉旋轉(zhuǎn)效率降低、甚至無法正常轉(zhuǎn)動的技術(shù)缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于垂直變向的風(fēng)力發(fā)電裝置，包括一圓筒形體，所述圓筒形體的筒壁延軸向的截面為：外側(cè)的中部向外凸起構(gòu)成弧形，內(nèi)側(cè)為直線形，在圓筒形體中部的筒壁上環(huán)繞該圓筒形體的軸線設(shè)有多個徑向通道，在各個所述徑向通道內(nèi)均設(shè)有風(fēng)力發(fā)電裝置，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括用于驅(qū)動該風(fēng)力發(fā)電裝置的扇葉，所述扇葉的扇葉轉(zhuǎn)軸之軸心與徑向通道的軸心重合。

所述風(fēng)力發(fā)電裝置還包括發(fā)電機，所述扇葉轉(zhuǎn)軸通過變速器與所述發(fā)電機轉(zhuǎn)動連接。

所述風(fēng)力發(fā)電裝置通過支撐桿(8)固定于徑向通道內(nèi)。

所述支撐桿至少有一個為空心結(jié)構(gòu)，所述風(fēng)力發(fā)電裝置的輸電線和控制線經(jīng)由該空心結(jié)構(gòu)的支撐桿與徑向通道外部相應(yīng)的電器部件相連接。

所述圓筒形體通過支架固定于地面上。

所述圓筒形體與支架之間通過鉸軸可轉(zhuǎn)動連接，支架上設(shè)有風(fēng)向跟蹤裝置。

一種基于垂直變向的風(fēng)力發(fā)電裝置，包括一圓筒形體，所述圓筒形體的筒壁延軸向的截面為平凸翼型或凹凸翼型，在圓筒形體中部的筒壁上環(huán)繞該圓筒形體的軸線設(shè)有多個徑向通道，在各個所述徑向通道內(nèi)均設(shè)有風(fēng)力發(fā)電裝置，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括用于驅(qū)動該風(fēng)力發(fā)電裝置的扇葉，所述扇葉的扇葉轉(zhuǎn)軸之軸心與徑向通道的軸心重合。

所述徑向通道里端的圓筒形體的內(nèi)壁處設(shè)有向外側(cè)凹陷的凹腔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是：由于采用上述技術(shù)方案，所述圓筒形體的筒壁延軸向的截面為：外側(cè)的中部向外凸起構(gòu)成弧形，內(nèi)側(cè)為直線形，在圓筒形體中部的筒壁上環(huán)繞該圓筒形體的軸線設(shè)有多個徑向通道，在各個所述徑向通道內(nèi)均設(shè)有風(fēng)力發(fā)電裝置，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括用于驅(qū)動該風(fēng)力發(fā)電裝置的扇葉，所述扇葉的扇葉轉(zhuǎn)軸之軸心與徑向通道的軸心重合，這種結(jié)構(gòu)的圓筒形體，當大風(fēng)從圓筒形體的左端向右端流動時，根據(jù)伯努利原理(即流體的流速越大，其壓強越小；流速越小，其壓強越大)，由于所述圓筒形體的外周為上凸的弧面，圓筒形體的筒內(nèi)為直通的通道，圓筒形體筒內(nèi)的風(fēng)的流速低于外周的風(fēng)的流速，從而使得圓筒形體筒內(nèi)的壓強大于外周的壓強，產(chǎn)生了氣壓差，徑向通道里端的壓強大于外端的壓強，徑向通道內(nèi)就會產(chǎn)生從里端向外端流動的氣流，設(shè)在徑向通道內(nèi)的扇葉就會被氣流推動而旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動風(fēng)力發(fā)電裝置發(fā)電，因徑向通道垂直于圓筒形體的軸線，這樣的結(jié)構(gòu)使所述發(fā)電裝置不必直接面對暴風(fēng)雪，避免暴風(fēng)將較大的沙、石粒吹打在扇葉的迎風(fēng)面上損傷扇葉；在寒冷的暴風(fēng)雪天氣里，能夠避免較大的雪粒高速打擊在扇葉的迎風(fēng)面上，從而避免積雪在扇葉迎風(fēng)面上凍結(jié)，克服了扇葉旋轉(zhuǎn)效率降低、甚至無法正常轉(zhuǎn)動的技術(shù)缺陷。適合在南極極端惡略的環(huán)境中使用。

為進一步提高發(fā)電效率，所述徑向通道里端的圓筒形體的內(nèi)壁處設(shè)有向外側(cè)凹陷的凹腔，這種結(jié)構(gòu)，可以進一步降低流入圓筒形體筒內(nèi)的氣流的速度，從而提高筒內(nèi)氣流與筒外氣流之間的壓強差，進一步提高發(fā)電效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的a—a向剖視圖；

圖3是圖1的俯視圖；

圖4是圖1開設(shè)了凹腔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明另一種結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖6是5的俯視圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的技術(shù)方案更加清晰，以下結(jié)合附圖1至6，對本發(fā)明進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，并不是為了限定本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明是一種基于垂直變向的風(fēng)力發(fā)電裝置，包括一圓筒形體1，所述圓筒形體1的筒壁延軸向的截面為：外側(cè)的中部向外凸起構(gòu)成弧形2，內(nèi)側(cè)為直線形3，在圓筒形體1中部的筒壁上環(huán)繞該圓筒形體1的軸線設(shè)有多個徑向通道4，在各個所述徑向通道4內(nèi)均設(shè)有風(fēng)力發(fā)電裝置，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括用于驅(qū)動該風(fēng)力發(fā)電裝置的扇葉5，所述扇葉5的扇葉轉(zhuǎn)軸之軸心與徑向通道4的軸心重合。作為優(yōu)選，圓筒形體1的筒壁可以是空腔結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，徑向通道4可以設(shè)置四個、六個、或更多，徑向通道4的直徑和圓筒形體1的筒內(nèi)直通道的直徑大小可以調(diào)整，以產(chǎn)生合適的壓差為標準，多個徑向通道4最好是環(huán)繞圓筒形體1的軸線均勻分布，每個徑向通道4內(nèi)均設(shè)置風(fēng)力發(fā)電裝置。所述風(fēng)力發(fā)電裝置還包括發(fā)電機6，所述扇葉轉(zhuǎn)軸通過變速器7與所述發(fā)電機6轉(zhuǎn)動連接。所述變速器7，可以是減速器，也可以是可控變速機構(gòu)等等。所述風(fēng)力發(fā)電裝置可以通過支撐桿8固定于徑向通道4內(nèi)，所述支撐桿8至少有一個為空心結(jié)構(gòu)，所述風(fēng)力發(fā)電裝置的輸電線和控制線經(jīng)由該空心結(jié)構(gòu)的支撐桿8與徑向通道4外部相應(yīng)的電器部件相連接，所述外部相應(yīng)的電器部件，例如控制器，用電器，變壓器等等，這些電器部件可以安裝在圓筒形體1的空腔內(nèi)，也可以安裝在地面。在南極，基本都是東南風(fēng)，可以將圓筒形體1的左端迎著風(fēng)向，將圓筒形體1通過支架固定于地面上；也可以將圓筒形體1與支架之間通過鉸軸可轉(zhuǎn)動連接，支架上設(shè)風(fēng)向跟蹤裝置，靈活調(diào)節(jié)跟蹤風(fēng)向，提高發(fā)電效率。為進一步提高發(fā)電效率，所述徑向通道4里端的圓筒形體1的內(nèi)壁處設(shè)有向外側(cè)凹陷的凹腔9，這種結(jié)構(gòu)，可以進一步降低流入圓筒形體1筒內(nèi)的流體的速度，從而提高筒內(nèi)流體與筒外流體之間的壓強差，提高發(fā)電效率。當然，所述凹腔9也可以是環(huán)繞筒形體1軸線的凹腔環(huán)。

本發(fā)明的另一種基于垂直變向的風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)，僅僅是在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，對圓筒形體1的截面進行了變化：具體結(jié)構(gòu)包括一圓筒形體1，所述圓筒形體1的筒壁延軸向的截面為平凸翼型或凹凸翼型，在圓筒形體1中部的筒壁上環(huán)繞該圓筒形體1的軸線設(shè)有多個徑向通道4，在各個所述徑向通道4內(nèi)均設(shè)有風(fēng)力發(fā)電裝置(參考圖5，這種結(jié)構(gòu)，風(fēng)從左邊向右邊吹時，徑向通道里端與外端的壓強差較大，發(fā)電效率提高)，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括用于驅(qū)動該風(fēng)力發(fā)電裝置的扇葉5，所述扇葉5的扇葉轉(zhuǎn)軸之軸心與徑向通道4的軸心重合。

這種流線型的圓筒形體1，風(fēng)阻小，抗風(fēng)能力強。

上述技術(shù)方案中，當筒壁采用空腔結(jié)構(gòu)時，圓筒形體1的筒壁可以采用不銹鋼板材焊接制成，為了簡化，空腔體1外殼的厚度沒有畫出，徑向通道4的通道壁厚也沒有畫出。所述空腔內(nèi)可以放置相應(yīng)的電器部件，例如控制器，用電器，變壓器等等。

平凸翼型參見：

http://baike.baidu.com/link？url＝xcuvg1nyj2tyxiakog2slk98rvoc7oun8fejugo6lqbi_-n59iijowy3nqxfcuohsjav37l2axuczrtukey0fnzy7ggr9r8tdh0brb_awniyeezavyrntp1jzasotvhy；

凹凸翼型參見：

http://baike.baidu.com/link？url＝laeiltwl3coizpgorgruvfkyayrqgiason1sivo8yleyspkbe9k1eaqlhom5p0_mmgl-dufk2wclac08thdsixox-yunqn7cvbwqpxnuu0jadi1gwwxy4w67rc9asiqh。