具有垂直軸升力型風力渦輪機的風力發(fā)電塔的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及風力發(fā)電塔，更加具體地，設及具有垂直軸升力型(Gyromill type)風 力滿輪機（碑〇1置皂1辛句舞等司司巧）的風力發(fā)電塔。
【背景技術】
[0002] 一般地，風力發(fā)電系統(tǒng)是作為將風力轉化為旋轉力而生產電的技術，是將風能轉 化為機械能并驅動發(fā)電機而生產電的系統(tǒng)。
[0003] 運種風力發(fā)電系統(tǒng)一般分為水平軸風力發(fā)電和垂直軸風力發(fā)電。水平軸風力發(fā)電 效率高，但與此相反地具有的問題是受風向影響很大，垂直軸風力發(fā)電雖然受風向影響不 大，但是具有的問題是與水平軸相比效率不高。因此，大部分的與風力發(fā)電相關的主要企業(yè) 關注水平軸風力發(fā)電，在垂直軸風力發(fā)電中，對提高效率的方法進行著諸多研究。但是，實 際狀況是目前為止沒有找到提高垂直軸風力發(fā)電的效率的合適方法。此外，本發(fā)明是有關 垂直軸風力發(fā)電的技術，W下，W垂直軸風力發(fā)電為中屯、進行說明。
[0004] 在垂直軸風力發(fā)電中，具有的技術優(yōu)點是能夠應用向前方吹來的風，但是具有的 問題是通常在大氣中流動的風中，風向和風力不恒定，從而不能有效地進行風力發(fā)電。因 此，為了解決運種問題，正在嘗試著各種能夠有效地集中風向的方法，例如，公開的方案有 在垂直軸風力滿輪機的周圍附加地設置具有導向壁的集風管結構，該垂直軸風力滿輪機能 夠使風向恒定地流動的同時，能夠增加風速。
[0005] 韓國專利公開第2009-0035884號(加速型風力發(fā)電機）中公開了一種技術，在加速 型風力發(fā)電機的內部設置有阻力型風力滿輪機，并在其周圍設置有集風管結構，該集風管 結構能夠使阻力型風力滿輪機的周圍的風向恒定的同時，能夠增加風速，從而能夠提高垂 直軸風力滿輪機的效率。
[0006] 此外，日本專利公開第2010-531594號（具有垂直軸的風力滿輪機）中公開了一種 技術，在風力塔的內部設置有阻力型垂直軸風力滿輪機，并在所述阻力型垂直軸風力滿輪 機的周圍設置有集風管結構，該集風管結構能夠在所述阻力型垂直軸風力滿輪機的周圍使 風向恒定的同時，能夠提高風速。
[0007] 但是，公開于上述專利中的集風管設計成通過集風管導向的風直接與阻力型風力 葉片接觸，W能夠導向所述風力葉片的旋轉，在運種結構中，隨著風的變化，所述阻力型葉 片的運動也相同地變化，從而具有的問題是很難保持持續(xù)地風力發(fā)電。此外，集風管形成為 經過所述導向壁的風立即接觸阻力型葉片，W產生相當大的阻力，運種結構對于阻力型葉 片的初期啟動是有利的，但是當風速高時反而起到阻力作用，從而具有的問題很難有效地 進行風力發(fā)電。
[000引因此，本發(fā)明的申請人為了解決如上所述的技術問題而謀求具有垂直軸風力滿輪 機的風力發(fā)電塔。

【發(fā)明內容】

[0009] 技術課題
[0010] 本發(fā)明的實施方式中提供有關風力發(fā)電塔的技術，該風力發(fā)電塔具有垂直軸升力 型風力滿輪機(碎叫置智1等司句切），從而即使在低速中也能夠進行風力發(fā)電并能 夠獲得最大限度的風力發(fā)電效率。
[0011] 課題解決方法
[0012] 根據本發(fā)明的一個實施方式的具有垂直軸升力型風力滿輪機的風力發(fā)電塔上形 成有用于流入風的多層風流入口，風力發(fā)電塔的各層包括集風部和能量轉換部，所述集風 部能夠改變風力和風向，所述能量轉換部能夠使所述風經過該能量轉換部的過程中轉化能 量。其中，所述集風部包括多個風導向壁，該風導向壁沿所述風力發(fā)電塔的中屯、放射狀地布 置，W能夠使通過所述風流入口流入的風沿著所述能量轉換部的一側半徑方向流動。所述 能量轉換部的內部設置有垂直軸升力型風力滿輪機，該垂直軸升力型風力滿輪機設置在所 述風力發(fā)電塔的各層的中屯、，所述垂直軸升力型風力滿輪機包括垂直軸升力型風力葉片， 該垂直軸升力型風力葉片設置成TSR(葉尖速比）為1.1至2.4、密實度為0.2W上、RPM(每分 鐘轉速)為240W下。所述能量轉換部包括風流道和內部流道，所述風流道形成在所述風導 向壁和所述垂直軸升力型風力葉片之間的空間內，所述內部流道形成在所述風力發(fā)電塔的 中屯、部的所述垂直軸升力型風力葉片之間的空間內。
[0013] 所述能量轉換部可W W與流入所述風力發(fā)電塔中的風的流入方向垂直的方向為 基準，沿逆時針方向被分成四等分而依次設定為第一區(qū)域至第四區(qū)域，多個所述風導向壁 的角度傾斜形成W能夠使通過所述集風部的風經過所述能量轉換部的第一區(qū)域和第四區(qū) 域而流動至外部，多個所述風導向壁可W是五個W上且為九個W下。
[0014] 所述風流道的間距可W設定成使得流經所述能量轉換部的所述第一區(qū)域和所述 第四區(qū)域的所述風流道的風的流量相對于流經所述第一區(qū)域和所述第四區(qū)域的所述內部 流道的風的流量相同或者更大。
[0015] 另外，所述能量轉換部的所述風流道的最小間距可W為在第四區(qū)域中首次產生正 向轉矩的位置，并且最大間距可W為所述垂直軸升力型風力滿輪機的半徑。
[0016] 另外，所可W通過形成所述垂直軸升力型風力葉片的攻角，從而能夠在所述能量 轉換部的第一區(qū)域和第四區(qū)域中產生正向轉矩。另外，所述風力發(fā)電塔可W形成為圓柱狀。 [00 17]發(fā)明效果
[0018] 根據本發(fā)明的一個實施方式的具有垂直軸升力型風力滿輪機的風力發(fā)電塔，即使 是低速風也能夠對風速進行加速W實現(xiàn)風力發(fā)電，同時能夠提高用于旋轉葉片的風的利用 效率，從而提高整體的發(fā)電效率。
【附圖說明】
[0019] 圖1是示出根據本發(fā)明的一個實施方式的風力發(fā)電塔的圖。
[0020] 圖2是示出圖1中所示的風力發(fā)電塔的截面的圖。
[0021] 圖3是示出根據本發(fā)明的一個實施方式的風力發(fā)電塔中設置的垂直軸升力型風力 滿輪機的一個實施方式的圖。
[0022] 圖4是示出根據垂直軸升力型風力滿輪機的方位而作用在葉片上的升力和阻力的 圖。
[0023] 圖5是示出根據本發(fā)明的一個實施方式的風力發(fā)電塔的截面的圖。
[0024] 圖6是示出根據圖5中的集風部和能量轉換部的放大圖。
[0025] 優(yōu)選實施方式
[0026] 針對根據本發(fā)明的具有垂直軸升力型風力滿輪機的風力發(fā)電塔，W下參照附圖進 行更加詳細地說明。
[0027] 本發(fā)明的申請人提供一種風力發(fā)電塔，作為更加有效地集中大氣中的風向并更加 增大風力的方法，在風力發(fā)電塔中形成有多層集風部W能夠控制風向并能夠增大風力。對 此在圖1中有所示出，如圖所示，根據本發(fā)明的風力發(fā)電塔100可W形成有多層集風部110， 集風部110包括用于流入風的多個風流入口 111。另外，可W形成為：吹向所述風力發(fā)電塔 100的風能夠經過所述風力發(fā)電塔100的風流入口 111，或者如圖所示地沿著風力發(fā)電塔100 的兩側面和上部而流動。為此，所述風力發(fā)電塔100可W形成為圓柱狀。
[0028] 圖2中示出了根據本發(fā)明的風力發(fā)電塔100的一個層的截面，參照圖22,根據本發(fā) 明的風力發(fā)電塔100可W形成有集風部110和能量轉換部150。如上所述，集風部110可W形 成為通過將多個風導向壁112放射狀地布置，W能夠使風流入口 111和風流出口 112的截面 積具有預設程度W上的差，從而能夠控制從外部吹來的風的方向并增大風力。在此，所述風 流入口 111和風流出口 112的截面積的差形成為至少2.5:1，W在5m/sW下的低風速下，能夠 根據文丘里效應增加風速。另外，優(yōu)選地，所述風導向壁120設計成具有適當數量的風流入 口 111，W能夠使流入到所述風力發(fā)電塔100中的風有效地排出至外部。因此，通過根據本發(fā) 明的風力發(fā)電塔100中至少設置五至九個風導向壁110,從而能夠使流入到所述風力發(fā)電塔 100的風有效地排出至外部。
[0029] 形成于所述風力發(fā)電塔100的各層的中屯、的能量轉換部150上設置有垂直軸風力 滿輪機，本發(fā)明的特征是一種將垂直軸升力型風力滿輪機130設置成所述垂直軸風力滿輪 機。圖3中示出了垂直軸升力型風力滿輪機130的一個實施方式，所述垂直軸升力型風力滿 輪機130包括