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涡旋 风 风 力发电机

阅读：952发布：2020-06-03

专利汇可以提供涡旋风风力发电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种涡旋风风力发电机，属于风电清洁能源技术领域；由铁塔形机座02上连接机头01，发电机输出经控制箱电源调制后连接网络摄像头、无线转发器、灯具组成，特征是：在机座内设置由发电机8和减速器81与底脚基础构成的圆锥体旋风墩16，旋风墩结合涡旋式球形风轮促使自然风围绕主轴涡旋形旋转，象龙卷风一样加速上升不断增强扭矩力，从风管内部推动风轮旋转，同时引导外界风源从上、中、下全方位推动第一风轮、第二风轮、第三风轮、第四风轮旋转，运行中发电机温升和地热温度使旋转中心的气流源温度提升；合力使发电效率倍增；装在中心避雷针装置1中的网络摄像头与手机和计算机组成物联网，自动视频监控所辖区域的防雷、防盗、防火进一步保证运行安全。，下面是涡旋风风力发电机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种涡旋风风力发电机，包括：机头(01)，通过套接或法兰圈连接在铁塔形的机座(02)上，或者在机头(01)与机座(02)之间设置加长风管(03)，其中，机座(02)内发电机(8)的输出导线引至控制箱(10)，经电源调制后由导线(9)分别连接a个网络摄像头(13)、无线转发器(20)、c个灯具(19)，或向需要用电的单位联网供电，其中a、c为自然数；特征是：在机座(02)内设置由发电机(8)或发电机(8)和减速器或增速器(81)与发电机底脚螺栓混凝土基础构成的圆锥体或椭圆体的旋风墩(16)，旋风墩(16)可使周围的游动气流跟随机头(01)上的涡轮式第三风轮(4)和第二风轮(3)的旋转方向流动，促使机座(02)内气流形成以发电机主轴为中心由大到小涡旋形加速上升，从风管内部推动风轮旋转，同时引导外界风源从上、中、下全方位推动第一风轮(2)、第二风轮(3)、第三风轮(4)或第四风轮(304)旋转，运行中发电机温升和地热温度使旋转中心的涡旋源气流温度提升，使得地面自然风不管从何方向吹来，经过旋风墩(16)就会形成涡旋形旋转，源源不断地增加能量向上加速运行，进一步促使风管内的涡旋形气流龙卷风式的向上发展增强扭矩力，形成发电效率越高涡旋形气流越强的良性循环，合力使发电机效率倍增；或者在中心避雷针装置(1)中设置网络摄像头(13)，网络摄像头与手机和其它计算机组成物联网，远程自动视频监控所辖区域的防雷、防盗、防火，进一步保证运行安全。
2.根据权利要求1所述的一种涡旋风风力发电机，特征是：所述机头(01)由：金属出风管(5)顶端设第一十字支架(7)，第一十字支架中心设置定位轴承供加长轴(6)通过，加长轴(6)顶端设托盘依次与第三风轮(4)、第二风轮(3)固定后与第一风轮(2)的金属管(103)连接，加长轴(6)下端通过第二十字支架(82)与发电机主轴连接。
3.根据权利要求1所述的一种涡旋风风力发电机，特征是：所述机座(02)由：上端设法兰供与机头(1)或加长风管(03)的法兰圈通过螺栓连接，法兰下端与梯形风管(11)固定，梯形风管下端与喇叭形进风口(14)连接，组成上小下大的喇叭形圆管体，圆管体外围由角铁或钢管支撑(15)焊接组成正方体或圆形体的立体式铁塔形机座(02)，机座(02)的四个底脚固定在四个正方形排列、中间设钢筋混凝土十字架互相支撑的地脚基础(17)上，四个底脚基础中的钢筋互相联系统一焊接固定，分别入地组成规范的放射式接地网，在机座(02)的中心点基础上设置外部圆锥体或椭圆体中间空心的发电机底脚螺栓混凝土基础，与发电机(8)或发电机(8)和减速器或增速器(81)构成的旋风墩(16)。
4.根据权利要求1所述的一种涡旋风风力发电机，特征是：所述第一风轮(2)顶端设中心避雷针装置(1)由：金属管(103)，顶端制成避雷针(101)穿出金属防雨罩(102)中心顶端到预定高度后焊接固定，防雨罩(102)内设置网络摄像头(13)，中心避雷装置(1)的高度须大于第一风轮(2)的半径，使被保护物处在以顶点为中心的弧形圈度数下的保护范围内，利用发电机(8)主轴与机头(1)、第一十字支架(7)、第二十字支架(82)、机座(2)的金属体连接以后的良好导电性能，直接连通机座(2)的底脚基础(17)中的接地网；设置成功后的中心避雷装置(1)屹立在风轮中心的制高点上旋转，有效保护发电机的定子绕组不受雷电冲击，设置在第一风轮(4)上防雨罩(102)内的的网络摄像头(13)或者设置在加长风管(03)上的网络摄像头(131)，全天候24小时监视界面运行；当发现异常情况时自动摄像，并第一时间发出报警信息到手机或报警邮箱及其它终端，及时给予安全防护处理。
5.根据权利要求1所述的一种涡旋风风力发电机，特征是：所述第一风轮 (2)由2Q个能顺风向自动开合的半月形立式风斗或半月形立式风斗按X层次组合而成，其中Q或X为自然数，当X设为两层配置时：第一层的第1风斗(201)和对称的第2风斗(202)，第二层的第3风斗(203)和对称第4风斗(204)，各自固定在金属管(103)上，其中第一定位盘(205)通过金属管(103)设置在第一层风斗的弧形静片的上端，第二定位盘(206)通过金属管(103)设置在第一层风斗的弧形静片的和第二层风斗的弧形静片的中间，第三定位盘(207)通过金属管(103)与第二层风斗的弧形静片的下端连接以后，设置在金属管(103)的底端，将上下两层4个风斗按各占90度的定位角度通过定位盘定位调整后与金属管(103)固定，其中，底端第三定位盘(207)中设若干螺孔供连接第二风轮(3)时使用。
6.根据权利要求1所述的一种涡旋风风力发电机，特征是：所述的第二风轮(3)为涡轮式球形风轮，由金属薄板材料压制成涡旋角度的弧形叶片(302)，每个弧形叶片的叶面内外边缘设有供机内或机外气流推动旋转的弧形凹凸肋槽，G个弧形叶片的下端按圆周均布围成圆形固定在球围(303)上，上端按角度均布固定在第一防雨盖(301)的四周，组成足够机械强度的顺时针旋转的涡轮式球形风轮，其中G为自然数，第一防雨盖(301)中设若干螺孔供第三风轮(4)连接时使用。
7.根据权利要求1所述的一种涡旋风风力发电机，特征是：所述的第三风轮(4)设置在第二风轮(3)的内部，同样为涡轮式球形风轮，由金属薄板材料压制成涡旋角度的弧形叶片(402)，每个弧形叶片的叶面内外边缘设有供机内或机外气流推动旋转的弧形凹凸肋槽，G个弧形叶片的下端按圆周均布围成圆形固定在球围(403)上，上端按角度均布固定在第二防雨盖(401)的四周，组成足够机械强度的顺时针旋转的涡轮式球形风轮，其中G为自然数，第二防雨盖(401)中设若干螺孔供固定在金属管(103)上端的第三定位盘(207)固定，金属管(103)与发电机加长轴(6)连接固定。
8.根据权利要求1所述的一种涡旋风风力发电机，特征是：所述第二风轮(3)与第三风轮(4)两风轮连接时，需要选择好斜度的最佳点，将第三风轮(4)涡旋角度出风口向着第二风轮(3)涡旋角度的弧形叶片内侧，以延长出风轨道和涡旋角度，防止自然界恶劣天气时风风雨雨对涡轮式球形风轮内部的侵蚀，而且能助长风轮旋转，解决了长期以来由于使用一个涡轮式球形风轮，导致出风口气流角度与自然界风能气流逆向抵触，降低风轮旋转速度的缺陷。
9.根据权利要求1所述的一种涡旋风风力发电机，特征是：所述的第四风轮(304)，设置在第二风轮(3)下侧加高后的球围(303)上，将球围的高度均分为F层，每层设置K个风斗或者弧形风叶，风斗按顺时针旋转方向180度对称角度设置，层与层之间的风斗角度要结合第一风轮(2)的风斗层数统筹设计，上下相互岔开排列的计算公式为360度/X+F，其中X为第一风轮(4)的层数，F为第四风轮(304)的层数，相加的和为总层数，除得的商为每对风斗在风轮圆周中所占的角度度数，其中K为自然数。
10.根据权利要求1所述的一种涡旋风风力发电机，特征是：所述控制箱(10)内设有CPU程序软件控制系统包含：功率检测电路、转速检测电路、电压调制电路、程序控制电路、过流保护电路，或限速和紧急止动刹车电路，电源的自动转换电路，以及蓄电池和快速充电电路的电器元件，以满足发电机可以根据外界风力大小变化自动控制发电机按程序发电，确保运行安全；或者在控制箱中设置灯具输出接口、无线接收和发射电路接口以及电子网络摄像头接口，供计算机及移动终端连接组成物联网系统，自动摄像、保存或自动视频监控区域中物体流动以及风力发电机的运行情况，构成防盗、防火远程自动化监控的无线物联网安全防卫体系。

说明书全文

涡旋风 风 力发电机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种涡旋风风力发电机，属于风电清洁能源技术领域。

背景技术

[0002] 现有技术中自然风能的利用一般只限于水平风向的风力发电，没有将垂直方向、向上拔风力和水平风向的风能统一利用，转换成象龙卷风一样不断增强旋转扭矩力的涡旋风方向发展，以求进一步推动风轮旋转，最大限度地提高发电效率；发电机系统设施方面也存在不足之处，没有利用廉价的风力发电供电方式来实现无线物联网自动化远程视频监控系统，全天候24小时视频自动监控的方式方法来管理各座风力发电机的运行状况，同时解决管辖区域的防雷、防盗、防火等问题，以求进一步提高安全防护、降低运行成本。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服上述缺陷，采用下述技术方案实现：

[0004] 一种涡旋风风力发电机，包括：风力发电的机头01，通过套接或法兰圈连接在铁塔形的机座02上，或者在机头01与机座02之间设置加长风管03，其中，机座02内的发电机8的输出导线引至控制箱10，经电源调制后由导线9分别连接a个网络摄像头13，b个无线转发器20、c个灯具19，或向需要用电的单位联网供电，其中a、b、c是自然数；特征是：在机座02内设置由发电机8或发电机8和减速器或增速器81与发电机底脚螺栓混凝土基础构成的圆锥体或椭圆体的旋风墩16，旋风墩16可使周围的游动气流跟随机头01上的涡轮式第三风轮4和第二风轮3的旋转方向流动，促使机座02内气流形成以发电机主轴为中心由大到小涡旋形加速上升，从风管内部推动风轮旋转，同时引导外界风源从上、中、下全方位推动第一风轮2、第二风轮3、第三风轮4或第四风轮 304旋转，运行中发电机温升和地热温度使旋转中心的涡旋源气流温度始终高于上升气流的温度，使得地面自然风不管从何方向吹来，经过旋风墩16就会形成涡旋形旋转，源源不断地增加能量向上加速运行，进一步促使风管内的涡旋形气流龙卷风式的向上发展增强扭矩力，形成发电效率越高涡旋形气流越强的良性循环，上述合力使发电机效率倍增；或者在中心避雷针装置1中设置网络摄像头13，网络摄像头与手机和其它计算机组成物联网，远程自动视频监控所辖区域的防雷、防盗、防火，进一步保证运行安全。

[0005] 所述机头01由：金属出风管5顶端设第一十字支架7，第一十字支架中心设置定位轴承供加长轴6通过，加长轴6顶端设托盘依次与第三风轮4、第二风轮3固定后与第一风轮2的金属管103连接，加长轴6下端通过第二十字支架82与发电机主轴连接。

[0006] 所述机座02由：上端设法兰供与机头1或加长风管03的法兰圈通过螺栓连接，法兰下端与梯形风管11固定，梯形风管下端与喇叭形进风口14连接，组成上小下大的喇叭形圆管体，圆管体外围由角铁或钢管支撑15焊接组成正方体或圆形体的立体式铁塔形的机座02，机座02的四个底脚固定在四个正方形排列、中间设钢筋混凝土十字架互相支撑的地脚基础17上，四个底脚基础中的钢筋互相联系统一焊接固定，分别入地组成规范的放射式接地网，在机座02的中心点基础上设置外部圆锥体或椭圆体中间空心的发电机底脚螺栓混凝土基础与发电机8或发电机8和减速器或增速器81构成的旋风墩16；旋风墩16促使经过的气流呈涡旋形上升，围绕发电机主轴象龙卷风一样涡旋形旋转，运行中发电机温升使旋转中心的气流温度稳定上升自动加速，不断增强扭矩力，进一步推动风轮旋转提高发电效果。

[0007] 所述第一风轮2顶端设中心避雷针装置1由：金属管103，顶端制成避雷针101穿出金属防雨罩102中心顶端到预定高度后焊接固定，防雨罩102内设置网络摄像头13，中心避雷装置1的高度须大于第一风轮2的半径，使被保护物处在以顶点为中心的弧形圈度数下的保护范围内，利用发电机8主轴与机头1、第一十字支架7、第二十字支架82、机座2的金属体连接以后的良好导电性能，直接连通机座2的底脚基础17中的接地网；设置成功后的中心避雷装置1屹立在风轮中心的制高点上旋转，有效保护了发电机的定子绕组不受雷电冲击，设置在第一风轮4上防雨罩102内的的网络摄像头13或者设置在加长风管03上的网络摄像头131，全天候24小时监视界面运行；当发现异常情况时自动摄像，并第一时间发出报警信息到手机或报警邮箱及其它终端，及时给予安全防护处理。

[0008] 所述第一风轮2由2Q个能顺风向自动开合的半月形立式风斗或半月形立式风斗按X层次组合而成，其中Q或X为自然数，当X设为两层配置时：第一层的第1风斗201和对称的第2风斗202，第二层的第3风斗203和对称第4风斗204，各自固定在金属管103上，其中第一定位盘205通过金属管103设置在第一层风斗的弧形静片的上端，第二定位盘206通过金属管103设置在第一层风斗的弧形静片的和第二层风斗的弧形静片的中间，第三定位盘207通过金属管103与第二层风斗的弧形静片的下端连接以后，设置在金属管103的底端，将上下两层4个风斗按各占90度的定位角度通过定位盘定位调整后与金属管103固定，其中，底端第三定位盘207中设若干螺孔供连接第二风轮3时使用。

[0009] 所述定位盘为圆形金属薄片，盘面上刻有360度分度线供设置风斗时定位，中心设圆孔或圆环凸子供与立管205焊接或螺丝或拉铆钉固定。

[0010] 所述的第二风轮3为涡轮式球形风轮，由金属薄板材料压制成涡旋角度的弧形叶片302，每个弧形叶片的叶面内外边缘设有供机内或机外气流推动旋转的弧形凹凸肋槽，G个弧形叶片的下端按圆周均布围成圆形固定在球围303上，上端按角度均布固定在第一防雨盖301的四周，组成足够机械强度的顺时针旋转的涡轮式球形风轮，其中G为自然数，第一防雨盖301中设若干螺孔供第三风轮4连接时使用。

[0011] 所述的第三风轮4设置在第二风轮3的内部，同样为涡轮式球形风轮，由金属薄板材料压制成涡旋角度的弧形叶片402，每个弧形叶片的叶面内外边缘设有供机内或机外气流推动旋转的弧形凹凸肋槽，G个弧形叶片的下端按圆周均布围成圆形固定在球围403上，上端按角度均布固定在第二防雨盖401的四周，组成足够机械强度的顺时针旋转的涡轮式球形风轮，其中G为自然数，第二防雨盖401中设若干螺孔供固定在金属管103上端的第三定位盘207固定，然后金属管103再与发电机加长轴6连接固定。

[0012] 所述第二风轮3与第三风轮4两风轮连接时，需要选择好斜度的最佳点，将第三风轮4涡旋角度出风口向着第二风轮3涡旋角度的弧形叶片内侧，以延长出风轨道和涡旋角度，防止自然界恶劣天气时风风雨雨对涡轮式球形风轮内部的侵蚀，而且能助长风轮旋转，解决了长期以来由于使用一个涡轮式球形风轮，导致出风口气流角度与自然界风能气流逆向抵触，降低风轮旋转速度的缺陷。

[0013] 所述的第四风轮304，设置在第二风轮3下侧加高后的球围303上，将球围的高度均分为F层，每层设置K个风斗或者个弧形风叶，风斗按顺时针旋转方向180度对称角度设置，层与层之间的风斗角度要结合第一风轮2的风斗层数统筹设计，上下相互岔开排列的计算公式为360度/X+F，其中X为第一风轮4的层数，F为第四风轮304的层数，相加的和为总层数，除得的商为每对风斗在风轮圆周中所占的角度度数，其中K为自然数。

[0014] 所述发电机8可以是任何低转速发电机，作为优选，小型发电机使用垂直轴永磁发电机，中大型发电机选用垂直轴行星齿轮减速发电机。

[0015] 所述控制箱10内设有CPU程序软件控制系统包含：功率检测电路、转速检测电路、电压调制电路、程序控制电路、过流保护电路，或限速和紧急止动刹车电路，电源的自动转换电路，以及蓄电池和快速充电电路的电器元件，以满足发电机可以根据外界风力大小变化自动控制发电机按程序发电，确保运行安全；或者在控制箱中设置灯具输出接口、无线接收和发射电路接口以及电子网络摄像头接口，供计算机及移动终端连接组成物联网系统，自动摄像、保存或自动视频监控区域中物体流动以及风力发电机的运行情况，构成防盗、防火远程自动化监控的无线物联网安全防卫体系。

[0016] 有益效果：

[0017] 本设计的涡旋风风力发电机，将垂直方向、向上拔风力和水平风向的风能统一利用，转换成象龙卷风一样不断增强旋转扭矩力的涡旋风推动风轮旋转，最大限度地提高发电效率利；同时用风力发电输出电源与联网供电，节省投资成本，设有中心避雷针装置以后有效保护了发电机的定子绕组不受雷电冲击，确保风力发电机和主网络摄像头、无线转发器的运行安全，建立计算机或智能手机无线联网的远程自动化视频安全防卫监控物联网体系；解决需要保护区域的防盗、防火问题，发电效率高、安全可靠、成本低廉。附图说明

[0018] 附图1、一种涡旋风风力发电机结构示意图。

[0019] 附图2、一种眺台网络式风力发电机的结构示意图。

[0020] 附图3、第一风轮和中心避雷针装置的结构示意图。

[0021] 附图4、第一风轮结构俯视图。

[0022] 附图5、第二风轮结构示意图。

[0023] 附图6、第三风轮结构示意图。

具体实施方式

[0024] 以下实施例并构成不对本发明产生任何限制。

[0025] 实施例一，附图1、一种涡旋风风力发电机结构示意图。

[0026] 作为优选，图中：01.机头，02.机座，03.加长风管，1.中心避雷针装置，2.第一风轮，3.第二风轮，4.第三风轮，5.出风管，6.加长轴，7.第一十字支架，8.发电机，9.导线，10.控制箱，11.梯型风管，12.检修孔门，13.或131.网络摄像头，14.喇叭形进风口，15.角铁或钢管支撑，16.旋风墩，17.铁塔底脚混凝土基础，81.减速器或者增速器，82.第二十字支架，83.主轴连接器；其中，涡旋形线表示管内气流涡旋形上升去向。

[0027] 实施例二：附图2、一种眺台网络式风力发电机的结构示意图。

[0028] 作为优选，图中：1.中心避雷针装置，2.第一风轮，3.第二风轮，4.第三风轮，5.出风管，6.加长轴，7.第一十字支架，8.发电机，9.导线，10.控制箱，11.梯型风管，
12.检修孔门，13.网络摄像头，14.喇叭形进风口，15.角铁或钢管支撑，16.旋风墩，17.铁塔底脚混凝土基础，18.眺台，19.灯具，20.无线转发器，81.减速器或者增速器；其中，中心避雷针装置1中不装置网络摄像头13，灯具5为射灯。

[0029] 附图3、第一风轮和中心避雷针装置的结构示意图。

[0030] 作为优选，图中：13.网络摄像头，101.避雷针，102.防雨罩，103.金属管，201.第1风斗，202.第2风斗，203.第3风斗，204.第4风斗，205.第一定位盘，206.第二定位盘，
207.第三定位盘。

[0031] 附图4、第一风轮结构俯视图。

[0032] 作为优选，图中：符号配件与图3相同，作为优选，使用了可以顺风向自动开合的风斗。

[0033] 附图5、第二风轮结构示意图。

[0034] 作为优选，图中：301.第一防雨盖，302.第一弧形叶片，303.第一球围，304.第四风轮。

[0035] 附图6、第三风轮结构示意图。

[0036] 作为优选，图中：401.第二防雨盖，402.第二弧形叶片，403.第二球围。

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