一种抽吸式的风能收集装置的制作方法

1.本实用新型属于风力发电领域技术领域，尤其是涉及一种抽吸式的风能收集装置。


背景技术：

2.分布式风力发电装置主要运用领域为农村、牧区、山区，发展中的大、中、小城市或商业区附近建造，解决当地用户用电需求，当这些应用场景出现平均风速低、环境复杂、空间有限等限制时，传统的风力发电技术和设备无法利用，则需要小型风力发电技术来实现。但是目前的发电装置还存在一些问题：发电装置中风能聚集装置与发电装置为整体集成，结构比较复杂，综合成本较高；风能收集装置与发电装置互相关联，两者之间的尺寸不是简单的缩放关系，不利于在空间较小或者环境复杂区域进行多单元模块分布式布置；风能收集装置中含有旋转叶片结构，旋转叶片属于外露高速旋转部件，会带来转轴强度、润滑和维护等问题，另外布置在楼宇等有人区域，还存在伤人的风险。因此，现如今缺少一种风力发电用抽吸式的风能收集装置，便于风能收集装置分布式布置，易于安装、可靠性高、提高对复杂天气的适应性，且具有良好的拓展性，有效地适应空间较小或者复杂区域的安装。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种抽吸式的风能收集装置，其结构简单，设计合理且成本低，便于风能收集装置分布式布置，易于安装、可靠性高、提高对复杂天气的适应性，且具有良好的拓展性，有效地适应空间较小或者复杂区域的安装。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种抽吸式的风能收集装置，其特征在于：包括风能收集装置和连接管路；
5.所述风能收集装置包括底座、设置在底座上的支撑柱和设置在所述支撑柱上的风能收集壳，所述风能收集壳设置有两个相对布设的第一开口部和第二开口部，所述风能收集壳内表面围设的流道的纵截面积从第一开口部至第二开口部先逐渐减少，再逐渐增加；所述第一开口部的面积小于第二开口部的面积，所述风能收集壳的内表面周向上设置有多个抽气通孔，相邻两个抽气通孔之间设置有间隙；
6.所述连接管路包括设置在风能收集壳内的内管道和与所述内管道连接的外管道，多个所述抽气通孔沿内管道延伸方向布设，且所述抽气通孔和内管道连通，所述内管道的底部和外管道连接。
7.上述的一种抽吸式的风能收集装置，其特征在于：所述风能收集壳由左壳段、上壳段、右壳段和下壳段对应连接形成，所述左壳段、上壳段、右壳段和下壳段内均设置有容纳腔，所述容纳腔内设置有多个肋板；
8.所述内管道包括设置在左壳段内且沿左壳段高度方向布设的左管道段、设置在上壳段内且沿上壳段宽度方向布设的上管道段、设置在右壳段内且沿右壳段高度方向布设的
右管道段和设置在下壳段内且沿下壳段宽度方向布设的下管道段，所述左管道段、上管道段、右管道段和下管道段依次连接，所述下管道段和外管道连接。
9.上述的一种抽吸式的风能收集装置，其特征在于：所述左管道段、上管道段、右管道段和下管道段均为弧形管，所述左管道段、上管道段、右管道段和下管道段上均设置有管道开口部，所述左管道段、上管道段、右管道段和下管道段的管道开口部的端面分别与左壳段、上壳段、右壳段和下壳段中所述容纳腔的内侧壁贴合；
10.所述左管道段、上管道段、右管道段和下管道段分别与左壳段、上壳段、右壳段和下壳段中所述容纳腔的内侧壁围设成左气体通道、上气体通道、右气体通道和下气体通道。
11.上述的一种抽吸式的风能收集装置，其特征在于：所述外管道包括依次连通的上竖直管、上水平管、下竖直管和下水平管，所述上竖直管与内管道中下管道段连通。
12.上述的一种抽吸式的风能收集装置，其特征在于：所述左壳段、上壳段、右壳段和下壳段的横截面结构相同，所述左壳段、上壳段、右壳段和下壳段的横截面均为机翼型。
13.上述的一种抽吸式的风能收集装置，其特征在于：所述抽气通孔的横截面为圆形、矩形或者与其他规则形状，所述抽气通孔倾斜布设，所述抽气通孔的内侧壁为斜面，所述斜面的一端延伸至风能收集壳的内表面，所述斜面的另一端延伸至内管道端面，所述斜面靠近内管道的端部距第一开口部的间距小于所述斜面的另一端距第一开口部的间距。
14.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
15.1、本实用新型抽吸式的风能收集装置结构简单、设计合理且安装布设简便，投入成本较低。
16.2、本实用新型设置风能收集装置和连接管路，以便于风能收集装置通过连接管路和涡轮发电机连接，避免风能收集装置和涡轮发电机整体集成，安装便捷。
17.3、本实用新型设置风能收集装置和涡轮发电机独立，整体装置结构简单，可以根据环境条件对装置进行简单、快速的扩展，例如可以在楼顶布置多个风能收集装置，通过管路连接到一个涡轮发电机上；还可布置多个涡轮发电机，通过管路与一个风能收集装置相连，提高了适应范围。
18.4、本实用新型风能收集装置不仅可以简单地进行缩放，其外形也可以根据外界环境进行适应调整，使得在复杂环境中布置变得较容易。
19.5、本实用新型风能收集装置中设置内管道和抽气通孔，通过抽气通孔间接提取来流空气的能量，能够在低风速的情况下产生较高速度的抽吸气流，可以用来在微风环境中带动涡轮发电机发电，也可以作为通风、换气等应用场景的空气抽吸装置。
20.6、本实用新型风能收集壳的外表面平整，这样整个风能收集装置没有活动部件，装置的使用和维护很简单，降低了使用成本，同时取消了活动部件也使其更安全，也大大降低了工作噪声。
21.7、本实用新型风能收集壳的纵截面积由第一开口部至第二开口部先逐渐减少，再逐渐增加；风能收集壳的纵截面可以为矩形、圆形或者其他多边环形形状。
22.综上所述，本实用新型结构简单，设计合理且成本低，便于风能收集装置分布式布置，易于安装、可靠性高、提高对复杂天气的适应性，且具有良好的拓展性，有效地适应空间较小或者复杂区域的安装。
23.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
24.图1为本实用新型的结构示意图。
25.图2为图1的右视图。
26.图3为图2中的a
‑
a剖视图。
27.图4为本实用新型连接管路的结构示意图。
28.附图标记说明:
29.100—风能收集装置；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
110—风能收集壳；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
111—左壳段；
30.112—上壳段；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
113—右壳段；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
114—下壳段；
31.115—第一开口部；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
116—第二开口部；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
117—肋板；
32.118—减重孔；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
120—抽气通孔；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1—斜面；
33.130—内管道；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
130
‑
1—左管道段；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
130
‑
2—上管道段；
34.130
‑
3—右管道段；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
130
‑
4—下管道段；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
130
‑
5—管道开口部；
35.140—支撑柱；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
150—底座；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
200—外管道；
36.200
‑
1—上竖直管；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
200
‑
2—上水平管；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
200
‑
3—下竖直管；
37.200
‑
4—下水平管。
具体实施方式
38.如图1至图4所示的一种抽吸式的风能收集装置，包括风能收集装置100和连接管路；
39.所述风能收集装置100包括底座150、设置在底座150上的支撑柱140和设置在所述支撑柱140上的风能收集壳110，所述风能收集壳110设置有两个相对布设的第一开口部115和第二开口部116，所述风能收集壳110内表面围设的流道的纵截面积从第一开口部115至第二开口部116先逐渐减少，再逐渐增加；所述第一开口部115的面积小于第二开口部116的面积，所述风能收集壳110的内表面周向上设置有多个抽气通孔120，相邻两个抽气通孔120之间设置有间隙；
40.所述连接管路包括设置在风能收集壳110内的内管道130和与所述内管道130连接的外管道200，多个所述抽气通孔120沿内管道130延伸方向布设，且所述抽气通孔120和内管道130连通，所述内管道130的底部和外管道200连接。
41.本实施例中，所述风能收集壳110由左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114对应连接形成，所述左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114内均设置有容纳腔，所述容纳腔内设置有多个肋板117；
42.所述内管道130包括设置在左壳段111内且沿左壳段111高度方向布设的左管道段130
‑
1、设置在上壳段112内且沿上壳段112宽度方向布设的上管道段130
‑
2、设置在右壳段113内且沿右壳段113高度方向布设的右管道段130
‑
3和设置在下壳段114内且沿下壳段114宽度方向布设的下管道段130
‑
4，所述左管道段130
‑
1、上管道段130
‑
2、右管道段130
‑
3和下管道段130
‑
4依次连接，所述下管道段130
‑
4和外管道200连接。
43.本实施例中，所述左管道段130
‑
1、上管道段130
‑
2、右管道段130
‑
3和下管道段130
‑
4均为弧形管，所述左管道段130
‑
1、上管道段130
‑
2、右管道段130
‑
3和下管道段130
‑
4上均设置有管道开口部130
‑
5，所述左管道段130
‑
1、上管道段130
‑
2、右管道段130
‑
3和下管
道段130
‑
4的管道开口部130
‑
5的端面分别与左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114中所述容纳腔的内侧壁贴合；
44.所述左管道段130
‑
1、上管道段130
‑
2、右管道段130
‑
3和下管道段130
‑
4分别与左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114中所述容纳腔的内侧壁围设成左气体通道、上气体通道、右气体通道和下气体通道。
45.本实施例中，所述外管道200包括依次连通的上竖直管200
‑
1、上水平管200
‑
2、下竖直管200
‑
3和下水平管200
‑
4，所述上竖直管200
‑
1与内管道130中下管道段130
‑
4连通。
46.本实施例中，实际使用时，所述下水平管200
‑
4和涡轮发电机连接。
47.本实施例中，所述左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114的横截面结构相同，所述左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114的横截面均为机翼型。
48.本实施例中，所述抽气通孔120的横截面为圆形、矩形或者与其他规则形状，所述抽气通孔120倾斜布设，所述抽气通孔120的内侧壁为斜面1，所述斜面1的一端延伸至风能收集壳110的内表面，所述斜面1的另一端延伸至内管道130端面，所述斜面1靠近内管道130的端部距第一开口部115的间距小于所述斜面1的另一端距第一开口部115的间距。
49.本实施例中，设置风能收集装置100和连接管路，以使风能收集装置100和涡轮发电机相对独立，避免风能收集装置100和涡轮发电机整体集成，安装便捷。
50.本实施例中，设置风能收集装置100和涡轮发电机300独立，整体装置结构简单，可以根据环境条件对装置进行简单、快速的扩展，例如可以在楼顶布置多个风能收集装置100，通过管路连接到一个涡轮发电机300上；还可布置多个涡轮发电机300，通过管路与一个风能收集装置100相连，提高了适应范围。并且这些涡轮发电机300可以是布置在楼顶上，也可以布置在建筑内部区域，具有很强的适应性。
51.本实施例中，风能收集装置不仅可以简单地进行缩放，其外形也可以根据外界环境进行适应调整，使得在复杂环境中布置变得较容易。
52.本实施例中，风能收集装置中设置内管道130和抽气通孔120，通过抽气通孔120间接提取来流空气的能量，能够在低风速的情况下产生较高速度的抽吸气流，可以用来在微风环境中带动涡轮发电机发电，也可以作为通风、换气等应用场景的空气抽吸装置。
53.本实施例中，风能收集壳110的外表面平整，风能收集壳110为棱台结构，避免旋转叶片结构，这样整个风能收集装置没有活动部件，装置的使用和维护很简单，降低了使用成本，同时取消了活动部件也使其更安全，而且也大大降低了工作噪声。
54.本实施例中，风能收集壳110的纵截面积由第一开口部115至第二开口部116先逐渐减少，再逐渐增加；风能收集壳110的纵截面可以为矩形、圆形或者其他多边环形形状。
55.本实施例中，所述肋板117和所述容纳腔的内壁相适应，且所述肋板117的外缘贴合所述容纳腔的内壁，所述肋板117具有一定厚度，起到支撑风能收集壳110的效果。
56.本实施例中，实际使用时，所述肋板117上设置有多个减重孔118。
57.本实施例中，需要说明的是，所述左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114的连接处进行适应性调整，以使所述左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114围成闭合环。
58.本实施例中，进一步地优选，所述抽气通孔120的横截面为矩形。
59.本实施例中，所述抽气通孔120倾斜贯穿风能收集壳110内表面，所述抽气通孔120
位于风能收集壳110内表面上的外端面的中心距第一开口部115的间距大于所述抽气通孔120位于风能收集壳110内的内端面的中心距第一开口部115的间距。
60.本实施例中，设置抽气通孔120倾斜贯穿，且所述斜面1和内管道130中左管道段130
‑
1、上管道段130
‑
2、右管道段130
‑
3和下管道段130
‑
4的端处相切，这样有利于内管道130内空气的抽吸。
61.本实施例中，实际使用时，所述内管道130的数量可以为多个，多个所述内管道130沿风能收集壳110从第一开口部115至第二开口部116的延伸方向布设，所述抽气通孔120沿风能收集壳110周向环形分布也可以是多排，每排所述抽气通孔120和每个所述内管道130连通。
62.本实施例中，所述左管道段130
‑
1、上管道段130
‑
2、右管道段130
‑
3和下管道段130
‑
4的横截面为圆形、椭圆形或者其他不规则形状。
63.本实施例中，实际使用时，所述左管道段130
‑
1、上管道段130
‑
2、右管道段130
‑
3和下管道段130
‑
4的横截面相同，且所述左管道段130
‑
1、上管道段130
‑
2、右管道段130
‑
3和下管道段130
‑
4的横截面由依次连接的第一曲线段和第二曲线段组成，所述第一曲线段和斜面1的连接处相切。
64.本实施例中，所述连接管路为软管或硬管，所述连接管路的内壁光滑。
65.本实施例中，实际使用时，所述第一开口部115靠近来流方向，且所述由左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114中的c曲线段靠近来流方向。
66.本实施例中，实际使用时，设置左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114的横截面均为机翼型。
67.本实施例中，进一步优选，设置左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114的横截面均为低速翼型，壳段的外表面较平直，壳段的内表面隆起，壳段的前缘为圆弧形，壳段的后缘为两侧厚度逐渐变小合拢的翼尾，是为了利用左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114靠近来流方向的前缘区域的负压区效应，以使其对内管道130中的气流产生抽吸作用。
68.本实施例中，实际使用时，所述风能收集壳110的内表面形成了一个变截面的流道，流道利用了机翼的上表面的特征，气流在前缘部分具有较快的速度和较低的压力。
69.本实施例中，实际使用时，所述斜面1和过斜面1的一端且垂直风能收集壳110的内表面的直线之间的夹角为锐角β。
70.本实施例中，进一步优选，所述斜面1和过斜面1的一端且垂直风能收集壳110的内表面的直线之间的夹角为60度。
71.本实施例中，进一步优选，各个抽气通孔120的倾斜方向和位置相同，所述抽气通孔120靠近风能收集壳110前缘来流方向布设。
72.本实施例中，实际使用时，将左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114中最前缘的端点和最后缘的端点的连线记作弦线，且弦线的长记作c，则抽气通孔120的中心到左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114中最前缘的端点的间距为15％c～30％c。
73.本实施例中，所述左壳段111、上壳段112、右壳段113和下壳段114的弦线和来流方向形成一个正的迎角，且迎角的取值范围为6
°
～9
°
。
74.本实施例中，实际使用时，支撑柱140和风能收集壳110通过螺钉连接，便于拆装。
75.本实施例中，实际使用时，底座150上设置有多个螺钉孔，通过螺栓连接固定到安装区域上。底座150还可设置轴承转动机构或者其他转动机构结构，使支撑柱140可以绕底座150转动，从而可以带动整个风能收集装置转动。
76.本实施例中，实际使用时，即可布置多个风能收集装置100，通过管路连接到一个涡轮发电机300上，还可布置多个涡轮发电机300通过管路与一个风能收集装置100相连。
77.本实用新型具体使用时，在风能收集壳110中抽气通孔120的抽吸作用下，扩张段310进气口处的空气产生流动而通过所述外壳体和所述连接管路进入内管道130中，并从抽气通孔120流出混入到来流中而流向下游区域，以使空气快速流动，涡轮发电机发电。
78.综上所述，本实用新型设计合理且成本低，便于多个风能收集装置分布式布置，易于安装、可靠性高、提高对复杂天气的适应性，且具有良好的拓展性，有效地适应空间较小或者复杂区域的安装。
79.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。