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1、(10)申请公布号 CN 102713267 A(43)申请公布日 2012.10.03CN102713267A*CN102713267A*(21)申请号 201080061279.4(22)申请日 2010.07.1310-2009-0111688 2009.11.18 KRF03D 5/00(2006.01)F03D 11/04(2006.01)(71)申请人金铨洙地址韩国首尔市(72)发明人金铨洙(74)专利代理机构北京信慧永光知识产权代理有限责任公司 11290代理人梁兴龙 武玉琴(54) 发明名称风力发电机用的集风塔(57) 摘要本发明涉及一种风力发电机用的集风塔，该集风塔包括：直立。
2、在基部上的圆柱形风洞，圆柱形风洞具有圆周表面，在圆周表面中限定有用于引入风的多个进风口；设置在风洞的圆周上的导向单元，导向单元具有用于将从外部引入的风导入至该进风口的多个导向通路；设置在导向单元的导向通路上并且与风洞间隔开的多个百叶窗，用于从导向单元向下将引入的风导向至导向单元，从而将风引入至风洞的进风口；和在各导向通路上横向排列的一个或多个支撑架体，各支撑架体具有由百叶窗覆盖的一个或多个通孔。该导向单元包括：沿着风洞的圆周径向排列的多个集风板；和在各集风板之间彼此垂直间隔开并且在风洞的圆周上排列的多个导向板，导向板与集风板一起限定导向通路。风洞的整个表面区域用于从外部引入空气，改善了利用收集。
3、的风产生电能的风力发电效率。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.07.12(86)PCT申请的申请数据PCT/KR2010/004552 2010.07.13(87)PCT申请的公布数据WO2011/062346 KO 2011.05.26(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书6页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 3 页1/1页21.一种风力发电机用的集风塔，所述集风塔包括：直立在基部(3)上的圆柱形风洞(10)，所述圆柱形风洞(10)具有圆周表面，在所述圆周表面中限定有用于引入风的多个进风。
4、口(5)；设置在所述风洞(10)的圆周上的导向部(20)，所述导向部(20)具有用于将从外部引入的风导入至所述进风口(5)的多个导向通路(7)；设置在所述导向部(20)的导向通路(7)上并且与所述风洞(10)间隔开的多个百叶窗(30)，用于从所述导向部(20)向下将引入的风导向至所述导向部(20)，从而将风引入至所述风洞(10)的进风口(5)；和在所述各导向通路(7)上横向排列的至少一个或多个支撑架体(40，50)，所述各支撑架体(40，50)具有由所述百叶窗(30)覆盖的一个或多个通孔(23)，其中所述导向部(20)包括：沿着所述风洞(10)的圆周径向排列的多个集风板(13)；和在所述各集风。
5、板(13)之间彼此垂直间隔开并且在所述风洞(10)的圆周上排列的多个导向板(15)，所述导向板(15)与所述集风板(13)一起限定所述导向通路(7)。2.如权利要求1所述的集风塔，还包括吹风单元(60)，所述吹风单元(60)包括：被可转动地设置成穿过顶板(41)的对应于所述风洞(10)的中央的转动轴(61)；设置在所述转动轴(61)的上部分上并且借助于在所述顶板(41)上方经过的风而旋转以使所述转动轴(61)旋转的多个风玫瑰叶片(63)；和设置在所述转动轴(61)的下部分上并且与所述风玫瑰叶片(63)同步旋转以产生从所述风洞(10)的上端向下端流动的气流的叶轮(65)。3.如权利要求1或2所述。
6、的集风塔，还包括在所述各导向通路(7)上横向排列的至少一个或多个支撑架体(40，50)，所述各支撑架体(40，50)具有由所述百叶窗(30)覆盖的一个或多个通孔(23)。4.如权利要求3所述的集风塔，其中所述百叶窗(30)包括：限定所述百叶窗的外周并且与所述通孔(23)接合的窗架(31)；和附着到所述窗架(31)上的至少一个或多个百叶窗板(33)，用于覆盖所述窗架(31)的开口(35)，所述百叶窗板(33)相对于限定所述窗架(31)的开口(35)的平面倾斜排列。5.如权利要求4所述的集风塔，其中所述百叶窗板(33)附着到所述窗架(31)的外表面上，并且从所述各通孔(23)的外侧向内侧向下倾斜延。
7、伸。权 利 要 求 书CN 102713267 A1/6页3风力发电机用的集风塔技术领域0001 本发明涉及一种风力发电机用的集风塔，具体而言，涉及一种收集通过向下穿过内部风洞的宽表面区域而引入的风使涡轮机旋转的风力发电机用的集风塔，从而通过风力发电机更有效地产生电力。背景技术0002 一般而言，利用风产生电力的风力发电机包括在其转动轴上的风车，从而利用经风旋转风车产生的旋转力而发电。0003 然而，在这种风力发电机中，只有当具有相对较高速度的风吹来时，才可以使风车旋转而发电。因此，风力发电机不能安装在除了相对较大量的风吹来的特定区域之外的区域。此外，还存在将风能转化为电能的效率可能非常低的限。
8、制。0004 为了解决这种限制，本申请人公开了一种具有新结构的装置，其中即使当具有相对较低速度的风吹来时，也能够利用集风塔集中风而产生动力(韩国专利公开No.10-2009-0021305)。0005 参照图1，风力发电机包括安装在地下的发电机室111和安装在地上的集风单元，如集风塔112。参照图1和图2，集风塔112包括由直立于基部113上的圆柱形构件构成并具有限定多个进风口117的圆周表面的风洞114、从风洞114的圆周壁法向排列的多个集风板115、用于覆盖各集风板115之间的上部开口和风洞114的上部开口的顶板116、用于将在各集风板115之间吹来的风导向风洞114并设置在彼此邻近的集风。
9、板115之间的多个导向板118、以及用于允许风从集风板115的外侧吹至集风板115的内侧并防止风从集风板115的内侧吹至外侧的设置在彼此邻近的集风板115之间的多个开/闭孔124和129。0006 与风洞114相通的地下风洞130设置在发电机室111中。此外，通过吹入地下风洞130内的风而旋转的涡轮机131、通过涡轮机131而运转的发电机132以及其他输电设备安装在发电机室111中。0007 根据具有上述结构的风力发电机，可以将沿着风洞114的圆周吹来的风导入由集风板115和导向板118限定的导向通路内，然后，风可以通过进风口117再次引入至风洞114内并供应至涡轮机131，以使涡轮机131及。
10、与涡轮机131连接的发电机132旋转，从而发电。0008 这样，由于这种风力发电机可以有效地收集沿各个方向吹来的风，将风集中并引入至风洞114内，从而，即使当具有相对较低速度的风吹来时，也可以连续地发电。这种风力发电机可以安装在各种位置并且具有高发电效率。0009 特别地，开/闭孔124和129限定在集风板115的外周之间以防止引入至导向通路内的风反转地流到外侧。这样可以防止风力减小，从而改善发电效率。0010 然而，如图3所示，在典型的风力发电机用的集风塔112中，流入风洞114的风在多个开/闭孔124的较低开/闭孔124周围可能其强度会累积增大，即，如箭头A、B和C所示，朝向风洞114的下。
11、端。因此，如箭头A和B所示，由于在风洞114的上部或中部累积的说 明 书CN 102713267 A2/6页4风具有相对较低的强度，所以内筒119的邻近风洞114的开/闭孔124通常是打开的或不闭合的。然而，如箭头C所示，由于风的强度朝向风洞的下端逐渐增大，所以邻近较低进风口117的开/闭孔124是闭合的或通常是不打开的或由累积增加的风压闭合。0011 此外，因为集风塔112具有高的高度，所以集风塔112外部吹来的风可能会具有垂直偏转。特别地，当朝上方的开/闭孔129吹的风比朝下方的开/闭孔129吹的风具有相对更高的强度时，穿过上方的开/闭孔129的部分风可以显著减小下方的开/闭孔129的打开。
12、程度或完全覆盖下方的开/闭孔129。因此，集风塔112不能通过其整个外周表面收集风，从而显著降低了集风效率。0012 因此，集风塔112不能收集向其下部吹的大量风。这样，由于集风塔112未完全利用沿着其外侧吹的风，所以引入至风洞114内的风量可能会很大程度上减少。因此，利用通过风洞114收集的风的风力发电机的发电效率可能会降低。发明内容0013 技术问题0014 本发明提供一种风力发电机，其中，即使风洞内的风压由于引入至风洞内的外部空气而向风洞的下方侧逐渐增大，外部空气的引入也不会因为风洞内累积的风压而中断，并且外部空气一直利用风洞的整个表面引入，以利用收集至风洞内的风产生电力，从而改善了发电。
13、效率。0015 技术方案0016 本发明的各实施方案提供一种风力发电机用的集风塔，所述集风塔包括：直立在基部上的圆柱形风洞，所述圆柱形风洞具有圆周表面，在所述圆周表面中限定有用于引入风的多个进风口；设置在所述风洞的圆周上的导向部，所述导向部具有用于将从外部引入的风导入至所述进风口的多个导向通路；设置在所述导向部的导向通路上并且与所述风洞间隔开的多个百叶窗，用于从所述导向部向下将引入的风导向至所述导向部，从而将风引入至所述风洞的进风口；和在所述各导向通路上横向排列的至少一个或多个支撑架体，所述各支撑架体具有由所述百叶窗覆盖的一个或多个通孔，其中所述导向部包括：沿着所述风洞的圆周径向排列的多个集风。
14、板；和在所述各集风板之间彼此垂直间隔开并且在所述风洞的圆周上排列的多个导向板，所述导向板与所述集风板一起限定所述导向通路。0017 在一些实施方案中，所述集风塔还可以包括吹风单元，所述吹风单元包括：被可转动地设置成穿过顶板的对应于所述风洞的中央的转动轴；设置在所述转动轴的上部分上并且借助于在所述顶板上方经过的风而旋转以使所述转动轴旋转的多个风玫瑰叶片；和设置在所述转动轴的下部分上并且与所述风玫瑰叶片同步旋转以产生从所述风洞的上端向下端流动的气流的叶轮。0018 在其他实施方案中，所述集风塔还可以包括在所述各导向通路上横向排列的至少一个或多个支撑架体，所述各支撑架体具有由所述百叶窗覆盖的一个或多。
15、个通孔。0019 在其他实施方案，所百叶窗可以包括：限定所述百叶窗的外周并且与所述通孔接合的窗架；和附着到所述窗架上的至少一个或多个百叶窗板，用于覆盖所述窗架的开口，所述百叶窗板相对于限定所述窗架的开口的平面倾斜排列。0020 在其他实施方案中，所述百叶窗板附着到所述窗架的外表面上，并且从所述各通说 明 书CN 102713267 A3/6页5孔的外侧向内侧向下倾斜延伸。0021 有益效果0022 根据本发明的风力发电机用的集风塔，包括一个或多个百叶窗板的百叶窗可以设置在导向通路上，所述导向通路用于将外部空气从外部或安装在导向通路上的一个或多个支撑架体的通孔导入至风洞内。因此，当将穿过百叶窗的。
16、风随着各导向通路的倾斜度以及百叶窗的各百叶窗板的倾斜度而引入至风洞内时，风已经具有向下的流动性。另外，由于引入至导向通路或通过百叶窗引入至风洞内的风不会通过其他百叶窗排放至外部，所以被引入至风洞内的风不会再排放至外部，而是可以沿着风洞向风洞的下端移动，从而稳定地流动至通风管道。0023 另外，在包括百叶窗的集风塔中，由于各百叶窗板一直保持在恒定角度，所以可以保证恒定的通风角度，而不管风洞内累积的风压如何。这样，即使在风洞的下端累积或增大风压，也可以引入外部空气。因此，当与通常的集风塔比较时(其中，随着在风洞下部处的风压增大而关闭外部空气通道)，这种集风塔可以保证稳定和充足的风量，从而最大化使用。
17、这种集风塔的风力发电机的效率。附图说明0024 图1是示出典型风力发电机的外观的正视图。0025 图2是示出图1的集风塔的剖面图。0026 图3是示出图1的集风塔的纵剖面图。0027 图4是示出根据本发明实施方案的风力发电机用的集风塔的外观的正视图。0028 图5是示出包括图4的集风塔的风力发电机的示意性纵剖面图。0029 图6是示出图5的百叶窗的正视图。0030 图7是示出图6的纵剖面图。0031 0032 1：集风塔 3：基部0033 5：进风口 7：导向通路0034 10：风洞 13：集风板0035 15：导向板 19：通风管道0036 20：导向部 21：水平杆0037 22：垂直杆 。
18、30：百叶窗0038 31：窗架 33：百叶窗板0039 35：开口 40：内支撑架体0040 41：顶板 50：外支撑架体0041 60：吹风单元 61：转动轴0042 63：风玫瑰叶片 65：叶轮0043 70：风力发电机 80：涡轮机具体实施方式0044 下面，将参照附图详细说明根据本发明实施方案的风力发电机用的集风塔。说 明 书CN 102713267 A4/6页60045 本发明的集风塔可以是用于产生风力的呈塔形的大型结构。参照图4和图5，集风塔1包括风洞10、导向部20和多个百叶窗30。0046 如图5所示，风洞10可以是将风收集至集风塔1的中央并将收集的风供应到设置在基部3中的风。
19、力发电机70的涡轮机80的圆柱形结构。风洞10直立在基部3上并且具有多个进风口5，风通过进风口的圆周表面引入。风洞10直立在基部3上并且具有各种截面形状。然而，在本实施方案中，如图4和图5所示，风洞10具有六边形形状。另外，风洞10具有与限定在基部3中的通风管道19连接的下出风口。涡轮机80安装在通风管道19的一个位置上。涡轮机80与风力发电机70同轴连接，并且通过经由通风管道19供应的风旋转以运转风力发电机70，从而产生电力。0047 导向部20相对于风洞10同轴设置，包围风洞10的外周，从而限定多个导向通路7。换言之，导向部20将从外部引入的风导向至穿过风洞10的圆周表面的进风口5。导向部。
20、20包括多个集风板13和多个导向板15。0048 在此，集风板13可以充当集风塔1的纵向构架。如图4和图5所示，集风板13沿着风洞10的圆周径向排列。另外，各集风板13以约60的角度彼此间隔开，从而经过呈六边形形状的风洞10的六条边。换言之，各集风板13总体上可以沿着六边形的对角线方向排列。0049 另外，各导向板15沿着进风口5垂直限定多个导向通路7，使得多个导向通路7垂直叠置。因此，各导向板15在各集风板13之间彼此间隔地垂直叠置。在此，每个导向板15包括从其外侧朝向内侧向下逐渐倾斜的向下弯曲部分15a以及从向下弯曲部分15a的内侧水平延伸并连接至风洞10的圆周的水平部分15b。0050 。
21、在沿着风洞10的圆周径向设置的集风板13之间彼此间隔地垂直设置的多个导向板15以及彼此邻近的两个集风板13限定了用于从外部吹来的风导向至风洞10的进风口5的导向通路7。0051 多个百叶窗30从导向部20向下将引入的风导向至导向部20，从而将风引入至风洞10的进风口5。如图4和图5所示，在导向通路7的与风洞10连接的至少一侧上，多个百叶窗30被设置成与风洞10间隔开预定距离以与导向通路7交叉。可选择地，可以制造大尺寸的百叶窗30，使得一个百叶窗30安装在一个导向通路7上。然而，如图4所示，各支撑架体40和50可以设置在各导向通路7的一个位置上以与导向通路7交叉，并且具有相对较小尺寸的多个百叶窗。
22、30可以设置在支撑架体40和50上。0052 因此，如图4、图6和图7所示，各支撑架体40和50可以覆盖每个导向通路7的整个横切面。因此，如果各支撑架体40和50具有风能够穿过的通孔23，则可以允许各支撑架体40和50具有任何形状。然而，在本实施方案中，各支撑架体40和50可以具有包括水平杆21和垂直杆22的格子形状。在此，通孔23可以由多个正方形形状的格子孔限定，而格子孔由水平杆21和垂直杆22限定。0053 另外，如图4和图5所示，至少一个或多个(即，多个)支撑架体40和50可以沿着各导向通路7设置。例如，两个支撑架体40和50可以分别设置在集风塔1的与风洞10邻近的内侧以及集风塔1的最外。
23、侧部分。因此，当风洞10具有如该实施方案中所示的六边形形状时，在经过风洞10的六条边的集风板13之间设置的支撑架体40和50总体上还可以按六边形形状同轴地排列。说 明 书CN 102713267 A5/6页70054 安装在各支撑架体40和50上的百叶窗30包括安装在支撑架体40和50的通孔23的外周上的窗架31(即，在图6中的水平杆21和垂直杆22上)和安装在窗架31的开口35上的一个或多个百叶窗板33。在此，窗架31充当限定百叶窗30的外周的架体。另外，窗架31与通孔23的外周直接接合。每个百叶窗板33附着到窗架31上以覆盖窗架31的开口35。另外，百叶窗板33相对于限定窗架31的开口35。
24、的平面以预定角度倾斜排列。因此，百叶窗板33将风导向，使得穿过通孔23的风不容易流向外部，而是沿着导向通路7移至风洞10内或沿着风洞10向下移动。0055 为此，各百叶窗板33可以具有不同尺寸，并且百叶窗板33还可以在通孔23上设置成不同数量或排列。具体地，如图7所示，各百叶窗板33可以附着到窗架31的外表面上，并且从通孔23的外侧向内侧向下倾斜延伸。0056 如图5所示，根据本发明的集风塔1包括穿过在风洞10的上端设置的顶板41的吹风单元60，使得经由通孔23和百叶窗30引入至风洞10内的风不会通过其他的进风口5或通孔23向外流动，并且具有确定向下的直线流向。吹风单元60可以具有各种形状。然。
25、而，在本实施方案中，如图8更详细示出的，吹风单元60包括转动轴61、多个风玫瑰叶片63和叶轮65。0057 在此，如图5和图8所示，转动轴61将风洞(即，集风塔1)的内部和外部彼此连接。转动轴61被可转动地安装成穿过顶板41的对应于风洞10的中央。多个风玫瑰叶片63捕捉在集风塔1上端的上方吹来的风。多个风玫瑰叶片63在转动轴61的上端上沿着径向方向以预定距离彼此间隔设置，由此借助于在集风塔1的顶板41上方经过的风而旋转。叶轮65的旋转使得产生从风洞10的上端向下端的向下气流。因此，叶轮65安装在转动轴61的下端上并且与风玫瑰叶片63同步旋转。0058 下面，将说明根据本发明优选实施方案的风力发。
26、电机用的集风塔1的效果。0059 如图4和图5所示，根据集风塔1，经由通孔23吹入导向通路7或风洞10的风不会再次排放至导向通路7或外部，而是会稳定地移至风洞10内或沿着风洞10直到涡轮机80。将由图7的箭头A所示的接近百叶窗30的外部空气经由通孔23引入至导向通路7内，如箭头B所示。0060 在此，当支撑架体50在导向通路7的外侧上作为单层设置时，穿过通孔23的风直接引入至风洞10内。另外，如图5所示，当支撑架体40和50在导向通路7的内侧和外侧作为两层设置时，风通过外支撑架体50和内支撑架体40的通孔23引入至风洞10内。0061 引入至风洞10内的风随着导向通路7和百叶窗30的百叶窗板3。
27、3的倾斜度而向下流动。被引入至风洞10内的风不会通过进风口5或内部通孔23被排放至外部，而是沿着风洞10向下流动。因此，可以使风稳定地移动直至通风管道19。0062 此外，由于吹风单元60安装在风洞10的上端，所以可以发生从风洞10的上端向下端流动的向下气流。另外，当风在集风塔1的上方吹来时，捕捉风的多个风玫瑰叶片绕着转动轴61旋转。因此，与转动轴61的下端连接的叶轮65同步旋转，从而产生沿着风洞10的向下方向流动的风。在沿着风洞10流动直至风洞10的下端的同时，所产生的沿着风洞10的向下方向流动的风携带经由进风口5向下朝风洞10的侧壁吹的外部空气。因此，可以提高外部空气的向下直线流向。0063 这样，在穿过设置在导向部20上的多个百叶窗30的同时，具有向下流动性的引入说 明 书CN 102713267 A6/6页8至风洞10内的风可以借助于从吹风单元60吹来的风而进一步加强向下流动性。因此，风不会经由其他通孔23被排放至外部，而是沿着风洞10向下流动。所以，风可以稳定地移动直至通风管道19，以使涡轮机80更剧烈地旋转，由此从风力发电机70产生相对较大量的电力。说 明 书CN 102713267 A1/3页9图1图2图3说 明 书 附 图CN 102713267 A2/3页10图4图5说 明 书 附 图CN 102713267 A10。