具有垂直轴升力型风力涡轮机的风力发电塔的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及风力发电塔，更加具体地，设及具有垂直轴升力型(Gyromill type)风 力满轮机（碑〇1置皂1辛句舞等司司巧）的风力发电塔。
【背景技术】
[0002] 一般地，风力发电系统是作为将风力转化为旋转力而生产电的技术，是将风能转 化为机械能并驱动发电机而生产电的系统。
[0003] 运种风力发电系统一般分为水平轴风力发电和垂直轴风力发电。水平轴风力发电 效率高，但与此相反地具有的问题是受风向影响很大，垂直轴风力发电虽然受风向影响不 大，但是具有的问题是与水平轴相比效率不高。因此，大部分的与风力发电相关的主要企业 关注水平轴风力发电，在垂直轴风力发电中，对提高效率的方法进行着诸多研究。但是，实 际状况是目前为止没有找到提高垂直轴风力发电的效率的合适方法。此外，本发明是有关 垂直轴风力发电的技术，W下，W垂直轴风力发电为中屯、进行说明。
[0004] 在垂直轴风力发电中，具有的技术优点是能够应用向前方吹来的风，但是具有的 问题是通常在大气中流动的风中，风向和风力不恒定，从而不能有效地进行风力发电。因 此，为了解决运种问题，正在尝试着各种能够有效地集中风向的方法，例如，公开的方案有 在垂直轴风力满轮机的周围附加地设置具有导向壁的集风管结构，该垂直轴风力满轮机能 够使风向恒定地流动的同时，能够增加风速。
[0005] 韩国专利公开第2009-0035884号(加速型风力发电机）中公开了一种技术，在加速 型风力发电机的内部设置有阻力型风力满轮机，并在其周围设置有集风管结构，该集风管 结构能够使阻力型风力满轮机的周围的风向恒定的同时，能够增加风速，从而能够提高垂 直轴风力满轮机的效率。
[0006] 此外，日本专利公开第2010-531594号（具有垂直轴的风力满轮机）中公开了一种 技术，在风力塔的内部设置有阻力型垂直轴风力满轮机，并在所述阻力型垂直轴风力满轮 机的周围设置有集风管结构，该集风管结构能够在所述阻力型垂直轴风力满轮机的周围使 风向恒定的同时，能够提高风速。
[0007] 但是，公开于上述专利中的集风管设计成通过集风管导向的风直接与阻力型风力 叶片接触，W能够导向所述风力叶片的旋转，在运种结构中，随着风的变化，所述阻力型叶 片的运动也相同地变化，从而具有的问题是很难保持持续地风力发电。此外，集风管形成为 经过所述导向壁的风立即接触阻力型叶片，W产生相当大的阻力，运种结构对于阻力型叶 片的初期启动是有利的，但是当风速高时反而起到阻力作用，从而具有的问题很难有效地 进行风力发电。
[000引因此，本发明的申请人为了解决如上所述的技术问题而谋求具有垂直轴风力满轮 机的风力发电塔。
【发明内容】
[0009] 技术课题
[0010] 本发明的实施方式中提供有关风力发电塔的技术，该风力发电塔具有垂直轴升力 型风力满轮机(碎叫置智1等司句切），从而即使在低速中也能够进行风力发电并能 够获得最大限度的风力发电效率。
[0011] 课题解决方法
[0012] 根据本发明的一个实施方式的具有垂直轴升力型风力满轮机的风力发电塔上形 成有用于流入风的多层风流入口，风力发电塔的各层包括集风部和能量转换部，所述集风 部能够改变风力和风向，所述能量转换部能够使所述风经过该能量转换部的过程中转化能 量。其中，所述集风部包括多个风导向壁，该风导向壁沿所述风力发电塔的中屯、放射状地布 置，W能够使通过所述风流入口流入的风沿着所述能量转换部的一侧半径方向流动。所述 能量转换部的内部设置有垂直轴升力型风力满轮机，该垂直轴升力型风力满轮机设置在所 述风力发电塔的各层的中屯、，所述垂直轴升力型风力满轮机包括垂直轴升力型风力叶片， 该垂直轴升力型风力叶片设置成TSR(叶尖速比）为1.1至2.4、密实度为0.2W上、RPM(每分 钟转速)为240W下。所述能量转换部包括风流道和内部流道，所述风流道形成在所述风导 向壁和所述垂直轴升力型风力叶片之间的空间内，所述内部流道形成在所述风力发电塔的 中屯、部的所述垂直轴升力型风力叶片之间的空间内。
[0013] 所述能量转换部可W W与流入所述风力发电塔中的风的流入方向垂直的方向为 基准，沿逆时针方向被分成四等分而依次设定为第一区域至第四区域，多个所述风导向壁 的角度倾斜形成W能够使通过所述集风部的风经过所述能量转换部的第一区域和第四区 域而流动至外部，多个所述风导向壁可W是五个W上且为九个W下。
[0014] 所述风流道的间距可W设定成使得流经所述能量转换部的所述第一区域和所述 第四区域的所述风流道的风的流量相对于流经所述第一区域和所述第四区域的所述内部 流道的风的流量相同或者更大。
[0015] 另外，所述能量转换部的所述风流道的最小间距可W为在第四区域中首次产生正 向转矩的位置，并且最大间距可W为所述垂直轴升力型风力满轮机的半径。
[0016] 另外，所可W通过形成所述垂直轴升力型风力叶片的攻角，从而能够在所述能量 转换部的第一区域和第四区域中产生正向转矩。另外，所述风力发电塔可W形成为圆柱状。 [00 17]发明效果
[0018] 根据本发明的一个实施方式的具有垂直轴升力型风力满轮机的风力发电塔，即使 是低速风也能够对风速进行加速W实现风力发电，同时能够提高用于旋转叶片的风的利用 效率，从而提高整体的发电效率。
【附图说明】
[0019] 图1是示出根据本发明的一个实施方式的风力发电塔的图。
[0020] 图2是示出图1中所示的风力发电塔的截面的图。
[0021] 图3是示出根据本发明的一个实施方式的风力发电塔中设置的垂直轴升力型风力 满轮机的一个实施方式的图。
[0022] 图4是示出根据垂直轴升力型风力满轮机的方位而作用在叶片上的升力和阻力的 图。
[0023] 图5是示出根据本发明的一个实施方式的风力发电塔的截面的图。
[0024] 图6是示出根据图5中的集风部和能量转换部的放大图。
[0025] 优选实施方式
[0026] 针对根据本发明的具有垂直轴升力型风力满轮机的风力发电塔，W下参照附图进 行更加详细地说明。
[0027] 本发明的申请人提供一种风力发电塔，作为更加有效地集中大气中的风向并更加 增大风力的方法，在风力发电塔中形成有多层集风部W能够控制风向并能够增大风力。对 此在图1中有所示出，如图所示，根据本发明的风力发电塔100可W形成有多层集风部110， 集风部110包括用于流入风的多个风流入口 111。另外，可W形成为：吹向所述风力发电塔 100的风能够经过所述风力发电塔100的风流入口 111，或者如图所示地沿着风力发电塔100 的两侧面和上部而流动。为此，所述风力发电塔100可W形成为圆柱状。
[0028] 图2中示出了根据本发明的风力发电塔100的一个层的截面，参照图22,根据本发 明的风力发电塔100可W形成有集风部110和能量转换部150。如上所述，集风部110可W形 成为通过将多个风导向壁112放射状地布置，W能够使风流入口 111和风流出口 112的截面 积具有预设程度W上的差，从而能够控制从外部吹来的风的方向并增大风力。在此，所述风 流入口 111和风流出口 112的截面积的差形成为至少2.5:1，W在5m/sW下的低风速下，能够 根据文丘里效应增加风速。另外，优选地，所述风导向壁120设计成具有适当数量的风流入 口 111，W能够使流入到所述风力发电塔100中的风有效地排出至外部。因此，通过根据本发 明的风力发电塔100中至少设置五至九个风导向壁110,从而能够使流入到所述风力发电塔 100的风有效地排出至外部。
[0029] 形成于所述风力发电塔100的各层的中屯、的能量转换部150上设置有垂直轴风力 满轮机，本发明的特征是一种将垂直轴升力型风力满轮机130设置成所述垂直轴风力满轮 机。图3中示出了垂直轴升力型风力满轮机130的一个实施方式，所述垂直轴升力型风力满 轮机130包括