CN102086843B - 伞状集风式风力发电机 - Google Patents

Abstract

一种伞状集风式风力发电机，包括：流线形骨架、支撑杆、传动轴、固定杆、柔性蒙皮、风速传感器及传动控制器，其特征在于所述支撑杆与流线形骨架连接，另一端与传动轴连接，流线形骨架的底端与固定杆连接，所有流线形骨架之间设有柔性蒙皮，伞的顶端为集风口，另一顶端设有风速传感器和传动控制器，风速传感器的信号经传动控制器与传动轴一起控制集风装置的开启与闭合。本发明的优点是该装置可以把微风聚集成大风，提高风力发电的效率，在风速度低于3米/秒的环境下也能充分利用风能发电，安全环保，结构简单，安装方便，集风操作过程自动控制。

Description

伞状集风式风力发电机

技术领域

本发明涉及一种风力发电机，特别涉及一种伞状集风式风力发电机。

背景技术

风是太阳能辐射造成地球表面受热不均所引起的空气的运动。风能是空气流动所产生的动能。风能是一种取之不尽，用之不竭的可再生能源。同时又是一种清洁的能源，在被利用过程中，不会象化石燃料一样产生对环境不利的污染物。

我国的风能资源十分丰富，以离地面高度10m计算，可开发的装机容量约2.5亿千瓦，居世界首位。但目前我国的实际风力发电装机容量仅占到全国电力装机的1.5％左右。风力发电发展潜力巨大。

风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主。以风能作为动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水、利用风力发动机铡草，磨面和加工饲料等。

利用风力发电，在年平均风速大的地方可以建大型的风力发电场，而在年平均风速小的地方可以使用小型的风力机以利用风能。目前，迎风缓缓转动叶片的微型风力发电机正在成为一家用风力发电的新趋势。家庭安装微型风能发电设备，不但可以为生活提供电力，节约开支，还有利于环境保护。此外小型风力机还用于街道的路灯照明。

风能公式是：

E＝1/2(ρtsv³)

式中：

ρ——空气密度(千克/米²)；

v——风速(米/秒)；

t——时间(秒)；

ρ——截面面积(米²)。

从风能公式可以看出，风能的大小与风速的立方(v³)成正比。一个小的风速的变化，就能对风能有较大的影响。

目前小型风力发电机(10千瓦级及以下)在平均风速3m/s以下时，由于风力发电机性能条件的限制，风力发电机转不起来，风能得不到有效利用。我国内地大部分地区，处于微风的状态下占多。这种风速较低的风能，很难得到有效的利用。值得指出的是，水平轴风力发电机由于其紧溱的结构，优美的造型，发电效率较垂直式风力机高，其用户占绝大多数。而针对水平轴进行聚风的集风装置，为数不多。

为解决这个问题，人们也用了集风式的办法，对风速进行了提速。很多集风装置，展开后较难收拢，或者根本没有考虑其收拢的问题。也有些伞形集风装置展开比较体积庞大，收拢的效果不大理想。这限制了集风装置的应用。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供了一种伞状集风式风力发电机。该风力发电机组能够在微风的条件下进行风力发电。本发明采用了类似雨伞的集风结构，通过风速传感器及控制机构，可以方便地使集风装置象伞一样开启与闭合。当需要集风时，集风装置展开，通过流线型的集风结构把微风聚集成较大风速的气流，推动处于风口的水平轴风力机发电。当遭遇大风，台风等恶劣天气需要把集风装置收起来时，通过传动轴移动，可以象收雨伞一样把集风装置收拢来。

本发明包括：流线形骨架、支撑杆、传动轴、固定杆、柔性蒙皮、风速传感器及传动控制器，风力机的叶片经风力机的水平轴带动发电机运转，其特征在于所述支撑杆的一端与流线形骨架连接，另一端与传动轴连接，流线形骨架的底端与固定杆上的集风口连接，所有流线形骨架之间设有柔性蒙皮，由数条流线形骨架、支撑杆及传动轴、固定杆组成一类似伞状骨架的集风装置，伞的顶端为集风口，另一顶端设有风速传感器及传动控制器，风速传感器经导线与传动控制器连接，传动轴为传动控制器的机械功率输出端，风速传感器经传动控制器和传动轴一起控制集风装置的开启与闭合。所述风速传感器能实时测量风速大小，并能把信号传送至传动控制器处理，传动控制器能有效地控制传动轴的运动，实现伞状集风装置的开启与闭合。

本发明的优点是伞状集风式风力发电机可以把微风聚集成大风，并能提高风力发电的效率，扩大风力发电装置的应用范围，对风速有聚集、放大作用，在风速度低于3米/秒的环境下也能充分利用风能发电，安全环保。集风装置可以按风力的大小采取开启与闭合的状态，集风与防护性能良好。具有流线型的集风结构，可以使集风效果达到最佳，集风操作过程自动控制。

附图说明

图1本发明的结构示意图。

图中：1尾舵、2发电机、3风力机空心水平轴、4叶轮叶片、5固定杆、6柔性蒙皮、7流线形骨架、8支撑杆、9传动轴、10传动控制器、11风速传感器、12塔杆。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例：

参见图1，本实施例由八条流线形骨架7、八条支撑杆8、传动轴9、固定杆5、柔性蒙皮6、风速传感器11、传动控制器10组成一类似伞状骨架的集风装置，伞的顶端为集风口，另一顶端设有风速传感器11及传动控制器10。伞状集风装置可以象雨伞一样开启与闭合。支撑杆8的一端与流线形骨架7连接，另一端与传动轴9连接，流线形骨架7的底端与固定杆5上的集风口连接。由帆布、塑料、合成革或复合材料制成的柔性蒙皮6经裁剪被缝制、蒙贴在八条流线形骨架7之间。风速传感器11经导线与传动控制器10连接，传动轴9为传动控制器10的机械功率输出端，风速传感器11经传动控制器10和传动轴9一起控制集风装置的开启与闭合。当需要集风时，风速传感器11检测到风速较小后即将信号传给传动控制器10，由传动控制器10驱动传动轴9向后移动，支撑杆8经与流线形骨架7连接点向上把流线型的骨架7撑起，集风装置采用了流线型的骨架7，集风效果良好。当遭遇大风，台风等恶劣天气时，风速传感器11检测到风速太大后即将信号传给传动控制器10，由传动控制器10驱动传动轴9向前移动，把集风装置收缩起来，象收雨伞一样把集风装置收拢。流线形骨架7呈现S形，流线形骨架7被支撑杆8顶起时集风装置开启呈“碗”状，支撑杆8收缩时带动流线形骨架7贴近传动轴9，集风装置闭合

风力机空心水平轴3采用空心轴形式传动，固定杆5从风力机空心水平轴3的中心轴线穿过。传动轴9套装在固定杆5的前部，风力机空心水平轴套3装在固定杆5的后部。风力机的叶轮叶片4通过风力机空心水平轴3带动发电机2运转发电。尾舵1可以自动调节风向。风速传感器11及传动控制器10可以感受风速并能对风速进行实时监控，并能带动控制机构自动控制集风装置的开启与闭合。塔杆12起支撑作用。

Claims (5)

1.一种伞状集风式风力发电机，包括：流线形骨架、支撑杆、传动轴、固定杆、柔性蒙皮、风速传感器及传动控制器，风力机的叶片经风力机的水平轴带动发电机运转，其特征在于所述支撑杆的一端与流线形骨架连接，另一端与传动轴连接，流线形骨架的底端与固定杆连接，所有流线形骨架之间设有柔性蒙皮，由数条流线形骨架、支撑杆及传动轴、固定杆组成一类似伞状骨架的集风装置，伞的顶端为集风口，另一顶端设有风速传感器及传动控制器，风速传感器经导线与传动控制器连接，传动轴为传动控制器的机械功率输出端，风速传感器经传动控制器和传动轴一起控制集风装置的开启与闭合。

2.根据权利要求1所述的伞状集风式风力发电机，其特征在于所述流线形骨架呈现S形，流线形骨架被支撑杆顶起时集风装置开启呈“碗”状，支撑杆收缩时带动流线形骨架贴近传动轴，集风装置闭合。

3.根据权利要求1所述的伞状集风式风力发电机，其特征在于所述传动轴套装在固定杆的前部，风力机的水平轴套装在固定杆的后部。

4.根据权利要求1所述的伞状集风式风力发电机，其特征在于所述柔性蒙皮由帆布、塑料、合成革或复合材料制成，经裁剪被缝制、蒙贴在所有流线形骨架之间。

5.根据权利要求1所述的伞状集风式风力发电机，其特征在于所述风速传感器实时测量风速大小，并能把信号传送至传动控制器处理，传动控制器控制传动轴的运动，实现伞状集风装置的开启与闭合。