CN103147921A

CN103147921A - 轨道风帆车发电装置

Info

Publication number: CN103147921A
Application number: CN2013100453793A
Authority: CN
Inventors: 彭再军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2013-06-12

Abstract

一种轨道风帆车发电装置，所述的装置包括设在平面上的闭合环形轨道及多个与轨道滑动连接且可沿轨道滑行的风帆车，风帆车之间间隔一定的距离并通过牵引链相互连接，牵引链与多个齿轮啮合，齿轮与发电机转子相互连接，风帆车的滑行带动牵引链，牵引链带动齿轮转动，齿轮带动转子转动发电，其特征在于：所述风帆车具有边框和位于边框内与边框通过连接轴连接的幕屏框，幕屏框上设有幕屏卷绕机构、幕屏滑道及可控制幕屏延幕屏滑道卷起及展开的幕屏控制装置；当风帆车滑行至轨道逆风段的起点时，幕屏控制装置控制幕屏卷起，风帆车逆风滑行；当风帆车滑行至轨道逆风段的终点时，幕屏控制装置控制幕屏展开；风帆车在轨道的其它位置时，幕屏处于展开状态。

Description

轨道风帆车发电装置

技术领域

本发明申请涉及一种风力发电装置，尤其是一种利用在轨道上滑动的风帆带动发电机转子转动来实现电力输出的发电装置，属于风力发电设备技术领域。

背景技术

发电机是能把机械能转变为电能的设备的总称，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，其蕴藏量巨大。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约3.53亿千瓦，开发利用潜力巨大。

随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。2008年底全球累计风电装机容量已超过了12.08万兆瓦，相当于减排1.58亿吨二氧化碳。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。“十五”期间，中国的并网风电得到迅速发展，成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。2007年以来，中国风电产业规模延续暴发式增长态势。2008年中国新增风电装机容量达到719.02万千瓦，新增装机容量增长率达到108.4%，累计装机容量跃过1300万千瓦大关，达到1324.22万千瓦，2010年全国累计风电装机容量突破2000万千瓦，内蒙古、新疆、辽宁、山东、广东等地风能资源丰富，风电产业发展较快。

进入2008年下半年以来，受国际宏观形势的影响，经济发展速度趋缓，节能减排成为全球经济发展的趋势，支持和鼓励可再生能源的发展，也成为我国大力提倡的重点项目。中国风力能源的发展前景十分广阔，预计未来很长一段时间都将保持高速发展，同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。随着中国风电装机的国产化和发电的规模化，风电成本可望再降。

现有的风力发电机，多数为立柱式的，在立柱的顶端安装风扇叶来带动发电机转子发电，这样的发电机不仅建造成本昂贵，而且发电成本较高，风扇叶的大小、形状决定了风力的利用效率，风扇叶的制作工艺较为复杂，且风能利用率较低，发电能力受限。

发明内容

本发明申请即是针对目前风力发电机存在的上述不足之处，提供一种轨道风帆发电装置，该装置利用在轨道上滑动的风帆带动发电机转子，从而将风能转化为电能。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现，一种轨道风帆车发电装置，所述的装置包括可铺设在平面上的闭合环形轨道，轨道上具有多个与轨道滑动连接且可沿轨道滑行的风帆车，风帆车之间间隔一定的距离并通过牵引链相互连接，牵引链与多个齿轮啮合，齿轮与发电机的转子相互连接，风帆车的滑行带动牵引链，牵引链带动齿轮转动，齿轮带动转子转动发电，其特征在于：所述风帆车具有边框和位于边框内与边框通过连接轴连接的幕屏框，幕屏框上设有幕屏卷绕机构、幕屏滑道及可控制幕屏延幕屏滑道卷起及展开的幕屏控制装置；当风帆车滑行至轨道逆风段的起点时，幕屏控制装置控制幕屏卷起，风帆车逆风滑行；当风帆车滑行至轨道逆风段的终点时，幕屏控制装置控制幕屏展开；风帆车在轨道的其它位置时，幕屏处于展开状态。

所述的轨道风帆车发电装置，其装置包括可铺设在平面上的直线型轨道，轨道上具有两个与轨道滑动连接且可沿轨道来回往复滑行的风帆车，风帆车之间间隔一定的距离并通过牵引链相互连接，牵引链先与数个齿轮啮合再连接另一个风帆车，两个风帆车的运动方向相反，齿轮与发电机的转子相互连接，风帆车的滑行带动牵引链，牵引链带动齿轮转动，齿轮带动转子转动发电；每一个风帆车都在轨道上一定的距离内来回滑动；幕屏控制装置包括,设在每一个风帆车滑动的该段轨道的两端的触碰装置，及设在风帆车边框上与触碰装置配合的开合机构，开合机构与触碰装置接触后，控制幕屏的卷起及展开，当一个风帆车的幕屏处于卷起状态时，另一风帆车的幕屏处于展开状态。

所述的轨道风帆车发电装置，其装置由两个以上平行排布的权利要求2所述装置构成，每个权利要求2所述装置中位置相对应的齿轮同轴连接同一个发电机的转子，不同权利要求2所述装置中位置相对应的风帆车在初始时的位置交错分布，且在与同一转子连接的齿轮上分别设有一个棘轮，以保证该转子始终保持一个方向转动。

所述的轨道风帆车发电装置，其风帆车边框和幕屏框之间设有，可保持幕屏展开时，幕屏面始终正向朝向迎风方向的幕屏角度控制装置。

所述的轨道风帆车发电装置，其风帆车通过滑轮与轨道连接。

所述的轨道风帆车发电装置，其轨道为单轨、双轨或多轨。

所述的轨道风帆车发电装置，其轨道设于风帆车上方，或轨道设于的风帆车下方，或轨道设于的风帆车的左右两则，或轨道设于的风帆车的上方及下方。

所述的轨道风帆车发电装置，其幕屏的展开可以是由上到下的展开，或由下到上的展开，或由左到右的展开，或由右到左的展开，或两个方向同时向中间展开。

所述的轨道风帆车发电装置，幕屏卷绕机构设于幕屏框的中间，所述幕屏的展开可以是中间同时向两边展开。

本发明申请所述的轨道风帆车发电装置，利用在轨道上滑动的风帆车来带动发电机发电，结构简单、铺设的成本低，并且与传统的立柱式风扇叶发电设备相比，能够更为有效的利用风能，便于推广应用。

附图说明

图1是本发明申请所述装置中风帆车的立体结构示意图；

图2是本发明申请所述装置中风帆车与轨道连接的一个实施例的示意图；

图3是本发明所述装置中风帆车在轨道不同位置滑动时的状态示意图；

图4、图5是本发明所述装置第一实施例的工作状态示意图；

图6、图7是本发明所述装置第二实施例的工作状态示意图；

图中，1为风帆车，2为轨道，3为牵引链，4为齿轮，5为转子，10为边框，11为幕屏框，12为幕屏，13为幕屏卷绕机构，14为卷绕轴，15为幕屏拉伸边15，16、17为连接轴,18为幕屏角度控制装置，19为滑轮19。

具体实施方式

以下结合附图对本发明申请所述的轨道风帆车发电装置进行描述，目的是为了公众更好的理解本发明申请所述的技术方案，而不是对所述技术方案的限制，在以相同或近似的原理对所述装置进行的改进，包括轨道、风帆车、幕屏的形状、尺寸、所用材质的改变，数目的增减，以及相应的控制装置的改进和变通，以实现相同效果为目的，则都在本发明申请所要求保护的技术方案之内。

如图1、图2所示，是本发明中风帆车的一个实施例的结构示意图，如图所示，每一个风帆车1都具有边框10和位于其内的与边框通过连接轴16及17连接的幕屏框11，幕屏框11中通过卷饶轴14设有幕屏卷绕机构13；在幕屏框11的两侧设有可供幕屏12的幕屏拉伸边15在其内滑动的幕屏滑道110。

为了在风帆车1在轨道2上滑动的过程中，能够实现幕屏的卷起和展开，幕屏控制装置包括,设在每一个风帆车滑动的该段轨道两端的触碰装置，及设在风帆车边框上与触碰装置配合的开合机构，开合机构可以是微动开关或光控开关，当触碰装置与开合机构接触后，可控制幕屏的卷起及展开。

本发明申请所述的风帆车1与铺设在平面上的轨道2滑动连接，风帆车1可以位于轨道2之上，多个风帆车1之间通过牵引链3相互连接，如图3所示。当然，其轨道可设于风帆车上方，或轨道设于的风帆车下方，或轨道设于风帆车的左右两则，或轨道设于的风帆车的上方及下方。所述的轨道可以是单轨、双轨或多轨，风帆车1与轨道2滑动连接，例如风帆车1可以通过滑轮19接触轨道2，以实现沿轨道滑动的目的。

如图3 所示，在风帆车1滑行的逆风段的轨道2上的两端分别设有触碰装置，且在风车边框10上设有与触碰装置配合的开合机构，所述的装置包括可铺设在平面上的闭合环形轨道2，轨道2上具有多个与轨道滑动连接且可沿轨道滑行的风帆车1，在本实施例中，风帆车的数目为4个，分别称为M、N、P、Q，风帆车之间间隔一定的距离，可以等距也可以不等距，相互之间通过牵引链3相互连接，牵引链3与多个齿轮啮合，齿轮与发电机的转子相互连接，风帆车1在风力作用下的滑行，带动牵引链3，牵引链带动齿轮转动，齿轮带动发电机转子转动发电。

风向如图中双箭头所示，在风帆车1滑行的逆风段的轨道2（从a点至b点）上的两端点分别设有触碰装置，且在风帆车边框上设有与触碰装置配合的开合机构，当风帆车1滑行至轨道2逆风段的起点a时，触碰装置接触开合机构，开合机构控制幕屏卷起开启，风帆车1逆风滑行。当风帆车1滑行至轨道2逆风段的终点b时，触碰装置接触开合机构，开合机构使幕屏12展开。风帆车在轨道的其它部分时，幕屏12均处于展开状态；这样，如图所示，风帆车M位于逆风段起点a时，幕屏12卷起，风帆N、P和Q中的幕屏12均处于展开状态，风帆车P和Q均处于顺风滑行状态，产生的牵引力较大，足以克服风帆车M逆风前进的阻力，并且能够通过齿轮带动发电机旋转发电。

应该明确的是，在本发明创造中，轨道2是闭合环状的，风帆车的数目可以根据轨道的大小和形状给以确定，数目没有限制。

实施例一

图4、图5是本发明申请第一实施例的工作原理图，所述的装置包括可铺设在平面上的直线型轨道2，轨道2上具有两个与轨道滑动连接且可沿轨道来回往复滑行的风帆车1，为了方便描述，我们称这样的装置为一个风帆车组。

一个风帆车组包括两个风帆车M和N，之间间隔一定的距离并通过牵引链3相互连接，牵引链3先与数个齿轮4啮合再连接另一个风帆车，M’和N’分别是风帆车M和N在另一个位置上的示意图，当风帆陈M处于a点时，幕屏展开，风帆车N处于d点，幕屏卷起，幕屏卷起和展开的机制如前所述，这里不再赘述。风向如双箭头所示，风帆车M由a点至b点，当到达b点时，风帆车M’幕屏卷起，风帆车N在风帆车M的牵引下，由d点至c点，当到达c点时，风帆车N’幕屏展开，带动齿轮4呈顺时针旋转，如图4所示。

风帆车N’到达c点时，幕屏展开，在风力的作用下向d点滑动，风帆车M’在b点时，幕屏卷起，在牵引链的作用下向a点滑动，带动齿轮4逆时针旋转，直至风帆车N’到达d点，风帆车M’到达a点，重新开始下一个循环。

风帆车M在a、b两点之间，风帆车N在c、d两点之间来回往复运动，齿轮旋转的方向也产生交替改变，以此电流的方向也交替改变。

实施例二

如图6、图7所示，本发明申请还提供一种轨道风帆车发电装置，该装置由两个以上上述风帆车组构成，每个风帆车组中位置相对应的齿轮同轴连接同一个发电机的转子，不同风帆车组中，位置相对应的风帆车在初始时的位置交错分布，且在与同一转子连接的齿轮上分别设有一个棘轮，以保证该转子始终保持一个方向转动。

具体在本实施例中，风帆车组的数目为两个，风力如双箭头所示，初始时，风帆车分别位于M、N、P、Q的位置，风帆车M和Q幕屏展开，风帆车N和P幕屏卷起，在风力的作用下，风帆车M、N、P、Q分别向M’、N’、P’、Q’的位置滑动，齿轮X和X’同轴连接于一个转子5，但在齿轮X和X’上分别装有一个棘轮，用于控制齿轮的旋转是否能够带动转子5转动，齿轮X逆时针转动形成空转，并不能带动转子5转动，齿轮X’顺时针转动带动转子5，如图6所示；风帆车处于M’、N’、P’、Q’位置时，风帆车N’、P’幕屏展开，风帆车M’、 Q’幕屏卷起，运动方向如箭头所示，此时，齿轮X顺时针转动，带动转子5转动，齿轮X’逆时针转动，形成空转，不能带动转子5转动，这样在一个循环里，转子5始终以顺时针方向转动，电流方向保持恒定，如图7所示。

本发明风帆车边框和幕屏框之间设有可保持幕屏展开时，幕屏面始终正向朝向迎风方向的幕屏角度控制装置18，该装置可以通过风向标来实现。

本发明申请所述的轨道风帆车发电装置，发电的机械效率高、使用安全、寿命长，适用于大型和特大型风力发电机，具有工作时间长、资源利用率高的优点，其主要设施方便建造和维护，具有广泛的应用前景。

Claims

1.一种轨道风帆车发电装置，所述的装置包括可铺设在平面上的闭合环形轨道，轨道上具有多个与轨道滑动连接且可沿轨道滑行的风帆车，风帆车之间间隔一定的距离并通过牵引链相互连接，牵引链与多个齿轮啮合，齿轮与发电机的转子相互连接，风帆车的滑行带动牵引链，牵引链带动齿轮转动，齿轮带动转子转动发电，其特征在于：所述风帆车具有边框和位于边框内与边框通过连接轴连接的幕屏框，幕屏框上设有幕屏卷绕机构、幕屏滑道及可控制幕屏延幕屏滑道卷起及展开的幕屏控制装置；当风帆车滑行至轨道逆风段的起点时，幕屏控制装置控制幕屏卷起，风帆车逆风滑行；当风帆车滑行至轨道逆风段的终点时，幕屏控制装置控制幕屏展开；风帆车在轨道的其它位置时，幕屏处于展开状态。

2.根据权利要求1所述的轨道风帆车发电装置，其特征在于：所述的装置包括可铺设在平面上的直线型轨道，轨道上具有两个与轨道滑动连接且可沿轨道来回往复滑行的风帆车，风帆车之间间隔一定的距离并通过牵引链相互连接，牵引链先与数个齿轮啮合再连接另一个风帆车，两个风帆车的运动方向相反，齿轮与发电机的转子相互连接，风帆车的滑行带动牵引链，牵引链带动齿轮转动，齿轮带动转子转动发电；每一个风帆车都在轨道上一定的距离内来回滑动；幕屏控制装置包括,设在每一个风帆车滑动的该段轨道的两端的触碰装置，及设在风帆车边框上与触碰装置配合的开合机构，开合机构与触碰装置接触后，控制幕屏的卷起及展开，当一个风帆车的幕屏处于卷起状态时，另一风帆车的幕屏处于展开状态。

3.根据权利要求1或2所述的轨道风帆车发电装置，其特征在于：所述的装置由两个以上平行排布的权利要求2所述装置构成，每个权利要求2所述装置中位置相对应的齿轮同轴连接同一个发电机的转子，不同权利要求2所述装置中位置相对应的风帆车在初始时的位置交错分布，且在与同一转子连接的齿轮上分别设有一个棘轮，以保证该转子始终保持一个方向转动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的轨道风帆车发电装置，其特征在于：述风帆车边框和幕屏框之间设有，可保持幕屏展开时，幕屏面始终正向朝向迎风方向的幕屏角度控制装置。

5.根据权利要求1或2所述的轨道风帆车发电装置，其特征在于：所述的风帆车通过滑轮与轨道连接。

6.根据权利要求1或2所述的轨道风帆车发电装置，其特征在于：所述的轨道为单轨、双轨或多轨。

7.根据权利要求1或2所述的轨道风帆车发电装置，其特征在于：所述轨道设于风帆车上方，或轨道设于的风帆车下方，或轨道设于的风帆车的左右两则，或轨道设于的风帆车的上方及下方。

8.根据权利要求1或2所述的轨道风帆车发电装置，其特征在于：所述幕屏的展开可以是由上到下的展开，或由下到上的展开，或由左到右的展开，或由右到左的展开，或两个方向同时向中间展开。

9.根据权利要求1或2所述的轨道风帆车发电装置，其特征在于：幕屏卷绕机构设于幕屏框的中间，所述幕屏的展开可以是，中间同时向两边展开。