CN103410671A - 带移动挡风罩的立式风力发电机 - Google Patents

带移动挡风罩的立式风力发电机 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种带移动挡风罩的立式风力发电机：风力较强时，大风推动风舵使移动框架转动到与风向相同时停止转动。固定框架通过顶盖可以把中心轴和空心转轴固定。下端固定在地桩上的钢丝绳把顶盖拉紧。大风吹过时挡风罩罩住背面迎风的单体风叶，只有单体风叶的正面迎风推动单体风叶产生的作用力带动空心转轴绕着中心轴转动。风力较弱时，风舵不能推动移动框架转动。电脑控制仪根据风向传感器和方向传感器给出的数据，启动齿轮减速电机和离合器，输出齿轮带动内齿轮转动、从而带动移动框架和挡风罩转动。单体风叶转动带动空心转轴绕着中心轴转动，最下端的空心转轴转动带动发电机转动使发电机发电，蓄电池把发电机产生的电储存起来，然后向外供电。

Description

带移动挡风罩的立式风力发电机
技术领域：
本发明涉及一种带移动挡风罩的立式风力发电机。
背景技术：
申请号2011102351831《立式风力发动机的滑道式风叶系统》包括多层风叶，每一层风叶都由三个单体风叶组成，单体风叶像翻斗车的车斗。每一个单体风叶的根部都与通过固定件与空心转轴相连接，空心转轴套在中心轴上，中心轴的下端埋在地下的水泥基础里。三个单体风叶之间呈120°夹角，是与中心轴为原点的中心对称物。空心转轴的两端各有一个法兰，用螺丝把上下两层风叶之间的空心转轴的两个法兰连接在一起。立式风力发动机的风叶转动的工作原理与气象部门用的风力测速仪的工作原理基本相同，只不过立式风力发动机的的风叶是车斗形，风力测速仪的风叶是碗形。立式风力发动机的风叶转动的基本原理如下：两个以中心轴为原点的中心对称的车斗形风叶受到风力正面吹动时，虽然两个风叶的受风面积是相同的，但车斗口迎风的那个风叶的风阻还是大于车斗背迎风的那个风叶的风阻；因此两个车斗形风叶在风的作用下沿着车斗背所指的方向绕着中心轴转动，风叶的转动力是车斗口迎风的那个风叶的风阻力减去车斗背迎风的那个风叶的风阻力。为了解决换向问题，立式风力发电机的每一层风叶都是由三个单体风叶组成，两个单体风叶之间的夹角都是120°，而且是与中心轴为原点的中心对称。由于立式风力发电机的每一层风叶转动的作用力决定于风叶的正面和反面的风阻差，所以它比三浆风叶风力发电机风叶转动的作用力要小的多。也就是说，风对着风叶的车斗背吹会产生阻碍风叶绕中心轴转动的作用力、既阻力。它不像三浆风叶风力发电机那样三个风叶都会产生有用的作用力，因而采用这种结构的立式风力发电机效率低下。
发明内容：
本发明可以改变传统立式风力发电机的风叶转动作用力小和效率低下的缺陷。
本发明带移动挡风罩的立式风力发电机主要由：中心轴、顶盖、钢丝绳、地桩、空心转轴、单体风叶、环形滑道、滑轮、固定框架、支撑板、发电机和蓄电池组成。中心轴顶端与顶盖固定在一起，顶盖的下端与固定框架连接。有四条钢丝绳的一端分别固定在各自的地桩上，钢丝绳的另一端拉紧顶盖上端，四条钢丝绳和四个地桩是与中心轴为原点的中心对称。带移动挡风罩的立式风力发电机的风叶由多层组合风叶组成，每一层的组合风叶由三个单体风叶组成。每一层的空心转轴两端都装有法兰，空心转轴通过轴承套在中心轴上，上下层之间的空心转轴依靠法兰连接。三个单体风叶围绕在空心转轴周围，相邻两个单体风叶之间呈120°，三个单体风叶是与中心轴为原点的中心对称。三个单体风叶上端和下端分别通过一个三角形固定架连接。三个单体风叶下面有支撑板，支撑板装在固定框架上。每一个单体风叶下端都装有一个滑轮，滑轮压在支撑板上的环形滑道上滑行。最下层的空心转轴上不装风叶，最下层的空心转轴的下端压在底座上的承压轴承上。地面上的发电机转轴上的从动齿轮与最下层空心转轴上装的主动齿轮啮合，蓄电池也装在地面上。带移动挡风罩的立式风力发电机还包括：移动框架、挡风罩、风舵、压轮、车轮、环形轨道、内齿轮、齿轮减速电机、方向传感器、风向传感器和电脑控制仪。环形轨道与固定框架的下端外边缘连接。移动框架的上端通过多个压轮绕压在顶盖外侧，移动框架下端通过多个车轮压在环形轨道上。挡风罩是180°弧形板，挡风罩固定在移动框架上、并罩住风叶。移动框架的最下层没有装挡风罩，移动框架的最下层外端装有风舵，风舵所在平面与挡风罩侧边构成的平面在同一个平面上。车轮上面的移动框架内侧装有的内齿轮与齿轮减速电机通过离合器装有的输出齿轮啮合。内齿轮也与方向传感器的输入齿轮啮合，方向传感器与计数器相似，只不过方向传感器的数字在0°至360°之间循环。中心轴顶端装有风向传感器，风向传感器的铁旗随风转动带动下端的可变电阻器或可变电容器的轴转动、输出不同的电阻或电容值。带移动挡风罩的立式风力发电机通过电脑控制仪来控制。
采用这种结构的本发明带移动挡风罩的立式风力发电机：风力较强时，大风推动风舵使移动框架转动，当挡风罩的侧边缘所在平面与风向相同时移动框架停止转动。固定框架通过顶盖可以把中心轴和空心转轴固定、不被大风吹倒，下端固定在地桩上的钢丝绳把顶盖拉紧、进一步加固中心轴和空心转轴。大风吹过时挡风罩罩住背面迎风的单体风叶，只有单体风叶的正面迎风推动单体风叶产生的作用力带动空心转轴绕着中心轴转动，而单体风叶背面只有空气阻力、没有风的阻力。单体风叶下端的滑轮压在支撑板上的环形滑道滑行，支撑着单体风叶的重量。风力较弱时，风力在风舵上的作用力较小，不能推动移动框架转动。电脑控制仪根据风向传感器和方向传感器给出的数据，启动齿轮减速电机和离合器，输出齿轮带动内齿轮转动、从而带动移动框架和挡风罩转动，当挡风罩的侧边缘所在平面与风向相同时齿轮减速电机停止转动、从而使移动框架和挡风罩停止转动。这时挡风罩罩住背面迎风的单体风叶，只有单体风叶的正面迎风推动单体风叶产生的作用力带动空心转轴绕着中心轴转动，而单体风叶背面只有转动时所遇到的空气阻力、没有风的阻力。单体风叶转动带动空心转轴绕着中心轴转动，最下端的空心转轴上的主动齿轮转动带动发电机上的从动齿轮转动使发电机发电，蓄电池把发电机产生的电储存起来，然后均匀地向外供电。遇到台风时，我们可以取下风舵，电脑控制仪可以根据风向传感器和方向传感器给出的数据，启动齿轮减速电机和离合器，输出齿轮带动内齿轮转动、从而带动移动框架和挡风罩转动，当挡风罩的外面对准台风时齿轮减速电机停止转动、从而使移动框架和挡风罩停止转动。这时挡风罩罩住单体风叶，单体风叶不在受到台风的风力推动而转动。挡风罩抗拒台风，保护了立式风力发电机。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步具体详细的说明。
图1是本发明带移动挡风罩的立式风力发电机的外观示意图。
具体实施方式：
图1所示，本发明带移动挡风罩的立式风力发电机主要由：中心轴1、顶盖2、钢丝绳3、地桩4、空心转轴5、单体风叶6、环形滑道、滑轮、固定框架7、支撑板8、发电机9和蓄电池10组成。中心轴1顶端与顶盖2固定在一起，顶盖2的下端与固定框架7连接。有四条钢丝绳3的一端分别固定在各自的地桩4上，钢丝绳3的另一端拉紧顶盖2上端，四条钢丝绳3和四个地桩4是与中心轴1为原点的中心对称。带移动挡风罩的立式风力发电机的风叶由多层组合风叶组成，每一层的组合风叶由三个单体风叶6组成。每一层的空心转轴5两端都装有法兰，空心转轴5通过轴承套在中心轴1上，上下层之间的空心转轴5依靠法兰连接。三个单体风叶6围绕在空心转轴5周围，相邻两个单体风叶6之间呈120°，三个单体风叶6是与中心轴1为原点的中心对称。三个单体风叶6上端和下端分别通过一个三角形固定架连接。三个单体风叶6下面有支撑板8，支撑板8装在固定框架7上。每一个单体风叶6下端都装有一个滑轮，滑轮压在支撑板8上的环形滑道上滑行。最下层的空心转轴5上不装风叶，最下层的空心转轴5的下端压在底座上的承压轴承上。地面上的发电机9转轴上的从动齿轮与最下层空心转轴5上装的主动齿轮啮合，蓄电池10也装在地面上。带移动挡风罩的立式风力发电机还包括：移动框架11、挡风罩12、风舵13、压轮14、车轮15、环形轨道16、内齿轮17、齿轮减速电机18、方向传感器19、风向传感器20和电脑控制仪。环形轨道16与固定框架7的下端外边缘连接。移动框架11的上端通过多个压轮14绕压在顶盖2外侧，移动框架11下端通过多个车轮15压在环形轨道16上。挡风罩12是180°弧形板，挡风罩12固定在移动框架11上、并罩住风叶。移动框架11的最下层没有装挡风罩12，移动框架11的最下层外端装有风舵13，风舵13所在平面与挡风罩12侧边构成的平面在同一个平面上。车轮15上面的移动框架11内侧装有的内齿轮17与齿轮减速电机18通过离合器装有的输出齿轮啮合。内齿轮17也与方向传感器19的输入齿轮啮合，方向传感器19与计数器相似，只不过方向传感器19的数字在0°至360°之间循环。中心轴1顶端装有风向传感器20，风向传感器20的铁旗随风转动带动下端的可变电阻器或可变电容器的轴转动、输出不同的电阻或电容值。带移动挡风罩的立式风力发电机通过电脑控制仪来控制。
图1所示，采用这种结构的本发明带移动挡风罩的立式风力发电机：风力较强时，大风推动风舵13使移动框架11转动，当挡风罩12的侧边缘所在平面与风向相同时移动框架11停止转动。固定框架7通过顶盖2可以把中心轴1和空心转轴5固定、不被大风吹倒，下端固定在地桩4上的钢丝绳3把顶盖2拉紧、进一步加固中心轴1和空心转轴5。大风吹过时挡风罩12罩住背面迎风的单体风叶6，只有单体风叶6的正面迎风推动单体风叶6产生的作用力带动空心转轴5绕着中心轴1转动，而单体风叶6背面只有转动时所遇到的空气阻力、没有风的阻力。单体风叶6下端的滑轮压在支撑板8上的环形滑道滑行，支撑着单体风叶6的重量。风力较弱时，风力在风舵13上的作用力较小，不能推动移动框架11转动。电脑控制仪根据风向传感器20和方向传感器19给出的数据，启动齿轮减速电机18和离合器，输出齿轮带动内齿轮17转动、从而带动移动框架11和挡风罩12转动，当挡风罩12的侧边缘所在平面与风向相同时齿轮减速电机18停止转动、从而使移动框架11和挡风罩12停止转动。这时挡风罩12罩住背面迎风的单体风叶6，只有单体风叶6的正面迎风推动单体风叶6产生的作用力带动空心转轴5绕着中心轴1转动，而单体风叶6背面只有转动时所遇到的空气阻力、没有风的阻力。单体风叶6转动带动空心转轴5绕着中心轴1转动，最下端的空心转轴5上的主动齿轮转动带动发电机9上的从动齿轮转动使发电机9发电，蓄电池10把发电机9产生的电储存起来，然后均匀地向外供电。遇到台风时，我们可以取下风舵13，电脑控制仪可以根据风向传感器20和方向传感器19给出的数据，启动齿轮减速电机18和离合器，输出齿轮带动内齿轮17转动、从而带动移动框架11和挡风罩12转动，当挡风罩12的外面对准台风时齿轮减速电机18停止转动、从而使移动框架11和挡风罩12停止转动。这时挡风罩12罩住单体风叶6，单体风叶6不在受到台风的风力推动而转动。挡风罩12抗拒台风，保护了立式风力发电机。

Claims (1)

1.一种带移动挡风罩的立式风力发电机，它主要由中心轴、顶盖、钢丝绳、地桩、空心转轴、单体风叶、环形滑道、滑轮、固定框架、支撑板、发电机和蓄电池组成，中心轴顶端与顶盖固定在一起，顶盖的下端与固定框架连接，有四条钢丝绳的一端分别固定在各自的地桩上，钢丝绳的另一端拉紧顶盖上端，四条钢丝绳和四个地桩是与中心轴为原点的中心对称，带移动挡风罩的立式风力发电机的风叶由多层组合风叶组成，每一层的组合风叶由三个单体风叶组成，每一层的空心转轴两端都装有法兰，空心转轴通过轴承套在中心轴上，上下层之间的空心转轴依靠法兰连接，三个单体风叶围绕在空心转轴周围，相邻两个单体风叶之间呈120°，三个单体风叶是与中心轴为原点的中心对称，三个单体风叶上端和下端分别通过一个三角形固定架连接，三个单体风叶下面有支撑板，支撑板装在固定框架上，每一个单体风叶下端都装有一个滑轮，滑轮压在支撑板上的环形滑道上滑行，最下层的空心转轴上不装风叶，最下层的空心转轴的下端压在底座上的承压轴承上，地面上的发电机的从动齿轮与最下层空心转轴上装的主动齿轮啮合，蓄电池装在地面上，其特征在于：带移动挡风罩的立式风力发电机还包括：移动框架(11)、挡风罩(12)、风舵(13)、压轮(14)、车轮(15)、环形轨道(16)、内齿轮(17)、齿轮减速电机(18)、方向传感器(19)、风向传感器(20)和电脑控制仪，环形轨道(16)与所述固定框架(7)的下端外边缘连接，移动框架(11)的上端通过多个压轮(14)绕压在所述顶盖(2)外侧，移动框架(11)下端通过多个车轮(15)压在环形轨道(16)上，挡风罩(12)是180°弧形板，挡风罩(12)固定在移动框架(11)上、并罩住风叶，移动框架(11)的最下层没有装挡风罩(12)，移动框架(11)的最下层外端装有风舵(13)，风舵(13)所在平面与挡风罩(12)侧边构成的平面在同一个平面上，车轮(15)上面的移动框架(11)内侧装有的内齿轮(17)与齿轮减速电机(18)通过离合器装有的输出齿轮啮合，内齿轮(17)也与方向传感器(19)的输入齿轮啮合，方向传感器(19)与计数器相似，只不过方向传感器(19)的数字在0°至360°之间循环，所述中心轴(1)顶端装有风向传感器(20)，风向传感器(20)的铁旗随风转动带动下端的可变电阻器或可变电容器的轴转动、输出不同的电阻或电容值，带移动挡风罩的立式风力发电机通过电脑控制仪来控制。
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