CN105257480B - 一种追踪聚风的风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种追踪聚风的风力发电装置，包括底座、支架、聚风筒和风力发电机，所述支架包括转动轴，支架通过转动轴设置于底座上，聚风筒固定于转动轴上，风力发电机固定于支架上，聚风筒与风力发电机相对位置始终不变，聚风筒为喇叭口形状，喇叭口的小口固定对准风力发电机，喇叭口的大口向外；不耗费外在能量而自动追踪风向，把风能聚集并且使风力强度增大后利用其进行发电的装置，尤其是一种结构简单、成本低廉、易于操作、适合推广、拆装方便的追踪聚风发电装置。

Description

一种追踪聚风的风力发电装置
技术领域
本发明涉及风力发电设备技术领域，具体涉及一种追踪聚风的风力发电装置。
背景技术
风能的利用有着悠久的历史和丰富的经验，风能是取之不尽用之不竭的自然能源，风能的利用简单，无污染，分布广泛，可再生；然而，风的产生是随时随地的，其方向、速度和大小不定，风能的特点是能量巨大，但能量密度低，当流速同为3m/s时，风力的能量密度仅为水力的1/l000，所以风的稳定性、连续性和可靠性较差，而且风的时空分布不均匀。
风向和风速是描述风的特性的最重要的两个参数，现有的风力发电机对以上两个参数的把握存在较大问题。一是对风向的追踪，若采用电子控制的方法进行追踪则会额外耗能，目前尚无非常好的无额外能源的追踪风向方式，若是不追踪，则会降低风能的利用率；二是风速的不稳定性与可靠性较差，风速时快时慢，也会降低对风能的利用率，经研究表明，若是风速能稳定且提高(即风力强度增加且恒定)，将会大幅提高风能的利用效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有风力发电技术存在的缺少对风向的追踪和受风速稳定性影响导致可靠性差的问题，不耗费外在能量而自动追踪风向，把风能聚集并且使风力强度增大后利用其进行发电的装置，尤其是一种结构简单、成本低廉、易于操作、适合推广、拆装方便的追踪聚风发电装置。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种追踪聚风的风力发电装置，包括底座、支架、聚风筒和风力发电机，所述支架包括转动轴，支架通过转动轴设置于底座上，聚风筒固定于转动轴上，风力发电机固定于支架上，聚风筒与风力发电机相对位置始终不变，聚风筒为喇叭口形状，喇叭口的小口固定对准风力发电机，喇叭口的大口向外。
接上述技术方案，所述底座上设有滑槽，滑槽的轨迹是以转动轴为圆心形成一个圆，所述支架还包括支撑轴，支撑轴上端与风力发电机连接，支撑轴下端设置于滑槽上。
接上述技术方案，所述滑槽是设置于底座上的凹形滑槽，支撑轴下端设置有凸台，凸台长度方向上为扇形，凸台截面与凹形滑槽截面相匹配，支撑轴通过凸台沿凹形滑槽移动。
接上述技术方案，所述支撑轴通过水平杆与转动轴刚性连接。
接上述技术方案，所述聚风筒分为上半筒和下半筒，上半筒在聚风筒的大口和小口处与下半筒连接，上半筒与下半筒在大口处的连接为铰接，小口处的连接强度比大口处的连接强度和转动轴强度均要小。
接上述技术方案，上半筒在聚风筒的小口处通过胶质螺栓与下半筒连接，上半筒在聚风筒的大口处通过铁质螺栓与下半筒铰接。
接上述技术方案，上半筒两端沿分割线设有凸形台，下半筒两端沿分割线设有凹槽，凸形台与凹槽相匹配。
接上述技术方案，所述底座为圆柱形。
本发明具有以下有益效果：
当自然风有一定的风力强度时，聚风筒大口由于受到风的作用，以转动轴为中心转动，使聚风筒大口始终正对风吹来的方向，会自动追踪风向，经过聚风筒聚集增强后的风驱动位于聚风筒小口的风力发电机，从而产生电能，自然风通过聚风筒由大口到小口的聚集作用后，风力强度显著增加，使位于聚风筒小口的风力发电机对其充分利用并发电，尤其是一种结构简单、成本低廉、易于操作、适合推广、拆装方便的追踪聚风发电装置。
附图说明
图1是本发明实施例中追踪聚风的风力发电装置的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明实施例中凸台与滑槽的配合截面图；
图4是本发明实施例中凸台的俯视图；
图5是本发明实施例中风力发电机的主视图；
图6是本发明实施例中聚风筒拆分截面图；
图中，1-风力发电机，2-支撑轴，3-凸台，4-水平杆，5-转动轴，6-底座，7-滑槽，8-聚风筒，9-下半筒，10-上半筒，11-螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图6所示，本发明提供的一个实施例中的追踪聚风的风力发电装置，包括底座6、支架、聚风筒8和风力发电机1，所述支架包括转动轴5，支架可以转动轴5为中心转动，在受到一定强度的风力时可转动，支架通过转动轴5设置于底座6上，聚风筒8固定于转动轴5上，风力发电机1固定于支架上，聚风筒8与风力发电机1相对位置始终不变，聚风筒8为喇叭口形状，喇叭口的小口固定对准风力发电机1，喇叭口的大口向外；当自然风有一定的风力强度时，聚风筒8大口由于受到风的作用，以转动轴5为中心转动，使聚风筒8大口始终正对风吹来的方向，会自动追踪风向，经过聚风筒8聚集增强后的风驱动位于聚风筒8小口的风力发电机1，从而产生电能，自然风通过聚风筒8由大口到小口的聚集作用后，风力强度显著增加，使位于聚风筒8小口的风力发电机1对其充分利用并发电。
进一步地，所述底座6上设有滑槽7，滑槽7的轨迹是以转动轴5为圆心形成一个圆，所述支架还包括支撑轴2，支撑轴2上端与风力发电机1连接，支撑轴2下端设置于滑槽7上；底座6的主要功能为将装置总体部分固定在地面或平台上，是装置的承重部分。
进一步地，所述滑槽7是设置于底座6上的凹形滑槽7，支撑轴2下端设置有凸台3，凸台3长度方向上为扇形，凸台3截面与凹形滑槽7截面相匹配，支撑轴2通过凸台3沿凹形滑槽7移动；支撑轴2的凸台3与凹形滑槽7光滑且紧密衔接，用来增强支撑力和提高综合性能。
进一步地，所述滑槽7也可以是设置于底座6上的导轨。
进一步地，所述支撑轴2通过水平杆4与转动轴5刚性连接；相对位置始终保持不变，即风力发电机1机始终对准聚风筒8的小口。
进一步地，所述聚风筒8分为上半筒和下半筒9，上半筒10在聚风筒8的大口和小口处与下半筒9连接，上半筒10与下半筒9在大口处的连接为铰接，小口处的连接强度比大口处的连接强度和转动轴5强度均要小；为预防突发的飓风而设计，起保护装置的作用，当小口连接处脱开后上半筒10和下半筒9可绕大口铰接处转动，小口位置的贴合力度使得当风力强度适中或较强时不会脱离；当突遇飓风或风力过强使得可转动轴5的强度不能承受时，小口处的胶质螺栓11断裂，使小口处聚风筒8脱离成两部分，小口面积变大，减小风力强度，减轻可转动轴5所承受的压力，防止装置被破坏。
进一步地，上半筒10在聚风筒8的小口处通过胶质螺栓11与下半筒9连接，上半筒10在聚风筒8的大口处通过铁质螺栓11与下半筒9铰接。
进一步地，上半筒10两端沿分割线设有凸形台，下半筒9两端沿分割线设有凹槽，凸形台与凹槽相匹配。
进一步地，所述底座6为圆柱形。
进一步地，聚风筒8、底座6、转动轴5、支撑杆和水平杆4可以采用金属或非金属材料制作，要求其兼具一定的塑性和强度。
应用本装置，应选择风力强度适中的地区或海域进行布置，因其聚风筒8关系，在风力过强地区使得装置易被破坏，降低其使用寿命；而在风力稍弱或适中地区，本装置可以达到事半功倍的效果。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种追踪聚风的风力发电装置，其特征在于，包括底座、支架、聚风筒和风力发电机，所述支架包括转动轴，支架通过转动轴设置于底座上，聚风筒固定于转动轴上，风力发电机固定于支架上，聚风筒与风力发电机相对位置始终不变，聚风筒为喇叭口形状，喇叭口的小口固定对准风力发电机，喇叭口的大口向外；
所述聚风筒分为上半筒和下半筒，上半筒在聚风筒的大口和小口处与下半筒连接，上半筒与下半筒在大口处的连接为铰接，小口处的连接强度比大口处的连接强度和转动轴强度均要小；
上半筒两端沿分割线设有凸形台，下半筒两端沿分割线设有凹槽，凸形台与凹槽相匹配。
2.根据权利要求1所述的追踪聚风的风力发电装置，其特征在于，所述底座上设有滑槽，滑槽的轨迹是以转动轴为圆心形成一个圆，所述支架还包括支撑轴，支撑轴上端与风力发电机连接，支撑轴下端设置于滑槽上。
3.根据权利要求2所述的追踪聚风的风力发电装置，其特征在于，所述滑槽是设置于底座上的凹形滑槽，支撑轴下端设置有凸台，凸台长度方向上为扇形，凸台截面与凹形滑槽截面相匹配，支撑轴通过凸台沿凹形滑槽移动。
4.根据权利要求2所述的追踪聚风的风力发电装置，其特征在于，所述支撑轴通过水平杆与转动轴刚性连接。
5.根据权利要求1所述的追踪聚风的风力发电装置，其特征在于，上半筒在聚风筒的小口处通过胶质螺栓与下半筒连接，上半筒在聚风筒的大口处通过铁质螺栓与下半筒铰接。
6.根据权利要求1所述的追踪聚风的风力发电装置，其特征在于，所述底座为圆柱形。
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