CN106762430A - 重力滑环自动伸缩式风电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于风力发电技术领域，为了解决现有帆船类风电装置因其帆板的设置位置固定，受力方向固定，不能确保有效发电的问题，提供了一种重力滑环自动伸缩式风电装置，包括减速齿轮箱、发电机、支撑架、转盘和若干风扇叶轮，所述风扇叶轮平行设置安装于支撑架上，支撑架的下端固定安装于转盘上，转盘下方配设有轨道，转盘底部的万向轮沿轨道滚动；所述风扇叶轮包括骨架、帆布和转轴，骨架安装于转轴上并绕其转动，帆布的一端固定安装于径向骨架端头，另一端通过若干滑环滑动安装于径向骨架上。该装置是通过转轴上下方的帆布压力差来使风扇叶轮转动，进而实现发电，装置的外部运行条件更广泛，发电功能更有保障。

Description

重力滑环自动伸缩式风电装置
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种重力滑环自动伸缩式风电装置。
背景技术
风能是地球表面大量空气流动所产生的能量，是无污染的可再生能源，不用投资原料成本，更无废渣废弃排出，取之不尽，用之不竭，地球上的风力资源很丰富，但人类对自然风力的利用率很低，大部分能源白白流失了。
现有的风电装置结构多样，有螺旋桨结构、涡轮结构和帆船结构，均能一定程度上实现风力转换发电，而现有的帆船类风电装置只是简单利用帆布的受风作用来实现发电，如专利201520694369.7中所述的百帆风顺皮带式风电塔楼群，其原理是通过避风箱上方风叶帆板的受力来实现皮带的转动，进而发电，但该装置必须保证风叶帆板能有效受力才能实现风能转换发电，当定向尾翅损坏或风力不足时，因风向紊乱或帆板受力不足则不能实现发电。
发明内容
本发明为了解决现有帆船类风电装置因其帆板的设置位置固定，受力方向固定，不能确保有效发电的问题，进而提供了一种重力滑环自动伸缩式风电装置。
本发明采用如下技术方案：
一种重力滑环自动伸缩式风电装置，包括减速齿轮箱、发电机、支撑架、转盘和若干风扇叶轮，所述风扇叶轮平行设置安装于支撑架上，支撑架的下端固定安装于转盘上，转盘下方配设有轨道，转盘底部的万向轮沿轨道滚动；所述风扇叶轮包括骨架、帆布和转轴，骨架安装于转轴上并绕其转动，帆布的一端固定安装于径向骨架端头，另一端通过若干滑环滑动安装于径向骨架上。
所述风扇叶轮的帆布的一端固定安装于径向骨架的外末梢端，帆布的另一端通过滑环滑动安装于径向骨架上，构成上开下闭型滑动风帆。
所述风扇叶轮的帆布的一端固定安装于径向骨架靠近转轴的一端，帆布的另一端通过滑环滑动安装于径向骨架上，构成上闭下开型滑动风帆。
所述帆布可滑动的一端设有与转轴平行的配种杆。
所述支撑架上安装有定向尾旗，定向尾旗垂直于转轴。
该装置是通过转轴上下方的帆布压力差来使风扇叶轮转动，进而实现发电，装置的外部运行条件更广泛，发电功能更有保障。而帆布沿径向骨架杆方向始终采用一端固定、一端滑动的连接方式，在帆布自重和配种杆的双重保证下，能有效确保转轴上下方帆布始终存在压力差，保证无论风向如何改变转轴均能带动发电机发电，风能转化率更高。
附图说明
图1为上开下闭型的重力滑环自动伸缩式风电装置；
图2为上开下闭型滑动风帆的结构示意图；
图3为上闭下开型的重力滑环自动伸缩式风电装置；
图4为上闭下开型滑动风帆的结构示意图；
图中：1-定向尾旗、2-减速齿轮箱、3-发电机、4-支撑架、5-转盘、6-轨道、7-万向轮、8-风扇叶轮（上闭下开型滑动风帆）、9-风扇叶轮（上开下闭型滑动风帆）、10-固定端、11-骨架、12-帆布、13-转轴、14-滑环。
具体实施方式
结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步说明：
本发明是利用帆布张开、闭合时受力面积的不同，进而使风扇叶轮的轴上部分和轴下部分的受力不相同，产生压力差，使叶轮转轴转动实现发电。
一种重力滑环自动伸缩式风电装置，主体包括减速齿轮箱、发电机、支撑架、转盘和若干风扇叶轮，所述风扇叶轮平行设置安装于支撑架上，支撑架的下端固定安装于转盘上，转盘下方配设有轨道，转盘底部的万向轮沿轨道滚动；所述风扇叶轮包括骨架、帆布和转轴，骨架安装于转轴上并绕其转动，帆布的一端固定安装于径向骨架端头，另一端通过若干滑环滑动安装于径向骨架上，所述支撑架上安装有定向尾旗，定向尾旗垂直于转轴。
风扇叶轮的结构有两种，一种是如图2所示的帆布上开下闭的结构，风扇叶轮的骨架呈辐射状设置，帆布两侧分别与径向骨架杆连接，靠径向骨架杆的外末梢端采用固定连接，而靠近转轴的一端采用滑环滑动安装于径向骨架上，则帆布可随滑环向转轴方向滑动。
处于转轴上方的风扇叶轮帆布，在重力的作用下，整块帆布在自重作用下随滑环自动滑落拉伸到紧靠转轴的部位，帆布的受力面积展开至最大；而处于转轴下方的风扇叶轮帆布，整块帆布在自重作用下随滑环自动滑落收缩至径向骨架杆的末梢端，帆布的受力面积收缩至最小，因此时转轴上下方的帆布受力面积不同，产生压力差，进而使转轴转动（朝向定向尾旗方向转动）并经减速器带动发电机发电。
风扇叶轮的另一种是采用如图4所示的帆布上闭下开型结构， 帆布靠近转轴的一端采用采用固定连接，而靠径向骨架杆的外末梢端采用滑环滑动安装于径向骨架上，则帆布可随滑环向骨架杆的外末梢端滑动。
处于转轴下方的风扇叶轮帆布，在重力的作用下，整块帆布在自重作用下随滑环自动滑落拉伸到紧靠径向骨架杆末梢端的部位，帆布的受力面积展开至最大；而处于转轴上方的风扇叶轮帆布，整块帆布在自重作用下随滑环自动滑落收缩至紧靠转轴的位置，帆布的受力面积收缩至最小，因此时转轴上下方的帆布受力面积不同，产生压力差，进而使转轴转动（背离定向尾旗方向转动）并经减速器带动发电机发电。
因帆布较轻，为了保证转轴上下方的帆布始终有受力面积差，在帆布可滑动的一端设有与转轴平行的配种杆，保证帆布在自重和配种杆的作用始终能完全拉伸或完全收缩。
本发明利用垂直方向的重力作用，使帆布的一端始终能沿径向骨架杆滑动，从而使帆布的受风面积一增一减，使得转轴的上下方产生压力差迫使风扇叶轮随轴转动进而发电。

Claims (5)

1.一种重力滑环自动伸缩式风电装置，包括减速齿轮箱（2）、发电机（3）、支撑架（4）、转盘（5）和若干风扇叶轮，其特征在于：所述风扇叶轮平行设置安装于支撑架（4）上，支撑架（4）的下端固定安装于转盘（5）上，转盘（5）下方配设有轨道（6），转盘（5）底部的万向轮（7）沿轨道（6）滚动；所述风扇叶轮包括骨架（11）、帆布（12）和转轴（14），骨架（11）安装于转轴（14）上并绕其转动，帆布（12）的一端固定安装于径向骨架端头，另一端通过若干滑环（14）滑动安装于径向骨架上。
2.根据权利要求1所述的重力滑环自动伸缩式风电装置，其特征在于：所述风扇叶轮的帆布（12）的一端固定安装于径向骨架的外末梢端，帆布（12）的另一端通过滑环（14）滑动安装于径向骨架上，构成上开下闭型滑动风帆。
3.根据权利要求1所述的重力滑环自动伸缩式风电装置，其特征在于：所述风扇叶轮的帆布（12）的一端固定安装于径向骨架靠近转轴（14）的一端，帆布（12）的另一端通过滑环（14）滑动安装于径向骨架上，构成上闭下开型滑动风帆。
4.根据权利要求2或3所述的重力滑环自动伸缩式风电装置，其特征在于：所述帆布（12）可滑动的一端设有与转轴（14）平行的配种杆。
5.根据权利要求4所述的重力滑环自动伸缩式风电装置，其特征在于：所述支撑架（4）上安装有定向尾旗（1），定向尾旗（1）垂直于转轴（14）。
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