CN107989745B - 一种便携式汇风涵道风力发电器 - Google Patents
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Abstract
一种便携式汇风涵道风力发电器，包括汇风涵道装置、发电装置和配供电装置；汇风涵道装置的筒体的汇风端进口和散风端出口均喇叭形扩大，或仅汇风端进口喇叭形扩大；发电装置包括风轮和/或转轮和叶轮和可伸缩轴和发电机，风轮和/或转轮设于发电机的轴上,可伸缩轴的下端与发电机的轴的上端固连，叶轮设于可伸缩轴的上端；供配电装置包括输入接口、变电模块、蓄电模块和功能模块，功能模块包括USB供电接口、LED照明灯、点火器和供电开关；供配电装置与发电装置通过电缆相连。本发明在野外以简单的汇风结构汇集风能高效率发电，对生态环境无影响，但可满足现代人的生活和野外探险或工作用电要求，利于环保。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种便携式汇风涵道风力发电器。
背景技术
现代人们的生活和工作离不开电器，而在野外活动如探险、野外生存、地质勘探、应急救援、地震洪灾、单兵作战等情形下，手机、电脑、照明或无人机等电器用电乃至野外点火往往因没电而极为不便，这促使移动储能设备成为人们旅游或野外作业的标配设备，但是现有便携移动储能设备的容量均有限，难以长时间续航，亦无法满足野外持续的照明及潮湿环境下的点火用电，而现有的发电设备对于野外旅游、作业或探险来说过于庞大不便携带。
为解决野外用电的基本需求，科技工作者进行了大量的研究开发，风力发电作为一种清洁无污染能源为广大科技工作者所亲睐。中国专利201410649454.1提供了一种基于可伸缩支架风光一体化便携发电设备，包括小型太阳能板、带伸缩杆的小型风力发电机、控制器及电池组放在一个箱内，该便携式发电设备对于野外旅游、作业或探险来说,一是其配件多且易损坏，不便携带和安装，二是其风力发电是完全依赖于自然风速，且对风能的利用率很低，发电效率极低，在微风或弱风的环境完全不能发电，不能满足旅游或野外作业或探险的照明及点火等基本需求，而且该装置造价成本高。中国专利201310189892.X提供了一种双涵道轴流式风力发电系统，其包括前后套接的带泄风口的聚缩管和尾流管，前聚缩管内设有风力发电机，后聚缩管和尾流管为加快风速从而形成前尾流管后部的负压区。但此装置存在明显缺陷，其一，其结构形式复杂且体积大、造价高和不便携带，其二，对高度较低和微风的情况下，其对风的加速效果差，发电效率低，其三，其前后聚缩管均要预留风口造成前聚缩管口径极小，形成明显的风阻对风力增速极其有限，其四，其设计的后聚缩管和尾流管对前尾流管后是否可形成负压理论上存在疑问。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种适应于旅游或野外作业或探险条件，便于携带，使用简单且可汇集气流实现风力增速高效率发电的便携式汇风涵道风力发电器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种便携式汇风涵道风力发电器，包括汇风涵道装置、发电装置和配供电装置；所述汇风涵道装置包括筒体，筒体的一端为汇集风的汇风端进口，筒体的另一端为排出风的散风端出口；汇风涵道装置的筒体的汇风端进口和散风端出口均喇叭形扩大，或仅汇风端进口喇叭形扩大；所述发电装置包括风轮和/或转轮和叶轮和可伸缩轴和发电机，所述风轮和/或转轮设于发电机的轴上,可伸缩轴的下端与发电机的轴的上端固连，叶轮设于可伸缩轴的上端；所述供配电装置包括输入接口、变电模块、蓄电模块和功能模块等，输入接口与变电模块连接，变电模块与蓄电模块连接，所述功能模块包含用电设备和供电开关，用电设备通过供电开关与蓄电模块相连；供配电装置与发电装置以电缆相连，电缆一端与供配电装置的输入接口相连，电缆的另一端与发电装置的发电机的输出接线口相连。
进一步，所述汇风涵道装置的筒体为汇风端进口和散风端出口均喇叭形扩大，且中部收缩的两段式腰鼓型筒体；或者，汇风涵道装置的筒体为汇风端进口喇叭形扩大，且中部收缩的两段式腰鼓型筒体。汇风涵道装置的筒体为汇风端进口和散风端出口均喇叭形扩大，且中部收缩-膨大-再收缩的三段式腰鼓型筒体；或者，汇风涵道装置的筒体还可为仅汇风端进口喇叭形扩大，且中部收缩-膨大-再收缩的三段式腰鼓型筒体。汇风涵道装置的筒体为汇风端进口和散风端出口均为喇叭形扩大，且中部收缩和膨大依次交错设置的四段以上腰鼓型筒体；或者，汇风涵道装置的筒体为仅汇风端进口喇叭形扩大，且中部收缩和膨大依次交错设置的四段以上腰鼓型筒体。
风轮和/或转轮设置在筒体内靠近最大收缩处。
进一步，汇风涵道装置的汇风端进口的截面和散风端出口的截面可为圆形或椭圆形或半月形或多边形，多边形的边数≥3。携带时，线缆可环绕在汇风涵道装置的筒体的腰部或置于筒体内部。
进一步，与供配电装置的输入接口相连的电缆的一端设有自带锁紧功能的接头，电缆的一端通过所述接头与供配电装置的输入接口相连。
进一步，设于可伸缩轴上端的叶轮的叶片为可折叠叶片。工作时，设于可伸缩轴上的叶轮可伸出至汇风端进口的外部空间展开叶片以加大风能利用，进一步提高风力发电效率。
进一步，筒体的中部设有位于筒体内的支撑肋，发电机固定在筒体内的支撑肋上。
进一步，所述发电装置的发电机可通过卡接或螺钉/螺栓或粘接等形式固定在筒体内的支撑肋上。设于发电机的轴上的风轮和/或转轮可采用旋流式或轴流式或离心式等。
进一步，所述变电模块含稳压和整流或防倒流电路等。蓄电模块可含有蓄电池等，为现有成熟器件。
进一步，用电设备包括USB供电接口、LED照明灯和点火器，USB供电接口、LED照明灯和点火器均通过供电开关与蓄电模块相连。
进一步，所述汇风涵道装置的散风端出口还可设有卡接配供电装置的卡接部件，汇风涵道装置的筒体上还可设置有感应LED灯。
进一步，还包括支架，支架设于筒体的外壁。支架为可折叠支架或可伸缩支架或可伸缩插杆或可定向挂钩。可折叠支架或可伸缩支架或可伸缩插杆或可定向挂钩均为现有成熟设备。
进一步，所述汇风涵道装置的筒体可采用金属材料、树脂纤维材料、竹木材料或合成塑料橡胶通过焊接或粘接或卡接或钉接或铆接或其他成熟技术制造。
进一步，所述汇风涵道装置的汇风端进口还可设有防护装置，防护装置可为纤维网、合金丝网或格栅板或蜂窝状孔板。防护装置可用于防止野外杂物或生物进入汇风涵道筒体损坏发电装置，还可用于防止生物受伤。防护装置与汇风涵道装置的汇风端进口可通过螺钉连接，或通过卡扣或锁扣或暗卡等卡接或扣接。
配供电装置在携带时，可置于汇风涵道装置筒体内部或卡接在汇风涵道装置筒体上或分离置放。
进一步，所述汇风涵道装置的汇风端进口还可设置可强化汇风能力的伸缩聚风筒。
进一步，所述发电机可采用防水的或非防水的直流或交流发电机。
本便携式涵道风力发电器可置于野外自然条件下任意有风的环境中，以汇风涵道装置汇集风能并对气体增速，驱动风轮/转轮旋转,并通过设于可伸缩轴上叶轮的旋转同时带动发电机高效率发电，所发电能经配供电装置处理后供电器设备充电、照明及点火器点火等。
本发明的有益效果：
适用于野外复杂条件下汇集风能持续发电。
以汇风涵道装置的筒体实施风力汇集和增速，可有效提高风力动能，大幅度提高发电效率，适用于野外复杂的风力环境，尤其是微风条件下可实现风力发电。
便于携带，一器多用，而且其结构稳固，休息时可做凳子使用，可满足野外旅游、探险或作业所需要的照明、点火和供设备充电等多种需求。
在野外以简单的汇风结构汇集风能高效率发电，对生态环境无影响，但可满足现代人的生活和野外探险或工作用电要求，利于环保。
附图说明
图1为本发明实施例1所示便携式汇风涵道风力发电器的结构示意图；
图2为本发明实施例2所示便携式汇风涵道风力发电器的结构示意图；
图3为本发明实施例3所示便携式汇风涵道风力发电器的结构示意图；
图4为本发明实施例4所示便携式汇风涵道风力发电器的结构示意图；
图5为本发明实施例5所示便携式汇风涵道风力发电器的结构示意图。
图中：1-汇风涵道装置、100-筒体、101-汇风端进口、102-散风端出口、103-支撑肋、104-卡件、105-感应LED灯、210-发电机、211-发电机轴、213-输出接线口、214-可伸缩轴、221-转轮、222-风轮、223-叶轮、3-配供电装置、310-输入接口、320-变电模块、330-蓄电模块、340-功能模块、341-LED照明灯、342-USB供电接口、343-点火器、344-供电开关、4-防护装置、401-螺钉/螺栓或活扣、5-可伸缩聚风筒、61-可折叠支架、62-可伸缩支架、63-定向挂钩、64-可伸缩插杆、7-电缆、8-接头。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步陈述。
实施例1：
参照图1，一种便携式汇风涵道风力发电器，包括汇风涵道装置1、发电装置、配供电装置3和支架；所述汇风涵道装置1包括筒体100，筒体100一端为汇集风的汇风端进口101，筒体100另一端为排出风的散风端出口102，筒体100中部设有位于筒体内的支撑肋103。汇风涵道装置1的筒体100为汇风端进口和散风端出口均喇叭形扩大、中部收缩的两段式腰鼓型筒体。筒体100由合成塑料橡胶制成。所述发电装置包括风轮222、叶轮223、可伸缩轴214和发电机210，风轮222设于发电机210的轴211上,风轮222设置在筒体100内靠近最大收缩处, 可伸缩轴214的下端与发电机210的轴211的上端固连，叶轮223设于可伸缩轴214上端，叶轮223的叶片为可折叠叶片,工作时，可伸缩轴214可伸出至汇风端进口101外。所述发电机210固定在筒体100内的支撑肋103上。供配电装置3包括输入接口310、变电模块320、蓄电模块330、功能模块340等，所述输入接口310与变电模块320连接，变电模块320与蓄电模块330连接，从变电模块320传输过来的电能传输至蓄电模块330储存。所述变电模块320含稳压和整流或防倒流电路等。所述功能模块340包含USB供电接口342、LED照明灯341、点火器343、供电开关344，USB供电接口342、LED照明灯341和点火器343均通过供电开关344与蓄电模块330相连接。供配电装置3与发电装置以电缆7相连，电缆7一端通过自带锁紧功能的接头8与供配电装置3的输入接口310相连，电缆7的另一端与发电装置的发电机210的输出接线口213相连。所述支架为可折叠支架61，可折叠支架61与筒体100的外壁连接。所述汇风涵道装置1的散风端出口102还设有卡接配供电装置1的卡件104。本实施例中，汇风涵道装置的汇风端进口的截面和散风端出口的截面均为圆形，实际制作时，也可根据需要制成所需形状。
使用本装置发电时，先将配供电装置3从卡件104上取下，将电缆7的一端与配供电装置3的输入接口310连接，电缆7的另一端与发电机210的输出接线口213连接，将可折叠支架61撑开并迎风放置。将叶轮223的可折叠叶片展开，并通过可伸缩轴214伸出至汇风端进口101外。在供电时，点击供电开关344即可为USB供电接口342、LED照明灯341及点火器343等供电。携带时，将电缆拆下后盘绕在汇风涵道筒体100的腰部，配供电装置3置于筒体100底部，用卡件104固定即可。
实施例2：
参照图2，一种便携式汇风涵道风力发电器，包括汇风涵道装置1、发电装置、配供电装置3、支架和防护装置4。所述汇风涵道装置1包括筒体100，筒体100一端为汇集风的汇风端进口101，筒体100另一端为排出风的散风端出口102，筒体100中部设有位于筒体内的支撑肋103。汇风涵道装置1的筒体100为汇风端进口和散风端出口均喇叭形扩大、中部收缩的两段式腰鼓型筒体。筒体100由树脂纤维凝结而成。所述发电装置包括转轮221、叶轮223、可伸缩轴214和发电机210，发电机210可选用直流发电机，转轮221设于发电机210的轴211上,转轮221设置在筒体100内靠近最大收缩处,可伸缩轴214的下端与发电机210的轴211的上端固连，叶轮223设于可伸缩轴214上端，叶轮223的叶片为可折叠叶片,工作时，可伸缩轴214可伸出至汇风端进口101外。所述发电机210固定在筒体100内的支撑肋103上。本实施例中，供配电装置3的结构同实施例1，故图2中未绘出供配电装置3的具体结构。供配电装置3包括输入接口310、变电模块320、蓄电模块330、功能模块340等，所述输入接口310与变电模块320连接，变电模块320与蓄电模块330连接，从变电模块320传输过来的电能传输至蓄电模块330储存。所述变电模块320含稳压和整流或防倒流电路等。所述功能模块340包含USB供电接口342、LED照明灯341、点火器343、供电开关344，USB供电接口342、LED照明灯341和点火器343均通过供电开关344与蓄电模块330相连。供配电装置3与发电装置以电缆7相连，电缆7一端通过自带锁紧功能的接头与供配电装置3的输入接口310相连，电缆7的另一端与发电装置的发电机210的输出接线口213相连。所述筒体100上装有感应LED灯105。所述支架为可伸缩支架62，可伸缩支架62与筒体100的外壁连接。所述防护装置4固定于汇风涵道装置汇风端进口101处，以螺钉/螺栓或活扣401固定。所述汇风涵道装置1的散风端出口102还设有卡接配供电装置3的卡件104。本实施例中，汇风涵道装置的汇风端进口的截面和散风端出口的截面均为椭圆形，实际制作时，也可根据需要制成所需形状。
所述防护装置4可为纤维网、合金丝网或格栅板或蜂窝状孔板等。
实施例3：
参照图3，一种便携式汇风涵道风力发电器，包括汇风涵道装置1、发电装置、配供电装置3和支架。所述汇风涵道装置1包括筒体100，筒体100一端为汇集风的汇风端进口101，筒体100另一端为排出风的散风端出口102，筒体100中部设有位于筒体内的支撑肋103。汇风涵道装置1的筒体100为汇风端进口和散风端出口均喇叭形扩大、中部收缩-扩大-再收缩的三段式腰鼓型筒体。筒体100由竹木材料制成。所述发电装置包括转轮221、风轮222、叶轮223、可伸缩轴214和发电机210，转轮221和风轮222分别设于发电机210的轴211两端, 转轮221和风轮222分别设置在筒体100内靠近两个收缩部位的最大收缩处, 可伸缩轴214的下端与发电机210的轴211的上端固连，叶轮223设于可伸缩轴214上端，叶轮223的叶片为可折叠叶片,工作时，可伸缩轴214可伸出至汇风端进口101外。所述发电机210固定在汇风涵道筒体100内的支撑肋103上。本实施例中，供配电装置3的结构同实施例1，故图3中未绘出供配电装置3的具体结构。供配电装置3包括输入接口310、变电模块320、蓄电模块330、功能模块340等，所述输入接口310与变电模块320连接，变电模块320与蓄电模块330连接，从变电模块320传输过来的电能传输至蓄电模块330储存。所述变电模块320含稳压和整流或防倒流电路等。所述功能模块340包含USB供电接口342、LED照明灯341、点火器343、供电开关344，USB供电接口342、LED照明灯341和点火器343均通过供电开关344与蓄电模块330相连接。供配电装置3与发电装置以电缆7相连，电缆7一端通过自带锁紧功能的接头与供配电装置3的输入接口310相连，电缆7的另一端与发电装置的发电机210的输出接线口213相连。所述支架为可定向挂钩63，定向挂钩63与筒体100的外壁连接。所述汇风涵道装置1的散风端出口102还设有卡接配供电装置3的卡件104。
实施例4：
参照图4，一种便携式汇风涵道风力发电器，包括汇风涵道装置1、发电装置、配供电装置3和支架。所述汇风涵道装置1包括筒体100，筒体100一端为汇集风的汇风端进口101，筒体100另一端为排出风的散风端出口102，筒体100中部设有位于筒体内的支撑肋103。筒体100为汇风端进口和散风端出口均喇叭形扩大、且中部收缩-膨大-再收缩形成半月形凸起的三段腰鼓型筒体，以汇集并增速水流/风流。筒体100采用金属材料加工。所述筒体100上装有感应LED灯105。所述发电装置包括两组轴流转轮221、叶轮223、可伸缩轴214和发电机210，发电机210选用交流发电机，两组转轮221分别设于发电机210的轴211两端, 两组转轮221分别设置在筒体100内靠近两个收缩部位的最大收缩处,可伸缩轴214的下端与发电机210的轴211的上端固连，叶轮223设于可伸缩轴214上端，叶轮223的叶片为可折叠叶片,工作时，可伸缩轴214可伸出至汇风端进口101外。所述发电机210固定在筒体100内的支撑肋103上。所述供配电装置3包括输入接口310、变电模块320、蓄电模块330、功能模块340等。所述输入接口310与变电模块320连接，变电模块320与蓄电模块330连接，从变电模块320传输过来的电能传输至蓄电模块330储存。所述变电模块320含稳压和整流或防倒流电路等。所述功能模块340包含USB供电接口342、LED照明灯341、点火器343、供电开关344，USB供电接口342、LED照明灯341和点火器343均通过供电开关344与蓄电模块330相连。供配电装置3与发电装置以电缆7相连，电缆7一端通过自带锁紧功能的接头8与供配电装置3的输入接口310相连，电缆7的另一端与发电装置的发电机210的输出接线口213相连。所述支架为可伸缩插杆64，可伸缩支架62与筒体100的外壁连接。
实施例5：
参照图5，一种便携式汇风涵道风力发电器，包括汇风涵道装置1、发电装置、配供电装置3和支架；所述汇风涵道装置1包括筒体100，筒体100一端为汇集风的汇风端进口101，筒体100另一端为排出风的散风端出口102，筒体100中部设有位于筒体内的支撑肋103。汇风涵道装置1的筒体100为汇风端进口和散风端出口均喇叭形扩大、中部收缩的两段式腰鼓型筒体。汇风端进口101设有可伸缩聚风筒5，用于提高汇风能力。筒体100由由合成塑料橡胶制成。所述发电装置包括风轮222、叶轮223、可伸缩轴214和发电机210，发电机210选用直流发电机，风轮222设于发电机210的轴211上, 风轮222设置在筒体100内靠近最大收缩处, 可伸缩轴214的下端与发电机210的轴211的上端固连，叶轮223设于可伸缩轴214上端，叶轮223的叶片为可折叠叶片,工作时，可伸缩轴214可伸出至汇风端进口101外和可伸缩聚风筒5外。所述发电机210固定在筒体100内的支撑肋103上。本实施例中，供配电装置3的结构同实施例1，故图5中未绘出供配电装置3的具体结构。供配电装置3包括输入接口310、变电模块320、蓄电模块330、功能模块340等，输入接口310与变电模块320连接，变电模块320与蓄电模块330连接，从变电模块320传输过来的电能传输至蓄电模块330储存。所述变电模块320含稳压和整流或防倒流电路等。所述功能模块340包含USB供电接口342、LED照明灯341、点火器343、供电开关344，USB供电接口342、LED照明灯341和点火器343均通过供电开关344与蓄电模块330相连。供配电装置3与发电装置以电缆7相连，电缆7一端通过自带锁紧功能的接头与供配电装置3的输入接口310相连，电缆7的另一端与发电装置的发电机210的输出接线口213相连。所述支架为可折叠支架61，可折叠支架61与筒体100的外壁连接。所述汇风涵道装置1的散风端出口102还设有卡接配供电装置3的卡件104。
Claims (7)
1.一种便携式汇风涵道风力发电器，其特征在于，包括汇风涵道装置、发电装置和配供电装置；所述汇风涵道装置包括筒体，筒体的一端为汇集风的汇风端进口，筒体的另一端为排出风的散风端出口；汇风涵道装置的筒体的汇风端进口和散风端出口均喇叭形扩大，或仅汇风端进口喇叭形扩大；所述发电装置包括转轮和叶轮和可伸缩轴和发电机，所述转轮设于发电机的轴上,可伸缩轴的下端与发电机的轴的上端固连，叶轮设于可伸缩轴的上端；所述供配电装置包括输入接口、变电模块、蓄电模块和功能模块，输入接口与变电模块连接，变电模块与蓄电模块连接，所述功能模块包括USB供电接口、LED照明灯、点火器和供电开关，USB供电接口、LED照明灯和点火器均通过供电开关与蓄电模块相连；供配电装置与发电装置通过电缆相连，电缆的一端与供配电装置的输入接口相连，电缆的另一端与发电装置的发电机的输出接线口相连；
所述汇风涵道装置的筒体为汇风端进口和散风端出口均喇叭形扩大，且中部收缩的两段式腰鼓型筒体；或者，汇风涵道装置的筒体为汇风端进口喇叭形扩大，且中部收缩的两段式腰鼓型筒体；或者，汇风涵道装置的筒体为汇风端进口和散风端出口均喇叭形扩大，且中部收缩-膨大-再收缩的三段式腰鼓型筒体；或者，汇风涵道装置的筒体还可为仅汇风端进口喇叭形扩大，且中部收缩-膨大-再收缩的三段式腰鼓型筒体；或者，汇风涵道装置的筒体为汇风端进口和散风端出口均为喇叭形扩大，且中部收缩和膨大依次交错设置的四段以上腰鼓型筒体；或者，汇风涵道装置的筒体为仅汇风端进口喇叭形扩大，且中部收缩和膨大依次交错设置的四段以上腰鼓型筒体；
所述汇风涵道装置的散风端出口还设有卡接配供电装置的卡接部件；
设于可伸缩轴上端的叶轮的叶片为可折叠叶片。
2.根据权利要求1所述的便携式汇风涵道风力发电器，其特征在于，汇风涵道装置的汇风端进口的截面和散风端出口的截面可为圆形或椭圆形或半月形或多边形，多边形的边数≥3。
3.根据权利要求1或2所述的便携式汇风涵道风力发电器，其特征在于，筒体的中部设有位于筒体内的支撑肋，发电机固定在筒体内的支撑肋上。
4.根据权利要求1或2所述的便携式汇风涵道风力发电器，其特征在于，汇风涵道装置的筒体上还设置有感应LED灯。
5.根据权利要求1或2所述的便携式汇风涵道风力发电器，其特征在于，所述汇风涵道装置的汇风端进口还设有防护装置，防护装置为纤维网、合金丝网或格栅板或蜂窝状孔板。
6.根据权利要求1或2所述的便携式汇风涵道风力发电器，其特征在于，所述汇风涵道装置的汇风端进口还设置有可强化汇风能力的伸缩聚风筒。
7.根据权利要求1或2所述的便携式汇风涵道风力发电器，其特征在于，还包括支架，支架设于筒体的外壁。
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