CN108194257A - 一种可升降式船用微风发电塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可升降式船用微风发电塔包括支撑柱体、出风口体、帆布定型小环、柱体结构、帆布定型大环、桅杆固定环、桅杆、绳索、帆布支撑架、风机和卷绳机。本发电塔整体采用了竖直构造，即入风口和出风口上下安置，这样做的优势就是相对于陆地的微风发电塔省去了大量的甲板面积，便于人员走动以及其他设施的安放，并且出风口直径较小，这样对于寸土寸金的船舶甲板可以高效利用甲板面积。本发电塔竖直结构也很好的贴合了桅杆的形状，使装置更加美观易用，并且竖直结构也有利于柱体结构的升降。

Description

一种可升降式船用微风发电塔

技术领域

本发明涉及风能发电装置，具体是一种可升降式船用微风发电塔。

背景技术

风是一种没有公害的能源，利用风力发电不仅环保，而且能够产生巨大的电能，因此越来越多的国家重视风力发电。把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。

现在传统的风力发电装置都是依靠自然风运作的，是针对风力资源丰富的环境设计的，必须建设在风力资源丰富的地方。并且建设的风力发电塔需要大量空间，并且固定式安放，若应用于船舶，则存在很多不便以及技术问题，当遇见海上大风时，便存在一定的危险性。并且利用传统的风车发电也存在效率低的问题。现已有的类似专利：

(1)通过喇叭口将近地面的风源吸引上来，通过热流和中空叶片旋转之后的拔风效应，使得气流上升并吹动扇叶进而带动涡轮电机发电。但这种装置底部所占空间太大，一般喇叭开口也将达到二十到三十米的直径，在船舶的甲板上一般船宽为20到40米不等，一旦安装，其他部件便不利于安放，船员不便行走，因此不适合船舶上使用。详见专利200810063614.9。

(2)利用了风轮叶片，使风带动盘式涡轮组件旋转，从而在船舶上发电，这个方案的最主要问题是对风速需求大，并且对风能利用率极低，并且在大风天不能进行收放。详见专利200920174426.3。

(3)利用多个喇叭口在高空中的聚风发电塔，虽然效率加强，但是若建设在船舶上不便于收放。并且每一个喇叭口较小，效率低，数量众多结构复杂不便于建造。详见专利200710130727.1。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种可升降式船用微风发电塔。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种可升降式船用微风发电塔，其特征在于该发电塔包括支撑柱体、出风口体、帆布定型小环、柱体结构、帆布定型大环、桅杆固定环、桅杆、绳索、帆布支撑架、风机和卷绳机；

所述出风口体是竖直的喇叭状开口结构，下端粗端整体开口并通过若干均布的支撑柱体安装于水平面上，上端细端开有风机进风口；所述风机固定在出风口体的上端的下表面，位于风机进风口下方；所述桅杆的下端固定于出风口体的上端的上表面，上端的桅杆顶开有通孔；所述桅杆为空心结构，桅杆内部的底部安装有卷绳机；所述桅杆固定环嵌套在桅杆上，能够沿桅杆上下升降；所述帆布支撑架安装在桅杆固定环上；

所述柱体结构采用帆布材质，由上端的聚风结构和下端的风通道结构构成，聚风结构和风通道结构连通；所述帆布隔板与聚风结构连接；所述聚风结构由若干层竖直的喇叭状结构构成，相邻两层喇叭状结构的间隙由帆布隔板分割成若干独立的空间；所述聚风结构的外侧面安装有帆布定型大环，通过帆布定型大环定型，其内侧面安装有帆布定型小环，通过帆布定型小环定型，进而形成喇叭状开口结构；聚风结构上的帆布定型大环与帆布定型小环均与同层的帆布支撑架连接，能够沿桅杆上下升降，进而展开或者收拢聚风结构；所述绳索的一端固定在卷绳机，另一端穿过桅杆顶的通孔与聚风结构最上端的帆布定型大环连接；所述风通道结构外侧面安装有帆布定型小环，通过帆布定型小环定型，风通道结构上的帆布定型小环与同层的帆布支撑架连接，能够沿桅杆上下升降，进而展开或者收拢风通道结构；风通道结构上的帆布定型小环的大小由上层至下层逐渐减小，使得风通道结构呈上端粗下端细的竖直的喇叭结构。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)本发电塔整体采用了竖直构造，即入风口和出风口上下安置，这样做的优势就是相对于陆地的微风发电塔省去了大量的甲板面积，便于人员走动以及其他设施的安放，并且出风口直径较小，这样对于寸土寸金的船舶甲板可以高效利用甲板面积。本发电塔竖直结构也很好的贴合了桅杆的形状，使装置更加美观易用，并且竖直结构也有利于柱体结构的升降。

(2)本发电塔底部的支撑采用支撑柱体，这样既保证了结构的稳定性，也保证了底部的出风量，出风口面积相较于普通的圆形出风口面积大大增加，利于聚风发电，并且多支撑柱体均匀分布也有利于底部受力均衡。

(3)本发电塔的聚风结构、帆布隔板以及风通道结构均采用帆布制作，使得本发电塔的质量集中于风机和下部的出风口体；并且聚风结构、隔板以及风通道结构为一体，采用定型环、固定环以及帆布支撑架使帆布形成良好的外型，便于发电。帆布本身拥有易于选购易于制造，重量轻，并且隔风效应好的优点。

(4)本发电塔采用帆布材料的聚风结构和风通道结构也便于收放，在强风天气不利于船舶的天气下，利用绳索的牵拉以及自身重力作用，类似升旗原理，可以进行收回。这样便避免了台风天气下对发电装置的破坏以及对船体的影响。

(5)本发电塔的聚风结构采用了双层，相较于普通的聚风口，使聚风面积大大增加，发电效率上升，即使船舶航行时间短，高效率的大流量的聚风发电装置则保证了发电能力，有利于改善船舶的能源结构。

(6)本发电塔的聚风结构处采用了多隔板，多隔板喇叭口相较于普通的喇叭口增加了聚风面积，使各个方向的风均能高效聚集发电，大大增加了发电效率。

(7)出风口体2是一个与柱体结构相反的喇叭状结构，利用文丘里效应，使风从塔内流出的时候减速，减少空气摩擦。

附图说明

图1是本发明可升降式船用微风发电塔一种实施例的整体结构示意图；

图2是本发明可升降式船用微风发电塔一种实施例的整体内部结构示意图；

图3是本发明可升降式船用微风发电塔图2的局部放大示意图；(图中：1、支撑柱体；2、出风口体；3、帆布定型小环；4、风通道结构；5、帆布定型大环；6、帆布隔板；7、聚风结构；8、桅杆固定环；9、桅杆；10、绳索；11、帆布支撑架；12、风机；13、风机进风口；14、桅杆顶；15、筋板；16、卷绳机)

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明提供了一种可升降式船用微风发电塔(参见图1-3，简称发电塔)，其特征在于该发电塔包括支撑柱体1、出风口体2、帆布定型小环3、柱体结构、帆布定型大环5、桅杆固定环8、桅杆9、绳索10、帆布支撑架11、风机12和卷绳机16；

所述出风口体2是竖直的喇叭状开口结构，下端粗端整体开口并通过若干均布的支撑柱体1安装于水平面上，上端细端开有风机进风口13；所述风机12固定在出风口体2的上端的下表面，位于风机进风口13下方，风从风机进风口13流入出风口体2，带动风机12发电，再通过出风口体2下端从支撑柱体1之间的间隙流出发电塔；所述桅杆9的下端固定于出风口体2的上端的上表面，上端的桅杆顶14开有通孔，用于绳索10的通过；所述桅杆9为空心结构，桅杆9内部的底部安装有卷绳机16；所述桅杆固定环8嵌套在桅杆9上，能够沿桅杆9上下升降；所述帆布支撑架11安装在桅杆固定环8上；

所述柱体结构采用帆布材质，由上端的聚风结构7和下端的风通道结构4构成，聚风结构7和风通道结构4连通；所述帆布隔板6与聚风结构7连接；所述聚风结构7由若干层竖直的喇叭状结构构成，每层喇叭状结构的上端粗端进风口竖直进风，相邻两层喇叭状结构的间隙由帆布隔板6分割成若干独立的空间水平进风，每层喇叭状结构的下端细端出风口竖直向下流入风通道结构4；所述聚风结构7的外侧面安装有帆布定型大环5，通过帆布定型大环5定型，其内侧面安装有帆布定型小环3，通过帆布定型小环3定型，进而形成喇叭状结构；聚风结构7上的帆布定型大环5与帆布定型小环3均与同层的帆布支撑架11连接，能够沿桅杆9上下升降，进而展开或者收拢聚风结构7；所述绳索10的一端固定在卷绳机16，另一端穿过桅杆顶14的通孔与聚风结构7最上端的帆布定型大环5连接；所述风通道结构4外侧面安装有帆布定型小环3，通过帆布定型小环3定型，风通道结构4上的帆布定型小环3与同层的帆布支撑架11连接，能够沿桅杆9上下升降，进而展开或者收拢风通道结构4；风通道结构4上的帆布定型小环3的大小由上层至下层逐渐减小，使得风通道结构4呈上端粗下端细的竖直的喇叭结构。

优选地，所述出风口体2的上端细端均布地开有四个扇形的风机进风口13；

优选地，该发电塔还包括筋板15；出风口体2上端的风机进风口13之间的间隙安装有筋板15，筋板15分别连接出风口体2和桅杆9，用于固定桅杆9；本实施例中有十二根支撑柱体1，每根支撑柱体1的直径为250mm。

本发明可升降式船用微风发电塔的工作原理和工作流程是：支撑柱体1固定在船舶的甲板上，然后出风口体2、桅杆9以及柱体结构等按照实施方式安装好。

船舶行驶在海面上，当微风或者起风状态时，控制卷绳机16对绳索10进行收起，绳索10通过对帆布定型大环5的牵引，将聚风结构7以及风通道结构4缓缓升起。并且通过帆布定型小环3、帆布定型大环5、帆布支撑架11和桅杆固定环8的共同作用，使帆布成为适合微风发电的喇叭状。

当微风吹过时，不论哪个方向，聚风结构7将各个方向的风聚集起来，并且聚风结构7中多层的竖直的喇叭状结构也增加了聚风面积。当风通过聚风结构7进入风通道结构4时，由于风通道结构4面积迅速缩小，在内部利用“文丘里效应”增加了风的速度，使风在内部产生变化，从而使得风机12的发电功率大大增加，达到发电目的。之后风通过风机进风口13进入了出风口体2。出风口体2的形状也是喇叭状，与上部的柱体结构正好相反，出风口体2也利用了“文丘里效应”增加了风通过的面积，从而减小了风的速度，也减少了内部空气与外部空气的相对阻力，使出风口体2更容易排风。

遇见恶劣天气时，为了避免本发电塔破坏以及对船体的影响，可以利用卷绳机16对绳索10的释放，利用聚风结构7和风通道结构4自身的重力缓缓下降，从而达到收起的目的。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (3)

1.一种可升降式船用微风发电塔，其特征在于该发电塔包括支撑柱体、出风口体、帆布定型小环、柱体结构、帆布定型大环、桅杆固定环、桅杆、绳索、帆布支撑架、风机和卷绳机；

所述出风口体是竖直的喇叭状开口结构，下端粗端整体开口并通过若干均布的支撑柱体安装于水平面上，上端细端开有风机进风口；所述风机固定在出风口体的上端的下表面，位于风机进风口下方；所述桅杆的下端固定于出风口体的上端的上表面，上端的桅杆顶开有通孔；所述桅杆为空心结构，桅杆内部的底部安装有卷绳机；所述桅杆固定环嵌套在桅杆上，能够沿桅杆上下升降；所述帆布支撑架安装在桅杆固定环上；

所述柱体结构采用帆布材质，由上端的聚风结构和下端的风通道结构构成，聚风结构和风通道结构连通；所述帆布隔板与聚风结构连接；所述聚风结构由若干层竖直的喇叭状结构构成，相邻两层喇叭状结构的间隙由帆布隔板分割成若干独立的空间；所述聚风结构的外侧面安装有帆布定型大环，通过帆布定型大环定型，其内侧面安装有帆布定型小环，通过帆布定型小环定型，进而形成喇叭状开口结构；聚风结构上的帆布定型大环与帆布定型小环均与同层的帆布支撑架连接，能够沿桅杆上下升降，进而展开或者收拢聚风结构；所述绳索的一端固定在卷绳机，另一端穿过桅杆顶的通孔与聚风结构最上端的帆布定型大环连接；所述风通道结构外侧面安装有帆布定型小环，通过帆布定型小环定型，风通道结构上的帆布定型小环与同层的帆布支撑架连接，能够沿桅杆上下升降，进而展开或者收拢风通道结构；风通道结构上的帆布定型小环的大小由上层至下层逐渐减小，使得风通道结构呈上端粗下端细的竖直的喇叭结构。

2.根据权利要求1所述的可升降式船用微风发电塔，其特征在于所述出风口体的上端细端均布地开有四个扇形的风机进风口。

3.根据权利要求1所述的可升降式船用微风发电塔，其特征在于该发电塔还包括筋板；出风口体上端的风机进风口之间的间隙安装有筋板，筋板分别连接出风口体和桅杆，用于固定桅杆。