CN108223289B - 一种可卷放式微风发电塔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可卷放式微风发电塔，其特征在于该发电塔包括支撑柱体、出风口体、底部支架、中间支撑、中间支撑连接管、聚风通道、聚风通道连接管、顶部连接、聚风喇叭口、槽钢、槽钢连接管、聚风喇叭口卷布装置、竖直布卷布装置、底部卷布装置、风力发电机外壳、风力发电机、风力发电机安装板、电机安装板和电机。本发电塔利用聚风喇叭口卷布装置、竖直布卷布装置和底部卷布装置实现了对帆布的收卷和放开，避免了台风等恶劣天气情况下对发电塔的破坏，保证了设备的安全；采用了若干层聚风喇叭口，聚风面积大大增加，流量增大，故可以实现更小的风力情况下发电，增加了本发电塔有效利用时间，提高了发电效率，保证了发电能力。

Description

一种可卷放式微风发电塔
技术领域
本发明涉及风能发电装置，具体是一种可卷放式微风发电塔。
背景技术
风力发电是把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能。风是一种没有公害的能源，且取之不尽用之不竭，但仅仅适用于风力资源丰富的地方，微风情况下并不能进行发电，有效利用时间降低。恶劣天气情况下，发电装置可能损坏。
申请号200610045452.7的文献公开了一种喇叭口滚筒式螺旋风力发电机，其是通过喇叭口将近地面的风源吸引上来，气流带动螺旋式叶片旋转。螺旋式叶片安装在传动轴上，进而带动传动轴旋转，最终带动风力发电机发电。但装置安装完成后，因没有可升降的相关设备，故不能升降。在恶劣天气情况下，损坏的可能性较大，不能正常发电。同时，这种装置底部喇叭口进风直径大而上部出风口相对底部进风喇叭口直径小，出风效果差，起不到发电的作用；气流带动上部螺旋式叶片和传动轴旋转，传动效率低，有效工作时间降低，效率不高。
申请号201610306281.2的文献公开了一种风能与太阳能组合式发电装置，其是将传统的风车发电装置与天阳能电池板组合起来，通过气缸来调节太阳能电池板和聚风组件的角度进行发电。但装置安装完成后，因没有可升降的相关设备，故不能升降。在恶劣天气情况下，损坏的可能性较大，不能正常发电。同时，风车发电对风速的要求较高，不能起到微风发电的作用，发电效率低。
目前，传统的风力发电设备没有保护装置，且需要在风力资源丰富的地方，发电效率低，因此提供一种高效率的可卷放式的微风发电塔成为一个亟需解决的问题。
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，提供一种可卷放式微风发电塔。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种可卷放式微风发电塔，其特征在于该发电塔包括支撑柱体、出风口体、底部支架、中间支撑、中间支撑连接管、聚风通道、聚风通道连接管、顶部连接、聚风喇叭口、槽钢、槽钢连接管、聚风喇叭口卷布装置、竖直布卷布装置、底部卷布装置、风力发电机外壳、风力发电机、风力发电机安装板、电机安装板和电机；
所述出风口体是竖直的喇叭状开口结构，由若干根均布的底部支架和安装在底部支架上的底部帆布组成，底部支架的一端与各自的支撑柱体连接；所述聚风通道由若干根钢管组成，聚风通道的下端与各自的底部支架的另一端连接，上端与顶部连接连接；
所述风力发电机外壳安装在聚风通道的内部；所述风力发电机安装板与风力发电机外壳连接；风力发电机安装板上开有孔；所述风力发电机安装在风力发电机安装板上；所述聚风通道连接管自上而下安装于聚风通道上；所述中间支撑均匀连接于底部支架上；所述中间支撑连接管连接于中间支撑上；
所述聚风喇叭口是竖直的喇叭状结构，由若干个均布的槽钢组和喇叭口帆布组成；每个槽钢组由两个唇部相对的槽钢组成并由槽钢连接管连接，槽钢的唇部用于放置帆布，将喇叭口帆布的两端布置在一个槽钢组中；相邻两个槽钢组之间有空隙，用于竖直帆布的通过；竖直帆布分别与相邻两层的喇叭口帆布连接；所述聚风喇叭口卷布装置安装于中间支撑和聚风通道上；所述竖直布卷布装置安装于中间支撑和聚风通道上，竖直布卷布装置对应于相邻两个槽钢组之间的缝隙；所述底部卷布装置安装于支撑柱体和聚风通道上；电机安装板安装于中间支撑、聚风通道或者支撑柱体上；所述电机安装在电机安装板上。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
1)本发明采用塔式集风式结构，能够有效地利用风能资源；
2)本发明集风的风展均采用柔性帆布材料，可以实现自由放缩和放卷；
3)本发明利用聚风喇叭口卷布装置、竖直布卷布装置和底部卷布装置实现了对帆布的收卷和放开，避免了台风等恶劣天气情况下对发电塔的破坏，保证了设备的安全；
4)本发明的风力发电机放置在该发电塔的下部，使得安装和维修方便，降低了成本；
5)本发明采用了若干层聚风喇叭口，聚风面积大大增加，流量增大，故可以实现更小的风力情况下发电，增加了本发电塔的有效利用时间，提高了发电效率，保证了发电能力；
6)本发明的每两个聚风喇叭口之间的连接采用了等角度间隔的竖直帆布，多竖直帆布隔开的聚风喇叭口使本发电塔能够收集来自四面八方的微风，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)聚风喇叭口卷布装置和底部卷布装置中利用万向联轴器及连接轴将卷布轴连接起来；竖直布卷布装置的绳轮连接起来，实现了每个装置中只需一个电机提供动力即可实现所有卷布轴同时转动，且节约了成本。
附图说明
图1是本发明可卷放式微风发电塔一种实施例的整体结构轴测示意图；
图2是本发明可卷放式微风发电塔一种实施例的整体结构主视示意图；
图3是本发明可卷放式微风发电塔一种实施例的聚风喇叭口卷布装置部分结构轴测示意图；
图4是本发明可卷放式微风发电塔一种实施例的聚风喇叭口卷布装置部分结构俯视示意图；
图5是本发明可卷放式微风发电塔一种实施例的竖直布卷布装置主视示意图；
图6是本发明可卷放式微风发电塔一种实施例的竖直布卷布装置俯视示意图。
图中：1、支撑柱体，2、出风口体，3、底部支架，4、中间支撑，5、中间支撑连接管，6、聚风通道，7、聚风通道连接管，8、顶部连接，9、聚风喇叭口，10、槽钢，11、槽钢连接管，12、聚风喇叭口卷布装置，13、竖直布卷布装置，14、底部卷布装置，15、风力发电机外壳，16、风力发电机，17、风力发电机安装板，18、电机安装板，19、电机；
12.1、第一卷布轴，12.2、第一外壳，12.3、第一轴承座，12.4、第一轴承，12.5、链轮，12.6、连接轴，12.7、万向联轴器，12.8、第一帆布杆，12.9、第一钢丝绳，12.10、第一转轴，12.11、缠绳轮，12.12、离合器；
13.1、第二外壳，13.2、第二卷布轴，13.3、第二轴承座，13.4、第二轴承，13.5、绳轮，13.6、第二帆布杆，13.7、超扭离合器，13.8、第二转轴，13.9、第二钢丝绳；
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卷放式微风发电塔(简称发电塔，参见图1-6)，其特征在于该发电塔包括支撑柱体1、出风口体2、底部支架3、中间支撑4、中间支撑连接管5、聚风通道6、聚风通道连接管7、顶部连接8、聚风喇叭口9、槽钢10、槽钢连接管11、聚风喇叭口卷布装置12、竖直布卷布装置13、底部卷布装置14、风力发电机外壳15、风力发电机16、风力发电机安装板17、电机安装板18和电机19；
所述出风口体2是竖直的喇叭状开口结构，上端和下端均整体开口，由若干根均布的底部支架3和安装在底部支架3上的底部帆布组成，底部支架3的一端与各自的支撑柱体1连接，使得出风口体2布置于水平面上；所述聚风通道6由若干根钢管组成，聚风通道6自上而下由粗逐渐变细，有利于风速的提高，聚风通道6的下端与各自的底部支架3的另一端连接，上端与顶部连接8连接，顶部连接8起到稳定聚风通道6结构的作用；
所述风力发电机外壳15安装在聚风通道6的内部，位于聚风通道6的底端，为金属材料；所述风力发电机安装板17与风力发电机外壳15连接；风力发电机安装板17上开有孔，保证与聚风通道6的通风面积相等，利于风速的提高；所述风力发电机16安装在风力发电机安装板17上，当聚集的风进入聚风通道6到达风力发电机16时，聚集的风带动风力发电机16的风轮快速转动，从而使得风力发电机16发电；所述聚风通道连接管7自上而下安装于聚风通道6上，起支撑作用；所述中间支撑4为若干根，分别连接于底部支架3上；所述中间支撑连接管5连接于中间支撑4上，用于加固支撑；
所述聚风喇叭口9是竖直的喇叭状结构，若干层，由若干个均布的槽钢组和喇叭口帆布组成；每个槽钢组由两个唇部相对的槽钢10组成并由槽钢连接管11连接，槽钢10的唇部用于放置帆布，将喇叭口帆布的两端布置在一个槽钢组中；相邻两个槽钢组之间有空隙，用于竖直帆布的通过；竖直帆布分别与相邻两层的喇叭口帆布连接；所述聚风喇叭口卷布装置12安装于中间支撑4和聚风通道6上，聚风喇叭口卷布装置12有若干个，用于对帆布的收卷和放开；所述竖直布卷布装置13安装于中间支撑4和聚风通道6上，竖直布卷布装置13有若干个均匀布置，且竖直布卷布装置13对应于相邻两个槽钢组之间的缝隙，用于的竖直帆布的收卷和放开；所述底部卷布装置14安装于支撑柱体1和聚风通道6上，位于聚风通道6的下端，用于对底部帆布的收卷和放开；聚风喇叭口卷布装置12所需的电机安装板18安装于中间支撑4上；竖直布卷布装置13所需的电机安装板18一端安装在中间支撑4上，一端安装在聚风通道6上；底部卷布装置14所需的电机安装板18安装于支撑柱体1上；所述电机19安装在电机安装板18上。
聚风喇叭口9每一层的所有聚风喇叭口卷布装置12对应一个电机19；所有竖直布卷布装置13对应一个电机19；所有底部卷布装置14对应一个电机19；
竖直布卷布装置13的数量、底部卷布装置14的数量、每层聚风喇叭口9上的聚风喇叭口卷布装置12的数量、底部支架3、中间支撑4、聚风通道6的钢管数量和槽钢组的数量均相同；
所述聚风喇叭口卷布装置12与底部卷布装置14的结构完全相同；所述聚风喇叭口卷布装置12包括第一卷布轴12.1、第一外壳12.2、第一轴承座12.3、第一轴承12.4、链轮12.5、连接轴12.6、万向联轴器12.7、第一帆布杆12.8、第一钢丝绳12.9、第一转轴12.10、缠绳轮12.11和离合器12.12；所述第一轴承座12.3分别安装于中间支撑4和聚风通道6上，第一轴承12.4安装于第一轴承座12.3内，第一外壳12.2连接于第一轴承座12.3上，第一卷布轴12.1和第一转轴12.10均安装于第一轴承12.4内；所述连接轴12.6的中部连接有链轮12.5，两端各安装有一个万向联轴器12.7，一个万向联轴器12.7与同组的聚风喇叭口卷布装置12的第一卷布轴12.1或第一转轴12.10连接，另一个万向联轴器12.7与相邻组的聚风喇叭口卷布装置12的第一卷布轴12.1或第一转轴12.10连接，进而将每层聚风喇叭口9的所有的聚风喇叭口卷布装置12连接起来共用一个动力源-电机19，通过对一个链轮12.5提供动力即可实现所有第一卷布轴12.1或第一转轴12.10同时转动；喇叭口帆布的两端分别连接于第一帆布杆12.8和第一卷布轴12.1上；所述缠绳轮12.11安装于聚风通道6上，离合器12.12安装于缠绳轮12.11上；所述第一钢丝绳12.9的一端与缠绳轮12.11连接，另一端与第一帆布杆12.8连接，中部缠绕在第一转轴12.10上；第一转轴12.10上的链轮12.5与第一卷布轴12.1上的链轮12.5连接；所述电机19与所有第一卷布轴12.1上的一个链轮12.5连接，为其提供动力，帆布便可实现收卷和放开；
所述竖直布卷布装置13包括第二外壳13.1、第二卷布轴13.2、第二轴承座13.3、第二轴承13.4、绳轮13.5、第二帆布杆13.6、超扭离合器13.7、第二转轴13.8和第二钢丝绳13.9；所述第二轴承座13.3分别安装于聚风通道6和中间支撑4上，第二外壳13.1连接于第二轴承座13.3上，第二轴承13.4安装于第二轴承座13.3内，第二卷布轴13.2和第二转轴13.8均安装于第二轴承13.4内；第二卷布轴13.2两端和第二转轴13.8的两端均安装有绳轮13.5；所述帆布的两端分别连接于第二帆布杆13.6和第二卷布轴13.2上；所述第二钢丝绳13.9的一端与第二帆布杆13.6连接，另一端与第二转轴13.8连接；所述超扭离合器13.7安装于第二转轴13.8上；第二转轴13.8上的绳轮13.5与第二卷布轴13.2上的绳轮13.5连接；每组竖直布卷布装置13上的绳轮13.5相互连接；所述电机19与所有第二卷布轴13.2上的一个绳轮13.5连接，为其提供动力，使竖直帆布实现上下的收卷和放开。
优选地，对于竖直帆布的卷绕除了应用本发明的竖直布卷布装置13，也可以采用如下方案实现：在中间支撑4内安装卷布轴，使竖直帆布实现横向的收卷和放开。
本发明可卷放式微风发电塔的工作原理和工作流程是：支撑柱体1固定在地面上，出风口体2、聚风通道6、聚风喇叭口9以及喇叭口卷布装置12、竖直布卷布装置13和底部卷布装置14等按照实施方式安装好。
在微风或起风状态时，控制电机19进而控制喇叭口卷布装置12、竖直布卷布装置13和底部卷布装置14将帆布放开，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，多竖直帆布隔开的聚风喇叭口9将各个方向的风聚集起来，并且多层的聚风喇叭口9也增加了聚风面积，当风通过聚风喇叭口9进入聚风通道6时，由于通道面积迅速缩小，在内部利用“文丘里效应”风进入后通过的面积变小，而增加了风的速度，使风在内部产生变化，聚集的风使风力发电机16的风轮快速转动，从而使风力发电机16发电功率大大增加，达到发电目的。当风通过风力发电机16时，又进入了出风口体2。出风口体2的形状也是喇叭状，与上部的聚风喇叭口9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，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，比如台风天气时，为了避免本发电塔的破坏，利用聚风喇叭口卷布装置12、竖直布卷布装置13和底部卷布装置14将帆布收卷回去，从而保护微风发电塔不受破坏。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (5)

1.一种可卷放式微风发电塔，其特征在于该发电塔包括支撑柱体、出风口体、底部支架、中间支撑、中间支撑连接管、聚风通道、聚风通道连接管、顶部连接、聚风喇叭口、槽钢、槽钢连接管、聚风喇叭口卷布装置、竖直布卷布装置、底部卷布装置、风力发电机外壳、风力发电机、风力发电机安装板、电机安装板和电机；
所述出风口体是竖直的喇叭状开口结构，由若干根均布的底部支架和安装在底部支架上的底部帆布组成，底部支架的一端与各自的支撑柱体连接；所述聚风通道由若干根钢管组成，聚风通道的下端与各自的底部支架的另一端连接，上端与顶部连接连接；聚风通道自上而下由粗逐渐变细；
所述风力发电机外壳安装在聚风通道的内部；所述风力发电机安装板与风力发电机外壳连接；风力发电机安装板上开有孔；所述风力发电机安装在风力发电机安装板上；所述聚风通道连接管自上而下安装于聚风通道上；所述中间支撑均匀连接于底部支架上；所述中间支撑连接管连接于中间支撑上；
所述聚风喇叭口是竖直的喇叭状结构，由若干个均布的槽钢组和喇叭口帆布组成；每个槽钢组由两个唇部相对的槽钢组成并由槽钢连接管连接，槽钢的唇部用于放置帆布，将喇叭口帆布的两端布置在一个槽钢组中；相邻两个槽钢组之间有空隙，用于竖直帆布的通过；竖直帆布分别与相邻两层的喇叭口帆布连接；所述聚风喇叭口卷布装置安装于中间支撑和聚风通道上；所述竖直布卷布装置安装于中间支撑和聚风通道上，竖直布卷布装置对应于相邻两个槽钢组之间的缝隙；所述底部卷布装置安装于支撑柱体和聚风通道上；电机安装板安装于中间支撑、聚风通道或者支撑柱体上；所述电机安装在电机安装板上；
聚风喇叭口每一层的所有聚风喇叭口卷布装置对应一个电机；所有竖直布卷布装置对应一个电机；所有底部卷布装置对应一个电机。
2.根据权利要求1所述的可卷放式微风发电塔，其特征在于竖直布卷布装置的数量、底部卷布装置的数量、每层聚风喇叭口上的聚风喇叭口卷布装置的数量、底部支架、中间支撑、聚风通道的钢管数量和槽钢组的数量均相同。
3.根据权利要求1所述的可卷放式微风发电塔，其特征在于所述聚风喇叭口卷布装置与底部卷布装置的结构完全相同。
4.根据权利要求1或3所述的可卷放式微风发电塔，其特征在于所述聚风喇叭口卷布装置包括第一卷布轴、第一外壳、第一轴承座、第一轴承、链轮、连接轴、万向联轴器、第一帆布杆、第一钢丝绳、第一转轴、缠绳轮和离合器；所述第一轴承座分别安装于中间支撑和聚风通道上，第一轴承安装于第一轴承座内，第一外壳连接于第一轴承座上，第一卷布轴和第一转轴均安装于第一轴承内；所述连接轴的中部连接有链轮，两端各安装有一个万向联轴器，一个万向联轴器与同组的聚风喇叭口卷布装置的第一卷布轴或第一转轴连接，另一个万向联轴器与相邻组的聚风喇叭口卷布装置的第一卷布轴或第一转轴连接，进而将每层聚风喇叭口的所有的聚风喇叭口卷布装置连接起来共用一个电机，通过对一个链轮提供动力即可实现所有第一卷布轴或第一转轴同时转动；喇叭口帆布的两端分别连接于第一帆布杆和第一卷布轴上；所述缠绳轮安装于聚风通道上，离合器安装于缠绳轮上；所述第一钢丝绳的一端与缠绳轮连接，另一端与第一帆布杆连接，中部缠绕在第一转轴上；第一转轴上的链轮与第一卷布轴上的链轮连接。
5.根据权利要求1所述的可卷放式微风发电塔，其特征在于所述竖直布卷布装置包括第二外壳、第二卷布轴、第二轴承座、第二轴承、绳轮、第二帆布杆、超扭离合器、第二转轴和第二钢丝绳；所述第二轴承座分别安装于聚风通道和中间支撑上，第二外壳连接于第二轴承座上，第二轴承安装于第二轴承座内，第二卷布轴和第二转轴均安装于第二轴承内；第二卷布轴两端和第二转轴的两端均安装有绳轮；所述帆布的两端分别连接于第二帆布杆和第二卷布轴上；所述第二钢丝绳的一端与第二帆布杆连接，另一端与第二转轴连接；所述超扭离合器安装于第二转轴上；第二转轴上的绳轮与第二卷布轴上的绳轮连接；每组竖直布卷布装置上的绳轮相互连接；所述电机与所有第二卷布轴上的一个绳轮连接。
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