CN108301966B - 一种竖直型可升降式微风发电塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种竖直型可升降式微风发电塔，其特征在于该发电塔包括发电装置、集风器、集风器外部固定导向装置、集风器中间固定导向装置和升降装置；所述集风器和升降装置安装在发电装置上；所述集风器中间固定导向装置与集风器外部固定导向装置连接；所述集风器中间固定导向装置与集风器连接；所述升降装置位于集风器内部。在飓风等恶劣天气情况下，依靠刚性材料的重力相对较大，实现了本发电塔的回收。卷绳机固定放置在底部，在天气情况转好的情况下，可以依靠升降装置实现集风器的张开，避免了飓风等恶劣天气情况下对微风发电塔的破坏，保证了设备的安全。

Description

一种竖直型可升降式微风发电塔

技术领域

本发明涉及风能发电装置，具体是一种竖直型可升降式微风发电塔。

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；。

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，提供一种竖直型可升降式微风发电塔。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种竖直型可升降式微风发电塔，其特征在于该发电塔包括发电装置、集风器、集风器外部固定导向装置、集风器中间固定导向装置和升降装置；所述集风器和升降装置安装在发电装置上；所述集风器中间固定导向装置与集风器外部固定导向装置连接；所述集风器中间固定导向装置与集风器连接；所述升降装置位于集风器内部；

所述发电装置包括发电装置支撑腿、出风口体、风力发电机、风力发电机底部固定桶、风力发电机安装板和集风器内部支撑导向杆安装板；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发电装置支撑腿固定在水平面上，上端细端整体开口并安装有风力发电机底部固定桶；出风口体的喇叭状开口结构上开有出风口体通孔；风力发电机底部固定桶的顶部整体开口，底部开有风力发电机出风口；所述风力发电机的底部固定在风力发电机底部固定桶内，输出端安装在风力发电机安装板上；所述风力发电机安装板和集风器内部支撑导向杆安装板均安装在风力发电机底部固定桶的顶部，风力发电机安装板和集风器内部支撑导向杆安装板均开有风力发电机进风口；

所述升降装置包括卷绳机、下部缆绳、集风器内部支撑导向杆、集风器缆绳连接板、上部缆绳和滚轮；所述集风器内部支撑导向杆的下端安装在集风器内部支撑导向杆安装板上；所述卷绳机固定在集风器内部支撑导向杆安装板上；卷绳机位于集风器内部支撑导向杆内部，其伸出轴上设有下部缆绳，下部缆绳的末端连接有集风器缆绳连接板；所述集风器缆绳连接板与若干根上部缆绳的一端连接，且能够沿集风器内部支撑导向杆的内侧上下移动；所述滚轮均布在集风器内部支撑导向杆的横向连接杆上；上部缆绳的另一端通过各自的滚轮与集风器的提升支撑架连接；

所述集风器包括导风管、风展、聚风结构支撑架、聚风结构、提升支撑架、文丘里管和下降限位挡箍；集风器的主体结构由上端的聚风结构、中部的若干层导风管和下端的若干层文丘里管构成，三者依次连接连通；所述风展与聚风结构连接；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风展分割成若干独立的空间；所述聚风结构的顶端与提升支撑架连接；所述聚风结构支撑架分别与聚风结构、导风管和文丘里管连接，聚风结构支撑架嵌套在集风器内部支撑导向杆上，能够沿集风器内部支撑导向杆上下升降；所述导风管上开有集风器中间固定导向装置导向孔；所述下降限位挡箍为凸缘结构，分别安装在导风管和文丘里管上，限制导风管的各层之间和文丘里管的各层之间以及两部分之间的距离；所述文丘里管的末端安装在集风器内部支撑导向杆安装板上；

所述集风器外部固定导向装置包括外部支撑腿、外部竖直立杆、外部斜向支撑、外部横向连杆、外部静导轨和外部动导轨；若干均布的外部竖直立杆的下端分别通过各自的外部支撑腿固定在水平面上；外部竖直立杆之间通过外部横向连杆连接，外部竖直立杆和外部横向连杆之间通过外部斜向支撑连接；外部竖直立杆上各自安装有一个外部静导轨；外部动导轨的一侧与各自的外部静导轨配合，另一侧与聚风结构中最上层的竖直的喇叭状结构连接；

所述集风器中间固定导向装置包括中间支撑腿、中间竖直立杆、中间横向连杆、中间斜向支撑、中间静导轨和中间动导轨；若干均布的中间竖直立杆的下端分别通过各自的中间支撑腿固定在水平面上；中间竖直立杆之间通过中间横向连杆连接，中间竖直立杆和中间横向连杆之间通过中间斜向支撑连接；中间竖直立杆上各自安装有一个中间静导轨；中间竖直立杆穿过出风口体通孔和集风器中间固定导向装置导向孔，穿出聚风结构；中间动导轨的一侧与各自的中间静导轨配合，另一侧与提升支撑架连接。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)本发明的导风管、聚风结构和文丘里管均采用刚性材料，而风展采用帆布材质，具有易于选购、制造，重量轻，并且隔风效果好等优点。

(2)在飓风等恶劣天气情况下，依靠刚性材料的重力相对较大，实现了本发电塔的回收。卷绳机固定放置在底部，在天气情况转好的情况下，可以依靠升降装置实现集风器的张开，避免了飓风等恶劣天气情况下对微风发电塔的破坏，保证了设备的安全。

(3)本发明采用的聚风结构为喇叭状结构，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，为电力供应提供有力保证。

(4)本发明的聚风结构由风展分割成若干独立的空间，形成多个聚风通道，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。

(5)本发明采用了竖向集风器和出风口体竖向连接的方式，节省了安装空间，利于有限空间内安装多组可升降式微风发电塔，可提高发电量。

附图说明

图1是本发明竖直型可升降式微风发电塔一种实施例的整体结构轴测示意图；

图2是本发明竖直型可升降式微风发电塔一种实施例的发电装置主视结构剖视示意图；

图3是本发明竖直型可升降式微风发电塔一种实施例的风力发电机连接方式示意图；

图4是本发明竖直型可升降式微风发电塔一种实施例的集风器的结构示意图；

图5是本发明竖直型可升降式微风发电塔一种实施例的集风器外部固定导向装置结构示意图；

图6是本发明竖直型可升降式微风发电塔一种实施例的集风器外部固定导向装置与集风器的连接方式局部结构示意图；

图7是本发明竖直型可升降式微风发电塔一种实施例的集风器中间固定导向装置与集风器和发电装置的位置关系示意图；

图8是本发明竖直型可升降式微风发电塔一种实施例的集风器中间固定导向装置与集风器的连接方式局部结构示意图；

图9是本发明竖直型可升降式微风发电塔一种实施例的升降装置的结构示意图

图10是本发明竖直型可升降式微风发电塔一种实施例的下降限位挡箍安装示意图；

图中：1-发电装置；11-发电装置支撑腿；12-出风口体；13-风力发电机；14-风力发电机底部固定桶；15-风力发电机安装板；16-集风器内部支撑导向杆安装板；17-风力发电机进风口；18-风力发电机出风口；19-出风口体通孔；

2-集风器；21-导风管；22-聚风通道；23-风展；24-聚风结构支撑架；25-聚风结构；26-提升支撑架；27-集风器中间固定导向装置导向孔；28-文丘里管；29-下降限位挡箍；

3-集风器外部固定导向装置；31-外部支撑腿；32-外部竖直立杆；33-外部斜向支撑；34-外部横向连杆；35-外部静导轨；36-外部动导轨；

4-集风器中间固定导向装置；41-中间支撑腿；42-中间竖直立杆；43-中间横向连杆；44-中间斜向支撑；45-中间静导轨；46-中间动导轨；

5-升降装置；51-卷绳机；52-下部缆绳；53-集风器内部支撑导向杆；54-集风器缆绳连接板；55-上部缆绳；56-滚轮；

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。

本发明提供了一种竖直型可升降式微风发电塔(参见图1-10，简称发电塔)，其特征在于该发电塔包括发电装置1、集风器2、集风器外部固定导向装置3、集风器中间固定导向装置4和升降装置5；所述集风器2和升降装置5安装在发电装置1上；所述集风器中间固定导向装置4与集风器外部固定导向装置3连接，起到加强固定的作用；所述集风器中间固定导向装置4与集风器2连接；所述升降装置5位于集风器2内部；

所述发电装置1包括发电装置支撑腿11、出风口体12、风力发电机13、风力发电机底部固定桶14、风力发电机安装板15和集风器内部支撑导向杆安装板16；所述出风口体12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发电装置支撑腿11固定在水平面上，上端细端整体开口并安装有风力发电机底部固定桶14；出风口体12的喇叭状开口结构上开有出风口体通孔19；风力发电机底部固定桶14的顶部整体开口，底部开有风力发电机出风口18；所述风力发电机13的底部固定在风力发电机底部固定桶14内，输出端安装在风力发电机安装板15上；所述风力发电机安装板15和集风器内部支撑导向杆安装板16均安装在风力发电机底部固定桶14的顶部，风力发电机安装板15和集风器内部支撑导向杆安装板16均开有风力发电机进风口17；

所述升降装置5包括卷绳机51、下部缆绳52、集风器内部支撑导向杆53、集风器缆绳连接板54、上部缆绳55和滚轮56；所述集风器内部支撑导向杆53的下端安装在集风器内部支撑导向杆安装板16上；所述卷绳机51固定在集风器内部支撑导向杆安装板16上；卷绳机51位于集风器内部支撑导向杆53内部，其伸出轴上设有下部缆绳52，下部缆绳52的末端连接有集风器缆绳连接板54；所述集风器缆绳连接板54中间与下部缆绳52连接，外侧与若干根(本实施例为3根)上部缆绳55的一端连接，且能够沿集风器内部支撑导向杆53的内侧上下移动；所述滚轮56均布在集风器内部支撑导向杆53的横向连接杆上；上部缆绳55的另一端通过各自的滚轮56与集风器2的提升支撑架26连接；通过升降装置5，完成集风器2的收放；

所述集风器2包括导风管21、风展23(本实施例中采用帆布)、聚风结构支撑架24、聚风结构25、提升支撑架26、文丘里管28和下降限位挡箍29；集风器2的主体结构采用刚性材料(本实施例中为铁)，由上端的聚风结构25、中部的若干层导风管21(本实施例为3层)和下端的若干层文丘里管28(本实施例为4层)构成，三者依次连接连通；所述风展23与聚风结构25连接；所述聚风结构25由若干层竖直的喇叭状结构构成(本实施例为3层)，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风展23分割成若干独立的空间形成聚风通道22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导风管21；所述聚风结构25的顶端与提升支撑架26连接；所述聚风结构支撑架24分别与聚风结构25、导风管21和文丘里管28连接，聚风结构支撑架24嵌套在集风器内部支撑导向杆53上，能够沿集风器内部支撑导向杆53上下升降，完成集风器2的支撑和导向作用；所述导风管21上开有集风器中间固定导向装置导向孔27；所述下降限位挡箍29为凸缘结构，分别安装在导风管21和文丘里管28上，限制导风管21的各层之间和文丘里管28的各层之间以及两部分之间的距离，不造成相互的影响；所述文丘里管28的末端安装在集风器内部支撑导向杆安装板16上；

优选地，若干层竖直的喇叭状结构的管径由上到下逐渐减小，保证集风器2下降时，多层管能够叠到一起，从而保证集风器2的高度降低；若干层导风管21的管径由上到下逐渐减小，保证集风器2下降时，多层管能够叠到一起，从而保证集风器2的高度降低；若干层文丘里管28的管径由上到下逐渐减小，保证集风器2下降时，多层管能够叠到一起，从而保证集风器2的高度降低；竖直的喇叭状结构的最小管径大于导风管21的最大管径；导风管21的最小管径大于文丘里管28的最大管径；

所述集风器外部固定导向装置3包括外部支撑腿31、外部竖直立杆32、外部斜向支撑33、外部横向连杆34、外部静导轨35和外部动导轨36；若干(本实施例为12根)均布的外部竖直立杆32的下端分别通过各自的外部支撑腿31固定在水平面上；外部竖直立杆32之间通过外部横向连杆34连接，外部竖直立杆32和外部横向连杆34之间通过外部斜向支撑33连接，起到加强筋的作用；外部竖直立杆32上各自安装有一个外部静导轨35；外部动导轨36的一侧与各自的外部静导轨35配合，另一侧与聚风结构25中最上层的竖直的喇叭状结构连接；

所述集风器中间固定导向装置4包括中间支撑腿41、中间竖直立杆42、中间横向连杆43、中间斜向支撑44、中间静导轨45和中间动导轨46；若干(本实施例为12根)均布的中间竖直立杆42的下端分别通过各自的中间支撑腿41固定在水平面上；中间竖直立杆42之间通过中间横向连杆43连接，中间竖直立杆42和中间横向连杆43之间通过中间斜向支撑44连接，起到加强筋的作用；中间竖直立杆42上各自安装有一个中间静导轨45；中间竖直立杆42穿过出风口体通孔19和集风器中间固定导向装置导向孔27，穿出聚风结构25；中间动导轨46的一侧与各自的中间静导轨45配合，另一侧与提升支撑架26连接；

优选地，聚风结构支撑架24中间呈正六边形；所述集风器内部支撑导向杆53呈正六边形，由六根立柱、若干横向连接杆和若干斜向连接杆焊接而成。

本发明竖直型可升降式微风发电塔的工作原理和工作流程是：

在微风情况下，从外界进来的自然风经聚风结构25和风展23的作用，自然风的风向变为竖直向下的风向，进入导风管21和文丘里管28，自然风被加速为快速气流进入发电装置1。从集风器2中过来的被加速的气流通过风力发电机进风口17带动风力发电机13的扇叶转动，完成发电的功能。之后快速气流通过风力发电机出风口18和出风口体12变为较慢的气流，进去外界环境，完成整个发电的流程。

当飓风来临时，卷绳机51正转，松开缆绳，由于集风器2为铁质材料，依靠重力的作用，提升支撑架26带动缆绳向下运动，进而带动集风器2向下运动，直至集风器2的高度降到最低，实现集风器2的回收，避免恶劣天气情况下，微风发电塔的损坏。当集风器2下降时，带动聚风结构25、导风管21和文丘里管28下降，下降限位挡箍29限制导风管21和文丘里管28的下降高度，保证导风管21的各层之间和文丘里管28的各层之间以及两部分之间的连接不至于太紧。

当飓风退去时，卷绳机51反转带动下部缆绳52向下运动，进而使集风器缆绳连接板54向下运动，再通过上部缆绳55带动提升支撑架26上升，进而带动集风器2向上运动，使集风器2的高度逐渐升高，直至集风器2完全张开。在集风器内部支撑导向杆53的合适位置上安装位置传感器，当集风器2上升时，聚风结构25中最上层的喇叭状结构到达极限位置后，卷绳机51停止转动，位置传感器限制了导风管21和文丘里管28的上升高度，保证导风管21的各层之间和文丘里管28的各层之间以及两部分之间的连接不至于太紧；集风器2的回收和升高，保证了在恶劣天气情况下微风发电塔的安全。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (4)

1.一种竖直型可升降式微风发电塔，其特征在于该发电塔包括发电装置、集风器、集风器外部固定导向装置、集风器中间固定导向装置和升降装置；所述集风器和升降装置安装在发电装置上；所述集风器中间固定导向装置与集风器外部固定导向装置连接；所述集风器中间固定导向装置与集风器连接；所述升降装置位于集风器内部；

所述发电装置包括发电装置支撑腿、出风口体、风力发电机、风力发电机底部固定桶、风力发电机安装板和集风器内部支撑导向杆安装板；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发电装置支撑腿固定在水平面上，上端细端整体开口并安装有风力发电机底部固定桶；出风口体的喇叭状开口结构上开有出风口体通孔；风力发电机底部固定桶的顶部整体开口，底部开有风力发电机出风口；所述风力发电机的底部固定在风力发电机底部固定桶内，输出端安装在风力发电机安装板上；所述风力发电机安装板和集风器内部支撑导向杆安装板均安装在风力发电机底部固定桶的顶部，风力发电机安装板和集风器内部支撑导向杆安装板均开有风力发电机进风口；

所述升降装置包括卷绳机、下部缆绳、集风器内部支撑导向杆、集风器缆绳连接板、上部缆绳和滚轮；所述集风器内部支撑导向杆的下端安装在集风器内部支撑导向杆安装板上；所述卷绳机固定在集风器内部支撑导向杆安装板上；卷绳机位于集风器内部支撑导向杆内部，其伸出轴上设有下部缆绳，下部缆绳的末端连接有集风器缆绳连接板；所述集风器缆绳连接板与若干根上部缆绳的一端连接，且能够沿集风器内部支撑导向杆的内侧上下移动；所述滚轮均布在集风器内部支撑导向杆的横向连接杆上；上部缆绳的另一端通过各自的滚轮与集风器的提升支撑架连接；

所述集风器包括导风管、风展、聚风结构支撑架、聚风结构、提升支撑架、文丘里管和下降限位挡箍；集风器的主体结构由上端的聚风结构、中部的若干层导风管和下端的若干层文丘里管构成，三者依次连接连通；所述风展与聚风结构连接；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风展分割成若干独立的空间形成聚风通道水平进风，每层喇叭状结构的下端细端出风口竖直向下流入导风管；所述聚风结构的顶端与提升支撑架连接；所述聚风结构支撑架分别与聚风结构、导风管和文丘里管连接，聚风结构支撑架嵌套在集风器内部支撑导向杆上，能够沿集风器内部支撑导向杆上下升降；所述导风管上开有集风器中间固定导向装置导向孔；所述下降限位挡箍为凸缘结构，分别安装在导风管和文丘里管上，限制导风管的各层之间和文丘里管的各层之间以及两部分之间的距离；所述文丘里管的末端安装在集风器内部支撑导向杆安装板上；

所述集风器外部固定导向装置包括外部支撑腿、外部竖直立杆、外部斜向支撑、外部横向连杆、外部静导轨和外部动导轨；若干均布的外部竖直立杆的下端分别通过各自的外部支撑腿固定在水平面上；外部竖直立杆之间通过外部横向连杆连接，外部竖直立杆和外部横向连杆之间通过外部斜向支撑连接；外部竖直立杆上各自安装有一个外部静导轨；外部动导轨的一侧与各自的外部静导轨配合，另一侧与聚风结构中最上层的竖直的喇叭状结构连接；

所述集风器中间固定导向装置包括中间支撑腿、中间竖直立杆、中间横向连杆、中间斜向支撑、中间静导轨和中间动导轨；若干均布的中间竖直立杆的下端分别通过各自的中间支撑腿固定在水平面上；中间竖直立杆之间通过中间横向连杆连接，中间竖直立杆和中间横向连杆之间通过中间斜向支撑连接；中间竖直立杆上各自安装有一个中间静导轨；中间竖直立杆穿过出风口体通孔和集风器中间固定导向装置导向孔，穿出聚风结构；中间动导轨的一侧与各自的中间静导轨配合，另一侧与提升支撑架连接。

2.根据权利要求1所述的竖直型可升降式微风发电塔，其特征在于所述集风器内部支撑导向杆由若干立柱、若干横向连接杆和若干斜向连接杆焊接而成。

3.根据权利要求1所述的竖直型可升降式微风发电塔，其特征在于若干层竖直的喇叭状结构的管径由上到下逐渐减小；若干层导风管的管径由上到下逐渐减小；若干层文丘里管的管径由上到下逐渐减小；竖直的喇叭状结构的最小管径大于导风管的最大管径；导风管的最小管径大于文丘里管的最大管径。

4.根据权利要求1所述的竖直型可升降式微风发电塔，其特征在于风展采用帆布；集风器的主体结构采用刚性材料。

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