CN108915954A - 一种多级串联高效风力发电装置 - Google Patents

一种多级串联高效风力发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多级串联高效风力发电装置，包括承载基座、工作台、承载柱、导流风管、空气放大器、射流风口、叶轮、发电机、风速风向传感器及控制电路，工作台位于承载基座正上方并通过承载柱相互连接，导流风管、空气放大器、射流风口均通过导向滑轨与工作台上端面相互连接，空气放大器位于相邻两个导流风管之间位置并通过射流风口与导流风管相互连通，叶轮和发电机均嵌于导流风管内。本发明一方面可有效的提高风力发电作业对风力使用范围，提高发电作业工作效率和设备运行稳定性，另一方面可有效的提高对风力发电设备对恶劣自然环境的抵御能力，提高设备运行的稳定性及可靠性。

Description

一种多级串联高效风力发电装置
技术领域
本发明涉及一种风力发电设备，确切地说是一种多级串联高效风力发电装置。
背景技术
目前所使用的各类风力发电设备均采用的发电与桨叶连接并直接暴漏在空气中，然后由风力直接驱动桨叶旋转，然后有桨叶驱动发电机运行达到发电作业的目的，但在使用中发现，当前所使用的这类风力发电设备在使用中，桨叶尺寸较大，运行时往往需要占据较大的空间，空间利用率相对较低，同时还一方面造成在发电作业时，需要在距离地面高度较大的空间运行，并主要靠自然风的风力作为主要驱动力，因此导致当前风力发电设备运行驱动力稳定性差，从而严重影响了风力发电作业的稳定性、可靠性和效率，建设及维护作业难度大，成本高，另一方面当前的风力发电设备运行时，往往仅能在特定风速状态下运行，当风速过大时极易导致风力发电设备受损，从而严重影响了风力发电设备运行的稳定性、可靠性和对环境的适应能力，因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的风力发电装置，以满足实际使用的需要。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种多级串联高效风力发电装置，该发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效的提高风力发电作业对风力使用范围，提高发电作业工作效率和设备运行稳定性，另一方面可有效的提高对风力发电设备对恶劣自然环境的抵御能力，提高设备运行的稳定性及可靠性。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种多级串联高效风力发电装置，包括承载基座、工作台、承载柱、导流风管、空气放大器、射流风口、叶轮、发电机、风速风向传感器及控制电路，其中承载基座和工作台均为为横截面呈矩形的框架结构，且工作台位于承载基座正上方并与承载基座同轴分布，承载基座、工作台之间通过至少一条承载柱相互连接，且工作台下端面通过转台机构与承载柱上端面连接，工作台上端面均布若干导向滑轨，导流风管、空气放大器、射流风口均通过导向滑轨与工作台上端面相互连接，导流风管、空气放大器、射流风口轴线与工作台上端面平行分布，导流风管、空气放大器均若干个并构成至少一个工作组，且一个工作组包括至少两个导流风管和至少一个空气放大器，同一工作组内的导流风管、空气放大器同轴分布，且空气放大器位于相邻两个导流风管之间位置并相互连通，空气放大器两端分别通过射流风口与导流风管相互连通，叶轮和发电机均嵌于导流风管内，并与导流风管同轴分布，其中叶轮至少一个并通过传动轴与发电机相互连接，发电机通过定位架与导流风管内壁相互连接，风速风向传感器至少一个，安装在工作台侧表面，且风速风向传感器轴线与导流风管轴线平行分布，控制电路嵌于承载底座下端面，分别与发电机、风速风向传感器及转台机构电气连接。
进一步的，所述的射流风口与导流风管间通过弹性连接管相互连接，且所述的弹性连接管长度5-30厘米。
进一步的，所述的承载柱为至少两级电动伸缩杆结构、液压伸缩杆结构及气压伸缩杆结构中的任意一种，并与控制电路电气连接。
进一步的，所述的导流风管为横截面呈矩形的空心管状结构，其两端位置均设引流板，所述的引流板与导流风管同轴分布，包括导向板、柔性连接带、风压传感器、角度传感器，所述导向板至少四个，环绕导流风管轴线均布并通过转台机构与导流风管端面铰接接，且各导流板与导流风管轴线呈0°-90°夹角，相邻两个导向板间通过柔性连接带相互连接，所述的风压传感器至少一个，嵌于导向板与导流风管接触面处，所述的角度传感器安装在转台机构上，每个转台机构均设一个角度传感器，所述的风压传感器、角度传感器均与控制电路电气连接。
进一步的，所述的导流风管内表面设导流板，所述导流板若干，环绕导流风管轴线呈螺旋装分布在导流风管内，且各导流板通过转台机构与导流风管内表面铰接，且所述的导流板表面与导流风管轴线呈0°-90°夹角，并与导流风管内表面垂直分布，所述的转台机构上设角度传感器，且角度传感器与控制电路电气连接。
进一步的，所述的定位架为横截面呈“Y”字型、“十”字型的框架结构，并与导流风管同轴分布。
进一步的，所述的控制电路为基于单片机为基础的控制电路，且所述的控制电路另设充放电控制电路、整流电路及串口通讯电路。
本发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效的提高风力发电作业对风力使用范围，提高发电作业工作效率和设备运行稳定性，另一方面可有效的提高对风力发电设备对恶劣自然环境的抵御能力，提高设备运行的稳定性及可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所述的一种多级串联高效风力发电装置，包括承载基座1、工作台2、承载柱3、导流风管4、空气放大器5、射流风口6、叶轮7、发电机8、风速风向传感器9及控制电路10，其中承载基座1和工作台2均为为横截面呈矩形的框架结构，且工作台2位于承载基座1正上方并与承载基座1同轴分布，承载基座1、工作台2之间通过至少一条承载柱3相互连接，且工作台2下端面通过转台机构11与承载柱3上端面连接，工作台2上端面均布若干导向滑轨12，导流风管4、空气放大器5、射流风口6均通过导向滑轨12与工作台2上端面相互连接，导流风管4、空气放大器5、射流风口6轴线与工作台2上端面平行分布，导流风管4、空气放大器5均若干个并构成至少一个工作组，且一个工作组包括至少两个导流风管4和至少一个空气放大器5，同一工作组内的导流风管4、空气放大器5同轴分布，且空气放大器5位于相邻两个导流风管4之间位置并相互连通，空气放大器5两端分别通过射流风口6与导流风管4相互连通，叶轮7和发电机6均嵌于导流风管4内，并与导流风管4同轴分布，其中叶轮7至少一个并通过传动轴13与发电机8相互连接，发电机8通过定位架14与导流风管4内壁相互连接，风速风向传感器9至少一个，安装在工作台2侧表面，且风速风向传感器9轴线与导流风管4轴线平行分布，控制电路10嵌于承载底座1下端面，分别与发电机8、风速风向传感器9及转台机构11电气连接。
本实施例中，所述的射流风口6与导流风管4间通过弹性连接管15相互连接，且所述的弹性连接管15长度5-30厘米。
本实施例中，所述的承载柱2为至少两级电动伸缩杆结构、液压伸缩杆结构及气压伸缩杆结构中的任意一种，并与控制电路10电气连接。
本实施例中，所述的导流风管4为横截面呈矩形的空心管状结构，其两端位置均设引流板16，所述的引流板16与导流风管4同轴分布，包括导向板161、柔性连接带162、风压传感器163、角度传感器164，所述导向板161至少四个，环绕导流风管4轴线均布并通过转台机构11与导流风管4端面铰接接，且各导流板161与导流风管4轴线呈0°-90°夹角，相邻两个导向板161间通过柔性连接带162相互连接，所述的风压传感器163至少一个，嵌于导向板161与导流风管4接触面处，所述的角度传感器164安装在转台机构11上，每个转台机构11均设一个角度传感器164，所述的风压传感器163、角度传感器164均与控制电路10电气连接。
本实施例中，所述的导流风管4内表面设导流板17，所述导流板17若干，环绕导流风管4轴线呈螺旋装分布在导流风管4内，且各导流板17通过转台机构11与导流风管4内表面铰接，且所述的导流板17表面与导流风管4轴线呈0°-90°夹角，并与导流风管4内表面垂直分布，所述的转台机构11上设角度传感器164，且角度传感器164与控制电路10电气连接。
本实施例中，所述的定位架14为横截面呈“Y”字型、“十”字型的框架结构，并与导流风管同轴分布。
本实施例中，所述的控制电路10为基于单片机为基础的控制电路，且所述的控制电路另设充放电控制电路、整流电路及串口通讯电路。
本发明在具体实施时，首先根据需要对承载基座、工作台、承载柱、导流风管、空气放大器、射流风口、叶轮、发电机、风速风向传感器及控制电路进行组装，并在组装时对工作台上端面的工作组数量及各工作组内导流风管、空气放大器的数量进行确定，满足发电作业的需要，然后将控制电路与外部输变电设备连接即可完成本发明的装配备用。
在进行发电作业时，首先由根据风速风向传感器检测当前风速和风向，然后控制电路驱动承载柱运行，调整工作台运行的高度，确保通过工作台的风速稳定性，并使工作台及工作台上的导流风管轴线与风向平行分布，于此同时，当风速过大时，将工作台及工作台上的设别下降到地面位置，防止大风对发电设备造成损伤，
在完成对工作台定位后即可进行发电作业，在进行发电时，首先由风速风向传感器对风速参数，调整各工作组中最前端导流风管引流板中各导向板的工作角度，使得引流板前端直径为导流风管直径的1-5倍，提高对空气气流收集的能力并辅助增加引入到导流风管内空气气流的风压，然后由风压传感器对印度到导流风管内的风压进行检测，并根据检测值调整引流板前端面直径和导流风内各导流板的工作角度，确保风压稳定并最大程度满足发电作业的需要，然后有高压气流驱动叶轮带动发电机发电作业，经过发电后的高压空气通过射流风口进行增压，然后再通过空气放大器对气流进行增压，将经过增压后的气流输送到空气放大器后侧的导流风管内，并再次通过导流风管的引流板和导流板对气流进行调整然后驱动叶轮带动发电机发电作业，最后将各发电机产生的电能通过控制电路汇流整流后输送到输变电设备即可。
本发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效的提高风力发电作业对风力使用范围，提高发电作业工作效率和设备运行稳定性，另一方面可有效的提高对风力发电设备对恶劣自然环境的抵御能力，提高设备运行的稳定性及可靠性。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种多级串联高效风力发电装置，其特征在于：所述的多级串联高效风力发电装置包括承载基座、工作台、承载柱、导流风管、空气放大器、射流风口、叶轮、发电机、风速风向传感器及控制电路，其中所述的承载基座和工作台均为为横截面呈矩形的框架结构，且所述的工作台位于承载基座正上方并与承载基座同轴分布，所述的承载基座、工作台之间通过至少一条承载柱相互连接，且所述的工作台下端面通过转台机构与承载柱上端面连接，所述的工作台上端面均布若干导向滑轨，所述的导流风管、空气放大器、射流风口均通过导向滑轨与工作台上端面相互连接，且所述的导流风管、空气放大器、射流风口轴线与工作台上端面平行分布，所述的导流风管、空气放大器均若干个并构成至少一个工作组，且一个工作组包括至少两个导流风管和至少一个空气放大器，同一工作组内的导流风管、空气放大器同轴分布，且空气放大器位于相邻两个导流风管之间位置并相互连通，所述空气放大器两端分别通过射流风口与导流风管相互连通，所述的叶轮和发电机均嵌于导流风管内，并与导流风管同轴分布，其中所述的叶轮至少一个并通过传动轴与发电机相互连接，所述的发电机通过定位架与导流风管内壁相互连接，所述的风速风向传感器至少一个，安装在工作台侧表面，且风速风向传感器轴线与导流风管轴线平行分布，所述控制电路嵌于承载底座下端面，分别与发电机、风速风向传感器及转台机构电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种多级串联高效风力发电装置，其特征在于：所述的射流风口与导流风管间通过弹性连接管相互连接，且所述的弹性连接管长度5-30厘米。
3.根据权利要求1所述的一种多级串联高效风力发电装置，其特征在于：所述的承载柱为至少两级电动伸缩杆结构、液压伸缩杆结构及气压伸缩杆结构中的任意一种，并与控制电路电气连接。
4.根据权利要求1所述的一种多级串联高效风力发电装置，其特征在于：所述的导流风管为横截面呈矩形的空心管状结构，其两端位置均设引流板，所述的引流板与导流风管同轴分布，包括导向板、柔性连接带、风压传感器、角度传感器，所述导向板至少四个，环绕导流风管轴线均布并通过转台机构与导流风管端面铰接接，且各导流板与导流风管轴线呈0°-90°夹角，相邻两个导向板间通过柔性连接带相互连接，所述的风压传感器至少一个，嵌于导向板与导流风管接触面处，所述的角度传感器安装在转台机构上，每个转台机构均设一个角度传感器，所述的风压传感器、角度传感器均与控制电路电气连接。
5.根据权利要求1所述的一种多级串联高效风力发电装置，其特征在于：所述的导流风管内表面设导流板，所述导流板若干，环绕导流风管轴线呈螺旋装分布在导流风管内，且各导流板通过转台机构与导流风管内表面铰接，且所述的导流板表面与导流风管轴线呈0°-90°夹角，并与导流风管内表面垂直分布，所述的转台机构上设角度传感器，且角度传感器与控制电路电气连接。
6.根据权利要求1所述的一种多级串联高效风力发电装置，其特征在于：所述的定位架为横截面呈“Y”字型、“十”字型的框架结构，并与导流风管同轴分布。
7.根据权利要求1所述的一种多级串联高效风力发电装置，其特征在于：所述的控制电路为基于单片机为基础的控制电路，且所述的控制电路另设充放电控制电路、整流电路及串口通讯电路。
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