CN108979949A - 一种迎风面自调高空集风发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风电技术领域，更具体而言，涉及一种迎风面自调高空集风发电装置采用尾部集风翼偏离中心轴线设计，自动调节迎风面方向，使迎风面正面始终对着来风方向；采用轴承机构使第一支架360度水平旋转，消除因保持迎风面正面带给集风翼的迎风面应力；采用主集风翼、尾集风翼和前迎风口收集风能，并将风能引入架体底部的涡轮机，通过发电机将涡轮机的机械动力转化为电力；涡轮机与发电机位于架体较低高度，方便安装与维修；通过斜拉绳的设置，可使架体通过地面斜拉绳即可将整体树正并固定，方便了系统的安装，增强了系统的强度，同时使得集风机构可置于更高的高度。本装置结构简单，前期制备与安装便捷，后期维修成本低，适合推广。

Description

一种迎风面自调高空集风发电装置
技术领域
本发明涉及风电技术领域，更具体而言，涉及一种迎风面自调高空集风发电装置。
背景技术
利用风能产生机械能进行发电是风电行业的一种手段，当前市场上普及的较先进的风电是装入高空的三叶片旋转式发电技术，其特点是叶轮结构于高空固定桩、叶片又伸入更高的高空以获取高空较大能量，进行旋转发电。但这种技术却有不理想的方面，其原因是受风面太小，一个叶片虽能吸收高空能量毕竟有限。另外，转至低位置的叶片可能还有负面作用，由于高度限制了它的强度，强度缘故又限制了叶片大小，不能大面积接收风能，因而效益不佳。
发明内容
为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供一种迎风面自调高空集风发电装置，解决现有风力发电装置受风面小，风能利用率低，后期维修困难等问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种迎风面自调高空集风发电装置，包括集风机构和发电机构，所述集风机构包括主集风翼、尾集风翼和第一架体，所述主集风翼和尾集风翼固定在第一架体上，所述主集风翼和第一架体连接处设置有进气口，所述主集风翼和尾集风翼内部设置有导流板；所述第一架体下端通过轴承转动连接有第二架体，所述第二架体内部沿进风气流方向依次设置有涡轮机和发电机，所述发电机将涡轮机的机械动力转化为电力，所述第二架体底端设置有废气出口。
所述主集风翼和尾集风翼截面均为楔形,且集风翼靠近进气口截面面积大于端部截面面积，有助于风进入进气口。
所述导流板为弧形结构，导流板一端弯向迎风面，另一端弯向进气口，改变风向，便于风能的传递与利用，同时增强了集风翼骨架的强度。
所述导流板底端与集风翼底端设置有一定空间作为导流支管，所述导流支管与进气口连通，集风翼收集风能，通过进气口进入架体中；靠近进气口的导流支管截面大于端部导流支管的截面，减弱了集风翼阻力的同时加强了风力的传递。
所述第一架体和第二架体均设置为中空结构，且第一架体和第二架体连通作为风的流道，为风提供通道，同时在流道内设置涡轮机和发电机，实现风能的利用。
所述主集风翼重心在轴承转动的中心轴线上，所述尾集风翼重心偏离轴承转动的中心轴线上。通过尾集风翼可自动调节迎风方向，使迎风面正面始终处于迎风方向。
所述第一架体还设置有前迎风口，所述前迎风口与第一架体连通，增加装置收集风能的面积，集风机构的迎风面均设置为迎风口，除迎风口外不存在无用的阻风面。
所述主集风翼、尾集风翼和前迎风口开口方向相同。
所述第二架体设置有斜拉绳，斜拉绳设置为多条，斜拉绳一端与第二架体固定连接，一端与地面固定连接，为整个装置提供抵抗风的吹力，保证装置的稳定运行。
所述第二架体可根据实际调整高度，可将集风机构伸向适宜高度收集风能，实现装置的无高度限制。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本发明提供一种迎风面自调高空集风发电装置，采用尾部集风翼偏离中心轴线设计，自动调节迎风面方向，使迎风面正面始终对着来风方向；采用轴承机构使第一支架360度水平旋转，消除因保持迎风面正面带给集风翼的迎风面应力；采用主集风翼、尾集风翼和前迎风口收集风能，并将风能引入架体底部的涡轮机，通过发电机将涡轮机的机械动力转化为电力；涡轮机与发电机位于架体较低高度，方便安装与维修；通过斜拉绳的设置，可使架体通过地面斜拉绳即可将整体树正并固定，方便了系统的安装，增强了系统的强度，同时使得集风机构可置于更高的高度。这种发电装置在实现高空集风的同时保证了装置的稳定性，发电机构位于高度较低位置便于维护与维修，本装置结构简单，前期制备与安装便捷，后期维修成本低，适合推广。
附图说明
图1为本发明提供的一种迎风面自调高空集风发电装置主视图；
图2为图1中A处放大图；
图3本发明提供的一种迎风面自调高空集风发电装置俯视图；
图4为本发明提供的一种迎风面自调高空集风发电装置侧剖视图；
图5为迎风面自调高空集风发电装置集风翼截面示意图。
图中：1为主集风翼、2为尾集风翼、3为第一支架、4为进气口、5为导流板、6为第二支架、7为涡轮机、8为发电机、9为废气出口、10为导流支管、11为前迎风口、12为斜拉绳。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-5所示，一种迎风面自调高空集风发电装置，包括集风机构和发电机构，所述集风机构包括主集风翼1、尾集风翼2和第一架体3，所述主集风翼1和尾集风翼2固定在第一架体3上，所述主集风翼1重心在轴承转动的中心轴线上，所述尾集风翼2重心偏离轴承转动的中心轴线上；所述主集风翼1和第一架体3连接处设置有进气口4，所述主集风翼1和尾集风翼2内部设置有导流板5，所述导流板5为弧形结构，导流板5一端弯向迎风面，另一端弯向进气口4；所述导流板5底端与集风翼底端设置有一定空间作为导流支管10，所述导流支管10与进气口4连通；所述第一架体3下端通过轴承转动连接有第二架体6，所述第二架体6内部沿进风气流方向依次设置有涡轮机7和发电机8，所述发电机8将涡轮机7的机械动力转化为电力，所述第二架体6底端设置有废气出口9。所述主集风翼1和尾集风翼2截面均为楔形。所述第一架体3和第二架体6均设置为中空结构，且第一架体3和第二架体6连通作为风的流道。所述第二架体4设置有斜拉绳12，斜拉绳12一端与第二架体4固定连接，一端与地面固定连接。所述第二架体4可根据实际调整高度。所述第一架体3还设置有前迎风口11，所述前迎风口11与第一架体3连通。所述主集风翼1、尾集风翼2和前迎风口11开口方向相同。
本发明在实施时，尾集风翼通过风自动调节迎风面方向，主集风翼、尾集风翼和前迎风口收集风能，将气流引入导流支管，多个导流支管气流集结于流道并送至底部涡轮机，电动机将涡轮机的机械动力转化为电力，实现发电，做功以后的废气从废气出口排到架体外部。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种迎风面自调高空集风发电装置，其特征在于：包括集风机构和发电机构，所述集风机构包括主集风翼（1）、尾集风翼（2）和第一架体（3），所述主集风翼（1）和尾集风翼（2）固定在第一架体（3）上，所述主集风翼（1）和第一架体（3）连接处设置有进气口（4），所述主集风翼（1）和尾集风翼（2）内部设置有导流板（5）；所述第一架体（3）下端通过轴承转动连接有第二架体（6），所述第二架体（6）内部沿进风气流方向依次设置有涡轮机（7）和发电机（8），所述发电机（8）将涡轮机（7）的机械动力转化为电力，所述第二架体（6）底端设置有废气出口（9）。
2.根据权利要求1所述的一种迎风面自调高空集风发电装置，其特征在于：所述主集风翼（1）和尾集风翼（2）截面均为楔形，且集风翼靠近进气口截面面积大于端部截面面积。
3.根据权利要求1所述的一种迎风面自调高空集风发电装置，其特征在于：所述导流板（5）为弧形结构，导流板（5）一端弯向迎风面，另一端弯向进气口（4）。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种迎风面自调高空集风发电装置，其特征在于：所述导流板（5）底端与集风翼底端间有一定空间作为导流支管（10），所述导流支管（10）与进气口（4）连通。
5.根据权利要求1所述的一种迎风面自调高空集风发电装置，其特征在于：所述第一架体（3）和第二架体（6）均设置为中空结构，且第一架体（3）和第二架体（6）连通作为风的流道。
6.根据权利要求1所述的一种迎风面自调高空集风发电装置，其特征在于：所述主集风翼（1）重心在轴承转动的中心轴线上，所述尾集风翼（2）重心偏离轴承转动的中心轴线上。
7.根据权利要求1所述的一种迎风面自调高空集风发电装置，其特征在于：所述第一架体（3）还设置有前迎风口（11），所述前迎风口（11）与第一架体（3）连通。
8.根据权利要求1或7所述的一种迎风面自调高空集风发电装置，其特征在于：所述主集风翼（1）、尾集风翼（2）和前迎风口（11）开口方向相同。
9.根据权利要求1所述的一种迎风面自调高空集风发电装置，其特征在于：所述第二架体（4）设置有斜拉绳（12），斜拉绳（12）一端与第二架体（4）固定连接，一端与地面固定连接。
10.根据权利要求1所述的一种迎风面自调高空集风发电装置，其特征在于：所述第二架体（4）可根据实际调整高度。
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