CN110617181A - 一种提高风能利用率的换向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种提高风能利用率的换向装置，包括塔座，所述塔座内设有调换腔，所述调换腔左右端内壁对称的设有竖纹挡板，所述竖纹挡板上滑动连接有换向板，所述换向板上设有中心对称的四个翻转腔，所述翻转腔内设有可翻转的移动装置，本发明根据太阳东升西落规律，设定东西方向上的左右调头结构，使得与调头结构外连的风力发电设备同步转动，并对调头结构移动部分采用摩擦力变化实现一天之内设备东西朝向的具体时间分布，同时可滑动控制的摩擦力变化部分使得朝向时间可根据一年之内的日照时间做对应改变，从而实现合理化的风向校准与风力采集，采用小部分的电力供给设备运行，最大化的提高对风能的利用，增加发电量。

Description

一种提高风能利用率的换向装置
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种提高风能利用率的换向装置。
背景技术
太阳对空气的加热使得空气局部温度产生差异，高温位置的空气下沉流动至低温位置，空气流动过程中即定义为风。一日之中太阳从东向西转动，使得空气中存在一个东西方向上流动的风。风力发电过程中，当风机叶片与风流动方向垂直时，风的作用的风机叶片上的力最大，且带动风轮轴旋转的速度最快。现阶段推广的屋面上的的风力发电设备依靠在房顶上的塔架固定，且朝向恒定，风能利用率低。并且一年之内每天的日照时间不同，也是需要解决的问题。本发明阐明的一种能解决上述问题的装置。
发明内容
技术问题：
现在的风力发电设备依靠固定在地面上的塔架放置于高空中，朝向恒定，风能利用率低。
为解决上述问题，本例设计了一种提高风能利用率的换向装置，本例的一种提高风能利用率的换向装置，包括塔座，所述塔座内设有调换腔，所述调换腔左右端内壁对称的设有竖纹挡板，所述竖纹挡板上滑动连接有换向板，所述换向板上设有中心对称的四个翻转腔，所述翻转腔内设有可翻转的移动装置，所述移动装置包括转动连接于所述翻转腔内壁上的轴套、滑动连接于所述轴套上的车轮轴、转动连接于所述车轮轴上的滚轮，利用所述竖纹挡板限制所述滚轮仅可沿着纹路移动，所述竖纹挡板内设有改变所述滚轮滑动方向的解除装置，所述解除装置包括滑动连接于所述竖纹挡板内的光滑框，所述光滑框与所述竖纹挡板纹路垂直分布改变所述滚轮滑动方向，所述换向板内设有上下贯通的传动腔，所述传动腔右端内壁贯通设有驱动腔，所述调换腔内设有位于所述传动腔的衔接装置，所述衔接装置包括转动连接于所述调换腔内且延伸至所述调换腔上端外侧的衔接轴，利用所述衔接轴上的键槽与风机部分连接进行换向工作，所述调换腔内转动连接有位于所述驱动腔内的螺杆，所述螺杆上设有可升降并驱动所述换向板左右移动的给进装置，所述给进装置包括螺纹连接于所述螺杆上的升降杆、滑动连接于所述升降杆之间的转桶、环形安装于所述转桶上的三个连接杆、铰接于所述连接杆上的抵接爪、阵列安装于所述驱动腔内壁上的六个卡杆，利用所述升降杆与所述螺杆的螺纹传动而使换向板上移，通过所述抵接爪与所述卡杆的抵接推动换向板左右移。
可优选地，所述螺杆底端动力连接有内嵌于所述调换腔底端内壁内的电动机。
其中，所述移动装置还包括连接于所述车轮轴与所述轴套之间的缓冲弹簧，所述轴套上固定设有位于所述翻转腔内的翻转齿轮，所述翻转腔内壁上设有可与竖纹挡板抵接的触壁齿条，所述触壁齿条与所述翻转齿轮之间啮合连接，所述触壁齿条与所述翻转腔之间连接有复位弹簧。
其中，所述解除装置还包括固定于所述竖纹挡板上端且左右对称的密封罐，所述密封罐下端滑动连接有与所述光滑框固定连接的活塞杆，所述活塞杆与所述密封罐下端内壁之间连接有阻力弹簧，所述密封罐后端设有油管，所述油管另一端连通设有三位四通电磁阀。
其中，所述衔接装置还包括设置于所述衔接轴上的齿轮，所述传动腔后端内壁固定设有与所述齿轮啮合连接的齿条。
其中，所述给进装置还包括设置于所述螺杆上的滑槽，所述滑槽内滑动连接有与所述转桶内圈壁面固定连接的连接键，利用所述滑槽内壁与连接键的限制，使得转桶边转动边上移，所述连接杆靠近所述抵接爪折弯侧的端面上设有移动槽，所述移动槽内滑动连接有粗糙底座，所述粗糙底座铰接有与所述抵接爪铰接的链杆，所述粗糙底座与所述移动槽之间连接有压缩弹簧。
可优选地，所述粗糙底座与所述移动槽之间的摩擦力加上克服所述移动槽的弹力小于所述滚轮沿着所述竖纹挡板纹路滚动的摩擦力，所述粗糙底座与所述移动槽之间的摩擦力加上克服所述移动槽的弹力大于所述滚轮与所述光滑框之间的摩擦力，所述粗糙底座与所述移动槽之间的摩擦力加上克服所述移动槽的弹力大于所述滚轮未沿着所述竖纹挡板纹路滚动的摩擦力。
本发明的有益效果是：本发明根据太阳东升西落规律，设定东西方向上的左右调头结构，使得与调头结构外连的风力发电设备同步转动，并对调头结构移动部分采用摩擦力变化实现一天之内设备东西朝向的具体时间分布，同时可滑动控制的摩擦力变化部分使得朝向时间可根据一年之内的日照时间做对应改变，从而实现合理化的风向校准与风力采集，采用小部分的电力供给设备运行，最大化的提高对风能的利用，增加发电量。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的一种提高风能利用率的换向装置的整体结构示意图；
图2为图1的“A-A”方向的结构示意图；
图3为图2的“B”处的结构放大示意图；
图4为图1的“C-C”方向的结构示意图；
图5为图1的密封油路的连接示意图。
具体实施方式
下面结合图1-图5对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
本发明涉及一种提高风能利用率的换向装置，主要应用于屋面小型发电设备的自动换向过程中，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：
本发明所述的一种提高风能利用率的换向装置，包括塔座11，所述塔座11内设有调换腔12，所述调换腔12左右端内壁对称的设有竖纹挡板13，所述竖纹挡板13上滑动连接有换向板23，所述换向板23上设有中心对称的四个翻转腔40，所述翻转腔40内设有可翻转的移动装置901，所述移动装置901包括转动连接于所述翻转腔40内壁上的轴套35、滑动连接于所述轴套35上的车轮轴34、转动连接于所述车轮轴34上的滚轮33，利用所述竖纹挡板13限制所述滚轮33仅可沿着纹路移动，所述竖纹挡板13内设有改变所述滚轮33滑动方向的解除装置902，所述解除装置902包括滑动连接于所述竖纹挡板13内的光滑框22，所述光滑框22与所述竖纹挡板13纹路垂直分布改变所述滚轮33滑动方向，所述换向板23内设有上下贯通的传动腔24，所述传动腔24右端内壁贯通设有驱动腔29，所述调换腔12内设有位于所述传动腔24的衔接装置903，所述衔接装置903包括转动连接于所述调换腔12内且延伸至所述调换腔12上端外侧的衔接轴16，利用所述衔接轴16上的键槽与风机部分连接进行换向工作，所述调换腔12内转动连接有位于所述驱动腔29内的螺杆14，所述螺杆14上设有可升降并驱动所述换向板23左右移动的给进装置904，所述给进装置904包括螺纹连接于所述螺杆14上的升降杆30、滑动连接于所述升降杆30之间的转桶28、环形安装于所述转桶28上的三个连接杆41、铰接于所述连接杆41上的抵接爪31、阵列安装于所述驱动腔29内壁上的六个卡杆32，利用所述升降杆30与所述螺杆14的螺纹传动而使换向板23上移，通过所述抵接爪31与所述卡杆32的抵接推动换向板23左右移。
有益地，所述螺杆14底端动力连接有内嵌于所述调换腔12底端内壁内的电动机25，为设备提供持续动力。
根据实施例，以下对移动装置901进行详细说明，所述移动装置901还包括连接于所述车轮轴34与所述轴套35之间的缓冲弹簧36，所述轴套35上固定设有位于所述翻转腔40内的翻转齿轮38，所述翻转腔40内壁上设有可与竖纹挡板13抵接的触壁齿条39，所述触壁齿条39与所述翻转齿轮38之间啮合连接，所述触壁齿条39与所述翻转腔40之间连接有复位弹簧37，利用所述触壁齿条39滑动时可通过与所述翻转齿轮38的啮合而转动所述轴套35，从而改变所述滚轮33的朝向。
根据实施例，以下对解除装置902进行详细说明，所述解除装置902还包括固定于所述竖纹挡板13上端且左右对称的密封罐19，所述密封罐19下端滑动连接有与所述光滑框22固定连接的活塞杆21，所述活塞杆21与所述密封罐19下端内壁之间连接有阻力弹簧20，所述密封罐19后端设有油管18，所述油管18另一端连通设有三位四通电磁阀46，通过所述三位四通电磁阀46控制所述密封罐19内的油量，从而通过所述活塞杆21同步调整左右两端的所述光滑框22。
根据实施例，以下对衔接装置903进行详细说明，所述衔接装置903还包括设置于所述衔接轴16上的齿轮17，所述传动腔24后端内壁固定设有与所述齿轮17啮合连接的齿条27，利用所述齿条27与所述齿轮17的啮合而转动所述衔接轴16，对风机朝向进行调换。
根据实施例，以下对给进装置904进行详细说明，所述给进装置904还包括设置于所述螺杆14上的滑槽15，所述滑槽15内滑动连接有与所述转桶28内圈壁面固定连接的连接键26，利用所述滑槽15内壁与连接键26的限制，使得转桶28边转动边上移，所述连接杆41靠近所述抵接爪31折弯侧的端面上设有移动槽45，所述移动槽45内滑动连接有粗糙底座43，所述粗糙底座43铰接有与所述抵接爪31铰接的链杆42，所述粗糙底座43与所述移动槽45之间连接有压缩弹簧44。
有益地，所述粗糙底座43与所述移动槽45之间的摩擦力加上克服所述移动槽45的弹力小于所述滚轮33沿着所述竖纹挡板13纹路滚动的摩擦力，所述粗糙底座43与所述移动槽45之间的摩擦力加上克服所述移动槽45的弹力大于所述滚轮33与所述光滑框22之间的摩擦力，从而保障所述抵接爪31与所述卡杆32抵接时结构不变，并且通过所述卡杆32推动所述换向板23移动，所述粗糙底座43与所述移动槽45之间的摩擦力加上克服所述移动槽45的弹力大于所述滚轮33未沿着所述竖纹挡板13纹路滚动的摩擦力，从而限制所述换向板23滑动。
以下结合图1至图5对本文中的一种提高风能利用率的换向装置的使用步骤进行详细说明：
清晨初始状态时，换向板23右侧位于右端的竖纹挡板13内，且右端的触壁齿条39与竖纹挡板13抵接，通过与右端的翻转齿轮38的啮合而转动轴套35，使得右端的滚轮33转动九十度并与所述竖纹挡板13的纹路平行，左端的滚轮33未与竖纹挡板13抵接，升降杆30位于调换腔12最下端。
清晨到中午工作时，启动电动机25转动螺杆14，螺杆14通过升降杆30带动转桶28上移，并通过滑槽15与连接键26内壁的抵接带动转桶28旋转，此时，由于右端的滚轮33沿着所述竖纹挡板13纹路滚动，则转桶28旋转通过连接杆41转动抵接爪31，抵接爪31与卡杆32抵接时，由于粗糙底座43与移动槽45之间的摩擦力加上克服移动槽45的弹力小于滚轮33沿着竖纹挡板13纹路滚动的摩擦力，从而使得抵接爪31转动，并通过链杆42推动粗糙底座43，使得压缩弹簧44积蓄弹性势能，正午时，换向板23上升至光滑框22内，此时，因为粗糙底座43与移动槽45之间的摩擦力加上克服移动槽45的弹力大于滚轮33与光滑框22之间的摩擦力，所以抵接爪31通过卡杆32推动换向板23左移，此时，换向板23通过传动腔24内的齿条27啮合转动齿轮17，使得衔接轴16旋转半圈，将风机部分掉头；
中午到傍晚工作时，电动机25反向转动螺杆14，重复上述工作过程复位；
晚上时间，电动机25关闭，节省能源消耗；
一年之内的转向时间节点上的变化，预先的信号设定控制三位四通电磁阀46，通过油管18控制密封罐19内的油液含量，使得左右侧的活塞杆21通过阻力弹簧20的弹性恢复做相同距离的上下调整，从而使得光滑框22的位置对应变化，形成增加换向之前的升降杆30移动距离，从而适应日照时间变长的过程。
本发明的有益效果是：本发明根据太阳东升西落规律，设定东西方向上的左右调头结构，使得与调头结构外连的风力发电设备同步转动，并对调头结构移动部分采用摩擦力变化实现一天之内设备东西朝向的具体时间分布，同时可滑动控制的摩擦力变化部分使得朝向时间可根据一年之内的日照时间做对应改变，从而实现合理化的风向校准与风力采集，采用小部分的电力供给设备运行，最大化的提高对风能的利用，增加发电量。
通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。

Claims (7)

1.一种提高风能利用率的换向装置，包括塔座；
所述塔座内设有调换腔，所述调换腔左右端内壁对称的设有竖纹挡板，所述竖纹挡板上滑动连接有换向板，所述换向板上设有中心对称的四个翻转腔，所述翻转腔内设有可翻转的移动装置，所述移动装置包括转动连接于所述翻转腔内壁上的轴套、滑动连接于所述轴套上的车轮轴、转动连接于所述车轮轴上的滚轮，利用所述竖纹挡板限制所述滚轮仅可沿着纹路移动；
所述竖纹挡板内设有改变所述滚轮滑动方向的解除装置，所述解除装置包括滑动连接于所述竖纹挡板内的光滑框，所述光滑框与所述竖纹挡板纹路垂直分布改变所述滚轮滑动方向，所述换向板内设有上下贯通的传动腔，所述传动腔右端内壁贯通设有驱动腔，所述调换腔内设有位于所述传动腔的衔接装置，所述衔接装置包括转动连接于所述调换腔内且延伸至所述调换腔上端外侧的衔接轴，利用所述衔接轴上的键槽与风机部分连接进行换向工作；
所述调换腔内转动连接有位于所述驱动腔内的螺杆，所述螺杆上设有可升降并驱动所述换向板左右移动的给进装置，所述给进装置包括螺纹连接于所述螺杆上的升降杆、滑动连接于所述升降杆之间的转桶、环形安装于所述转桶上的三个连接杆、铰接于所述连接杆上的抵接爪、阵列安装于所述驱动腔内壁上的六个卡杆，利用所述升降杆与所述螺杆的螺纹传动而使换向板上移，通过所述抵接爪与所述卡杆的抵接推动换向板左右移。
2.如权利要求1所述的一种提高风能利用率的换向装置，其特征在于：所述螺杆底端动力连接有内嵌于所述调换腔底端内壁内的电动机。
3.如权利要求1所述的一种提高风能利用率的换向装置，其特征在于：所述移动装置还包括连接于所述车轮轴与所述轴套之间的缓冲弹簧，所述轴套上固定设有位于所述翻转腔内的翻转齿轮，所述翻转腔内壁上设有可与竖纹挡板抵接的触壁齿条，所述触壁齿条与所述翻转齿轮之间啮合连接，所述触壁齿条与所述翻转腔之间连接有复位弹簧。
4.如权利要求1所述的一种提高风能利用率的换向装置，其特征在于：所述解除装置还包括固定于所述竖纹挡板上端且左右对称的密封罐，所述密封罐下端滑动连接有与所述光滑框固定连接的活塞杆，所述活塞杆与所述密封罐下端内壁之间连接有阻力弹簧，所述密封罐后端设有油管，所述油管另一端连通设有三位四通电磁阀。
5.如权利要求1所述的一种提高风能利用率的换向装置，其特征在于：所述衔接装置还包括设置于所述衔接轴上的齿轮，所述传动腔后端内壁固定设有与所述齿轮啮合连接的齿条。
6.如权利要求1所述的一种提高风能利用率的换向装置，其特征在于：所述给进装置还包括设置于所述螺杆上的滑槽，所述滑槽内滑动连接有与所述转桶内圈壁面固定连接的连接键，利用所述滑槽内壁与连接键的限制，使得转桶边转动边上移，所述连接杆靠近所述抵接爪折弯侧的端面上设有移动槽，所述移动槽内滑动连接有粗糙底座，所述粗糙底座铰接有与所述抵接爪铰接的链杆，所述粗糙底座与所述移动槽之间连接有压缩弹簧。
7.如权利要求6所述的一种提高风能利用率的换向装置，其特征在于：所述粗糙底座与所述移动槽之间的摩擦力加上克服所述移动槽的弹力小于所述滚轮沿着所述竖纹挡板纹路滚动的摩擦力，所述粗糙底座与所述移动槽之间的摩擦力加上克服所述移动槽的弹力大于所述滚轮与所述光滑框之间的摩擦力，所述粗糙底座与所述移动槽之间的摩擦力加上克服所述移动槽的弹力大于所述滚轮未沿着所述竖纹挡板纹路滚动的摩擦力。
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