CN110868137A - 一种家用式太阳能风力混合发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种家用式太阳能风力混合发电装置，在空调外机上方固定安装有固定支架，固定支架上部滑动配合地设置有滑动支架，在窗台外侧固定连接有承载板，滑动支架与承载板之间通过倾斜轨道连通；滑动支架的上部安装有太阳能发电机构，滑动支架于空调外机的外侧安装有风力发电机构，风力发电机构中设置有尾翼，拉绳一端连接滑动支架，另一端绕设过固接在承载板上的导向轮后穿入室内。该装置能够合理利用室外机附近存在的太阳能以及其转动产生的风能进行混合发电，在合理利用自然能源进行发电的同时，还能减少家庭用电对联网电力的依赖，有助于减少煤力发电过程中的碳排放量，同时，该装置便于安装和维护，其安装和维护过程中的安全系数高。

Description

一种家用式太阳能风力混合发电装置
技术领域
本发明属于发电技术领域，具体涉及一种家用式太阳能风力混合发电装置。
背景技术
一般情况下，空调室外机放置在房间或公寓外，因此空调室外机暴露在阳光下一天的大部分时间中，光能具有得到有效利用的机会。此外，当空调打开时，室外机的排风口以均匀的速度不断地将空气吹到室外，为在排风口对面安装微型风力发电机提供了机会，现有技术中，对这部分风能并未加以合理的利用，造成了能量的浪费。另外，大自然中的自然风在空调未运转时也可以提供风能，可以为风力发电提供利用的机会。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种家用式太阳能风力混合发电装置，该装置能够合理利用室外机附近存在的太阳能以及其转动产生的风能进行混合发电，在合理利用自然能源进行发电的同时，还能减少家庭用电对联网电力的依赖，有助于减少煤力发电过程中的碳排放量，同时，该装置便于安装和维护，其安装和维护过程中的安全系数高。
为了实现上述目的，本发明提供一种家用式太阳能风力混合发电装置，包括支撑机构、风力发电机构、太阳能发电机构、滑动支架、拉绳和控制器；
所述支撑机构包括设置在空调外机上方的固定支架、前后相对设置的一对倾斜轨道和安装在窗台外侧且位于固定支架上方的承载板；
固定支架的右端通过多根连接臂与墙体外侧固定连接，其上端具有左低右高倾斜设置的斜面，其前端和后端的斜边沿的左端固定连接有一对限位凸台，其前端和后端的斜边沿的右端分别与一对倾斜轨道的下端固定连接，一对倾斜轨道的上端与承载板上端的前部和后部固定连接；所述承载板的上端在一对倾斜轨道之间安装有导向轮，承载板的下端安装有蓄电池组；在固定支架的斜边沿和倾斜轨道上表面设置有平滑过渡的一体式滑槽；
所述滑动支架的下端具有左低右高倾斜设置的斜面，其前端和后端的斜边沿的左端分别与一对限位凸台的右端限位配合，且其前端和后端的斜边沿下部均安装有多个滑轮，所述滑轮滑动地设置于一体式滑槽中，以实现滑动支架与固定支架之间的滑动配合；
所述风力发电机构包括风力支架、小型发电机、风动叶轮和尾翼；所述风力支架由第一固定臂和第二固定臂组成，第一固定臂横向地设置，其右端与滑动支架的左端固定连接，第二固定臂竖直地设置，其上端通过螺栓与第一固定臂的左端固定连接，其下端延伸到靠近空调外机出风口的位置；所述小型发电机设置在空调外机出风口的外侧，其机座通过旋转连接件可旋转地连接在第二固定臂的下端；风动叶轮和尾翼分别设置在小型发电机的两侧，且风动叶轮固定套装在小型发电机的转轴上，尾翼通过连接杆固定连接在小型发电机的机座上；
所述太阳能发电机构包括框架、安装底板、太阳能电池板和角度调节机构；
所述框架水平地固定连接在滑动支架的上端，框架的右端沿上部固定连接有倒U形设置的支撑架；所述安装底板设置在框架的上部，其左端沿与框架的左端沿铰接，其右端下部固定连接有连接座；所述太阳能电池板安装在安装底板的上部；所述角度调节机构的两端分别与连接座和支撑架的上边梁活动连接，以用于调节安装底板的倾斜角度；
所述拉绳的一端与框架的右端沿中部连接，另一端绕过导向轮后由窗户穿入墙体内；
所述小型发电机和太阳能电池板均通过控制器与蓄电池组连接。
所述角度调节机构为直线电动推杆，直线电动推杆的两端分别与连接座和支撑架的上边梁铰接，直线电动推杆通过控制器与蓄电池组连接。
所述角度调节机构包括连接梁、定位板和调节螺栓；
所述支撑架的上边梁上开设有供连接梁滑动通过的导向孔；所述定位板固定连接在支撑架上边梁的下端，且位于导向孔的一侧，定位板的下部开设有定位孔；所述连接梁的长度方向上均匀地开设有多个调节孔，连接梁的上端与连接座铰接，连接梁的下部滑动穿过导向孔；所述调节螺栓依次穿过定位孔和调节孔将连接梁与定位板固定连接。
进一步，为了方便地将该装置牵引到室内，还包括牵引机构，所述牵引机构包括通过滚筒支架安装在墙体内侧的滚筒和绕设在滚筒上的牵引绳，所述牵引绳的自由端连接有锁扣；所述拉绳在墙体内的一端连接有锁钩，锁钩与锁扣相配合实现拉绳与牵引绳的连接或脱离；所述滚筒由设置在滚筒支架外侧且与滚筒的转轴连接的摇柄或驱动电机驱动。
进一步，为了避免产生高空坠物的危险，还包括安全网，所述安全网安装在墙体的外侧，且延伸到空调外机的外侧。
作为一种优选，所述蓄电池组为铅酸电池组或锂离子电池组。
作为一种优选，所述小型发电机为水平轴风力涡轮发电机。
本发明中，风动叶轮设置在空调外机的出风口处，当空调启动时，空调外机产生的风力带动风动叶轮转动，进而驱动小型发电机发电，当空调关闭且存在自然风的条件下，尾翼调整风动叶轮朝向有风的方向，从而能利用自然风来驱动小型发电机发电，小型发电机发出的电力通过控制器存储于蓄电池组中。设置的太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，并通过控制器存储于蓄电池组中。角度调整机构可以根据实际情况对太阳能电池板的角度进行调整，以达到充分利用太阳能的目的。太阳能电池板的倾斜角度可以根据不同季节进行季节性倾斜调整，具体倾斜角度可以通过经纬度计算得到。滑动支架与固定支架之间滑动配合，可以在需要安装或维修过程中利用拉绳将该装置整体通过窗户拉入室内，以便于维修作业，同时，还能降低高空维修作业的风险。限位凸台的设置可以对滑动支架进行限位，从而能便于安装过程中的快速定位。该装置能够合理利用室外机附近存在的太阳能以及其转动产生的风能进行混合发电，在合理利用自然能源进行发电的同时，还能减少家庭用电对联网电力的依赖，有助于减少煤力发电过程中的碳排放量，同时，该装置便于安装和维护，其安装和维护过程中的安全系数高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1去掉安全网后的结构示意图；
图3是图2中A部的放大图；
图4是本发明中太阳能发电机构的结构示意图；
图5是本发明的主视图。
图中：1、固定支架，2、倾斜轨道，3、连接臂，4、限位凸台，5、滑动支架，6、第一固定臂，7、滑轮，8、风动叶轮，9、小型发电机，10、尾翼，11、旋转连接件，12、第二固定臂，13、框架，14、安装底板，15、太阳能电池板，16、连接座，17、连接梁，18、调节孔，19、支撑架，20、导向孔，21、定位板，22、定位孔，23、调节螺栓，24、牵引绳，25、拉绳，26、承载板，27、导向轮，28、蓄电池组，29、锁钩，30、滚筒，31锁扣， 32、安全网，33、滚筒支架，34、摇柄。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图5所示，一种家用式太阳能风力混合发电装置，包括支撑机构、风力发电机构、太阳能发电机构、滑动支架5、拉绳25和控制器；
所述支撑机构包括设置在空调外机上方的固定支架1、前后相对设置的一对倾斜轨道2 和安装在窗台外侧且位于固定支架1上方的承载板26；
固定支架1的右端通过多根连接臂3与墙体外侧固定连接，其上端具有左低右高倾斜设置的斜面，其前端和后端的斜边沿的左端固定连接有一对限位凸台4，其前端和后端的斜边沿的右端分别与一对倾斜轨道2的下端固定连接，一对倾斜轨道2的上端与承载板26上端的前部和后部固定连接；所述承载板26的上端在一对倾斜轨道2之间安装有导向轮27，承载板26的下端安装有蓄电池组28；在固定支架1的斜边沿和倾斜轨道2上表面设置有平滑过渡的一体式滑槽；
所述滑动支架5的下端具有左低右高倾斜设置的斜面，其前端和后端的斜边沿的左端分别与一对限位凸台4的右端限位配合，且其前端和后端的斜边沿下部均安装有多个滑轮7，所述滑轮7滑动地设置于一体式滑槽中，以实现滑动支架5与固定支架1之间的滑动配合；
所述风力发电机构包括风力支架、小型发电机9、风动叶轮8和尾翼10；所述风力支架由第一固定臂6和第二固定臂12组成，第一固定臂6横向地设置，其右端与滑动支架5 的左端固定连接，第二固定臂12竖直地设置，其上端通过螺栓与第一固定臂6的左端固定连接，其下端延伸到靠近空调外机出风口的位置；所述小型发电机9设置在空调外机出风口的外侧，其机座通过旋转连接件可旋转地连接在第二固定臂12的下端；风动叶轮8和尾翼10分别设置在小型发电机9的两侧，且风动叶轮8固定套装在小型发电机9的转轴上，尾翼10通过连接杆固定连接在小型发电机9的机座上；第一固定臂6的长度应该满足在小型发电机9绕第二固定臂12转动过程中，风动叶轮8和尾翼10的外端均与空调外机不接触，同时，还满足在滑动支架5在一体式滑槽中滑动过程中，风动叶轮8和尾翼10均与固定支架1不接触；当然，在滑动支架5相对于固定支架1滑动之间，可以先将第二固定臂 12与第一固定臂16之间的连接螺栓先松动，然后将第二固定臂向上转动一定角度后再紧固连接螺栓，以便于滑动支架5滑动过程中，风力发电机构不会与空调外机或固定支架1产生干涉。
作为一种优选，滑动支架5在安装到固定支架1上之后还可以通过抱箍将二者固定连接，以防止在风力或其他外力的作用下使滑动支架5脱离固定支架1的意外情况发生。
所述太阳能发电机构包括框架13、安装底板14、太阳能电池板15和角度调节机构；
所述框架13水平地固定连接在滑动支架5的上端，框架13的右端沿上部固定连接有倒U形设置的支撑架19；所述安装底板14设置在框架13的上部，其左端沿与框架13的左端沿铰接，其右端下部固定连接有连接座16；所述太阳能电池板15安装在安装底板14的上部；所述角度调节机构的两端分别与连接座16和支撑架19的上边梁活动连接，以用于调节安装底板14的倾斜角度；
所述拉绳25的一端与框架13的右端沿中部连接，另一端绕过导向轮27后由窗户穿入墙体内；
所述小型发电机9和太阳能电池板15均通过控制器与蓄电池组28连接。
所述角度调节机构为直线电动推杆，直线电动推杆的两端分别与连接座16和支撑架19 的上边梁铰接，直线电动推杆通过控制器与蓄电池28组连接。
所述角度调节机构包括连接梁17、定位板21和调节螺栓23；
所述支撑架19的上边梁上开设有供连接梁17滑动通过的导向孔20；所述定位板21固定连接在支撑架19上边梁的下端，且位于导向孔20的一侧，定位板21的下部开设有定位孔22；所述连接梁17的长度方向上均匀地开设有多个调节孔18，连接梁17的上端与连接座16铰接，连接梁17的下部滑动穿过导向孔20；所述调节螺栓23依次穿过定位孔22和调节孔18将连接梁17与定位板21固定连接。
为了方便地将该装置牵引到室内，还包括牵引机构，所述牵引机构包括通过滚筒支架 33安装在墙体内侧的滚筒30和绕设在滚筒30上的牵引绳24，所述牵引绳24的自由端连接有锁扣31；所述拉绳25在墙体内的一端连接有锁钩29，锁钩29与锁扣31相配合实现拉绳25与牵引绳24的连接或脱离，锁钩29与锁扣31能方便地脱离，从而能便拉绳25留在墙体外部，以能便于窗户的正常关闭；所述滚筒30由设置在滚筒支架33外侧且与滚筒 30的转轴连接的摇柄34或驱动电机驱动。
为了避免产生高空坠物的危险，还包括安全网32，所述安全网32安装在墙体的外侧，且延伸到空调外机的外侧。
作为一种优选，所述蓄电池组28为铅酸电池组或锂离子电池组。
作为一种优选，所述小型发电机9为水平轴风力涡轮发电机。
风动叶轮设置在空调外机的出风口处，当空调启动时，空调外机产生的风力带动风动叶轮转动，进而驱动小型发电机发电，当空调关闭且存在自然风的条件下，尾翼调整风动叶轮朝向有风的方向，从而能利用自然风来驱动小型发电机发电，小型发电机发出的电力通过控制器存储于蓄电池组中。设置的太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，并通过控制器存储于蓄电池组中。角度调整机构可以根据实际情况对太阳能电池板的角度进行调整，以达到充分利用太阳能的目的。太阳能电池板的倾斜角度可以根据不同季节进行季节性倾斜调整，具体倾斜角度可以通过经纬度计算得到。滑动支架与固定支架之间滑动配合，可以在需要安装或维修过程中利用拉绳将该装置整体通过窗户拉入室内，以便于维修作业，同时，还能降低高空维修作业的风险。限位凸台的设置可以对滑动支架进行限位，从而能便于安装过程中的快速定位。该装置能够合理利用室外机附近存在的太阳能以及其转动产生的风能进行混合发电，在合理利用自然能源进行发电的同时，还能减少家庭用电对联网电力的依赖，有助于减少煤力发电过程中的碳排放量，同时，该装置便于安装和维护，其安装和维护过程中的安全系数高。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种家用式太阳能风力混合发电装置，包括支撑机构、风力发电机构和太阳能发电机构，其特征在于，还包括滑动支架(5)、拉绳(25)和控制器；
所述支撑机构包括设置在空调外机上方的固定支架(1)、前后相对设置的一对倾斜轨道(2)和安装在窗台外侧且位于固定支架(1)上方的承载板(26)；
固定支架(1)的右端通过多根连接臂(3)与墙体外侧固定连接，其上端具有左低右高倾斜设置的斜面，其前端和后端的斜边沿的左端固定连接有一对限位凸台(4)，其前端和后端的斜边沿的右端分别与一对倾斜轨道(2)的下端固定连接，一对倾斜轨道(2)的上端与承载板(26)上端的前部和后部固定连接；所述承载板(26)的上端在一对倾斜轨道(2)之间安装有导向轮(27)，承载板(26)的下端安装有蓄电池组(28)；在固定支架(1)的斜边沿和倾斜轨道(2)上表面设置有平滑过渡的一体式滑槽；
所述滑动支架(5)的下端具有左低右高倾斜设置的斜面，其前端和后端的斜边沿的左端分别与一对限位凸台(4)的右端限位配合，且其前端和后端的斜边沿下部均安装有多个滑轮(7)，所述滑轮(7)滑动地设置于一体式滑槽中，以实现滑动支架(5)与固定支架(1)之间的滑动配合；
所述风力发电机构包括风力支架、小型发电机(9)、风动叶轮(8)和尾翼(10)；所述风力支架由第一固定臂(6)和第二固定臂(12)组成，第一固定臂(6)横向地设置，其右端与滑动支架(5)的左端固定连接，第二固定臂(12)竖直地设置，其上端通过螺栓与第一固定臂(6)的左端固定连接，其下端延伸到靠近空调外机出风口的位置；所述小型发电机(9)设置在空调外机出风口的外侧，其机座通过旋转连接件可旋转地连接在第二固定臂(12)的下端；风动叶轮(8)和尾翼(10)分别设置在小型发电机(9)的两侧，且风动叶轮(8)固定套装在小型发电机(9)的转轴上，尾翼(10)通过连接杆固定连接在小型发电机(9)的机座上；
所述太阳能发电机构包括框架(13)、安装底板(14)、太阳能电池板(15)和角度调节机构；
所述框架(13)水平地固定连接在滑动支架(5)的上端，框架(13)的右端沿上部固定连接有倒U形设置的支撑架(19)；所述安装底板(14)设置在框架(13)的上部，其左端沿与框架(13)的左端沿铰接，其右端下部固定连接有连接座(16)；所述太阳能电池板(15)安装在安装底板(14)的上部；所述角度调节机构的两端分别与连接座(16)和支撑架(19)的上边梁活动连接，以用于调节安装底板(14)的倾斜角度；
所述拉绳(25)的一端与框架(13)的右端沿中部连接，另一端绕过导向轮(27)后由窗户穿入墙体内；
所述小型发电机(9)和太阳能电池板(15)均通过控制器与蓄电池组(28)连接。
2.根据权利要求1所述的一种家用式太阳能风力混合发电装置，其特征在于，所述角度调节机构为直线电动推杆，直线电动推杆的两端分别与连接座(16)和支撑架(19)的上边梁铰接，直线电动推杆通过控制器与蓄电池(28)组连接。
3.根据权利要求1所述的一种家用式太阳能风力混合发电装置，其特征在于，所述角度调节机构包括连接梁(17)、定位板(21)和调节螺栓(23)；
所述支撑架(19)的上边梁上开设有供连接梁(17)滑动通过的导向孔(20)；所述定位板(21)固定连接在支撑架(19)上边梁的下端，且位于导向孔(20)的一侧，定位板(21)的下部开设有定位孔(22)；所述连接梁(17)的长度方向上均匀地开设有多个调节孔(18)，连接梁(17)的上端与连接座(16)铰接，连接梁(17)的下部滑动穿过导向孔(20)；所述调节螺栓(23)依次穿过定位孔(22)和调节孔(18)将连接梁(17)与定位板(21)固定连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种家用式太阳能风力混合发电装置，其特征在于，还包括牵引机构，所述牵引机构包括通过滚筒支架(33)安装在墙体内侧的滚筒(30)和绕设在滚筒(30)上的牵引绳(24)，所述牵引绳(24)的自由端连接有锁扣(31)；所述拉绳(25)在墙体内的一端连接有锁钩(29)，锁钩(29)与锁扣(31)相配合实现拉绳(25)与牵引绳(24)的连接或脱离；所述滚筒(30)由设置在滚筒支架(33)外侧且与滚筒(30)的转轴连接的摇柄(34)或驱动电机驱动。
5.根据权利要求4所述的一种家用式太阳能风力混合发电装置，其特征在于，还包括安全网(32)，所述安全网(32)安装在墙体的外侧，且延伸到空调外机的外侧。
6.根据权利要求5所述的一种家用式太阳能风力混合发电装置，其特征在于，所述蓄电池组(28)为铅酸电池组或锂离子电池组。
7.根据权利要求6所述的一种家用式太阳能风力混合发电装置，其特征在于，所述小型发电机(9)为水平轴风力涡轮发电机。
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