CN113266526A - 一种发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发电装置，包括：风力发电机构，所述风力发电机构构造为：将风能转换为电能；所述风力发电机构包括发电机本体和风轮，所述风轮与所述发电机本体的电机轴传动连接；气流控制机构，所述气流控制机构构造为：控制气流的流速和稳定性；进风口，所述进风口设置于所述风力发电机构的一端；以及出风口，所述出风口设置于所述气流控制机构的一端；其中，所述风力发电机构与所述气流控制机构之间可拆卸连接。

Description

一种发电装置

技术领域

本发明涉及发电技术领域，具体涉及一种发电装置。

背景技术

当前移动式发电技术正在蓬勃发展，太阳能、风能、空气能等绿色发电方式应运而出，但现在的各种能源发电装置为了提供充足的电力，体积较为庞大，更不便于拆装携带，在户外想要采用能源发电的方式，通常存在以下几个缺点：一是户外移动太阳能功率小，占地面板较大，安装放置受阳光影响；二是移动风力发电机受环境场风力影响很大，微风功率太小；三是空气能需要事先储存空气，存储空气同样需要动力，特别是新能源汽车在户外活动临时电源功率过小，将面临无法启动的问题，因此户外活动时缺少携带方便的发电装置。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种发电装置，拆装方便、携带方便，能够解决户外充电的装置不便于携带的问题。

根据本发明的一方面，本发明一实施例提供的一种发电装置，包括风力发电机构，所述风力发电机构构造为：将风能转换为电能；所述风力发电机构包括发电机本体和风轮，所述风轮与所述发电机本体的电机轴传动连接；

气流控制机构，所述气流控制机构构造为：控制气流的流速和稳定性；

进风口，所述进风口设置于所述风力发电机构的一端；以及

出风口，所述出风口设置于所述气流控制机构的一端；

其中，所述风力发电机构与所述气流控制机构之间可拆卸连接。

本发明实施例提供的效果在于：

1.从进风口进入风力发电机构的风经过风轮时，带动风轮旋转，把风能转变成机械动能，再把机械能转化为电能，经过风轮后的风可从出风口出，风能清洁无害且可以再生，利用风力发电节约资源并且清洁环保，在户外时运用风能可以弥补临时没有能源补充的困境。

2.气流控制机构的作用在于可以人为的控制风在风力发电机构内流通的速率，从而控制风力的大小，用以解决风力受环境影响难以控制的问题。

3.风力发电机构与气流控制机构之间可以拆卸，使整个发电装置携带方便，在户外活动时拆装方便，适配更多的场合。

优选的，所述气流控制机构包括至少一个出风管，所述至少一个出风管的外表面包括太阳能涂层，所述出风口设置在所述至少一个出风管的一端。太阳能涂层可以利用进一步利用太阳能，太阳能涂层吸收热量加热出风管处的空气，使其形成稳定的上升气流，加速气流的流通，在风力太小时也能利用空气的流通使风力发电机构继续工作，持续发电。

优选的，还包括：调速器，所述调速器设置于所述至少一个出风管与所述风力发电机构连接的一端。调速器可以控制在风力发电机构中流通的风量大小，从而解决户外风受环境影响较大人为不可控制调节的问题。

优选的，所述调速器包括：至少两片叶片，所述叶片构造为阻挡风流通；限位块，设置于所述至少两片叶片中至少一片上；牵引杆，所述牵引杆与所述限位块或所述叶片连接；固定圈，所述至少两片叶片滑动连接在所述固定圈上；调速旋钮，所述调速旋钮构造为调节所述至少两片叶片的位置；以及锥齿轮组，所述锥齿轮组构造为传动连接所述调速旋钮与所述固定圈；所述锥齿轮组包括主动锥齿轮和与所述主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮；其中，所述牵引杆的自由端连接在从动锥齿轮上，所述调速旋钮与所述主动锥齿轮同轴连接。采用机械结构使调速器运作，减小了电能的消耗，操作时人为调节调速旋钮即可控制在风力发电机构中流通的风力大小，操作便捷。

优选的，还包括：底盘，所述底盘设置于所述发电机本体底部，其构造为固定所述风力发电机构。底盘可以更好的固定在安全平台的地方或放置于汽车平坦的顶部，保证风力发电机构在运作时不会歪斜造成机器损坏。

优选的，所述底盘底部包括至少一个固定吸盘，所述固定吸盘包括磁性吸盘。磁性吸盘可以使整个装置吸附于汽车顶部，使其更加稳固，提高安全性。

优选的，所述发电机本体与所述底盘可拆卸连接。进一步提高便携性，并且在安装时可以先安装底盘，再将发电机本体固定在底盘上，在安装过程中更加方便。

优选的，所述发电机本体一端包括卡接件，所述底盘上包括与所述卡接件相匹配的卡口。提高安装时的便利性，节省安装时间。

优选的，还包括：外壳，所述外壳设置于所述风力发电机构外部，构造为包裹所述风力发电机构；所述外壳靠近所述进风口一端的宽度大于远离所述进风口一端的宽度。设置外壳可起到保护发电机本体和风轮的作用，外壳一端宽一端窄可提高进风量的同时在出风处聚集风，从而提高风的流通速率，使风轮旋转速度提高。

优选的，还包括：电源控制板，所述电源控制板与所述发电机本体电连接，所述电源控制板设置在所述外壳表面。通过电源控制板可以检测发电状态以及输出情况，以及控制发电机本体的开启或关闭。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的结构示意图。

图2所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的风轮的俯视图。

图3所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的太阳能涂层收拢状态的示意图。

图4所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的太阳能涂层展开状态的示意图。

图5所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的调速器的俯视图。

图6所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的调速器的结构示意图。

图7所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的俯视图。

图8所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的底盘卡扣示意图。

图9所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的电源控制板的电路图。

附图标记说明：风力发电机构1、发电机本体11、风轮12、外壳13、气流控制机构2、出风管21、太阳能涂层22、底盘3、固定吸盘31、卡口32、进风口4、调速器5、调速旋钮51、叶片52、限位块53、牵引杆54、固定圈55、从动锥齿轮56、主动锥齿轮57、电源控制板6、出风口7。

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。

此外，在示例性实施例中，因为相同的参考标记表示具有相同结构的相同部件或相同方法的相同步骤，如果示例性地描述了一实施例，则在其他示例性实施例中仅描述与已描述实施例不同的结构或方法。

在整个说明书及权利要求书中，当一个部件描述为“连接”到另一部件，该一个部件可以“直接连接”到另一部件，或者通过第三部件“电连接”到另一部件。此外，除非明确地进行相反的描述，术语“包括”及其相应术语应仅理解为包括所述部件，而不应该理解为排除任何其他部件。

图1所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的结构示意图，图2所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的风轮的俯视图。如图1和图2所示，该发电装置包括：风力发电机构1，将风能转化为电能，风力发电机构1包括一个发电机本体11和风轮12，风轮12设在发电机本体11上方，与发电机本体11的电机轴传动连接，风轮12受风吹动带动电机轴转动，风能转变成机械动能，再把机械能转化为电能，风能清洁无害且可以再生，利用风力发电节约资源并且清洁环保，在户外时运用风能可以弥补临时没有能源补充的困境；进风口4，设置于风力发电机构1的下半部分，进风口4在风轮12的下方，使风穿过风轮12从而达到风力发电的效果；出风口7，设置在气流控制机构2的顶端，将汇入风力发电机构1内的风传输到空气中，从而带动气流流通；气流控制机构2，与风力发电机构1之间可拆卸连接，将气流控制机构2与风力发电机构1拆卸后便于携带，能够在外出时将其随身携带或装载在车内，户外活动时可利用户外的风或者空气进行发电。

图3所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的太阳能涂层收拢状态的示意图，图4所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的太阳能涂层展开状态的示意图。如图3和图4所示，在一实施例中，上述实施例中的气流控制机构2还可以包括至少一个出风管21，出风管21的表面上均覆盖有太阳能涂层22，太阳能涂层22可以包覆在出风管21上，也可以拉伸开扩大被照射的面积，提高太阳能利用率，出风口7设置在出风管21的顶端，太阳能涂层22在阳光下可以吸收热量加热出风管21处的空气，使其形成稳定的上升气流，加速气流的流通，在风力太小时也能利用空气的流通使风力发电机构1继续工作，持续发电。

可选的，出风管21整体采用圆柱体，内部中空，材质采用金属与玻璃，出风管21底部设有与风力发电机构1连接的接口，与风力发电机构1连接的部分采用金属，其他部分为玻璃太阳能集热管，空心管长400mm且直径为100mm，太阳能集热管的管壁有两层，分别为内层和外层，内外层之间为真空，在内层的表面上利用特种工艺涂有光谱选择性吸收涂层，用来最大限度的吸收太阳辐射能，将涂有太阳能涂层22的内层外封上外层，然后将内外层之间抽成真空，形成真空度为0.05Pa的真空夹层，以减少由于空气对流和传导而引起的热损失，加速出风管21内空气加热的速度，提升空气流速，从而进一步提升发电装置的效率。

图5所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的调速器的俯视图，图6所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的调速器的结构示意图，如图5和图6所示，可选的，上述实施例中的一种发电装置还包括：调速器5，调速器5包括固定圈55，固定圈55中间中空，固定圈55上滑动连接有至少两片叶片52，至少两片叶片52之间互相连接，至少两片叶片52在展开时可将出风管21的管口挡住，其中任意一片叶片52上设置限位块53，限位块53上连接有牵引杆54，牵引杆54也可以直接与设有限位块53的叶片52连接，固定圈55正下方设有锥齿轮组，锥齿轮组由主动锥齿轮57和与主动锥齿轮57啮合的从动锥齿轮56组成，从动锥齿轮56与固定圈55平行设置，牵引杆54不与限位块53连接的一端连接在从动锥齿轮56上，主动锥齿轮57同轴连接有调速旋钮51，调速旋钮51设在风力发电机构1外部，使用者可以接触到调速旋钮51从而调节调速器5，锥齿轮组传动连接调速旋钮51和固定圈55，使用者在旋转调速旋钮51时可以使至少两片叶片52展开或收拢，从而控制可以从调速器5处流过的风量，可以解决户外风受环境影响较大人为不可控制调节的问题，采用机械结构使调速器5运作，减小了电能的消耗。

图7所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的俯视图，如图7所示，在一实施例中，上述实施例中的一种发电装置还可以包括：底盘3，底盘3设置在发电机本体11的底部，将其放置在安全平坦的地方，可以使发电装置增大与地面的接触面积，使发电装置在风进入外壳13后吹动风轮12产生机械运动时，抓地更牢固，不易发生倾翻，提高装置的安全性。

可选的，底盘3底部可以设置至少一个固定吸盘31，固定吸盘31选择磁性吸盘可更好的与汽车顶部适配，吸附更加稳固，提高发电装置的安全性和稳定性。

可选的，底盘3设计为直径400mm，厚1mm，采用金属材质，底盘3边缘安装6个采用吸盘中心为强力磁铁与外围橡胶共体式设计的吸盘进行固定，在磁铁吸附的同时采用橡胶吸附增加其吸附的牢固性。

图8所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的底盘卡扣示意图，如图8所示，可选的，发电机本体11与底盘3之间可以拆卸，发电机本体11底部设有卡接件，底盘3上设有与卡接件可以卡合的卡口32，通过垂直卡合的方式或者旋转卡合的方式可以提高装置的拆装方便度，节省安装时间。

在一实施例中，上述实施例中的一种发电装置还可以包括外壳13，外壳13设置于风力发电机构1外部，将发电机本体11和风轮12包裹在内，起到保护和聚集风的作用，外壳13的形状为靠近进风口4的一端宽于远离进风口4的一端，该形状可容纳更多的进风量，出风口7窄则可将外壳13内的空气聚集，使进风挤压外壳13内聚集的空气，进一步提高空气的流速，从而提高工作效率。

可选的，在外壳13上设置太阳能电池板，太阳能电池板连接有蓄电池，太阳能电池板的作用是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，或送往蓄电池中存储起来，蓄电池可以将太阳能转换的电能储存，蓄电池外接线路可以为其他设备供电，在无法使用风力发电时或是风力发电的电能不够充足时起到应急的作用，同时太阳能也是干净可再生资源，利用太阳能发电能够起到节约资源的效果，并且在户外活动时太阳能获取方便快捷，在使用风力发电的同时将太阳能资源一起利用，能进一步提高发电效率，预防更多户外可能产生的突发情况。

图9所示为本申请一实施例提供的一种发电装置的电源控制板的电路图，如图9所示，可选的，上述实施例中的一种发电装置还可以包括电源控制板6，电源控制板6设置在外壳13表面，电源控制板6通过线路与发电机本体11相连接，可实时监控发电状态以及输出情况，以及控制发电机本体11的开启或关闭。

可选的，发电机本体11可采用12V小型发电机，12V直流发电机的电源控制板6从左到右依次设有输入接口、断路开关、输出接口，线路中并联有整流桥、电压指示表、12V稳压板、电容和二极管，其中电容与二极管串联，小型发电机便于携带的同时可保障输出稳定。

在一实施例中，上述实施例中的进风口4可以进一步配置为：设置多个进风口4，在每个进风口4处设置挡片，挡片与每个进风口4处的外壳13转动连接，挡片连接在外壳13内部，挡片在受到外部风吹时可朝外壳13内部转动，容许外部风吹入外壳13内，挡片在受到已经进入外壳13内部的风挤压时，转动的最大限度为完全遮蔽进风口4，继续转动时会受到外壳13阻挡，设置挡片可以阻止在工作过程中已经进入外壳13内部的风向外运动，使风形成单向运动，提高风能利用率。

在一实施例中，上述实施例中的进风口4还可以配置为：设置多个进风口4，在每个进风口4处设置阻风片，阻风片大小与进风口4相同，阻风片与进风口4处的外壳13转动连接，阻风片与外壳13连接处设有转动器，阻风片朝向外壳13外部的一面设有压力传感器，压力传感器电连接有控制系统，控制系统与转动器电连接，在控制系统内预先设定可使阻风片转动的压力值，当压力传感器受到的风力达到预先设定的压力值时，压力传感器将信号传给控制系统，控制系统判定达到数值后将信号传递给转动器，转动器控制阻风片朝向外壳13内部旋转，阻风片向外壳13外部转动的最大限度为完全遮蔽进风口4，当装置放置在户外时无人监管时，可采用控制系统控制进风口4的开启，从而为装置工作设定启动条件，使其更适用于多样化的场景，达到无人监控自行运转的功能，同样也提高了在打开发电机本体11时的安全性。

在使用该装置时，可先将底盘3固定在安全平坦的地方或吸附于汽车平坦的顶部，选择阳光能够照射到的地方可以进一步提高该装置的作用，安装好底盘3后将发电机本体11安装在底盘3上，可采用旋转卡合的方式或者按压卡合的方式将发电机本体11固定在底盘3上，将风轮12与发电机本体11的机轴连接，再将外壳13套在发电机本体11与风轮12的外部，外壳13较宽的一端朝下，外壳13较窄的一端朝上放置，外壳13下半部分开口形成进风口4，进风口4处在风轮12下方以保证进风后，风能够经过风轮12从而带动风轮12旋转，将外壳13上的电源控制板6与发电机本体11通过线路连接，出风管21安置在外壳13顶端，与外壳13连接，调速器5设置在出风管21与外壳13连接处，调速器5设置的数量与出风管21数量相同，调速器5与出风管21的管口对应设置。

调速器5在使用时，使用者旋转调速旋钮51可带动主动锥齿轮57旋转，主动锥齿轮57旋转带动与其啮合的从动锥齿轮56旋转，从动锥齿轮56旋转带动牵引杆54和限位块53，从而带动叶片52移动，当其中一片设有限位块53的叶片52移动位置到达下一片叶片52时，限位块53会挡住下一片叶片52，使下一片叶片52随着带有限位块53的叶片52一起移动，从而收拢叶片52，增大出风管21的通风量，反向旋转可以展开叶片52，阻挡出风管21的面积增大，从而减少出风管21的通风量。

出风管21表面涂有太阳能涂层22，因此适合放置在能够被阳光照射的位置，将装置组装好后，打开电源控制板6上控制发电机本体11的开关，使其开始运作：

工况一，风力大但太阳能不充足的情况下，将发电装置放置在户外，风从进风口4处进入，在外壳13的限制作用下风在外壳13内向上运动，经过风轮12，风能带动风轮12转动产生动能，动能再转化为电能，由发电机本体11通过外接线路向外输出电能，此时太阳能涂层22起到的作用较小，可以将太阳能涂层22拉伸展开，扩大其受光面积，提高太阳能利用率，主要采用风力使发电装置为其他设备供电，当风力过大时可人为的旋转调速旋钮51，使用调速器5控制出风量从而减小进风量。

工况二，风力较小但阳光充足的情况下，将发电装置放置在户外，风从进风口4处进入，在外壳13的限制作用下风在外壳13内向上运动，经过风轮12，风能带动风轮12转动产生动能，动能再转化为电能，由发电机本体11通过外接线路向外输出电能，此时太阳能涂层22吸收到足够多的太阳能从而产生热量，热量先将出风管21加热，出风管21温度升高后可将出风管21内的空气加热，使出风管21内的空气形成稳定的上升气流，加速空气的流通，使整个装置在没有风能为风力发电机构1提供动能的情况下，利用热空气质量较轻的原理，使外壳13内的空气发生运动，从而为风轮12提供动能，下方的风轮12利用空气流动来旋转进行发电，此时可应对户外风力不足以单独为发电机本体11提供动能的情况。

工况三，风力大并且阳光充足的情况下，将发电装置放置在户外，太阳能涂层22可以选择展开或者包覆在出风管21上，风从进风口4处进入，带动风轮12产生电能，此时风力的作用加上太阳能加热提升气流速率的作用，可能会造成风轮12旋转过快从而产生隐患，在这种情况下可以人为的使用调速器5，阻挡一部分风量，减小通风量，从而降低风轮12旋转速度，保证发电装置的安全性。

工况一、工况二和工况三均可通过电源控制板6检测发电状态，发电机本体11可设置外接线路当场给其他设备供电，也可储存能量用以应对紧急情况下的供电需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发电装置，其特征在于，包括：

风力发电机构，所述风力发电机构构造为：将风能转换为电能；所述风力发电机构包括发电机本体和风轮，所述风轮与所述发电机本体的电机轴传动连接；

气流控制机构，所述气流控制机构构造为：控制气流的流速和稳定性；

进风口，所述进风口设置于所述风力发电机构的一端；以及

出风口，所述出风口设置于所述气流控制机构的一端；

其中，所述风力发电机构与所述气流控制机构之间可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的一种发电装置，其特征在于，所述气流控制机构包括至少一个出风管，所述至少一个出风管的外表面包括太阳能涂层，所述出风口设置在所述至少一个出风管的一端。

3.根据权利要求2所述的一种发电装置，其特征在于，还包括：调速器，所述调速器设置于所述至少一个出风管与所述风力发电机构连接的一端。

4.根据权利要求3所述的一种发电装置，其特征在于，所述调速器包括：

至少两片叶片，所述至少两片叶片构造为阻挡风流通；

限位块，设置于所述至少两片叶片中至少一片上；

牵引杆，所述牵引杆与所述限位块或所述至少两片叶片中至少一片连接；

固定圈，所述至少两片叶片滑动连接在所述固定圈上；

调速旋钮，所述调速旋钮构造为调节所述至少两片叶片的位置；以及

锥齿轮组，所述锥齿轮组构造为传动连接所述调速旋钮与所述固定圈；所述锥齿轮组包括主动锥齿轮和与所述主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮；

其中，所述牵引杆的自由端连接在从动锥齿轮上，所述调速旋钮与所述主动锥齿轮同轴连接。

5.根据权利要求1所述的一种发电装置，其特征在于，还包括：底盘，所述底盘设置于所述发电机本体底部，构造为固定所述风力发电机构。

6.根据权利要求5所述的一种发电装置，其特征在于，所述底盘底部包括至少一个固定吸盘，所述固定吸盘包括磁性吸盘。

7.根据权利要求5所述的一种发电装置，其特征在于，所述发电机本体与所述底盘可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述的一种发电装置，其特征在于，所述发电机本体一端包括卡接件，所述底盘上包括与所述卡接件相匹配的卡口。

9.根据权利要求1所述的一种发电装置，其特征在于，还包括：外壳，所述外壳设置于所述风力发电机构外部，构造为包裹所述风力发电机构；所述外壳靠近所述进风口一端的宽度大于远离所述进风口一端的宽度。

10.根据权利要求9所述的一种发电装置，其特征在于，还包括：电源控制板，所述电源控制板与所述发电机本体电连接，所述电源控制板设置在所述外壳表面。

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