CN115355138A - 一种风向跟随式节能风力发电机 - Google Patents

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毛聪
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胡永乐
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Abstract

本发明公开了一种风向跟随式节能风力发电机，包括控制模块；由控制模块控制的调节机构；驱动机构，与控制模块连接，根据当前风向为带动风力发电机的旋转提转供动力；悬浮机构，与调节机构连接，其中所述悬浮机构包括至少两个磁圈以及两组磁性支撑件；将风力发电机设置在地面上，通过驱动机构感知风力发电机外侧的风向，为调节机构提供动力带动风力发电机进行旋转至迎风，当风力发电机在迎风旋转的过程中，通过磁圈与相对应的磁性支撑件之间产生的磁斥力使得悬浮机构悬浮，减少风力发电机的摩擦接触旋转而带来的能量损耗。

Description

一种风向跟随式节能风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种风向跟随式节能风力发电机。
背景技术
风力是一种清洁的可再生能源，随着全球对环境的重视提高，国际协议缩减矿物类燃料的使用。大力提倡风能、水能、潮汐能、地热能、太阳能等清洁能源。
风能的获取通过风力发电机组，现有技术中，用于大功率发电的风电机组一般为水平轴形式，发电机置于风叶后的机头内，风叶被风吹动后，带动发电机发电。
使用过程中存在几点问题：1、风力转轴与转筒之间存在摩擦接触，会有校多能量流失造成浪费；2、现有的调节风力发电机的转向的装置多设置有调节机构，包括感应风向的风向标、偏航电机、偏航行星齿轮减速器、偏航制动器(偏航阻尼或偏航卡钳)、回转体大齿轮等，结构复杂且装置较重。因此，设计针对小型风力发电机换向方便且节省能源流失的一种风向跟随式节能风力发电机是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风向跟随式节能风力发电机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供如下技术方案：一种风向跟随式节能风力发电机，包括控制模块；由控制模块控制的调节机构；驱动机构，与控制模块连接，根据当前风向为带动风力发电机的旋转提转供动力；悬浮机构，与调节机构连接，其中所述悬浮机构包括至少两个磁圈以及两组磁性支撑件；将风力发电机设置在地面上，通过驱动机构感知风力发电机外侧的风向，为调节机构提供动力带动风力发电机进行旋转至迎风，当风力发电机在迎风旋转的过程中，通过磁圈与相对应的磁性支撑件之间产生的磁斥力使得悬浮机构悬浮，减少风力发电机的摩擦接触旋转而带来的能量损耗。
另一方面，本发明还提供了一种风向跟随式节能风力发电机的工作方法，包括：
步骤S1：通过驱动机构根据当前风向为带动风力发电机的旋转提转供动力；
步骤S2：调节机构接收驱动机构的动力源，带动风力发电机进行旋转。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过驱动机构，感知到风力发电机外侧的空气流动方向变化后，为后续调节机构提供动力，无需外接电源，通过调节机构带动风力发电机进行旋转至迎风，结构简单、轻便，且通过设置有旋转机构中磁悬浮原理大大的降低了风力发电机旋转过程中的能量损失。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体立体结构示意图；
图2是本发明的旋转机构立体剖视结构示意图；
图3是本发明的驱动机构立体结构示意图；
图4时本发明的竖筒和转轴配合立体结构示意图；
图中：1、迎风机构；11、转轴；12、转动叶；
2、悬浮机构；21、横筒；22、横轴；23、梯形磁块；24、磁圈；25、锥齿轮二；
3、驱动机构；31、尾筒；32、导管；33、短轴；34、扇叶；35、磁块；36、导线；
4、调节机构；41、底盘；42、竖筒；43、环形槽；44、气囊；45、转轴、46、锥齿轮一；47、球体；。
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。
请参阅图1至图4，本实施例提供一种风向跟随式节能风力发电机，包括控制模块；由控制模块控制的调节机构；驱动机构，与控制模块连接，根据当前风向为带动风力发电机的旋转提转供动力；悬浮机构，与调节机构连接，其中所述悬浮机构包括至少两个磁圈以及两组磁性支撑件；将风力发电机设置在地面上，通过驱动机构感知风力发电机外侧的风向，为调节机构提供动力带动风力发电机进行旋转至迎风，当风力发电机在迎风旋转的过程中，通过磁圈与相对应的磁性支撑件之间产生的磁斥力使得悬浮机构悬浮，减少风力发电机的摩擦接触旋转而带来的能量损耗。
驱动机构3包括：尾筒31；设置在尾筒31上的风向传感器37；所述尾筒31中空且两侧贯穿；短轴33，竖直立于尾筒31中空内部与尾筒31连接；若干扇叶34，圆周分布在短轴33外侧；两块磁块35，其上设置有导线36；在风力发电机外侧存在流动气流时，气流吹动扇叶34，带动短轴33旋转，两块磁块35位于短轴33一侧，上下对称分布，若干扇叶34在旋转过程中不断切割磁感线，此时导线36内产生电流，导线36位于导管32内部，通过导管32与调节机构4连接，将产生的电流作为调节机构4的驱动源。
所述调节机构4包括：竖筒42，与底盘41铰接；所述竖筒42的内壁上开设有环形槽43，其内设置有若干气囊44；泵机，设置在竖筒42内通过气管与若干气囊44连接，所述导管32与竖筒42连接，导线36与泵机连接；转轴45；其中所述转轴45上与环形槽43的凹槽同一平面上设置有若干球体47，所述转轴45的顶部设置有锥齿轮一46，所述转轴45的底部与底盘41连接；当驱动机构3感知到风向后，通过导线36为泵机提供动力，泵机通过气管将空气泵入气囊44内，气囊44膨胀与球体47摩擦接触，直至气囊44胀满后阻碍球体47的旋转，此时转轴45持续旋转，带动外侧的竖筒42旋转，带动风力发电机朝向迎风。
所述风力发电机还包括：悬浮机构2，所述悬浮机构2包括：横筒21，一端与尾筒31连接；横轴22，位于横筒21的内部；两块磁圈24，设置在横筒21上，两块所述磁圈24之间设置有锥齿轮二25，所述锥齿轮二25与锥齿轮一46啮合；两组支撑件，其中每一组支撑件均包括至少三块梯形磁块23；在风力发电机工作的过程中，横轴22在横筒21的内部旋转，带动其上设置的磁圈以及锥齿轮二25旋转，支撑件与磁圈24的数量对应，且每一组支撑件中的梯形磁块23的磁性与其相对应的磁圈24磁性相同，利用磁性物质同性相斥原理使得横轴22悬浮在横筒21内部，减少横轴22与横筒21的接触，避免摩擦损失能量。
所述风力发电机还包括：迎风机构1；其中迎风机构1包括：转头11与横筒21轴承连接，所述横轴22的一端与转轴11连接；若干转动叶12，设置在转轴11的外侧；当迎风机构1朝向外界气流流动方向时，转动叶12带动转轴11旋转，从而带动横轴22进行旋转。
另一方面，本发明提供了一种风向跟随式节能风力发电机的工作方法，包括：
步骤S1：通过驱动机构3根据当前风向为带动风力发电机的旋转提转供动力；
步骤S2：调节机构4接收驱动机构3的动力源，带动风力发电机进行旋转。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，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 (6)

1.一种风向跟随式节能风力发电机，其特征在于，包括：
控制模块；
由控制模块控制的调节机构(4)；
驱动机构(3)，与控制模块连接，根据当前风向为带动风力发电机的旋转提转供动力；
悬浮机构(2)，与调节机构(4)连接，其中
所述悬浮机构(2)包括至少两个磁圈(24)以及两组磁性支撑件；
将风力发电机设置在地面上，通过驱动机构(3)感知风力发电机外侧的风向，为调节机构(4)提供动力带动风力发电机进行旋转至迎风，当风力发电机在迎风旋转的过程中，通过磁圈(24)与相对应的磁性支撑件之间产生的磁斥力使得悬浮机构(2)悬浮，减少风力发电机的摩擦接触旋转而带来的能量损耗。
2.根据权利要求1所述的一种风向跟随式节能风力发电机，其特征在于，
驱动机构(3)包括：
尾筒(31)；
设置在尾筒(31)上的风向传感器(37)；
所述尾筒(31)中空且两侧贯穿；
短轴(33)，竖直立于尾筒(31)中空内部与尾筒(31)连接；
若干扇叶(34)，圆周分布在短轴(33)外侧；
两块磁块(35)，其上设置有导线(36)；
在风力发电机外侧存在流动气流时，气流吹动扇叶(34)，带动短轴(33)旋转，两块磁块(35)位于短轴(33)一侧，上下对称分布，若干扇叶(34)在旋转过程中不断切割磁感线，此时导线(36)内产生电流，导线(36)位于导管(32)内部，通过导管(32)与调节机构(4)连接，将产生的电流作为调节机构(4)的驱动源。
3.根据权利要求2所述的一种风向跟随式节能风力发电机，其特征在于，
所述调节机构(4)包括：
竖筒(42)，与底盘(41)铰接；
所述竖筒(42)的内壁上开设有环形槽(43)，其内设置有若干气囊(44)；
泵机，设置在竖筒(42)内通过气管与若干气囊(44)连接，所述导管(32)与竖筒(42)连接，导线(36)与泵机连接；
转轴(45)；其中
所述转轴(45)上与环形槽(43)的凹槽同一平面上设置有若干球体(47)，所述转轴(45)的顶部设置有锥齿轮一(46)，所述转轴(45)的底部与底盘(41)连接；
当驱动机构(3)感知到风向后，驱动机构(3)通过导线(36)为泵机提供动力，泵机通过气管将外界空气泵入气囊(44)内，气囊(44)膨胀与球体(47)摩擦接触，直至气囊(44)胀满后阻碍球体(47)的旋转，此时转轴(45)持续旋转，带动外侧的竖筒(42)旋转，带动风力发电机朝向迎风。
4.根据权利要求3所述的一种风向跟随式节能风力发电机，其特征在于，所述悬浮机构(2)还包括：
横筒(21)，一端与尾筒(31)连接；
横轴(22)，位于横筒(21)的内部；
两块所述磁圈(24)设置在横筒(21)上，两块所述磁圈(24)之间设置有锥齿轮二(25)，所述锥齿轮二(25)与锥齿轮一(46)啮合；
每一组所述磁性支撑件均包括至少三块梯形磁块(23)；
在风力发电机工作的过程中，横轴(22)在横筒(21)的内部旋转，带动其上设置的磁圈以及锥齿轮二(25)旋转，支撑件与磁圈(24)的数量对应，且每一组支撑件中的梯形磁块(23)的磁性与其相对应的磁圈(24)磁性相同，利用磁性物质同性相斥原理使得横轴(22)悬浮在横筒(21)内部，减少横轴(22)与横筒(21)的接触，避免摩擦损失能量。
5.根据权利要求4所述的一种风向跟随式节能风力发电机，其特征在于，
还包括：迎风机构(1)；其中
迎风机构(1)包括：
转头(11)与横筒(21)轴承连接，所述横轴(22)的一端与转轴(11)连接；
若干转动叶(12)，设置在转轴(11)的外侧；
当迎风机构(1)朝向外界气流流动方向时，转动叶(12)带动转轴(11)旋转，从而带动横轴(22)进行旋转。
6.一种风向跟随式节能风力发电机的工作方法，其特征在于，包括：
步骤S1：通过驱动机构(3)根据当前风向为带动风力发电机的旋转提转供动力；
步骤S2：调节机构(4)接收驱动机构(3)的动力源，带动风力发电机进行旋转。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116799422A (zh) * 2023-08-23 2023-09-22 江西五十铃汽车有限公司 一种新能源汽车行车安全保障装置
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