CN115614219A - 一种风能转机械能方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风能转机械能方法及装置，采用风动带受风，风动带通过至少两根轴支撑并与轴接触，风动带在沿一条由圆弧和直线段组成的固定线路单向循环移动，带动轴绕其轴心旋转输出机械能，风动带在受风移动时不会出现与其它部件位置相冲突的情况，不会在移动过程中撞到其它部件，相比现有技术，安全风险小；风动带在移动的时候，从远处看，不能清楚的分辨出其在移动，相比现有技术，系统视觉效果好；每个转换单元由轴两端的轴承座直接固定在装置的骨架上，骨架具有较强的承担荷载功能，风动带受风面积相对系统迎风一面的投影面积较现有风能转换装置受风面的占比大，相比现有技术风能的利用率大。

Description

一种风能转机械能方法及装置

技术领域

本发明涉及可再生能源技术领域，尤其涉及一种风能转机械能方法及装置。

背景技术

风能作为一种绿色可再生能源，且取之不尽用之不竭，利用价值巨大，越来越被重视，目前应用最为广泛的风能转化装置是叶片式水平轴风力发电机，装机容量逐年加大，最大单机装机容量达到14MW。

然而上述风能转化装置的缺点在于：其对风能的转化效能完全取决于叶片的受风面积，增加装机容量势必要加大叶片的长度和机身高度，叶片越长、机身越高其荷载和应力越大，叶片绕轴心旋转，叶片只能固定一端，在装置运行中叶片挠度大，在风速过大的时候会出现叶片与机身碰撞或断裂的情况，安全风险高；在叶片的旋转范围内，叶片的受风面积较小，在装置占用的空间内对风能的利用率很小；在装置工作的时候，装置叶片移动幅度大，尤其大面积安装风能发电厂的情况，工作的时候都在旋转，视觉效果差。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种安全、在装置占用的空间内对风能的利用率更大，视觉效果较好的风能转机械能方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供了一种风能转机械能方法，应用于风能转机械能装置，所述风能转机械能装置包括支撑部、捕风功能部、骨架、风能转换部、传动部；所述支撑部包含装置承台、底座；所述捕风功能部包含回转支撑、回转马达、风向传感器、控制器；所述风能转换部包含至少一个转换单元，一个转换单元包含至少两根轴、至少一条风动带、轴承、轴承座，所述风动带头尾相接，受风一面有增加风阻的突出；所述传动部包含万向联动器、换向联动器、传动轴等；所述方法包括：用至少两根轴支撑一条头尾相接的风动带，轴圆柱面与风动带内侧面接触，轴两端连接轴承，轴承连接轴承座，组成一个所述风能转换部的转换单元，通过轴承座固定在骨架上，且固定位使风动带受风面与水平面夹角呈锐角或钝角，使风动带受风面积大且在受风时能够移动，风动带受风，风动带移动带动轴绕自身轴心旋转，至少一根轴连接传动部输出机械能；骨架与所述捕风功能部的回转支撑的可移动部件固定，回转支撑的不可移动部件连接所述支撑部的底座，底座固定在装置承台上，通过所述捕风功能部的风向传感器产生风向信息，达到需要调整的条件，控制器启动回转马达进行调整；骨架上安装风能转换部、传动部，通过所述传动部将风能转换部各转换单元产生的机械能传递到一输出端。

在一可选的实施方式中，为增加装置受风面积，所述骨架由一根竖向的主骨架和多层对称水平布置的次骨架组成，主骨架呈底部为圆形，上部为圆角矩形，中间一段由圆形过渡为圆角矩形；水平布置的次骨架截面呈三角形，布置于主骨架两侧并对称，次骨架上方为斜面的面上固定多个所述风能转换部的转换单元。

第二方面，本发明实施例还提供一种风能转机械能装置，所述风能转机械能装置包括支撑部、捕风功能部、骨架、风能转换部、传动部；所述支撑部包含装置承台、底座；所述捕风功能部包含回转支撑、回转马达、风向传感器、控制器；所述风能转换部包含至少一个转换单元，一个转换单元包含至少两根轴、至少一条风动带、轴承、轴承座，所述风动带头尾相接，受风一面有增加风阻的突出；所述传动部包含万向联动器、换向联动器、传动轴等。

至少两根轴支撑一条头尾相接的风动带，轴两端连接轴承，轴承连接轴承座，组成一个所述风能转换部的转换单元，通过轴承座固定在骨架上，且固定位使风动带受风面与水平面夹角呈锐角或钝角，至少一根轴连接传动部；骨架与所述捕风功能部的回转支撑的可移动部件固定，回转支撑的不可移动部件连接所述支撑部的底座，底座固定在装置承台上；骨架上安装风能转换部、传动部，通过所述传动部将风能转换部各转换单元产生的机械能传递到一输出端。

在一可实施方式中，所述风动带受风一面增加风阻的突出呈三角形的条。

在一可选的实施方式中，所述风动带与轴接触的面有相对应的凸凹造型，用于防止相对滑移。

在一可选的实施方式中，所述捕风功能部的回转支撑，其连接所述支撑部的底座的固定部分呈头尾相接的环形，采用分段制作；其连接所述骨架的可移动部分设置成多段，均匀布置并与骨架连接固定，在每段范围内安装用于滚动的钢珠、滚柱。

在一可选的实施方式中，所述骨架由一根竖向的主骨架和多层对称水平布置的次骨架组成，主骨架呈底部为圆形，上部为圆角矩形，中间一段由圆形过渡为圆角矩形；水平布置的次骨架截面呈三角形，布置于主骨架两侧并对称，次骨架上方为斜面的面上固定多个所述风能转换部的转换单元，主骨架内有楼梯、检修平台，在连接次骨架的位置有人孔。

本发明的有益效果是：本发明提供的风能转机械能方法及装置，采用风动带受风，风动带通过至少两根轴支撑并与轴接触，风动带在沿一条由圆弧和直线段组成的固定线路单向循环移动，带动轴绕其轴心旋转输出机械能，风动带在受风移动时不会出现与其它部件位置相冲突的情况，不会在移动过程中撞到其它部件，相比现有技术，安全风险小；风动带在移动的时候，从远处看，不能清楚的分辨出其在移动，相比现有技术，装置视觉效果好；每个转换单元由轴两端的轴承座直接固定在装置的骨架上，骨架具有较强的承担荷载功能，风动带受风面积相对装置迎风一面的投影面积较现有风能转换装置受风面的占比大，相比现有技术风能的利用率大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一风能转机械能装置等轴测示意图；

图2为本发明实施例提供的一风能转机械能装置的正视示意图；

图3为本发明实施例提供的一风能转机械能装置的侧视示意图；

图4为本发明实施例提供的一风能转机械能装置的俯视示意图；

图5为本发明实施例提供的一风能转机械能装置的风能转换部的一转换单元结构结构等轴测示意图；

图6为本发明实施例提供的一风能转机械能装置的风能转换部的一转换单元结构结构侧视示意图；

图7为本发明实施例提供的一风能转机械能装置的风能转换部的一转换单元结构结构俯视示意图；

图8为本发明实施例提供的一风能转机械能装置的一转换单元的风动带局部放大示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

以将本装置应用于陆地为例，如图1、2、3、4所示，装置包含支撑部01、捕风功能部02、骨架03、风能转换部04、传动部05，所述支撑部的装置承台预埋有对应底座固定孔位的地脚螺栓，连接固定底座；底座另有可连接固定所述捕风功能部的回转支撑的固定部分的螺纹孔，与之连接固定；所述捕风功能部的回转支撑的固定部分呈环形，与所述捕风功能部的回转支撑的移动部分之间有钢珠、滚柱等轴承部件，并且连接在一起后只能绕中心旋转而不能往其它方向移动，固定部分有环形齿条，移动部分连接回转马达和所述骨架，回转马达连接控制器，控制器又连接风向传感器，需要调整时控制器向回转马达供电，调整完成后断电；本例，所述骨架由一根竖向的主骨架和多层对称水平布置的次骨架组成，主骨架呈底部为圆形，上部为圆角矩形，中间一段由圆形过渡为圆角矩形，水平布置的次骨架截面呈三角形，布置于主骨架两侧并对称，次骨架上方为斜面的面上固定多个所述风能转换部的转换单元，骨架内有用于检修的楼梯和通道、由上而下联动的传动部件以及装置要连接的发电装置或用于流体增压后发电的流体增压装置等功能部件；如附图所示，本例骨架包含七层共十四条次骨架，每条次骨架共安装了五个所述风能转换功能部的转换单元，每条次骨架上的五个转换单元通过在其联动的轴之间安装所述传动部的万向联动器将五个转换单元联动并接入到骨架内传动部部件；如图5、6、7所示，本例所述风能转换部的转换单元由两根轴支撑一条风动带、四个轴承座以及轴承组成，风动带受风一面如图8所示，有连续的三角形截面的条用于增加风阻，骨架的次骨架靠上方一面有坡度，转换单元固定在次骨架上，风动带受风一面的三角形条状的一面受风，因受风一面具有坡度，使从来风一面的视角，每个增加风阻的三角形的受风一面连接在一起组成一个大的受风面，使风动带在风的驱动下带动支撑其的轴绕其中心旋转，通过传动部联动将机械能传动到一输出端，连接发电装置发电或用于流体增压后发电。

Claims (7)

1.一种风能转机械能方法，其特征在于，应用于风能转机械能装置，所述风能转机械能装置包括支撑部、捕风功能部、骨架、风能转换部、传动部；所述支撑部包含装置承台、底座；所述捕风功能部包含回转支撑、回转马达、风向传感器、控制器；所述风能转换部包含至少一个转换单元，一个转换单元包含至少两根轴、至少一条风动带、轴承、轴承座，所述风动带头尾相接，受风一面有增加风阻的突出；所述传动部包含万向联动器、换向联动器、传动轴等；所述方法包括：用至少两根轴支撑一条头尾相接的风动带，轴圆柱面与风动带内侧面接触，轴两端连接轴承，轴承连接轴承座，组成一个所述风能转换部的转换单元，通过轴承座固定在骨架上，且固定位使风动带受风面与水平面夹角呈锐角或钝角，使风动带受风面积大且在受风时能够移动，风动带受风，风动带移动带动轴绕自身轴心旋转，至少一根轴连接传动部输出机械能；骨架与所述捕风功能部的回转支撑的可移动部件固定，回转支撑的不可移动部件连接所述支撑部的底座，底座固定在装置承台上，通过所述捕风功能部的风向传感器产生风向信息，达到需要调整的条件，控制器启动回转马达进行调整；骨架上安装风能转换部、传动部，通过所述传动部将风能转换部各转换单元产生的机械能传递到一输出端。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为增加装置受风面积，所述骨架由一根竖向的主骨架和多层对称水平布置的次骨架组成，主骨架呈底部为圆形，上部为圆角矩形，中间一段由圆形过渡为圆角矩形；水平布置的次骨架截面呈三角形，布置于主骨架两侧并对称，次骨架上方为斜面的面上固定多个所述风能转换部的转换单元。

3.一种风能转机械能装置，其特征在于，所述风能转机械能装置包括支撑部、捕风功能部、骨架、风能转换部、传动部；所述支撑部包含装置承台、底座；所述捕风功能部包含回转支撑、回转马达、风向传感器、控制器；所述风能转换部包含至少一个转换单元，一个转换单元包含至少两根轴、至少一条风动带、轴承、轴承座，所述风动带头尾相接，受风一面有增加风阻的突出；所述传动部包含万向联动器、换向联动器、传动轴等；至少两根轴支撑一条头尾相接的风动带，轴两端连接轴承，轴承连接轴承座，组成一个所述风能转换部的转换单元，通过轴承座固定在骨架上，且固定位使风动带受风面与水平面夹角呈锐角或钝角，至少一根轴连接传动部；骨架与所述捕风功能部的回转支撑的可移动部件固定，回转支撑的不可移动部件连接所述支撑部的底座，底座固定在装置承台上；骨架上安装风能转换部、传动部，通过所述传动部将风能转换部各转换单元产生的机械能传递到一输出端。

4.根据权利要求3所述的风能转机械能装置，其特征在于，所述风动带受风一面增加风阻的突出呈三角形的条。

5.根据权利要求3所述的风能转机械能装置，其特征在于，所述风动带与轴接触的面有相对应的凸凹造型，用于防止相对滑移。

6.根据权利要求3所述的风能转机械能装置，其特征在于，所述捕风功能部的回转支撑，其连接所述支撑部的底座的固定部分呈头尾相接的环形，采用分段制作；其连接所述骨架的可移动部分设置成多段，均匀布置并与骨架连接固定，在每段范围内安装用于滚动的钢珠、滚柱。

7.根据权利要求3所述的风能转机械能装置，其特征在于，所述骨架由一根竖向的主骨架和多层对称水平布置的次骨架组成，主骨架呈底部为圆形，上部为圆角矩形，中间一段由圆形过渡为圆角矩形；水平布置的次骨架截面呈三角形，布置于主骨架两侧并对称，次骨架上方为斜面的面上固定多个所述风能转换部的转换单元，主骨架内有楼梯、检修平台，在连接次骨架的位置有人孔。

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