CN208651051U - 一种浮空型风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种浮空型风力发电装置，包括浮球和设置在浮球下部的风力发电机，所述浮球下部设置有气门，气门连接升降控制器，升降控制器安装在上固定座上，浮球外面设置有球网，球网连接上环架，上环架与上固定座之间设有第一连接杆，风力发电机中心设有竖直方向的发电机轴，风力发电机外壁上设有内叶片支撑杆，内叶片支撑杆上安装内叶片，发电机轴上端键连接安装在上固定座上，发电机轴下端键连接安装在下固定座上，所述下固定座和风力发电机之间依次设有和挡圈和推力调心滚子轴承，下固定座周边连接第二连接杆，第二连接杆连接下环架，下环架与上环架之间设有外叶片。本实用新型具有风能利用率高、移动性好、适应性强和自动化程度高等特点。

Description

一种浮空型风力发电装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电装置领域，尤其涉及一种浮空型风力发电装置。

背景技术

目前，风能作为可再生的、无污染的自然能源引起了人们重视，风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区，风力发电机正在成为人们的采购热点。申请号CN201710990628.4中公开了一种适用于微风环境的风力发电装置，包括外部主框架、顶部轴承组件、底部轴承组件、旋转部件、扇片、轴连接装置、发电机，顶部轴承组件、底部轴承组件栓接固设于外部主框架上下面，旋转部件套装于顶部轴承组件、底部轴承组件之间，旋转部件的支架套筒筒体外周上下均布焊接有至少两组扇片支架，扇片支架上栓接四叶扇片；旋转部件下端通过轴连接装置与发电机的动力输入轴连接，发电机固定安装于外部主框架的下安装平面的内表面。在同比微风状态下，该实用新型比传统直立式风力发电装置转速更高、扭矩更大、风资源利用率及发电功率更高，同时具备制造成本及故障率更低、检修便利的特点，但是它的移动性较差，不易摆放到合适位置发电，它的工作位置低，受到的风力又少又弱，发电量低，高塔堆叠方式重心高，具有安全隐患。

实用新型内容

本实用新型要解决上述现有技术存在的问题，提供一种浮空型风力发电装置，移动性好，工作位置高，风资源接收能力强、利用率高和发电量大，安全性好。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种浮空型风力发电装置，包括浮球和设置在浮球下部的风力发电机，所述浮球下部设置有气门，气门连接升降控制器，升降控制器安装在上固定座上，所述浮球外面设置有球网，球网连接上环架，所述上环架与上固定座之间设有第一连接杆，所述风力发电机中心设有竖直方向的发电机轴，所述风力发电机外壁上设有内叶片支撑杆，所述内叶片支撑杆上安装内叶片，所述发电机轴上端键连接安装在上固定座上，发电机轴下端键连接安装在下固定座上，所述下固定座和风力发电机之间依次设有和挡圈和推力调心滚子轴承，下固定座周边连接第二连接杆，第二连接杆连接下环架，所述下环架与上环架之间设有外叶片，所述下固定座下面中心设有牵绳固定转块，牵绳固定转块周边与下固定座为滑动卡接，所述牵绳固定转块连接牵绳，牵绳连接收线轮，收线轮安装在收线轮轴上，所述收线轮轴上安装有从动带轮和转臂杆，转臂杆连接转动手柄，转动手柄上设有辅助转动的套筒，所述收线轮轴安装在固定板上。

为了进一步完善，所述升降控制器包括三位三通电磁阀，所述三位三通电磁阀的c口连接气门，所述c口与气门之间设有气压传感器，三位三通电磁阀的a口连接氢气瓶，三位三通电磁阀的b口连接位于升降控制器右侧壁的出气口，所述三位三通电磁阀处于左工作位时，a口与c口连通，b口关闭，所述三位三通电磁阀处于中间工作位时，a口、b口和c口均关闭，所述三位三通电磁阀处于右工作位时，b口和c口通过单向阀连通，a口关闭，所述左工作位左边设有左电磁铁，所述右工作位右边设有右电磁铁，所述升降控制器左侧壁上设有显示屏，所述升降控制器底部中心设有检测发电机轴转速的转速传感器，所述升降控制器右下部设有信号接收管，所述升降控制器内部设有导线连接控制左电磁铁、右电磁铁、显示屏、转速传感器和信号接收管的控制微机。

进一步完善，所述固定板侧视呈三角形结构，固定板顶部安装收线轮轴，固定板中部设有层板，层板上设有储电箱和电机固定座，所述储电箱上面放置有控制升降控制器的遥控器，所述电机固定座上设有电动机，电动机的电机轴上安装主动带轮，所述主动带轮与从动带轮通过皮带连接，所述固定板底部设有放置重物的底板，底板下面设有万向轮，所述固定板右下脚侧壁上开有栓孔，栓孔上安装拉绳，拉绳另一端设有拉把。

进一步完善，所述外叶片与内叶片的呈螺旋桨状，螺旋升角为30度到60度，外叶片与内叶片的朝向相反。

进一步完善，所述外叶片与内叶片的材质为工程塑料。

进一步完善，所述下环架下面均布有若干个站脚。

进一步完善，所述内叶片支撑杆与内叶片周向相连，呈螺旋上升梯状。

进一步完善，所述牵绳中心通过输电线，输电线外面包裹有强化编织层，所述强化编织层采用高强度纤维材料，所述强化编织层外包裹有绝缘防水层，所述绝缘防水层采用橡胶材料。

本实用新型有益的效果是：1、风资源接收能力强，利用浮球使发电机漂浮在空中，受到的风力更大，发电量更高；2、风能利用率高，外叶片与内叶片的呈螺旋桨状，朝向相反，使外叶片与内叶片可以相对转动，将作用在机体的风能充分利用起来；3、移动性好，适应性强，不同于传统固定在灯柱的立式风力发电机，本实用新型可以随使用者需要的自由更换工作环境；4、自动化程度高，安全性好，当风力过大使发电机过载时，本实用新型可以根据发电机轴的转速自动控制装置升降，降低工作高度，甚至返回地表暂停工作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的仰视图；

图4为本实用新型的固定板结构示意图；

图5为本实用新型的牵线结构示意图；

图6为本实用新型的升降控制器结构示意图；

图7为本实用新型的三位三通阀结构示意图；

附图标记说明：1、浮球，2、球网，3、升降控制器，4、显示器，5、上固定座，6、第一连接杆，7、上环架，8、外叶片，9、站脚，10、下环架，11、内叶片，12、下固定座，13、第二连接杆，14、挡圈，15、推力调心滚子轴承，16、风力发电机，17、发电机轴，18、牵绳，19、气门，20、内叶片支撑杆，21、牵绳固定转块，22、收线轮，23、套筒，24、转动手柄，25、转臂杆，26、收线轮轴，27、从动带轮，28、皮带，29、主动带轮，30、电机轴，31、电动机、32、电机固定座，33、层板，34、底板，35、万向轮，36、支撑板， 37、储电箱，38、绝缘防水层，39、强化编织层，40、输电线，41、三位三通电磁阀，42、气管，43、出气口，44、氢气瓶，45、转速传感器，46、导线，47、控制微机，48、气压传感器，49、信号接收管，50、遥控器，51、左电磁铁，52、左工作位，53、a口，54、c 口，55、中间工作位，56，b口，57、右工作位，58、右电磁铁，59、单向阀，60、栓孔， 61、拉绳，62、拉把。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照附图：本实施例中这种浮空型风力发电装置，包括浮球1和设置在浮球1下部的风力发电机16，所述浮球1下部设置有气门19，气门19连接升降控制器3，升降控制器3 安装在上固定座5上，所述浮球1外面设置有球网2，球网2连接上环架7，所述上环架7 与上固定座5之间设有第一连接杆6，所述风力发电机16中心设有竖直方向的发电机轴17，所述风力发电机16外壁上设有内叶片支撑杆20，所述内叶片支撑杆20上安装内叶片11，所述发电机轴17上端键连接安装在上固定座5上，发电机轴17下端键连接安装在下固定座12上，所述下固定座12和风力发电机之间依次设有和挡圈14和推力调心滚子轴承15，下固定座12周边连接第二连接杆13，第二连接杆13连接下环架10，所述下环架10与上环架7之间设有外叶片8，所述下固定座12下面中心设有牵绳固定转块21，牵绳固定转块 21周边与下固定座12为滑动卡接，所述牵绳固定转块21连接牵绳18，牵绳18连接收线轮22，收线轮22安装在收线轮轴26上，所述收线轮轴26上安装有从动带轮27和转臂杆25，转臂杆25连接转动手柄24，转动手柄24上设有辅助转动的套筒23，所述收线轮轴26 安装在固定板36上。

所述升降控制器3包括三位三通电磁阀41，所述三位三通电磁阀41的c口54连接气门19，所述c口54与气门19之间设有气压传感器48，三位三通电磁阀41的a口53连接氢气瓶44，三位三通电磁阀41的b口56连接位于升降控制器3右侧壁的出气口43，所述三位三通电磁阀41处于左工作位52时，a口53与c口54连通，b口56关闭，所述三位三通电磁阀41处于中间工作位55时，a口53、b口56和c口54均关闭，所述三位三通电磁阀41处于右工作位57时，b口56和c口54通过单向阀59连通，a口53关闭，所述左工作位52左边设有左电磁铁51，所述右工作位57右边设有右电磁铁58，所述升降控制器 3左侧壁上设有显示屏4，所述升降控制器3底部中心设有检测发电机轴17转速的转速传感器45，所述升降控制器3右下部设有信号接收管49，所述升降控制器3内部设有导线46 连接控制左电磁铁51、右电磁铁58、显示屏4、转速传感器45和信号接收管49的控制微机47。

所述固定板36侧视呈三角形结构，固定板36顶部安装收线轮轴26，固定板36中部设有层板33，层板33上设有储电箱37和电机固定座32，所述储电箱37上面放置有控制升降控制器3的遥控器50，所述电机固定座32上设有电动机31，电动机31的电机轴30上安装主动带轮29，所述主动带轮29与从动带轮27通过皮带28连接，所述固定板36底部设有放置重物的底板34，底板34下面设有万向轮35，所述固定板36右下脚侧壁上开有栓孔60，栓孔60上安装拉绳61，拉绳61另一端设有拉把62。

所述外叶片8与内叶片11的呈螺旋桨状，螺旋升角为30度到60度，外叶片8与内叶片11的朝向相反。

所述外叶片8与内叶片11的材质为工程塑料。

所述下环架10下面均布有若干个站脚9。

所述内叶片支撑杆20与内叶片11周向相连，呈螺旋上升梯状。

所述牵绳18中心通过输电线40，输电线40外面包裹有强化编织层39，所述强化编织层39采用高强度纤维材料，所述强化编织层39外包裹有绝缘防水层39，所述绝缘防水层39采用橡胶材料。

工作原理：本实用新型利用浮球1将风力发电机16悬浮在空中达到高效利用风能的目的；升降控制器3通过三位三通电磁阀41对浮球1充气或放气，达到控制装置的工作高度的目的；外叶片8与内叶片11的呈螺旋桨状，朝向相反，发电时相对旋转，风能利用率高，发电功率大。

使用时，使用者握住拉把62将装置拖到到合适位置，将重物如石头放在底板34上，拴好拉绳61，将固定板36固定，通过遥控器50，发出装置上升信号，升降控制器3内的信号接收管49接收到上升信号时，控制微机47控制右电磁铁58吸合，使三位三通电磁阀 41处在左工作位52，a口53与c口54连通，b口56关闭，氢气瓶44对浮球1充气，使用者转动固定板36上的转动手柄24或者遥控电动机31，控制收线轮22放松牵绳18，使装置顺利上升到工作高度，气压传感器48检测到浮球1内压力到达阀值时，控制微机47 控制右电磁铁58断电，使三位三通电磁阀41处于中间工作位55，a口53、b口56和c口 54均关闭，装置升力不再增加，装置受到风力时外叶片8与内叶片11相对旋转，风力发电机16发电，电能通过牵线18内的输电线40输送到储电箱37内储存起来，当风力过大，风力发电机16过载时，转速传感器45检测到发电机轴17转速过大时，控制微机47控制左电磁铁51吸合，三位三通电磁阀41处于右工作位57，b口56和c口54通过单向阀59 连通，单向阀59可以释放掉浮球1内部分的气体，但不会全部放掉，控制微机47通过电动机31控制收线轮22收起牵绳18，使装置缓慢下降到合适工作高度，转速下降合适值时时，控制微机47控制左电磁铁11断电，使三位三通电磁阀41处于中间工作位55，a口53、 b口56和c口54均关闭，装置停止下降，风力巨大时，甚至能控制装置返回地表暂停一段时间工作，一段时间后自动恢复工作状态，当然使用者也可以选择手动的收起装置，使用者可以根据需要设置气压阀值，控制工作高度，设置转速阀值保护装置，使用者通过显示屏4了解装置的工作参数，便于使用者更换零件。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (7)

1.一种浮空型风力发电装置，包括浮球(1)和设置在浮球(1)下部的风力发电机(16)，其特征是：所述浮球(1)下部设置有气门(19)，气门(19)连接升降控制器(3)，升降控制器(3)安装在上固定座(5)上，所述浮球(1)外面设置有球网(2)，球网(2)连接上环架(7)，所述上环架(7)与上固定座(5)之间设有第一连接杆(6)，所述风力发电机(16)中心设有竖直方向的发电机轴(17)，所述风力发电机(16)外壁上设有内叶片支撑杆(20)，所述内叶片支撑杆(20)上安装内叶片(11)，所述发电机轴(17)上端键连接安装在上固定座(5)上，发电机轴(17)下端键连接安装在下固定座(12)上，所述下固定座(12)和风力发电机之间依次设有和挡圈(14)和推力调心滚子轴承(15)，下固定座(12)周边连接第二连接杆(13)，第二连接杆(13)连接下环架(10)，所述下环架(10)与上环架(7)之间设有外叶片(8)，所述下固定座(12)下面中心设有牵绳固定转块(21)，牵绳固定转块(21)周边与下固定座(12)为滑动卡接，所述牵绳固定转块(21)连接牵绳(18)，牵绳(18)连接收线轮(22)，收线轮(22)安装在收线轮轴(26)上，所述收线轮轴(26)上安装有从动带轮(27)和转臂杆(25)，转臂杆(25)连接转动手柄(24)，转动手柄(24)上设有辅助转动的套筒(23)，所述收线轮轴(26)安装在固定板(36)上。

2.根据权利要求1所述的一种浮空型风力发电装置，其特征是：所述升降控制器(3)包括三位三通电磁阀(41)，所述三位三通电磁阀(41)的c口(54)连接气门(19)，所述c口(54)与气门(19)之间设有气压传感器(48)，三位三通电磁阀(41)的a口(53)连接氢气瓶(44)，三位三通电磁阀(41)的b口(56)连接位于升降控制器(3)右侧壁的出气口(43)，所述三位三通电磁阀(41)处于左工作位(52)时，a口(53)与c口(54)连通，b口(56)关闭，所述三位三通电磁阀(41)处于中间工作位(55)时，a口(53)、b口(56)和c口(54)均关闭，所述三位三通电磁阀(41)处于右工作位(57)时，b口(56)和c口(54)通过单向阀(59)连通，a口(53)关闭，所述左工作位(52)左边设有左电磁铁(51)，所述右工作位(57)右边设有右电磁铁(58)，所述升降控制器(3)左侧壁上设有显示屏(4)，所述升降控制器(3)底部中心设有检测发电机轴(17) 转速的转速传感器(45)，所述升降控制器(3)右下部设有信号接收管(49)，所述升降控制器(3)内部设有导线(46)连接控制左电磁铁(51)、右电磁铁(58)、显示屏(4)、转速传感器(45)和信号接收管(49)的控制微机(47)。

3.根据权利要求1所述的一种浮空型风力发电装置，其特征是：所述固定板(36)侧视呈三角形结构，固定板(36)顶部安装收线轮轴(26)，固定板(36)中部设有层板(33)，层板(33)上设有储电箱(37)和电机固定座(32)，所述储电箱(37)上面放置有控制升降控制器(3)的遥控器(50)，所述电机固定座(32)上设有电动机(31)，电动机(31)的电机轴(30)上安装主动带轮(29)，所述主动带轮(29)与从动带轮(27)通过皮带(28)连接，所述固定板(36)底部设有放置重物的底板(34)，底板(34)下面设有万向轮(35)，所述固定板(36)右下脚侧壁上开有栓孔(60)，栓孔(60)上安装拉绳(61)，拉绳(61)另一端设有拉把(62)。

4.根据权利要求1所述的一种浮空型风力发电装置，其特征是：所述外叶片(8)与内叶片(11)的呈螺旋桨状，螺旋升角为30度到60度，外叶片(8)与内叶片(11)的朝向相反。

5.根据权利要求4所述的一种浮空型风力发电装置，其特征是：所述外叶片(8)与内叶片(11)的材质为工程塑料。

6.根据权利要求1所述的一种浮空型风力发电装置，其特征是：所述下环架(10)下面均布有若干个站脚(9)。

7.根据权利要求1所述的一种浮空型风力发电装置，其特征是：所述内叶片支撑杆(20)与内叶片(11)周向相连，呈螺旋上升梯状。