CN209925147U - 一种用于风力发电的可变径风力机导流筒 - Google Patents

Abstract

一种用于风力发电的可变径风力机导流筒，包括一个进风筒、一个出风筒、一个圆环形连接筒、连接进风筒和出风筒的若干个液压杆、控制器和与控制器连接的风速检测装置，所述控制器的输出端与液压杆连接；所述的进风筒和出风筒结构相同，进风筒、连接筒和出风筒的中心轴位于同一直线上，进风筒与出风筒分别铰连接在连接筒的两侧，关于连接筒对称设置；当某一束风吹入进风筒后，控制器根据静态测压计与动态测压计测量到的值计算出风速，控制器根据计算出的风速的大小来输出信号控制自动液压杆的伸缩，从而控制进风筒和出风筒开口大小从而改变到达风力机的风速的大小。

Description

一种用于风力发电的可变径风力机导流筒

技术领域

本实用新型涉及风力发动机技术领域，尤其是涉及一种用于风力发电的可变径风力机导流筒。

背景技术

在各种可再生能源利用中，风力发电是相对比较成熟的技术。而风力机是风力发电工程中的核心，它通过叶轮将空气动力转化为机械能，才使电机有机会将搜集的机械能转化为供人类使用的电能。由于大气中的风存在间歇性和波动性，气流的速度到一定数值才能达到较高水平，风速过高或者过低，都会导致风能的利用率下降，也使得风力机风轮在运行过程中承受周期性的不均匀载荷。自然界的风力系统是非人为因素，但风力机对风能的收集量和转化效率则是人为可控因素。另一方面，迄今为止，大量的投资被投放到了叶片设计、塔架设计和发电机设计等上面，对于进入风力机的气流问题的关注相对较少。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提出一种用于风力发电的可变径风力机导流筒，可以降低风力机启动风速，增加可搜集风量，并且能改善风力机稳定性的机构，可提高风力机发电效率。

一种用于风力发电的可变径风力机导流筒，包括一个进风筒、一个出风筒、连接进风筒和出风筒的若干个液压杆、圆环形连接筒、控制器和与控制器连接的风速检测装置，所述控制器的输出端与液压杆连接；

所述的进风筒和出风筒结构相同，进风筒、连接筒和出风筒的中心轴位于同一直线上，进风筒与出风筒分别铰连接在连接筒的两侧，关于连接筒对称设置；

所述的进风筒包括若干块内侧板、若干块外侧板、用于连接内侧板和外侧板的连接片、用于连接连接片与内侧板的第一螺钉、用于连接连接片与外侧板的第二螺钉，所述的外侧板和内侧板内外交替设置组成筒形，内侧板的两条长边分别位于两个相邻外侧板的下方；所述的连接片为长条形结构，在连接片上靠近连接片两端的位置开设有长条形通孔，连接片的中心位置开设有第一通孔，第一螺钉穿过连接片的第一通孔与内侧板固定连接，两个第二螺钉分别穿过长条形通孔与位于内侧板相邻位置的外侧板连接。内侧板的数量和外侧板的数量相同，每个内侧板与相邻的外侧板之间至少通过一个连接片连接；

每个液压杆分别连接在进风筒和出风筒上关于连接筒对称的两个内侧板之间，所述液压杆的壳体端连接在出风筒上内侧板的表面，液压杆的伸缩端连接在进风筒上内侧板的表面；

连接筒的侧面开设有塔筒孔，塔筒孔朝下，塔筒从塔筒孔中穿过，连接筒与塔筒固定连接，控制器和风速检测装置设置在塔筒上且位于连接筒内风力机的下方。

本实用新型在可以在不损耗气流能量的情况下提高气流的平均速度使气流更加集中于风力机扫掠区域

进一步的，所述的风速检测装置包括静态测压计和动态测压计，静态测压计和动态测压计分别与控制器的输入端连接。静态测压计和动态测压计的组合可以更精确的测量气流的速度。

进一步的，在内侧板上沿内侧板长度方向设置多片与相邻外侧板连接的连接片。同一内侧板上设置的连接片互相平行，使内侧板和外侧板的连接结构更加稳定。

进一步的，所述的液压杆数量与内侧板数量相同。所述的内侧板的数量是指进风筒或出风筒上内侧板的数量。

进一步的，进风筒与出风筒分别通过若干个合页铰连接在连接筒的两侧，进风筒与出风筒上的每个内侧板和外侧板都通过合页与连接筒连接。方便改变外侧板、内侧板分别和连接筒中心轴线的所成的夹角。

进一步的，内侧板和外侧板均采用软质塑料板。利于进风筒和出风筒开口处直径大小的改变。

进一步的，内侧板的数量大于等于6块，外侧板的数量大于等于6块。外侧板的数量和内侧板的数量相同。

本实用新型的有益效果在于；一方面增加可搜集风量；另一方面根据需要提高搜集到的自然风的风速，增加风力机可工作范围，提高了风力机叶轮区域气流的平均速度和效率，使风力机在风速很小的条件下也能工作，降低了风力机的启动风速。同时风力机叶片在每个转动周期内的叶片受力的不均匀性大大减小，减小了风力机叶片受到的周期性疲劳损伤，改善了风机运行的稳定性，提高风力机的使用寿命，节约了风力机的维护成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的正视图。

图3为本实用新型图1的左视图。

图4为本实用新型的导流筒变形前结构图。

图5为本实用新型的液压杆收缩后的结构图。

图6为本实用新型的控制原理图。

图7为本实用新型的A-A截面图。

图8为本实用新型的连接片示意图

其中：1、进风筒；2、连接筒；3、出风筒；4、液压杆；5、合页；6、连接片；61、第一通孔；62、长条形通孔；63、第一螺钉；64、第二螺钉；7、外侧板；8、内侧板；9、风力机；10、塔筒孔；11、控制器；12、静态测压计；13、动态测压计；14、塔筒。

具体实施方式

一种用于风力发电的可变径风力机导流筒，包括进风筒1、出风筒3、连接进风筒1和出风筒3的若干个液压杆4、圆环形连接筒2、控制器11和与控制器11连接的风速检测装置，所述控制器11的输出端与液压杆4连接，所述的进风筒1和出风筒3结构相同，进风筒1、连接筒2和出风筒3的中心轴位于同一直线上，进风筒1与出风筒3分别位于连接筒2的两侧，关于连接筒2对称设置，并与连接筒2连接。

所述的进风筒1包括若干块内侧板8、若干块外侧板7、用于连接内侧板8和外侧板7的连接片6、用于连接连接片6与内侧板8的第一螺钉63、用于连接连接片6与外侧板7的第二螺钉64，所述的外侧板7和内侧板8均为长方形，外侧板7和内侧板8的数量相同，外侧板7和内侧板8内外交替设置组成筒形，内侧板8的两条长边分别位于两个相邻外侧板7的下方，所述的连接片6为长条形结构，在连接片6上靠近连接片6两端的位置开设有长条形通孔62，连接片6的中心位置开设有第一通孔61，第一螺钉63穿过连接片6的第一通孔61与内侧板8固定连接，两个第二螺钉64分别穿过长条形通孔62与位于内侧板8相邻位置的外侧板7连接。内侧板8的数量和外侧板7的数量相同，每个内侧板8与相邻的外侧板7之间至少通过一个连接片6连接，进一步的，在内侧板7上沿内侧板8长度方向多设置几片与相邻外侧板7连接的连接片6，可以使内侧板8与外侧板7之间的连接更加稳定。在同一个内侧板7上设置的连接片6之间互相平行，所有的连接片7均与连接筒的中心轴线垂直。

所有的外侧板7与内侧板8分别通过合页5与连接筒2连接。液压杆4连接在进风筒1和出风筒3上关于连接筒2对称的两个内侧板8之间，所述液压杆4的壳体端连接在出风筒3上内侧板8的表面，液压杆4的伸缩端连接在进风筒1上内侧板8的表面。

连接筒2的侧面开设有塔筒孔10，塔筒孔10朝下，塔筒14从塔筒孔10中穿过，连接筒2与塔筒14固定连接。风速检测装置包括静态测压计12和动态测压计13，控制器11、静态测压计12和动态测压计13设置在塔筒14上。控制器11、静态测压计12和动态测压计13位于连接筒2内，且在风力机9的下方位置。静态测压计12与动态测压计13的高度相同，但设置的方向不同。控制器11则在静态测压计12与动态测压计13的下方。图7为本实用新型的截面图，表明风力机9、塔筒孔10、控制器11、静态测压计12、动态测压计13所在的位置。

出风筒3和进风筒1的几何参数根据不同的风力机9的参数确定，所述的风力机9的参数是指叶片长度、轮毂高度、塔筒尺寸等。如图3所示，本实用新型的进风筒1和出风筒3分别包括大于等于6块的内侧板8和大于等于6块的块外侧板7，内侧板8和外侧板7交替设置围成筒状，内侧板8位于两个相邻外侧板7的下方，每个内侧板8和相邻外侧板7之间通过1个或多个连接片6连接，所述的多个连接片6沿内侧板8的长度方向平行设置，所有的内侧板8和外侧板7都通过合页5与连接筒2铰接，每个进风筒1和出风筒3上关于连接筒2对称的两个内侧板8之间都连接有一个液压杆4；当某一束风吹入进风筒1后，控制器11根据静态测压计12与动态测压计13测量到的值计算出风速，也就是吹过风力机9的风速，控制器11根据计算出的风速的大小来输出信号控制自动液压杆4的伸缩。当吹过风力机9的风速大于控制器11内设置的最大风速时，需要缩小进风筒1的开口大小，控制器11输出信号控制所有的液压杆4伸长，第二螺钉64在长条形通孔62中向连接片6的中间滑动，内侧板8、外侧板7与连接筒2中心轴线所成的夹角变小，进风筒1和出风筒3的开口分别变小，这将使到达风力机9风速变小，避免风速过大对风力机造成的损害。当吹过风力机9的风速小于控制器11内设置的最小风速时，需要扩大进风筒1的开口大小，控制器11输出信号控制所有的液压杆4收缩，当液压杆4收缩时，第二螺钉64在长条形通孔62中向连接片6两端滑动，内侧板8、外侧板7与连接筒2中心轴线所成的夹角变大，进风筒1和出风筒3的开口分别变大，进风筒1形成一个收缩通道，可出风筒3形成一个扩张通道，这将使风力机9叶轮区域的空气流量增大，平均速度提高；尤其是当风速小于风力机9启动风速时风从进风筒1进入，经过聚风增速，当风到达叶片时，可获得较大的风速，使风力发电机能够在外界环境风速较低的条件下正常启动和运行，提高单位面积风能利用率；

考虑到抗风能力和气流收缩效率，内侧板8、外侧板7与连接筒2中心轴线所成夹角的合理取值范围约为15度到25度，内侧板8和外侧板7长度约为3米到6米。连接筒2的半径要根据风力机9叶片长度而得到确定，保证风力机9叶片及机舱能顺利放置于连接筒2内即可，连接筒2上用于通过塔筒14的塔筒孔10的大小由风力机9实际塔筒尺寸确定，内侧板8和外侧板7均采用软质塑料板，材料为PVC、PE等。

Claims (6)

1.一种用于风力发电的可变径风力机导流筒，其特征在于，包括一个进风筒(1)、一个出风筒(3)、连接进风筒(1)和出风筒(3)的若干个液压杆(4)、圆环形连接筒(2)、控制器(11)和与控制器(11)连接的风速检测装置，所述控制器(11)的输出端与液压杆(4)连接；

所述的进风筒(1)和出风筒(3)结构相同，进风筒(1)、连接筒(2)和出风筒(3)的中心轴位于同一直线上，进风筒(1)与出风筒(3)分别铰连接在连接筒(2)的两侧，关于连接筒(2)对称设置；

所述的进风筒(1)包括若干块内侧板(8)、若干块外侧板(7)、用于连接内侧板(8)和外侧板(7)的连接片(6)、用于连接连接片(6)与内侧板(8)的第一螺钉(63)、用于连接连接片(6)与外侧板(7)的第二螺钉(64)，所述的外侧板(7)和内侧板(8)内外交替设置组成筒形，内侧板(8)的两条长边分别位于两个相邻外侧板(7)的下方；所述的连接片(6)为长条形结构，在连接片(6)上靠近连接片(6)两端的位置开设有长条形通孔(62)，连接片(6)的中心位置开设有第一通孔(61)，第一螺钉(63)穿过连接片(6)的第一通孔(61)与内侧板(8)固定连接，两个第二螺钉(64)分别穿过长条形通孔(62)与位于内侧板(8)相邻位置的外侧板(7)连接，内侧板(8)的数量和外侧板(7)的数量相同，每个内侧板(8)与相邻的外侧板(7)之间至少通过一个连接片(6)连接；

每个液压杆(4)分别连接在进风筒(1)和出风筒(3)上关于连接筒(2)对称的两个内侧板(8)之间，所述液压杆(4)的壳体端连接在出风筒(3)上内侧板(8)的表面，液压杆(4)的伸缩端连接在进风筒(1)上内侧板(8)的表面；连接筒(2)的侧面开设有塔筒孔(10)，控制器(11)和风速检测装置设置在塔筒(14)上且位于连接筒(2)内风力机(9)的下方。

2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电的可变径风力机导流筒，其特征在于，所述的风速检测装置包括静态测压计(12)和动态测压计(13)，静态测压计(12)和动态测压计(13)分别与控制器(11)的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于风力发电的可变径风力机导流筒，其特征在于，液压杆(4)的数量与内侧板(8)的数量相同。

4.根据权利要求1所述的一种用于风力发电的可变径风力机导流筒，其特征在于，进风筒(1)与出风筒(3)分别通过若干个合页(5)铰连接在连接筒(2)的两侧，进风筒(1)与出风筒(3)上的每个内侧板(8)和外侧板(7)都通过合页(5)与连接筒(2)连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于风力发电的可变径风力机导流筒，其特征在于，内侧板(8)和外侧板(7)均采用软质塑料板。

6.根据权利要求1所述的一种用于风力发电的可变径风力机导流筒，其特征在于，内侧板的数量大于等于6块，外侧板的数量大于等于6块。

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