CN212583876U - 一种强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于风能发电技术领域，具体公开了一种强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机。其包括动力机主体、聚能风筒、单向活门、风向适应器和转动机构；聚能风筒内设置有风洞，动力机主体安装在风洞内，单向活门设置在风洞的排风口处，风向适应器设置在筒体的外部；转动机构包括固定部分和转动部分，聚能风筒固定安装在转动机构的转动部分上；当风向变化时，聚能风筒和动力机主体可以在风向适应器的作用下跟随风向的变化而自由旋转，以使得风洞的进风口始终朝向风力源。本申请提供的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机具有能量效率高和适应性强等显著优点。

Description

一种强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机

技术领域

本实用新型属于风能发电技术领域，具体公开了一种强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机。

背景技术

现有风力发电动力机存在如下技术问题：1、风机叶片运转时存在较大的阻力，影响设备动力性能和能量收集效率，并且不适合在大风大浪的环境中使用；2、在风力较弱的应用环境中，无法有效收集风能；3、目前世界上还没有公开能够胜任在超强风力场中连续发电的风能动力机。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机，以解决现有技术中存在的技术问题。

本实用新型为解决其技术问题而采用的解决方案为：

一种强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机，其包括动力机主体、聚能风筒、单向活门、风向适应器和转动机构；聚能风筒包括筒体，筒体内设置有风洞，风洞包括进风口和排风口；动力机主体安装在风洞内，单向活门设置在风洞的排风口处，用于限制风洞内风力的流向；风向适应器设置在筒体的外部，用于适应风向的变化；转动机构包括固定部分和转动部分，聚能风筒固定安装在转动机构的转动部分上；当风向变化时，聚能风筒和动力机主体可以在风向适应器的作用下跟随风向的变化而在转动机构的固定部分上自由旋转，以使得风洞的进风口始终朝向风力源。

作为本申请强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机的优选，单向活门包括活门门板和活门转轴，活门转轴紧固在聚能风筒的排风口处，活门门板铰接在活门转轴上；活门门板能够并且只能向风洞的外部打开。

作为本申请强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机的优选，风向适应器为板体造型，设置在聚能风筒的上部。

作为本申请强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机的优选，转动机构为轴承机构、回转支撑机构、分度盘机构或其他可以实现旋转功能的现有技术手段。

作为本申请强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机的优选，动力机主体设置在排风口的附近。

作为本申请强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机的优选，动力机主体包括框架、动力轴和若干片组合叶板；动力轴安装在框架的中心部位，框架旋转时，可以带动动力轴一起旋转；组合叶板安装在框架上，用于接收风能，以推动框架旋转；组合叶板包括格栅板体和活门叶板，格栅板体可以允许风通过，活门叶板可以在组合叶板分别处于拾能状态和受阻状态时自动封闭和自动导通格栅板体，以提高拾能效率和降低阻力。

作为本申请强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机的优选，框架包括平行设置的第一框架组和第二框架组，第一框架组包括第一外框架和第一内框架，第一外框架和第一内框架之间固定连接；第二框架组包括第二外框架和第二内框架，第二外框架和第二内框架之间固定连接；第一外框架和第二外框架之间设置有若干个外支架，第一内框架和第二内框架的对应位置处设置有若干个内支架；组合叶板安装在外支架和内支架上。

作为本申请强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机的优选，框架还包括第一框架连接组件和第二框架连接组件；第一框架连接组件包括第一三轴连接器和若干根第一框架连接杆，第一框架连接杆同时固定在第一外框架和第一内框架上，并通过第一三轴连接器和动力轴建立固定连接；第二框架连接组件包括第二三轴连接器和若干根第二框架连接杆，第二框架连接杆同时固定在第二外框架和第二内框架上，并通过第二三轴连接器和动力轴建立固定连接。

作为本申请强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机的优选，格栅板体为格栅板或多孔板，活门叶板为柔性板体；活门叶板固定在框架和/或格栅板体上，可以在格栅板体处于拾能状态时封闭格栅板体，还可以在格栅板体处于受阻状态时导通格栅板体。

作为本申请强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机的优选，动力机主体还包括防滑落部件，防滑落部件设置在内支架之间，用于防止活门叶板滑落。

作为本申请强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机的优选，第一框架组上还设置有第一端盖板，第二框架组上还设置有第二端盖板；第一端盖板和第二端盖板均为不透风结构；第一端盖板和第二端盖板之间围合成用于汇聚风能的增效通道。

有益的技术效果：

1、本申请公开的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机采用聚能风筒汇聚风能，采用平板式叶片增加风能捕收面积，采用自导通自封闭组合叶板降低动力机的运转阻力，具有能量效率高和适应性强等显著优点，尤其适用于在超强风力场中发电。本申请公开的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机无论是在平缓的风力环境中发电，还是在大风大浪或暴风雨的环境中发电，均可以取得令人满意的能量收集效果。

2、另外，通过在筒体上设置风向适应器，本申请提供的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机还具有风力源自动锁定功能，可以有效实现风能动力源的自动锁定功能。

以下结合说明书附图和具体实施方式，对本申请的技术方案和技术效果进行详细介绍。

附图说明

图1：优选实施例立体结构透视图。

图2：优选实施例中动力机结构示意图。

图3：优选实施例中动力机变化结构示意图。

标识说明：

10-框架，20-动力轴，30-组合叶片，40-聚能风筒，50-单向活门，60-风向适应器，70-转动机构，80-发电机；

110-第一框架组，120-第二框架组，130-外支架，140-内支架，150-第一框架连接组件，160-第二框架连接组件，170-防滑落部件，180-增效通道；

310-格栅板体，320-活门叶板；

410-筒体，420-风洞，430-进风口，440-排风口；

510-活门门板，520-活门转轴；

710-固定部分，720-转动部分；

1110-第一外框架，1120-第一内框架，1130-第一端盖板，1140-第一集流板；

1210-第二外框架，1220-第二内框架，1230-第二端盖板，1240-第二集流板；

1510-第一三轴连接器，1520-第一框架连接杆；

1610-第二三轴连接器，1620-第二框架连接杆。

具体实施方式

请参阅图1，本申请强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机包括动力机主体、聚能风筒40、单向活门50、风向适应器60和转动机构70；

聚能风筒40包括筒体410，筒体410内设置有风洞420，风洞420包括进风口430和排风口440。

单向活门50设置在风洞420的排风口440处，用于限制风洞420内风力的流向；单向活门50包括活门门板510和活门转轴520，活门转轴520紧固在聚能风筒40的排风口440处，活门门板510铰接在活门转轴520上；活门门板510的尺寸大于排风口440的尺寸，活门门板510能够并且只能向风洞420的外部打开。也可以采用现有技术中的其他活门结构完成限制风洞420内风力流向的作用，只要活门门板510具备能够并且只能向风洞420的外部打开这一功能，即可用于本申请实现本申请的技术方案。

风向适应器60为板体造型，设置在聚能风筒40的上部，用于适应风向的变化，以带动聚能风筒40一起随风向旋转。风向适应器60上设置有箭头结构，箭头结构用于指示风力来源。

转动机构70包括固定部分710和转动部分720，聚能风筒40固定安装在转动机构70的转动部分720上；当风向变化时，聚能风筒40和动力机主体可以在风向适应器60的作用下跟随风向的变化而在转动机构70的固定部分710上自由旋转，以使得风洞420的进风口430始终朝向风力源的方向。具体而言，转动机构70可以为现有技术中的各种轴承机构或回转支撑机构或分度盘机构或其他可以允许聚能风筒40旋转的机构或装置。

动力机用于收集风力并完成风能从机械能的转换，可以采用现有技术中的各种动力机主体比如叶片式或桨叶式或风刀式动力机完成本申请中能量的收集和转换功能。为了进一步提高能量收集效率和增加动力机的抗风暴能力以及适应能力，本优选实施例中采用的动力机主体具有如图2所示的结构。

请参阅图2，本优选实施例中采用的动力机主体包括框架10、动力轴20和24片组合叶片30。框架10包括平行设置的第一框架组110和第二框架组120(或者叫左框架组和右框架组)，第一框架组110和第二框架组120结构类似，各包括一个外框架、一个内框架和若干个框架连接组件。框架连接组件用于将外框架和内框架紧固成一体。外框架和内框架的对应部位分别设置有用于安装组合叶片30的外支架130和内支架140。具体而言，第一框架组110包括第一外框架1110和第一内框架1120，第一外框架1110和第一内框架1120之间固定连接；第二框架组120包括第二外框架1210和第二内框架1220，第二外框架1210和第二内框架1220之间固定连接；第一外框架1110和第二外框架1210之间设置有若干个外支架130，第一内框架1120和第二内框架1220的对应位置处设置有若干个内支架140；组合叶板30安装在外支架130和内支架140上。

框架10还包括第一框架连接组件150和第二框架连接组件160；第一框架连接组件150包括第一三轴连接器1510和若干根第一框架连接杆1520，第一框架连接杆1520同时固定在第一外框架1110和第一内框架1120上，并通过第一三轴连接器1510和动力轴20建立固定连接；第二框架连接组件160包括第二三轴连接器1610和若干根第二框架连接杆1620，第二框架连接杆1620同时固定在第二外框架1210和第二内框架1220上，并通过第二三轴连接器1610和动力轴20建立固定连接。

动力轴20通过两个三轴连接器固定安装在框架10的中心部位，框架10旋转时，可以带动动力轴20一起旋转。

24片组合叶板30均匀安装在框架10上或者说安装在框架10的外支架1110和内支架1210上，用于接收风能以推动框架10旋转。每一片组合叶板30均包括格栅板体310和活门叶板320，格栅板体310可以允许风通过，活门叶板320可以在组合叶板30分别处于拾能状态和受阻状态时自动封闭和自动导通格栅板体310，以提高拾能效率和降低阻力。具体而言，格栅板体310为不锈钢材质的格栅板或多孔板，活门叶板320为塑胶材质的可弯曲折叠变形的柔性板体；活门叶板320固定安装在格栅板体310上，固定点设置于接近内支架140的部位。

动力机主体整体安装在风洞420内，且位于排风口440的附近。当集中在风洞420内的气流冲击处于框架10下端的组合叶板30时，组合叶板30处于拾能状态，活门叶板320在重力的作用下附贴在格栅板体310的表面，格栅板体310上的透风孔被关闭，格栅板体310处于封闭的状态，组合叶板30推动框架10旋转，进而带动动力轴20旋转，实现了风能的收集和转换。随着框架10的继续旋转，当前收集能量的组合叶板30做功完毕，逐渐处于上升阶段，此时组合叶片30的工作状态转变为受阻状态；活门叶板320在重力的作用下，逐渐离开格栅板体310，将透风孔打开，使格栅板体310处于导通状态，从而卸掉了大部分的上升阻力，赋予动力机更强的推动力。如此循环，可以源源不断的将来自风力的能量收集起来，进而再通过动力轴20将能量输送至发电机80。另外，由于单向活门50的单向导通作用，本申请提供的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机还具有防止风力倒灌进风洞420的功能，可以进一步降低动力机的运转阻力，提高能量收集效率。

综上所述，本申请采用聚能风筒和平板式叶片实现风能收集效率的改善，采用自导通自封闭的组合叶板有效降低了动力机的运转阻力，使得本申请公开的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机无论是在平缓的风力环境中发电，还是在大风大浪或暴风雨的环境中发电，均可以取得令人满意的能量收集效果。并且，由于本申请可以在运转过程中降低动力机的运转阻力，本申请提供的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机尤其适用于在超强风力场中发电。另外，本申请提供的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机还具有风力源自动锁定功能，通过在筒体上设置风向适应器60，可以有效实现风能动力源的自动锁定功能。

请参阅图3，在本优选实施例一个变化的实施例中，采用了一种具有能量自增效功能的动力机主体，该具有能量自增效功能的动力机主体与前述优选实施例中动力机主体的结构大体相同，差异之处在于，该具有能量自增效功能的动力机主体采用了风能自增效装置。如图3中所示，第一框架组110上还设置有第一端盖板1130，第二框架组120上还设置有第二端盖板1230；第一端盖板1130和第二端盖板1230均为不透风；第一端盖板1130和第二端盖板1230之间围合成用于汇聚风能的增效通道180。增效通道180和聚能风筒40构成双重增效结构，该双重增效结构或双重增效技术可以显著增加风能的收集效率。

在本优选实施例另一个变化的实施例中，第一端盖板1130上还设置有第一集流板1140或第一集流部，第二端盖板1230上还设置有第二集流板1240或第二集流部。或者，第一集流板1140也可以为独立的部件，固定安装在第一端盖板1130和/或第一外框架1110上；第二集流板1240也可以为独立的部件，固定安装在第二端盖板1230和/或第二外框架1210上。增加集流板的实施例可以进一步提高风能的收集效率。

在本优选实施例另一个变化的实施例中，动力机主体还包括防滑落部件170，防滑落部件170设置在内支架140之间，用于防止活门叶板320滑落。

需要特别说明的是，本申请中采用第一、第二的命名方式，比如第一框架组和第二框架组等等，仅是为了区分结构或功能相同的组件或部件，并非暗示相关组件或部件具有特殊的结构或功能或先后次序，现有技术中的相关组件或部件，只要可以完成相应的功能，均可以实现本实用新型的技术方案，取得预期的技术效果。

以上结合说明书附图和具体实施例对本实用新型的技术方案和技术效果进行了详细阐述，应该说明的是，说明书中公开的具体实施方式仅是本实用新型较佳的实施例而已，所述领域的技术人员还可以在此基础上开发出其他的实施例；任何不脱离本实用新型创新理念的简单变形和等同替换均涵盖于本实用新型，属于本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机，其特征在于：

该强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机包括动力机主体、聚能风筒(40)、单向活门(50)、风向适应器(60)和转动机构(70)；

所述聚能风筒(40)包括筒体(410)，所述筒体(410)内设置有风洞(420)，所述风洞(420)包括进风口(430)和排风口(440)；所述动力机主体安装在所述风洞(420)内，所述单向活门(50)设置在所述风洞(420)的所述排风口(440)处，用于限制所述风洞(420)内风力的流向；所述风向适应器(60)设置在所述筒体(410)的外部，用于适应风向的变化；

所述转动机构(70)包括固定部分(710)和转动部分(720)，所述聚能风筒(40)固定安装在所述转动机构(70)的所述转动部分(720)上；

当风向变化时，所述聚能风筒(40)和所述动力机主体可以在所述风向适应器(60)的作用下跟随风向的变化而在所述转动机构(70)的所述固定部分(710)上自由旋转，以使得所述风洞(420)的所述进风口(430)始终朝向风力源。

2.根据权利要求1所述的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机，其特征在于：

所述单向活门(50)包括活门门板(510)和活门转轴(520)，所述活门转轴(520)紧固在所述聚能风筒(40)的所述排风口(440)处，所述活门门板(510)铰接在所述活门转轴(520)上；所述活门门板(510)能够并且只能向所述风洞(420)的外部打开。

3.根据权利要求1所述的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机，其特征在于：

所述风向适应器(60)为板体造型，设置在所述聚能风筒(40)的上部。

4.根据权利要求1所述的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机，其特征在于：

所述转动机构(70)为轴承机构或回转支撑机构或分度盘机构。

5.根据权利要求1所述的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机，其特征在于：

所述动力机主体设置在所述排风口(440)的附近。

6.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机，其特征在于：

所述动力机主体包括框架(10)、动力轴(20)和若干片组合叶板(30)；所述动力轴(20)安装在所述框架(10)的中心部位，所述框架(10)旋转时，可以带动所述动力轴(20)一起旋转；所述组合叶板(30)安装在所述框架(10)上，用于接收风能，以推动所述框架(10)旋转；所述组合叶板(30)包括格栅板体(310)和活门叶板(320)，所述格栅板体(310)可以允许风通过，所述活门叶板(320)可以在所述组合叶板(30)分别处于拾能状态和受阻状态时自动封闭和自动导通所述格栅板体(310)，以提高拾能效率和降低阻力。

7.根据权利要求6所述的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机，其特征在于：

所述框架(10)包括平行设置的第一框架组(110)和第二框架组(120)，所述第一框架组(110)包括第一外框架(1110)和第一内框架(1120)，所述第一外框架(1110)和所述第一内框架(1120)之间固定连接；所述第二框架组(120)包括第二外框架(1210)和第二内框架(1220)，所述第二外框架(1210)和所述第二内框架(1220)之间固定连接；所述第一外框架(1110)和所述第二外框架(1210)之间设置有若干个外支架(130)，所述第一内框架(1120)和所述第二内框架(1220)的对应位置处设置有若干个内支架(140)；所述组合叶板(30)安装在所述外支架(130)和所述内支架(140)上；

所述框架(10)还包括第一框架连接组件(150)和第二框架连接组件(160)；

所述第一框架连接组件(150)包括第一三轴连接器(1510)和若干根第一框架连接杆(1520)，所述第一框架连接杆(1520)同时固定在所述第一外框架(1110)和第一内框架(1120)上，并通过所述第一三轴连接器(1510)和所述动力轴(20)建立固定连接；

所述第二框架连接组件(160)包括第二三轴连接器(1610)和若干根第二框架连接杆(1620)，所述第二框架连接杆(1620)同时固定在所述第二外框架(1210)和第二内框架(1220)上，并通过所述第二三轴连接器(1610)和所述动力轴(20)建立固定连接。

8.根据权利要求6所述的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机，其特征在于：

所述格栅板体(310)为格栅板或多孔板，所述活门叶板(320)为柔性板体；所述活门叶板(320)固定在所述框架(10)和/或所述格栅板体(310)上，可以在所述格栅板体(310)处于拾能状态时封闭所述格栅板体(310)，还可以在所述格栅板体(310)处于受阻状态时导通所述格栅板体(310)。

9.根据权利要求7所述的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机，其特征在于：

所述动力机主体还包括防滑落部件(170)，所述防滑落部件(170)设置在所述内支架(140)之间，用于防止所述活门叶板(320)滑落。

10.根据权利要求7所述的强风力活门变异风向标聚能锁源风洞型动力机，其特征在于：

所述第一框架组(110)上还设置有第一端盖板(1130)，所述第二框架组(120)上还设置有第二端盖板(1230)；

所述第一端盖板(1130)和所述第二端盖板(1230)均为不透风结构；

所述第一端盖板(1130)和所述第二端盖板(1230)之间围合成用于汇聚风能和/或海洋能的增效通道(180)。

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