CN2207453Y - 一种转门式数控引风风动力装置 - Google Patents

一种转门式数控引风风动力装置 Download PDF

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Abstract

一种转门式数控引风风动力装置，它有输出轴、 门叶转子等，其特征在于：门叶转子外围有可以绕其 转动的风引导壳体，其上开有引风槽口和排风槽口， 有驱动它转动的数控执行装置，在近旁装有风向传感 器、可共用的中央控制计算机和标准工业控制介面以 及其中插有的各种测量和控制适配模块。使用设置 风引导壳体的方法，使门叶转子的叶片在处于顺风半 周和逆风半周所受风压力不同，因而带动转子旋转， 达到风能转换成机械能的目的。

Description

一种转门式数控引风风动力装置，它属于风力发电设备，用于风力与机械能之间的转模。特别适于在弱风下使用。
风力资源是一种有广泛利用前景的能量资源。特别是在如沙漠、高山、海岛等电网不易覆盖的地方，利用风力发电是时分重要的。但是现在的风动力装置多是采用螺旋桨型卧式装置或打蛋器式的竖式装置。这两种装置的工作效率主要是靠桨叶剖面型状来得到，设计制造都很困难，而且对于单位尺度的理论效率也不高。为得到较大功率时，装置结构尺寸很大。
本实用新型的目的是发明一种转门式数控引风风动力装置，它的叶片结构简单，理论工作效率高，并且对设计制造精度不敏感。
本实用新型如附图1和附图2所示，它有输出轴1、门叶转子2、门叶转子上支承轴承3、门叶转子下支承轴承4，其特征在于：门叶转子2外围有风引导壳体5，风引导壳体5可以绕门叶转子2转动，在风引导壳体5迎风的一面开有近四分之一圆弧的切向引风槽口6，在风引导壳体5背风的一面也开有近四分之一圆弧的排风槽口7，有驱动风引导壳体5转动的数控执行装置8，在近旁装有风向传感器9和标准工业控制介面13，标准工业控制介面13通过串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控制计算机12相连，在标准工业控制介面13中插有与风向传感器9相连的测量适配模块10，还插有与数控执行装置8相连并对其进行控制的控制适配模块11。
附图1是本实用新型的结构示意图。
附图2是本实用新型顶视剖视图。箭头的方向为风向，A半圆为顺风半圆，B半圆为逆风半圆。
本实用新型的工作原理如下：
风引导壳体5的角度位置由数控执行装置8确定。风引导壳体5被控使风引导壳体5上的切向引风槽口6始终处于迎风位置，而排风槽口7始终处于背风位置。切向引风槽口6只有四分之一圆周，它使风压只作用在处于顺风位置上的门叶转子2的叶片。由于排风槽口7的作用，而处于逆风位置的门叶转子2的叶片只受到背风处的气压作用。两边的压力差使门叶转子2转动做功，把风能转变为输出轴1的转动动能。风引导壳体5的转动角度，由中央控制计算机12通过标准工业控制介面13进行控制。在工作时，中央控制计算机12使用扫描的方法，定时通过标准串行通讯接口发出选通与风向传感器8相连的测量适配模块10的地址信号，由标准工业控制介面13接收后，选通插在其内的测量适配模块10。测量适配模块10把由风向传感器8测得的风向信号经A／D变换后反送回中央控制计算机12。中央控制计算机12根据当时的风向计算出风引导壳体5的最佳角度。中央控制计算机12通过标准串行通讯接口发出与风引导壳体5的数控执行装置9相连的控制适配模块11的地选信号，标准工业介面13根据地选信号选通各控制适配模块11。选通后，中央控制计算机12再发出相应的风引导壳体转角信号，该信号由控制适配模块11接收并锁存后，经D／A变换后驱动数控执行装置9的执行，使风引导壳体5处在最佳位置。
本实用新型采用在门叶转子罩有开有近四分之一圆弧的切向引风槽口和近四分之一圆弧的排风槽口的风引导壳体，数控的方法驱动风引导壳体上的切向引风槽口始终处于迎风位置。使门叶转子处于顺风半周的叶片被迎面风压作用，而门叶转子处于逆风半周的叶片只作用于背风处的气压，因而产生作用力的不平衡，带动转子旋转以把风能转换成机械能输出，达到风能转换成机械能的目的。由于在顺风半周时门叶是利用风作用在其上的正压力，与现在已有风扇叶片不同，不是利用其特殊的剖面形状来产生升力。因而门叶的形状精度要求很低，与转换效率基本无关，大大简化了门叶的结构，并使其制造简单。
在本实用新型中，门叶转子2上的叶片数目可以是两个、三个、四个或更多个，叶片应均匀布置。
本实用新型中所用的数控执行装置9，可以使用如步进电机加减速器的结构形式，也可以使用如CN91216027的“一种大速比差动端而输出装置的专利或是如CN91216107的“一种数控差动减速电动伺服单元”的专利。还可以使用如专利号为CH91278541或CN91208778的专利结构或产品。
本实用新型中的风向传感器12，可以是一个装置装有风标的角度传感器。角度传感器可以是光栅式角度传感器，也可以磁感应式传感器，由于不需要高的测角精度，也可以使用光电反射或透射式角度传感器。在角度传感器的输入端装一个带一个阻力楔形的风标。由于风标在风力作用下自动转到阻力最小的角度，从而使所带的角度传感器输入端转到对应角度。
在本实用新型中，标准工业控制介面13可以选用美国ME公司（MECHATRONICEQUIPMENT    INC.）的I／O    32，或是美国OPTO22公司的PB16AH。中央控制计算机12可以选用美国OPTO22公司的LC4控制器，也可以选用美国ME公司的PCS－1工业过程控制工作站，还可以选用普通PC计算机。适配模块10可以采用OPTO22公司的AD3或类似的A／D转换模块。适配模块11可选用OPTO22公司的DA3或类似的D／A转换模块。

Claims (1)

1、一种转门式数控引风风动力装置，它有输出轴(1)、门叶转子(2)、门叶转子上支承轴承(3)、门叶转子下支承轴承(4)，其特征在于：门叶转子(2)外围有风引导壳体(5)，风引导壳体(5)可以绕门叶转子(2)转动，在风引导壳体(5)迎风的一面开有近四分之一圆弧的切向引风槽口(6)，在风引导壳体(5)背风的一面也开有近四分之一圆弧的排风槽口(7)，有驱动风引导壳体(5)转动的数控执行装置(8)，在近旁装有风向传感器(9)和标准工业控制介面(13)，标准工业控制介面(13)通过串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控制计算机(12)相连，在标准工业控制介面(13)中插有与风向传感器(9)相连的测量适配模块(10)，还插有与数控执行装置(8)相连并对其进行控制的控制适配模块(11)。
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