大規模風能收集裝置的製作方法

2023-05-20 19:42:06 1

專利名稱：大規模風能收集裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型收集一種能量收集裝置，特別是設計一種大規模收集風能的裝置。
背景技術：
風能是地球上儲存最為豐富的能源之一。由於它是一種可再生的清潔能源， 在環境氣候日益惡化的今天，越來越受到人們的關注。風能的利用方式有很多， 風能提水，風能磨麵等等，其中利用最為廣泛的是風能發電。風力發電的設備 是風力機。根據發電機的軸與地面的關係，風力機可分為水平軸風力機(如三
葉式)和垂直軸風力機(如H型)。按照對風能的利用方式又分為升力型與阻力 型。目前市場上最為流行的是水平軸風力發電機。此機型具有很多優點，但由 於其自身結構的特殊性，又有不少的缺點。該機組投入大量資金研製的三葉片 風輪與風能的實際有效接觸面積過小，降低了對風能的轉換率，也正是這個原 因，該種機型只能在風能密度中等以上的地區使用。在風速較小的地方難以啟 動，尤其是大功率機組對微風更是難以利用，這便造成了設備的閒置。由於水 平三葉式風力機是靠風力流經其葉片時產生的升力推動發電機工作的，並且其 葉片做得越來越大因此葉片對材料的要求也越來越高。這也是該種風力發電機 價格一直居高不下的原因之一。此外，這種機型的轉動慣量小，不能消除陣風 對機組的影響，造成電壓和功率的不穩定。並且，該機組沒有多級發電機系統， 造成大功率發小電的現象。還有，該機組的防風災的能力較弱。
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是1、現有技術的風力收集裝置葉片擋風 面積較小，導致風能轉換效率低，且只能在風力密集的地方使用，；2、發電機 電壓與功率不穩定、3、現有技術的風力收集裝置造價昂貴，抵禦風災能力弱。 為了解決上述問題，本實用新型所採用的技術方案是
本發明提出了一種不同於傳統水平軸與垂直軸風力機的風力發電方式。其
4基本思路是利用固定在鏈條上的葉片帶動鏈輪轉動，改變了傳統風力機圍繞一 根軸轉動的情況，創造性的將鏈輪與鏈條技術與風車技術相結合，使葉片的運 動軌跡變成圓弧加直線的環狀路徑，從而大大提高了風力機的出力能力。
一種大規模風能收集裝置，包括塔筒l、中心橫梁3、鐵軌5、鏈輪9、鏈 條10、鏈輪軸19、其特徵在於還包括滑動裝置ll、葉柄23、限位塊29、葉 片32、齒輪箱20、傳動軸21、發電機組22組成，塔筒1的上部用中心橫梁3 撐起兩根鐵軌5，鐵軌5兩端每端都設有兩個同軸鏈輪9，鐵軌5兩端鏈輪9用 鏈條10相連，鏈條10上有限位塊29,鏈輪軸19穿過兩個同軸鏈輪9和兩個鐵 軌5的一端進行安裝，鏈輪軸19上有一個齒輪箱20，齒輪箱20依次與傳動軸 21、發電機組22相連，在鐵軌5兩端分別設置滑動裝置11，葉柄23安裝在滑 動裝置11上，葉片32安裝在葉柄23上。
前述的大規模風能收集裝置，其特徵在於塔筒l的外側設有兩根橫梁2， 塔筒1內部有轉動裝置4;兩根鐵軌5用若干橫梁6連接加強，橫梁6的兩端用 鋼索7相連，並通過鋼索8與塔筒1頂部相連。
前述的大規模風能收集裝置，其特徵在於鏈輪9的質量與半徑很大，且 其最高點略高於塔筒1的頂部。
前述的大規模風能收集裝置，其特徵在於滑動裝置11包括座體31、若干 輪子12、輪子13、向外伸縮板14、液壓裝置15、齒輪條16、葉柄安裝孔18、 電動機17和30;座體31底部兩側分別設有若干輪子12，座體31中部的外側 有一個輪子13與軌鐵5相接觸；在輪子13的外側有一個向外伸縮板14，向外 伸縮板14的下方有一個液壓裝置15，向外伸縮板14有一凹槽，凹槽內部設置 齒輪條16，齒輪條16旁安裝可控制齒輪條16上下移動的電動機17，齒輪條16 的上端是一個葉柄安裝孔18，葉柄安裝孔18內安裝葉柄23，葉柄安裝孔18下 面安裝控制葉柄23轉動的電動機30。
前述的大規模風能收集裝置，其特徵在於葉片32由若干擋風帆26、若干 支撐杆28、升降機27組成。支撐杆28支撐擋風帆26，升降機27連接在支撐 杆28上。
前述的大規模風能收集裝置，其特徵在於葉柄23的中部有一個缺口，並通過套筒24相連，套筒24旁連接一個液壓裝置25。
前述的大規模風能收集裝置，其特徵在於所述的葉片32面積較大，並且 其上部的面積小於下部的面積。
前述的大規模風能收集裝置，其特徵在於發電機組22由多臺不同功率的 發電機組成。
本實用新型的有益效果是-
1、 由於本實用新型葉片擋風面積大，可以在低風速時和低風能密度地區使用。
2、 由於本實用新型發電機組是由多臺不同功率的發電機組成，可以調節其 輸出功率，提高風能利用率。
3、 由於本實用新型是鋼鐵結構且加工容易，生產成本低。
4、 由於本實用新型鏈輪的轉動慣量大，可以消除陣風對發電機電壓與功率 的影響，且由於鏈輪的半徑大，因此剎車裝置可以做得很簡單。
5、 當出現大風災時，可以通過轉動葉片，使其與風向平行，從而減小風災 對機組的影響。


圖1是本實用新型風能收集裝置的主視圖； 圖2是本實用新型風能收集裝置的俯視圖； 圖3是本實用新型滑動裝置的主視圖； 圖4是本實用新型滑動裝置的右視圖； 圖5是本實用新型葉柄與葉片的機構示意圖。
具體實施方式

圖1是本實用新型風能收集裝置的主視圖；圖2是本實用新型風能收集裝 置的俯視圖；圖3是本實用新型滑動裝置的主視圖；圖4是本實用新型滑動裝 置的右視圖；圖5是本實用新型葉柄與葉片的機構示意圖。
以下結合附圖對本實用新型做進一補的描述
本實用新型的大規模風能收集裝置，塔筒1外側設有兩根橫梁2，塔筒1有 轉動裝置4，可通過轉動裝置4轉動塔筒1所支撐的整個結構，這樣可使葉片
632與風向垂直，提高風能的利用效率。塔筒1上部用中心橫梁3支撐起兩根鐵 軌5，鐵軌5斷面為"工"字型的鐵軌，鐵軌的兩端是半圓形，半圓形的圓心與 鏈輪9的圓心在同一條直線上。為了加強兩鐵軌5的強度，在鐵軌中間有若干 對稱分布的橫梁6，橫梁6的兩端用鋼索7連接，再通過鋼索8與塔筒1的頂 部連接，這樣，不僅增強了鐵軌5的強度，還提高了整體的穩定性。鐵軌5的 兩端的每端都有兩個巨大的同軸鏈輪9，鏈輪9的最高點比塔筒1的頂端高，從 而防止機械運動過程中葉柄23與鋼索8相碰撞。鐵軌5兩端的鏈輪9用鏈條10 相連，鏈條10上有限位塊29，在鐵軌5上有滑動裝置11.滑動裝置11的結構 如圖3和4所示。滑動裝置11的座體31底部兩側分別有若干輪子12，座體31 中部的外側有一個輪子13與軌鐵5的下端接觸，這些輪子都像汽車的輪子具有 減震裝置。在輪子13的外側有一個向外伸縮板14，向外伸縮板的下方有一個液 壓裝置15，用此裝置來實現向外伸縮板14的推出與拉進的動作。向外伸縮板 14有一凹槽，凹槽內部設置很長的齒輪條16，與齒輪條16連接著的電動機17 可以實現齒輪條16的上下移動。齒輪條16的上端是一個葉柄安裝孔18，葉柄 安裝孔18內安裝葉柄23，葉柄安裝孔18下面是有一電動機30用來控制葉柄 23的轉動，葉柄23通過限位塊29帶動鏈條10轉動。鏈輪軸19穿過兩個同軸 鏈輪9和兩個鐵軌5的一端進行安裝，在鏈輪軸19的中部有一個齒輪箱20，與 齒輪箱20相連的是傳動軸21.發電機組22與傳動軸21相連。發電機組22是由 若干個不同功率的發電機組成，通過調節其中每個發電機與傳動軸21的連接或 斷開狀態，來調節發電機組的輸出功率，以達到最大程度利用風能的目的。葉 柄23的結構如圖5所示其中部有一個缺口，通過一個套筒24相連，套筒24由 一個液壓裝置25控制，以實現其向左或向右移動的目的。葉片32安裝在葉柄 23上，其結構如圖5所示，它是由若干擋風帆26、若干支撐杆28、升降機27 組成。擋風帆26由支撐杆28支撐，由於它是一個長方形，所以其製作簡單， 可以做得很大， 一般為20000平方米而且還可以根據實際情況加大。升降機27 連接在葉柄杆28上，升降機27可以帶動葉片外端的部分擋風帆26自由的升降， 通過透過多餘的風來保持葉片的平衡。並且葉片32下部的面積要大於上部的， 這是因為高空的風能資源要大於低空的，通過加大葉片下部的面積來保持葉片的受力平衡。其中，升降機27，液壓裝置25，電動機17都是由在塔筒內部的 中央控制器控制。
葉片32受到風力的作用，帶動鏈條10移動，鏈條10帶動鏈輪9轉動，鏈 輪9帶動鏈輪軸19轉動，再通過齒輪箱20與傳動軸21從而帶動發電機組22， 產生電能。葉片32分布在葉柄23的兩端外側，葉柄23中間部分沒有葉片，葉 片的位置始終關於塔筒1對稱，並且一個在上， 一個在下，在上面的葉片32與 風向相垂直，起擋風作用，因為葉片很大，下面的葉片使其與地面相平行放置。
以下結合附圖對本實用新型的運動方式進行進一步的描述葉柄23a在鐵 軌最右邊，葉柄23b在鐵軌最左邊，當風從右邊吹來時，這時兩葉柄作相向運 動，葉柄23a連接的在上的葉片與風向垂直，而葉柄23b連接的在下的葉片與 地面平行，為了防止兩葉片相互碰撞，需要通過齒輪條16將在下的葉片降低， 當兩葉片錯開後，再提升齒輪條16將在下的葉片拉高。因為齒輪條比較大，當 兩個齒輪條16靠得較近時，需通過液壓裝置15將向外伸縮板14向外推開， 這樣就可以避免兩個齒輪條16之間相互碰撞。當葉柄23b運動到中間，靠近塔 筒1時，液壓裝置25將葉柄23b上的套筒24拉開，葉柄23b分開的兩部分由 塔筒1上的兩根橫梁2分別支撐，當通過塔筒l通過葉柄的缺口後，再將套筒 推回原來的位置。當葉柄23a運動到鐵軌到最左邊時，葉柄23b也運動到鐵軌 最右邊，這時，葉柄23a的葉片在電動機30的作用下變成水平，同時，電動機 17轉動，將齒輪條16降下，使葉柄23a到達離地面很近的地方。同時轉動葉柄 23b，使其葉片變成垂直狀態，同時，齒輪條上升。這樣鏈條10就經過了半個 周期，依照其前述方法，當葉柄23a又運動鐵軌最右邊，葉柄23b又運動到鐵 軌最左邊，就完成一個周期的循環。
當風災發生通過電動機30轉動葉柄23，使兩個葉片32都與地面相平行，
停止本風能收集裝置的運行，這樣可有效的抵禦風災。
權利要求1、一種大規模風能收集裝置，包括塔筒(1)、中心橫梁(3)、鐵軌(5)、鏈輪(9)、鏈條(10)、鏈輪軸(19)、其特徵在於還包括滑動裝置(11)、葉柄(23)、限位塊(29)、葉片(32)、齒輪箱(20)、傳動軸(21)、發電機組(22)組成，塔筒(1)的上部用中心橫梁(3)撐起兩根鐵軌(5)，鐵軌(5)兩端每端都設有兩個同軸鏈輪(9)，鐵軌(5)兩端鏈輪(9)用鏈條(10)相連，鏈條(10)上有限位塊(29)，鏈輪軸(19)穿過兩個同軸鏈輪(9)和兩個鐵軌(5)的一端進行安裝，鏈輪軸(19)上有一個齒輪箱(20)，齒輪箱(20)依次與傳動軸(21)、發電機組(22)相連，在鐵軌(5)兩端分別設置滑動裝置(11)，葉柄(23)安裝在滑動裝置(11)上，葉片(32)安裝在葉柄(23)上。
2、 根據權利要求1所述的大規模風能收集裝置，其特徵在於塔筒(1)的 外側設有兩根橫梁(2)，塔筒(1)內部有轉動裝置(4);兩根鐵軌(5)用若 幹橫梁(6)連接加強，橫梁(6)的兩端用鋼索(7)相連，並通過鋼索(8) 與塔筒(1)頂部相連。
3、 根據權利要求1所述的大規模風能收集裝置，其特徵在於鏈輪(9)的 質量與半徑很大，且其最高點略高於塔筒(1)的頂部。
4、 根據權利要求1或2或3所述的大規模風能收集裝置，其特徵在於滑 動裝置(11)包括座體(31)、若干輪子(12)、輪子(13)、向外伸縮板(14)、 液壓裝置(15)、齒輪條(16)、葉柄安裝孔(18)、電動機(17)和(30);座 體(31)底部兩側分別設有若干輪子(12)，座體(31)中部的外側有一個輪子(13)與軌鐵(5)相接觸；在輪子(13)的外側有一個向外伸縮板(14)，向 外伸縮板(14)的下方有一個液壓裝置(15)，向外伸縮板(14)有一凹槽，凹 槽內部設置齒輪條(16)，齒輪條(16)旁安裝可控制齒輪條(16)上下移動的 電動機(17)，齒輪條(16)的上端是一個葉柄安裝孔(18)，葉柄安裝孔(18) 內安裝葉柄(23)，葉柄安裝孔(18)下面安裝控制葉柄(23)轉動的電動機(30)。
5、 根據權利要求4所述的大規模風能收集裝置，其特徵在於葉片(32) 由若干擋風帆(26)、若干支撐杆(28)、升降機(27)組成。支撐杆(28)支撐擋 風帆(26)，升降機(27 )連接在支撐杆(28)上。
6、 根據權利要求5所述的大規模風能收集裝置，其特徵在於葉柄(23)的 中部有一個缺口，並通過套筒(24)相連，套筒(24)旁連接一個液壓裝置(25)。
7、 根據權利要求6所述的大規模風能收集裝置，其特徵在於所述的葉片 (32)面積較大，並且其上部的面積小於下部的面積。
8、 根據權利要求7所述的大規模風能收集裝置，其特徵在於發電機組(22) 由多臺不同功率的發電機組成。
專利摘要本實用新型公開了一種大規模風能收集裝置，解決了現有技術中風力機利用風能效率低，發電機電壓和功率不穩定，抵禦風災能力弱等問題。本實用新型的風能收集裝置不同於傳統水平軸與垂直軸風力機的風力發電方式。其基本思路是利用固定在鏈條上的葉片帶動鏈輪轉動，改變了傳統風力機圍繞一根軸轉動的情況，創造性的將鏈輪與鏈條技術與風車技術相結合，使葉片的運動軌跡變成圓弧加直線的環狀路徑，從而大大提高了風力利用能力。本實用新型利用風能效率高，可在低風速和低風能密度地區使用進行風力發電，發電機發電時電壓和功率穩定，有較好的抵禦風災的能力。
文檔編號F03D9/00GK201407128SQ20092004202
公開日2010年2月17日 申請日期2009年4月2日 優先權日2009年4月2日
發明者剛 韓 申請人:剛 韓