CN108425793A - 一种自导向微风发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自导向微风发电设备包括避雷装置、喇叭状集风器、风力发电机、加速管、管状塔、凸台、底座、导向板、滚珠和滚珠板；管状塔的下端与凸台连接，管状塔的顶端安装有具有通风口的避雷装置；管状塔通过滚珠能够相对于地面360°水平旋转；滚珠板具有滚珠轨道；管状塔上均布有至少两个喇叭状集风器；加速管均布于管状塔上，其数量与喇叭状集风器的数量相同；一个加速管与一个喇叭状集风器对应连通，两者的中轴线共线；加速管呈两端粗中间逐渐变细的结构，一端与管状塔连接，另一端的泄风口的尺寸小于喇叭状集风器的集风口的尺寸；风力发电机安装于加速管中的最细位置处；相邻两个加速管之间安装有一个垂直于水平面的导向板。

Description

一种自导向微风发电设备
技术领域
本发明涉及风能发电装置，具体是一种自导向微风发电设备。
背景技术
伴随着全球传统能源的告急，世界各国越来越重视对各种可再生清洁能源的利用。风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射和环境污染，取之不尽用之不竭。目前的风力发电技术已经相对成熟，利用风力吹动风叶旋转，将风能转化为机械能带动发电装置工作，从而产生可供利用的电能。风车式发电设备目前应用最为广泛，但是对叶片的材料，强度要求较高，并且难以维修保护。风车式发电设备的发电效率以及对风能的利用率较低，并且对环境要求较高，需要较强的气流，无法确定集风端始终对准强风方向。对于风力资源相对匮乏，并且风的来向不确定的环境，难以很好的完成发电任务。现已有类似专利：
(1)一种导风式聚风发电***，其特点是：集风筒为竖向布置的直筒，集风筒上端有集风头，集风筒内有导风罩，导风罩为锥形，其上端呈封闭状，底部四周布有口径自上而下逐渐变小的聚风管道，通过两级风力发电机进行发电。详见专利CN201320118949.2。这种设计的缺陷在于：1.集风头收集的风经过弯曲的风管到达竖直集风筒时，会损失大量的风能；2.无法确保集风口始终处于迎风的方向。
(2)一种万向聚风的风能发电方法，其特点是：采用低品位风能万向汇聚加速装置和风力发电机进行发电。万向集风罩的周向设置多个进风口，集风罩内壁上衔接多个上挡板，实现风的只进不出；风流经风力机后从单向出风罩流出，出风罩内壁上设有多个下挡板，实现风的只出不进。这种设计的缺陷在于，当风能进入集风罩时，由于挡板的阻力，会使风速大大降低，风能损耗，并且进入集风罩的风能减少，大大的降低了风能的利用率，同时出风罩的下挡板也会阻挡风的流出。详见专利CN201610994568.9。
(3)一种聚风发电设备，其特点是：聚风筒里至少安装两台风力发电机，喇叭口进风是前面一台风力发电机转动发电，风能余量进入进风道使第二台风力发电机转动发电。这种设计的缺陷在于：当风向不确定的情况下，无法使进风口始终朝向风力较强的方向，不能够最大程度的利用风能。详见专利CN201610733454.9。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种自导向微风发电设备。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种自导向微风发电设备，其特征在于该设备包括避雷装置、喇叭状集风器、风力发电机、加速管、管状塔、凸台、底座、导向板、滚珠和滚珠板；
所述底座固定在地面上；所述凸台安装于底座上；所述管状塔的下端与凸台连接，管状塔的顶端安装有具有通风口的避雷装置；所述管状塔通过滚珠能够相对于地面360°水平旋转；所述滚珠板具有滚珠轨道；管状塔上均布有至少两个喇叭状集风器；所述加速管均布于管状塔上，其数量与喇叭状集风器的数量相同；一个加速管与一个喇叭状集风器对应连通，两者的中轴线共线；所述加速管呈两端粗中间逐渐变细的结构，一端与管状塔连接，另一端的泄风口的尺寸小于喇叭状集风器的集风口的尺寸；所述风力发电机安装于加速管中的最细位置处；相邻两个加速管之间安装有一个垂直于水平面的导向板。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
(1)当风由喇叭状集风器的大喇叭口进入后，随着喇叭口径的逐渐缩小，风速逐渐增大，当到达喇叭的后端出口时，风速已经提高很多，起到了增速的作用。喇叭状集风器的数量及其集风口的形状可依据具体工作环境设定，以增大集风效果提高效率，克服了集风口单一聚风效率较低的问题，减少了能量损失。
(2)加速管利用文丘里效应，管道径口逐渐缩小再增大，再次提高进入管道内的风速，加快其对内部风力发电机的驱动，从而产生更多的电能。转化电能之后的风从尾部的喇叭状小口排出，重归自然，循环利用。
(3)风力发电机一体化安装在加速管内部，不仅节省空间，还可以将风能的利用率最大化，同时避免风力发电机裸露在外，避免了环境对风力发电机的侵蚀，对风力发电机起到了保护作用。
(4)底座圆台降低重心，管状塔通过滚珠能够相对于地面360°水平旋转，实现自导向，使集风口始终朝向风力较强的方向。
(5)两个加速管之间安装垂直于水平面的导向板，起到导风的作用，确保集风口始终处于迎风方向。
(6)管状塔顶端是一个避雷装置，有效的保护发电设备。同时通风口使风自然流通，减小了风的阻力和对塔柱的冲击。
附图说明
图1是本发明自导向微风发电设备一种实施例的整体结构轴测示意图；
图2是本发明自导向微风发电设备一种实施例的整体结构右视示意图；
图3是本发明自导向微风发电设备一种实施例的整体结构主视示意图；
图4是本发明自导向微风发电设备一种实施例的整体结构右视示意图；(图中：1避雷装置、2喇叭状集风器、3风力发电机、4加速管、5管状塔、6凸台、7底座、8导向板、9滚珠、10滚珠板)
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种自导向微风发电设备(参见图1-4，简称设备)，其特征在于该设备包括避雷装置1、喇叭状集风器2、风力发电机3、加速管4、管状塔5、凸台6、底座7、导向板8、滚珠9和滚珠板10；
所述底座7为圆形固定在地面上；所述凸台6为圆形安装于底座7上，用来安装管状塔5；所述管状塔5的下端与凸台6连接，管状塔5的顶端安装有具有通风口的避雷装置1，避雷装置1起到了减小风阻、保护管状塔的作用；所述管状塔5通过滚珠9能够相对于地面360°水平旋转；所述滚珠板10具有滚珠轨道，用于为滚珠9的运动提供运动轨道；管状塔5上均布有至少两个喇叭状集风器2，可根据实际情况调整集风器2的个数，管状塔5的高度可依据集风器2的个数进行调整；所述加速管4均布于管状塔5上，其数量与喇叭状集风器2的数量相同；一个加速管4与一个喇叭状集风器2对应连通，两者的中轴线共线；所述加速管4呈两端粗中间逐渐变细的结构，一端与管状塔5连接，另一端的泄风口的尺寸小于喇叭状集风器2的集风口的尺寸；所述风力发电机3安装于加速管4中的最细位置处；相邻两个加速管4之间安装有一个垂直于水平面的导向板8；
所述喇叭状集风器2的集风口的形状为圆形或者方形；为了防止鸟或者其他昆虫进入喇叭状集风器2，在喇叭状集风器2的集风口处安装有保护网(图中未画出)。
实现管状塔5能够相对于地面360°水平旋转的两种机械结构方案是：滚珠板10固定于底座7上；滚珠9位于滚珠板10的滚珠轨道中，上端与圆形凸台6接触，使凸台6能够相对于地面360°水平旋转；滚珠板10固定于圆形凸台6上；滚珠9位于滚珠板10压板10的滚珠轨道中，上端与管状塔5接触，使管状塔5能够相对于地面360°水平旋转；
本发明自导向微风发电设备的工作原理和工作流程是：近地面方向不确定的风源吹向发电设备，喇叭状集风器2以及导向板8根据风力强度大小，通过滚珠9在水平面上旋转，管状塔5自动调整方向，使喇叭状集风器2始终朝向风力较强的方向。管状塔5上竖直分布若干个喇叭状集风器2，对于不同高度，不同方向的风源都能高效完好的将风源聚拢在喇叭状集风器2中。进入喇叭状集风器2的风源通过管状塔5进入加速管4将风提速，风吹动风力发电机3的扇叶高速旋转，将动能转化为电能。最终实现风能转化为电能。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (5)

1.一种自导向微风发电设备，其特征在于该设备包括避雷装置、喇叭状集风器、风力发电机、加速管、管状塔、凸台、底座、导向板、滚珠和滚珠板；
所述底座固定在地面上；所述凸台安装于底座上；所述管状塔的下端与凸台连接，管状塔的顶端安装有具有通风口的避雷装置；所述管状塔通过滚珠能够相对于地面360°水平旋转；所述滚珠板具有滚珠轨道；管状塔上均布有至少两个喇叭状集风器；所述加速管均布于管状塔上，其数量与喇叭状集风器的数量相同；一个加速管与一个喇叭状集风器对应连通，两者的中轴线共线；所述加速管呈两端粗中间逐渐变细的结构，一端与管状塔连接，另一端的泄风口的尺寸小于喇叭状集风器的集风口的尺寸；所述风力发电机安装于加速管中的最细位置处；相邻两个加速管之间安装有一个垂直于水平面的导向板。
2.根据权利要求1所述的自导向微风发电设备，其特征在于所述喇叭状集风器的集风口的形状为圆形或者方形。
3.根据权利要求1所述的自导向微风发电设备，其特征在于喇叭状集风器的集风口处安装有保护网。
4.根据权利要求1所述的自导向微风发电设备，其特征在于滚珠板固定于底座上；滚珠位于滚珠板的滚珠轨道中，上端与圆形凸台接触，使凸台能够相对于地面360°水平旋转。
5.根据权利要求1所述的自导向微风发电设备，其特征在于滚珠板固定于圆形凸台上；滚珠位于滚珠板压板的滚珠轨道中，上端与管状塔接触，使管状塔能够相对于地面360°水平旋转。
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