CN117588366A - 一种山上风力发电平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力发电领域，公开了一种山上风力发电平台；包括支撑架，塔筒，固定设置在所述支撑架的上端；收风组件，设置在塔筒的上方；转动叶轮，转动设置在塔筒的空腔内；出风口，开设在塔筒的底部；发电机，固定设置在支撑架的下端，且位于转动叶轮的正下方；转动轴，固定设置在转动叶轮和发电机的输入端之间；通过收风组件将各个方向的风引入塔筒的内部，增加了吹向转动叶轮的风力强度，使转动叶轮转速更快，使发电机的发电量更多，充分利用了各个方向的风能；由于转动叶轮水平设置在塔筒的中部，因此降低了转动叶轮的重心，使转动叶轮在转动时，不会因离心力产生倾斜或者倒塌；使得发电机可以产生更多的发电量。

Description

一种山上风力发电平台

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体涉及一种山上风力发电平台。

背景技术

风是一种可再生能源，通过将风的动能转化成电能的风力发电非常环保，且能够产生的电能巨大，因此越来越多的国家更加重视风力发电；风力发电平台通常建在风力资源丰富的地方，比如海上、草原上或者山上，由于我国国土面积大，很多城市既不临海，也不是大草原，因此需要将风力发电平台建在山上。

风力发电平台通常是由转动叶轮、发电机和塔筒组成；转动叶轮设置在塔筒的一侧，风带动转动叶轮在塔筒的一侧转动；转动叶轮带动发电机的输入端转动，发电机将发电机输入端转动的动能转化为电能，再通过输电线输送至变电站中，再通过电线送入用户的家中。

但是，风向是随时变化的，而且山上的风向比较复杂，同一时间可能有多个风向的风吹向转动叶轮，塔筒上方的风向标确定主风场后，转动叶轮转至面对主风场的方向，其他方向的风能无法利用，而且其他方向的风可能会对转动叶轮的转动产生阻碍，导致转动叶轮变的更慢；转动叶轮的转动速度和发电机的发电量有关，转动叶轮的转动速度越慢，发电量越少；由于风力强度大，转动叶轮转动速度快，离心力变大，又由于转动叶轮设置在塔筒的一侧，当转动叶轮产生的离心力很大时，塔筒和转动叶轮会发生倾斜甚至倒塌，非常危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种山上风力发电平台，解决以下技术问题：

如何避免转动叶轮转速快时因离心力导致倾斜或倒塌。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种山上风力发电平台，包括支撑架，

塔筒，固定设置在所述支撑架的上端；

收风组件，设置在塔筒的上方，用于将各个方向的风引入塔筒中；

转动叶轮，转动设置在塔筒的空腔内；

出风口，开设在塔筒的底部；

发电机，固定设置在支撑架的下端，且位于转动叶轮的正下方；

转动轴，固定设置在转动叶轮和发电机的输入端之间；

所述收风组件包括：

收风塔，设置在塔筒的上方；

多个收风窗口，呈圆周阵列设置在所述收风塔外部；

多个挡风板，与收风窗口一一对应，铰链设置在收风窗口的上端；

多个弹簧，与挡风板一一对应，所述弹簧设置在挡风板和收风塔之间；

上导风环，固定设置收风塔的上端；

下导风环，固定设置收风塔的下端；

所述发电机的上方设置有储水箱；所述上导风环与储水箱之间连通有若干个下水管；所述下水管呈圆周阵列分布在塔筒的外部。

作为本发明进一步的方案：所述储水箱的中部设置有隔板；所述隔板套在转动轴的外部；所述转动轴贯穿储水箱。

作为本发明进一步的方案：所述下水管内设置有滤板；所述滤板的一侧设置有过滤管；所述过滤管与下水管连通。

作为本发明进一步的方案：所述下水管的下端内设置有密封组件，用于在下水管内无雨水通过时，将下水管的下端堵住，使气体无法通过；所述储水箱和塔筒的上端之间连通有若干个通气管。

作为本发明进一步的方案：所述密封组件包括：

锥形管，设置在滤板的下方；

浮球，设置在锥形管内；

细线，设置在浮球和锥形管之间。

作为本发明进一步的方案：收风窗口呈棱锥状，收风窗口朝塔筒外部方向的一端开口大小大于收风窗口朝塔筒内部方向的一端开口大小。

作为本发明进一步的方案：所述塔筒的下方固定设置有防风环；所述防风环位于出风口的下方外部。

本发明的有益效果：

（1）为了避免转动叶轮转速快时因离心力导致倾斜或倒塌；通过将各个方向吹向吹风组件的风引入塔筒的内部，风沿着塔筒朝下流动经过转动叶轮，转动叶轮在风的作用下产生转动，再通过转动轴带动发电机的输入端转动，发电机将转动叶轮的动能转化成电能；通过收风组件将各个方向的风引入塔筒的内部，增加了吹向转动叶轮的风力强度，使转动叶轮转速更快，使发电机的发电量更多，充分利用了各个方向的风能；由于转动叶轮水平设置在塔筒的中部，因此降低了转动叶轮的重心，且支撑架和塔筒对转动叶轮都起到支撑的作用，增加了塔筒的稳定性，使转动叶轮在转动时，不会因离心力产生倾斜或者倒塌；提高了转动叶轮的转动速度，使得发电机可以产生更多的发电量；

（2）为了将吹向收风塔的各个方向的风都引入塔筒中；通过在收风塔的外部设置多个收风窗口，当不同的方向的风吹向收风塔，风被集中到对应的收风窗口，风力推动对应的挡风板，进入塔筒中，当此方向无风时，对应方向的挡风板在对应弹簧的作用下，将收风窗口密封，且由于弹簧，各挡风板的打开程度有限，当风力过强时，进入塔筒的风力有限，不会使转动叶轮的转动速度过快，导致发生危险；

（3）通过雨槽将下雨的雨水集中起来，并通过各下水管快速流入储水箱中；由于山上的塔筒为了能够获得的风能，通常建立在山顶上；夏季时，日照时间长，日常强度大，使得发电机的温度高，发电机产生的电能也会使发电机的温度升高，导致发电机的寿命短，通过将储水箱设置在发电机的上方，挡住太阳；且储水箱中的雨水被蒸发时可以吸热，为发电机散热，延长发电机的使用寿命；通过在储水箱的中部设置隔板，使得雨槽通过下水管中的雨水被隔离在隔板的外部，隔板内部无雨水，使转动轴在转动时不会受到储水箱中雨水的阻力，确保转动轴的转动速度，使发电机产生更多的发电量；

（4）通过设置锥形管，浮球置于锥形管内部，当锥形管中无雨水时，浮球在锥形管内，将锥形管堵住，下雨时，雨槽中的雨水经过滤板过滤后进入锥形管，在锥形管中集中，待锥形管中的水越来越多时，浮球上浮，浮球与锥形管分离，下水管与出储水箱连通，雨槽中的雨水进入储水箱中；细线限制了浮球的上浮高度；当雨槽中的水进入储水箱后，浮球不再受到浮力，在重力的作用下，浮球又落至锥形管内，堵住锥形管；由于塔筒内的风流动速度快，通气管与塔筒连通的一端气压小，因此储水箱中的蒸汽在气体的作用下从通气管进入塔筒中，与收风窗口进入的风一起向下流动，增加了流过转动叶轮的风力强度，使转动叶轮的转动速度更快，提高了发电机的发电量。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种实施例的主体结构示意图；

图2为本发明一种实施例的主体结构剖视图；

图3为本发明一种实施例的下水管结构剖视图；

图4为图3的A处放大图；

图5为收风组件部分结构示意图。

附图说明：1、支撑架；2、塔筒；3、收风组件；31、收风塔；32、收风窗口；33、挡风板；34、弹簧；35、上导风环；36、下导风环；4、转动叶轮；5、出风口；6、发电机；7、转动轴；8、雨槽；9、储水箱；10、下水管；11、隔板；12、滤板；13、过滤管；14、密封组件；141、锥形管；142、浮球；143、细线；15、通气管；16、防风环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2所示，本发明为一种山上风力发电平台，包括支撑架1；

塔筒2，固定设置在所述支撑架1的上端；

收风组件3，设置在塔筒2的上方，用于将各个方向的风引入塔筒2中；

转动叶轮4，转动设置在塔筒2的空腔内；

出风口5，开设在塔筒2的底部；

发电机6，固定设置在支撑架1的下端，且位于转动叶轮4的正下方；

转动轴7，固定设置在转动叶轮4和发电机6的输入端之间；

为了使转动叶轮4在快速转动时，不会因离心力产生倾斜或者倒塌；通过收风组件3将各个方向吹向收风组件3的风引入塔筒2的内部，由于出风口5位于塔筒2的底部，从收风组件3进入塔筒2的风沿着塔筒2朝下流动，再经过转动叶轮4后，从出风口5流出塔筒2，转动叶轮4在风的作用下产生转动，转动叶轮4通过转动轴7带动发电机6的输入端转动，发电机6将转动叶轮4的动能转化成电能；通过收风组件3将各个方向的风引入塔筒2的内部，增加了吹向转动叶轮4的风力强度，使转动叶轮4转速更快，使发电机的发电量更多，充分利用了各个方向的风能；由于转动叶轮4水平设置在塔筒2的中部，降低了转动叶轮4的重心，且支撑架1和塔筒2对转动叶轮4都起到支撑的作用，增加了塔筒2的稳定性，使转动叶轮4在快速转动时，不会因离心力产生倾斜或者倒塌；提高了转动叶轮4的转动速度，使得发电机6可以产生更多的发电量；

作为本发明的一种实施方式，请参阅图2和图5所示，所述收风组件3包括：

收风塔31，设置在塔筒2的上方；

多个收风窗口32，呈圆周阵列设置在所述收风塔31外部；

多个挡风板33，与收风窗口32一一对应，铰链设置在收风窗口32的内侧；

多个弹簧34，与挡风板33一一对应，所述弹簧34设置在挡风板33和收风塔31之间；

上导风环35，固定设置收风塔31的上端；

下导风环36，固定设置收风塔31的下端；

所述塔筒2的下方固定设置有防风环16；所述防风环16位于出风口5的下方外部；

为了将吹向收风塔31的各个方向的风都引入塔筒2中；通过在收风塔31的外部设置多个收风窗口32，各个收风窗口32的朝向各不相同，收风窗口32呈棱锥状，收风窗口32朝塔筒2外部方向的一端开口大小大于收风窗口32朝塔筒2内部方向的一端开口大小；使得更多的风通过收风窗口32中；挡风板33的上端与收风窗口32内侧的上方铰链连接；挡风板33靠近塔筒2内部的侧壁上与弹簧34的一端固定连接；弹簧34的另一端固定设置在收风塔31的顶部；弹簧34呈挤压状态；当不同的方向的风吹向收风塔31，风被集中到对应的收风窗口32，风力推动对应的挡风板33，进入塔筒2中，当此方向无风时，对应方向的挡风板33在对应弹簧34的作用下，将收风窗口32密封，且由于弹簧34，各挡风板33的打开程度有限，当风力过强时，进入塔筒2的风力有限，不会使转动叶轮4的转动速度过快，导致发生危险；上导风环35和下导风环36远离收风窗口32一端的开口大小大于上导风环35和下导风环36靠近收风窗口32一端的开口大小，引导收风窗口32上方和下方的风进入收风窗口32，使更多的风能进入塔筒2，增大带动转动叶轮4的风力强度，使转动叶轮4的转动速度更快，发电机6的发电量越多；防风环16防止风从出风口5中进入塔筒2中，确保塔筒2中的风从收风窗口32进入，出风口5出；使得转动叶轮4的转动不受干扰，提高发电机6的发电量；

请参阅图1-图2所示，所述上导风环35上端开设有雨槽8；所述发电机6的上方设置有储水箱9；所述雨槽8与储水箱9之间连通有若干个下水管10；所述下水管10呈圆周阵列分布在塔筒2的外部；

通过雨槽8将下雨的雨水集中起来，并通过各下水管10快速流入储水箱9中；由于山上的塔筒2为了能够获得的风能，通常建立在山顶上；夏季时，日照时间长，日照强度大，使得发电机6的温度高，发电机6产生的电能也会使发电机6的温度升高，导致发电机6的寿命短，通过将储水箱9设置在发电机6的上方，挡住太阳；且储水箱9中的雨水被蒸发时可以吸热，为发电机6散热，延长发电机6的使用寿命；储水箱9设置在支撑架1的下端，也可增加塔筒2和支撑架1的稳定性；充分利用了大自然中的雨水资源；

请参阅图2所示，所述储水箱9的中部设置有隔板11；所述隔板11套在转动轴7的外部；所述转动轴7贯穿储水箱9；

通过在储水箱9的中部设置隔板11，使得雨槽8通过下水管10中的雨水被隔离在隔板11的外部，隔板11内部无雨水，使转动轴7在转动时不会受到储水箱9中雨水的阻力，确保转动轴7的转动速度，使发电机6产生更多的发电量；

请参阅图3所示，所述下水管10内设置有滤板12；所述滤板12的一侧设置有过滤管13；所述过滤管13与下水管10连通；

通过设置滤板12，进入下水管10内的雨水进入储水箱9中，雨水中的沙子和石头被滤板12过滤出来，滤板12倾斜布置，过滤出的沙子和石头在重力的作用下先从滤板12上移动至过滤管13中，并通过过滤管13将沙子和石头排出；

请参阅图2-图3所示，所述下水管10的下端内设置有密封组件14，用于在下水管10内无雨水通过时，将下水管10的下端堵住，使气体无法通过；所述储水箱9和塔筒2的上端之间连通有若干个通气管15；

通过设置密封组件14，下雨时，雨水通过雨槽8进入下水管10，当下水管10的上端有液体时，密封组件14使得下水管10畅通，下水管10中的雨水进入储水箱9中，当雨槽8中的雨水完全进入储水箱9中，下水管10中无雨水通过时，密封组件14将下水管10堵住，使气体无法通过；储水箱9中的水被发电机加热后，会蒸发，蒸发的气体在密封组件14的作用下无法进入下水管10，通过通气管15进入塔筒2的上端，与收风窗口32进入的风一起向下流动，增加了流过转动叶轮4的风强度，使转动叶轮4的转动速度更快，提高了发电机6的发电量；同时发电机6放出的热量得到了利用，没有产生浪费；

所述密封组件14包括：

锥形管141，设置在滤板12的下方；

浮球142，设置在锥形管141内；

细线143，设置在浮球142和锥形管141之间；

通过设置锥形管141，锥形管141呈倒置的锥形，锥形管141底部的开口大小小于锥形管141顶部的开口大小；浮球142置于锥形管141内部，细线143的一端与浮球142的底部固定连接；细线143的另一端与锥形管141的底部固定连接；当锥形管141中无雨水时，浮球142在锥形管141内，将锥形管141堵住，下雨时，雨槽8中的雨水经过滤板12过滤后进入锥形管141，在锥形管141中集中，待锥形管141中的水越来越多时，浮球142上浮，浮球142与锥形管141分离，下水管10与出储水箱9连通，雨槽8中的雨水进入储水箱9中；细线143限制了浮球142的上浮高度；当雨槽8中的水进入储水箱9后，浮球142不再受到浮力，在重力的作用下，浮球142又落至锥形管141内，堵住锥形管141；由于塔筒2内的风流动速度快，通气管15与塔筒2连通的一端气压小，因此储水箱9中的蒸汽在气体的作用下从通气管15进入塔筒2中，与收风窗口32进入的风一起向下流动，增加了流过转动叶轮4的风力强度，使转动叶轮4的转动速度更快，提高了发电机6的发电量。

本发明的工作原理：

通过收风窗口32将各个方向吹向收风组件3的风引入塔筒2的内部，由于出风口5位于塔筒2的底部，从收风窗口32进入塔筒2的风沿着塔筒2朝下流动，再经过转动叶轮4后，从出风口5流出塔筒2，转动叶轮4通过转动轴7带动发电机6的输入端转动，发电机6将转动叶轮4的动能转化成电能；由于转动叶轮4水平设置在塔筒2的中部，降低了转动叶轮4的重心，且支撑架1和塔筒2对转动叶轮4都起到支撑的作用，增加了塔筒2的稳定性，使转动叶轮4在转动时，不会因离心力产生倾斜或者倒塌；提高了转动叶轮4的转动速度，使得发电机6可以产生更多的发电量；通过雨槽8将下雨的雨水集中起来，并通过各下水管10快速流入储水箱9中；由于山上的塔筒2为了能够获得的风能，通常建立在山顶上；夏季时，日照时间长，日常强度大，使得发电机6的温度高，发电机6产生的电能也会使发电机6的温度升高，导致发电机6的寿命短，通过将储水箱9设置在发电机6的上方，挡住太阳；且储水箱9中的雨水被蒸发时可以吸热，为发电机6散热，延长发电机6的使用寿命；储水箱9设置在支撑架1的下端，也可增加塔筒2和支撑架1的稳定性；通过在储水箱9的中部设置隔板11，使得雨槽8通过下水管10中的雨水被隔离在隔板11的外部，隔板11内部无雨水，使转动轴7在转动时不会受到储水箱9中雨水的阻力，确保转动轴7的转动速度，使发电机6产生更多的发电量；通过设置滤板12，进入下水管10内的雨水进入储水箱9中，雨水中的沙子和石头被滤板12过滤出来，并通过过滤管13将沙子和石头排出；通过设置锥形管141，锥形管141底部的开口大小小于锥形管141顶部的开口大小；当锥形管141中无雨水时，浮球142在锥形管141内，将锥形管141堵住，下雨时，雨槽8中的雨水经过滤板12过滤后进入锥形管141，在锥形管141中集中，待锥形管141中的水越来越多时，浮球142上浮，浮球142与锥形管141分离，下水管10与出储水箱9连通，雨槽8中的雨水进入储水箱9中；细线143限制了浮球142的上浮高度；当雨槽8中的水进入储水箱9后，浮球142不再受到浮力，在重力的作用下，浮球142又落至锥形管141内，堵住锥形管141；由于塔筒2内的风流动速度快，通气管15与塔筒2连通的一端气压小，因此储水箱9中的蒸汽在气体的作用下从通气管15进入塔筒2中，与收风窗口32进入的风一起向下流动，增加了流过转动叶轮4的风力强度，使转动叶轮4的转动速度更快，提高了发电机6的发电量。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种山上风力发电平台，包括支撑架（1），其特征在于，还包括：

塔筒（2），固定设置在所述支撑架（1）的上端；

收风组件（3），设置在塔筒（2）的上方，用于将各个方向的风引入塔筒（2）中；

转动叶轮（4），转动设置在塔筒（2）的空腔内；

出风口（5），开设在塔筒（2）的底部；

发电机（6），固定设置在支撑架（1）的下端，且位于转动叶轮（4）的正下方；

转动轴（7），固定设置在转动叶轮（4）和发电机（6）的输入端之间；

所述收风组件（3）包括：

收风塔（31），设置在塔筒（2）的上方；

多个收风窗口（32），呈圆周阵列设置在所述收风塔（31）外部；

多个挡风板（33），与收风窗口（32）一一对应，铰链设置在收风窗口（32）的内侧；

多个弹簧（34），与挡风板（33）一一对应，所述弹簧（34）设置在挡风板（33）和收风塔（31）之间；

上导风环（35），固定设置收风塔（31）的上端；

下导风环（36），固定设置收风塔（31）的下端；

所述上导风环（35）上端开设有雨槽（8）；所述发电机（6）的上方设置有储水箱（9）；所述雨槽（8）与储水箱（9）之间连通有若干个下水管（10）；所述下水管（10）呈圆周阵列分布在塔筒（2）的外部。

2.根据权利要求1所述的一种山上风力发电平台，其特征在于，所述储水箱（9）的中部设置有隔板（11）；所述隔板（11）套在转动轴（7）的外部；所述转动轴（7）贯穿储水箱（9）。

3.根据权利要求2所述的一种山上风力发电平台，其特征在于，所述下水管（10）内设置有滤板（12）；所述滤板（12）的一侧设置有过滤管（13）；所述过滤管（13）与下水管（10）连通。

4.根据权利要求3所述的一种山上风力发电平台，其特征在于，所述下水管（10）的下端内设置有密封组件（14），用于在下水管（10）内无雨水通过时，将下水管（10）的下端堵住，使气体无法通过；所述储水箱（9）和塔筒（2）的上端之间连通有若干个通气管（15）。

5.根据权利要求4所述的一种山上风力发电平台，其特征在于，所述密封组件（14）包括：

锥形管（141），设置在滤板（12）的下方；

浮球（142），设置在锥形管（141）内；

细线（143），设置在浮球（142）和锥形管（141）之间。

6.根据权利要求1所述的一种山上风力发电平台，其特征在于，收风窗口（32）呈棱锥状，收风窗口（32）朝塔筒（2）外部方向的一端开口大小大于收风窗口（32）朝塔筒（2）内部方向的一端开口大小。

7.根据权利要求1所述的一种山上风力发电平台，其特征在于，所述塔筒（2）的下方固定设置有防风环（16）；所述防风环（16）位于出风口（5）的下方外部。