CN101560948A - 立式风能发电集风导向系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种集风导向系统，特别是一种用于风力发电设备中的立式风能发电机用集风导向系统，属风力发电设备领域。包括机架，在机架上通过集风板支撑设置集风导向板，所述集风板支撑由连接集风导向板与机架的上下两对连杆机构构成，安装在机架上的导轨与安装在连杆机构上的滑轮构成导向装置，安装在机架立柱上的一组带减速器的电动机连接着驱动轴并与连杆机构相连接驱动，安装在机架立柱内侧的一组带减速器的电动机与拉动钢绳组相连，由这两者共同组成动力系统。本发明解决了风能发电机组对风向的变换性与不确定性。该装置不仅提高了风量利用效率，而且实现任意方向的集风而不必转向。
Description
技术领域
本发明涉及一种集风导向系统，特别是一种用于风力发电设备中的立式风能发电集风导向系统，属风力发电设备领域。
背景技术
随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。目前，国内风能发电设备还是以三桨叶水平轴式风力发电机组为主，这种设备在运转时会产生气旋涡流，风电机要正常运转，必须加大风电机之间的距离，因而降低了风场空间利用率；水平式三浆叶片对自然风能的利用率仅为5％～8％，而采用集风导向装置的垂直立式风能发电机对风能的收集率高达60％～75％，高的风能利用可转换成高的机械能，高的机械能可转换成高效电能。而国内立式风能发电多以小功率与不带集风装置的风能发电机，风能利用率低、能效转换低。2007.03.14，中国专利局公开了一种名为“一种风力发电机组风能利用的可装卸装置”的发明专利(公告号：CN1928353)，所述装置包括有端框柱与板框架结合卷动单元组成的骨架；以及至少一个面板，所述面板装在上述组成骨架的板框架夹层结构中。通过手动或自动方式的控制进行骨架上面板的铺装或卷卸动作，使所述装置铺装的面板发挥设定的集风、导风或导向的功能，从而提高风能利用效益。该装置相比之前的风里发电设备有明显的进步，效率也得到提高，但在集风导向方面效果不明显，让很大一部分风能被浪费掉，能效转换低。同时，该装置结构复杂，成本较高。
发明内容
为解决现有技术中的上述不足，本发明提供一种用于风力发电设备中的立时风能发电集风导向系统，本发明解决了风能发电机组对风向的变换性与不确定性。该装置不仅提高了风量利用效率，而且实现任意方向的集风而不必转向。
为实现上述技术效果，本发明采用如下技术方案：
一种立式风能发电机用集风导向系统，包括机架，其特征在于：在机架上通过集风板支撑设置集风导向板，所述集风板支撑由连接集风导向板与机架的上下两对连杆机构构成，安装在机架上的导轨与安装在连杆机构上的滑轮构成导向装置，安装在机架立柱上的一组带减速器的电动机连接着驱动轴并与连杆机构相连接驱动，安装在机架立柱内侧的一组带减速器的电动机与拉动钢绳组相连，由这两者共同组成动力系统。
所述集风导向板是由型钢骨架与蒙皮组成的方形板状结构。
单片机与电柜组成控制系统。
通过支撑及导向装置把集风板安装固定在机架上，再通过驱动系统和控制系统中的驱动轴实现集风导向板转动实现的开关动作，再通过拉动钢绳使风机四个方向的集风导向板实现同步动作。从而在张开时使得发电机组风叶对自然风的得到最大利用，在关闭时有效保护风能发电机。
本发明包括集风导向板、集风板支撑与导向装置、集风控制驱动系统三大部分。根据风场实时风力大小，通过集风控制驱动系统调整集风导向板的角度与位置，收集合适的风量并并改变风向，使得风向始终与风叶垂直，无需调节风叶方向即可推动风能发电机发出恒定的功率。
本发明所述集风控制系统通过集风支撑把集风板安装在风能发电机的机架上，并由专门的动力机构驱动打开与关闭集风板，以控制风叶接收到的风量。同时通过集风控制装置改变风流方向，实现任意方向的风都能使风叶始终高效地向同一个方向转动的目的。
本发明利用集风与风力导向原理，把发电机架外的自然风收集到发电机架内，使发电机动力机风叶的受力面与风向相互直角，风力直射，直接推动发电机风叶沿水平方向旋转。增大集风量，提高风能，增大风力动力机速度与功率，垂直立轴多级重叠高效风能发电机组增加了集风板系统，调节集风板角度，可以控制风力动力机的受风量，调节发动机的转速。当风速超过上限时，通过调节集风板开改变风力动力机的受风量，使风力动力机始终处于稳衡工作状态。调节集风板可以使风力发电机长时间工作到最大工作风速。当风速超出最大工作风速时，集风板完全闭合，风力发电机主轴转速减慢，起到保护发电机系统的作用。因为集风导向系统的作用，使得风能发电机组对风速范围适应极广。
附图说明
图1为本发明主视图。
图2为本发明左视图。
图3为本发明俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的具体描述。如图1、2、3所示，本发明一种立式风能发电机用集风导向系统，包括机架4，在机架4上通过集风板支撑2设置集风导向板1，所述集风板支撑2由连接集风导向板1与机架4的上下两对连杆机构构成，安装在机架4上的导轨与安装在连杆机构上的滑轮构成导向装置，安装在机架4立柱上的一组带减速器的电动机连接着驱动轴并与连杆机构相连接驱动，安装在机架4立柱内侧的一组带减速器的电动机与拉动钢绳组相连，由这两者共同组成动力系统。集风导向板1是由型钢骨架与蒙皮组成的方形板状结构。单片机与电柜组成控制系统。
通过集风板支撑2及导向装置把集风导向板1安装固定在机架4上，再通过驱动系统和控制系统中的驱动轴实现集风导向板1转动实现的开关动作，再通过拉动钢绳使风机四个方向的集风导向板1实现同步动作。从而在张开时使得发电机组风叶对自然风的得到最大利用，在关闭时有效保护风能发电机。根据风场实时风力大小，通过集风控制驱动系统调整集风导向板的角度与位置，收集合适的风量并并改变风向，使得风向始终与风叶垂直，无需调节风叶方向即可推动风能发电机发出恒定的功率。
本发明通过集风板支撑2把集风导向板1安装在风能发电机的机架4上，并由专门的动力机构驱动打开与关闭集风导向1板，以控制风叶接收到的风量。同时通过集风控制装置改变风流方向，实现任意方向的风都能使风叶始终高效地向同一个方向转动的目的。利用集风与风力导向原理，把发电机架外的自然风收集到发电机架内，使发电机动力机风叶的受力面与风向相互直角，风力直射，直接推动发电机风叶沿水平方向旋转。增大集风量，提高风能，增大风力动力机速度与功率，垂直立轴多级重叠高效风能发电机组增加了集风板系统，调节集风板角度，可以控制风力动力机的受风量，调节发动机的转速。当风速超过上限时，通过调节集风导向板1改变风力动力机的受风量，使风力动力机始终处于稳衡工作状态。调节集风导向板1可以使风力发电机长时间工作到最大工作风速。当风速超出最大工作风速时，集风导向板1完全闭合，风力发电机主轴转速减慢，起到保护发电机系统的作用。因为集风导向系统的作用，使得风能发电机组对风速范围适应极广。
Claims (3)
1、一种立式风能发电集风导向系统，包括机架(4)，其特征在于：在机架(4)上通过集风板支撑(2)设置集风导向板(1)，所述集风板支撑(2)由连接集风导向板(1)与机架(4)的上下两对连杆机构构成，安装在机架(4)上的导轨与安装在连杆机构上的滑轮构成导向装置，安装在机架(4)立柱上的一组带减速器的电动机连接着驱动轴并与连杆机构相连接驱动，安装在机架(4)立柱内侧的一组带减速器的电动机与拉动钢绳组相连，由这两者共同组成动力系统。
2、根据权利要求1所述的立式风能发电集风导向系统，其特征在于：所述集风导向板(1)是由型钢骨架与蒙皮组成的方形板状结构。
3、根据权利要求1所述的立式风能发电集风导向系统，其特征在于：单片机与电柜组成控制系统。
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