高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，包括非封閉的球形帆，所述球形帆內(nèi)部設(shè)有可控制球形帆張開(kāi)和收攏的電控收放機(jī)構(gòu)；所述球形帆通過(guò)與所述電控伸縮機(jī)構(gòu)電性耦合的導(dǎo)電索繞置到設(shè)于地面的彈簧軸；所述彈簧軸通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；所述電控收放機(jī)構(gòu)通過(guò)所述導(dǎo)電索電性耦合至設(shè)于地面的控制模塊，所述控制模塊在所述彈簧軸被導(dǎo)電索拉轉(zhuǎn)到極限角度時(shí)，控制所述電控收放機(jī)構(gòu)將所述球形帆收攏，并在所述彈簧軸轉(zhuǎn)角復(fù)位時(shí)，控制所述電控收放機(jī)構(gòu)將所述球形帆張開(kāi)。該系統(tǒng)不僅建設(shè)成本較低，并且具有明顯較高的風(fēng)能利用率。
【專利說(shuō)明】高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電系統(tǒng)領(lǐng)域，特別地，是涉及一種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，普遍采用的仍然是風(fēng)車式發(fā)電系統(tǒng)，其缺點(diǎn)在，一、需要建設(shè)較高的基塔；二、風(fēng)力采集面積十分有限，對(duì)風(fēng)能的利用率極低。鑒于此，風(fēng)車發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展十分緩慢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅建設(shè)成本較低，并且具有明顯較高的風(fēng)能利用率。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:該高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)包括非封閉的球形帆，所述球形帆內(nèi)部設(shè)有可控制球形帆張開(kāi)和收攏的電控收放機(jī)構(gòu)；所述球形帆通過(guò)與所述電控伸縮機(jī)構(gòu)電性耦合的導(dǎo)電索繞置到設(shè)于地面的彈簧軸；所述彈簧軸通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；所述電控收放機(jī)構(gòu)通過(guò)所述導(dǎo)電索電性耦合至設(shè)于地面的控制模塊，所述控制模塊在所述彈簧軸被導(dǎo)電索拉轉(zhuǎn)到極限角度時(shí)，控制所述電控收放機(jī)構(gòu)將所述球形帆收攏，并在所述彈簧軸轉(zhuǎn)角復(fù)位時(shí)，控制所述電控收放機(jī)構(gòu)將所述球形帆張開(kāi)。
[0005]作為優(yōu)選，所述球形帆的漏空部開(kāi)設(shè)于背向所述導(dǎo)電索的表面。
[0006]作為優(yōu)選，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括變速機(jī)構(gòu)、電子離合機(jī)構(gòu)；所述電子離合器配置于所述變速機(jī)構(gòu)和彈簧軸之間；所述電子離合機(jī)構(gòu)使所述彈簧軸在被所述導(dǎo)電索拉轉(zhuǎn)時(shí)與所述發(fā)電機(jī)組耦合；而在彈簧軸復(fù)位過(guò)程中，與所述發(fā)電機(jī)組斷開(kāi)。
[0007]作為優(yōu)選，所述彈簧軸與發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速比為1/500?1/50。
[0008]作為優(yōu)選，所述變速機(jī)構(gòu)中的初級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，且變速機(jī)構(gòu)中至少設(shè)置有一個(gè)飛輪，以提高變速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)平穩(wěn)性。
[0009]作為優(yōu)選，所述電控收放機(jī)構(gòu)包括一個(gè)設(shè)于球形帆面向?qū)щ娝鞯谋砻娴倪M(jìn)風(fēng)碗，以及固定于球形帆表面的質(zhì)軟管型骨架，所述管型骨架具有一個(gè)總進(jìn)氣管和一個(gè)總排氣管，所述總進(jìn)氣管連通至所述進(jìn)風(fēng)碗的底部；所述總排氣管通過(guò)電磁閥連通外界，并朝向球形帆的背風(fēng)側(cè)。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:該高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)在工作時(shí)，首先，彈簧軸處于復(fù)位狀態(tài)，此時(shí)使所述球形帆張開(kāi)，風(fēng)力推動(dòng)球形帆上升，從而牽拉彈簧軸旋轉(zhuǎn)，此過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組旋轉(zhuǎn)；而在彈簧軸被牽拉旋轉(zhuǎn)至極限位置后，球形帆收攏，則球形帆不再承受風(fēng)力，在彈簧軸的回復(fù)作用下，球形帆迅速下降；彈簧軸復(fù)位后，重復(fù)上述過(guò)程；由此可見(jiàn)，彈簧軸被拉轉(zhuǎn)的時(shí)間遠(yuǎn)大于復(fù)位過(guò)程的時(shí)間，也即是，球形帆幾乎一直在被風(fēng)力推動(dòng)做功，因此，在球形帆所在的區(qū)域內(nèi)，風(fēng)能利用率極高；另一方面，由于本系統(tǒng)中，主要機(jī)電設(shè)備都設(shè)于地面，因此建設(shè)成本遠(yuǎn)低于風(fēng)車發(fā)電系統(tǒng)，真是物美價(jià)廉。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本尚利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的不意圖。
[0012]圖2是本高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)中傳動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例示意圖。
[0013]圖3是本高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)中電控收放機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
[0015]如圖1所示，本高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)包括非封閉的球形帆1，所述球形帆I(xiàn)內(nèi)部設(shè)有可控制球形帆張開(kāi)和收攏的電控收放機(jī)構(gòu)11 ;所述球形帆I(xiàn)通過(guò)與所述電控伸縮機(jī)構(gòu)11電性耦合的導(dǎo)電索2繞置到設(shè)于地面的彈簧軸3 ;所述彈簧軸3通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)4對(duì)發(fā)電機(jī)組5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；所述電控收放機(jī)構(gòu)11通過(guò)所述導(dǎo)電索2電性耦合至設(shè)于地面的控制模塊6，所述控制模塊6在所述彈簧軸3被導(dǎo)電索2拉轉(zhuǎn)到極限角度時(shí)，控制所述電控收放機(jī)構(gòu)11將所述球形帆I(xiàn)收攏，并在所述彈簧軸3轉(zhuǎn)角復(fù)位時(shí)，控制所述電控收放機(jī)構(gòu)11將所述球形帆I(xiàn)張開(kāi)。
[0016]所述球形帆I(xiàn)背向所述導(dǎo)電索2的表面開(kāi)設(shè)有漏空部10。所述電控收放機(jī)構(gòu)11可以由驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)金屬折疊桿件構(gòu)成；但圖3所示的實(shí)施例更為優(yōu)越，其包括一個(gè)設(shè)于球形帆I(xiàn)面向?qū)щ娝?的表面的進(jìn)風(fēng)碗110，以及固定于球形帆表面的質(zhì)軟管型骨架111，所述管型骨架111具有一個(gè)總進(jìn)氣管1110和一個(gè)總排氣管1111，所述總進(jìn)氣管1110連通至所述進(jìn)風(fēng)碗110的底部；所述總排氣管1111通過(guò)電磁閥12連通外界，并朝向球形帆I(xiàn)的背風(fēng)側(cè)，也就是背向所述導(dǎo)電索2。按照此設(shè)計(jì)，由所述控制模塊6控制所述電磁閥12關(guān)閉時(shí)，沿著導(dǎo)電索2吹入所述進(jìn)風(fēng)碗110的強(qiáng)勁氣流使所述管型骨架111內(nèi)維持高壓，從而使骨架保持剛度，以將所述球形帆I(xiàn)撐開(kāi)，此時(shí)球形帆I(xiàn)大面積迎風(fēng)，使導(dǎo)電索2承受巨大拉力；而當(dāng)所述電磁閥12開(kāi)啟時(shí)，進(jìn)入所述管型骨架111內(nèi)的空氣直接通過(guò)總排氣管1111排出，從而使管型骨架111內(nèi)無(wú)高壓存在，從而使骨架無(wú)法獲得剛度，在風(fēng)壓作用下使球形帆I(xiàn)表面瞬間塌陷收攏，從而導(dǎo)電索2幾乎不受拉力。
[0017]對(duì)于所述傳動(dòng)系統(tǒng)，其一個(gè)實(shí)施例如圖2所示，包括有將彈簧軸3的低速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)組5的高速轉(zhuǎn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)?？紤]到初級(jí)傳動(dòng)的力學(xué)沖擊較大，所述變速機(jī)構(gòu)的初級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，大帶輪41通過(guò)皮帶42驅(qū)動(dòng)小帶輪43 ;與所述小帶輪43同軸同步旋轉(zhuǎn)的主動(dòng)齒輪44驅(qū)動(dòng)被動(dòng)齒輪45，被動(dòng)齒輪45裝配于所述發(fā)電機(jī)組5的驅(qū)動(dòng)軸上。還是由于初級(jí)傳動(dòng)的力學(xué)波動(dòng)較大，而對(duì)于發(fā)電機(jī)組5而言，轉(zhuǎn)速越平穩(wěn)，越利于延長(zhǎng)機(jī)械壽命，因此，本實(shí)施例中，在小帶輪43的轉(zhuǎn)軸上裝配一個(gè)飛輪46，用于蓄積能量，從而抗擊初級(jí)傳動(dòng)輸出的角動(dòng)量波動(dòng)。
[0018]所述大帶輪41通過(guò)一個(gè)電子離合機(jī)構(gòu)耦合于所述彈簧軸3，即所述電子離合器配置于所述變速機(jī)構(gòu)和彈簧軸3之間；所述電子離合機(jī)構(gòu)使所述彈簧軸3在被所述導(dǎo)電索2拉轉(zhuǎn)時(shí)與所述發(fā)電機(jī)組5通過(guò)變速機(jī)構(gòu)耦合；而在彈簧軸3復(fù)位過(guò)程中，與所述發(fā)電機(jī)組5斷開(kāi)。
[0019]上述高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)在工作時(shí)，首先，彈簧軸3處于復(fù)位狀態(tài)，此時(shí)使所述球形帆I(xiàn)張開(kāi)，風(fēng)力推動(dòng)球形帆I(xiàn)上升，從而牽拉彈簧軸3旋轉(zhuǎn)，此過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組5旋轉(zhuǎn)；而在彈簧軸3被牽拉旋轉(zhuǎn)至極限位置后，球形帆I(xiàn)瞬間收攏，則球形帆I(xiàn)不再承受風(fēng)力，在彈簧軸3在幾乎無(wú)阻力的狀況下迅速?gòu)?fù)位，球形帆I(xiàn)迅速下降；彈簧軸復(fù)位后，重復(fù)上述過(guò)程；由此可見(jiàn)，彈簧軸3被拉轉(zhuǎn)的時(shí)間遠(yuǎn)大于復(fù)位過(guò)程的時(shí)間，也即是，球形帆I(xiàn)幾乎一直在被風(fēng)力推動(dòng)做功，因此，在球形帆I(xiàn)所在的區(qū)域內(nèi)，風(fēng)能利用率極高；另一方面，由于本系統(tǒng)中，主要機(jī)電設(shè)備都設(shè)于地面，因此建設(shè)成本遠(yuǎn)低于風(fēng)車發(fā)電系統(tǒng)。
[0020]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括非封閉的球形帆(I)，所述球形帆(I)內(nèi)部設(shè)有可控制球形帆張開(kāi)和收攏的電控收放機(jī)構(gòu)(11);所述球形帆(I)通過(guò)與所述電控伸縮機(jī)構(gòu)(11)電性耦合的導(dǎo)電索(2)繞置到設(shè)于地面的彈簧軸(3);所述彈簧軸(3)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)⑷對(duì)發(fā)電機(jī)組(5)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；所述電控收放機(jī)構(gòu)(11)通過(guò)所述導(dǎo)電索(2)電性耦合至設(shè)于地面的控制模塊￠)，所述控制模塊(6)在所述彈簧軸(3)被導(dǎo)電索(2)拉轉(zhuǎn)到極限角度時(shí)，控制所述電控收放機(jī)構(gòu)(11)將所述球形帆(I)收攏，并在所述彈簧軸(3)轉(zhuǎn)角復(fù)位時(shí)，控制所述電控收放機(jī)構(gòu)(11)將所述球形帆(I)張開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述球形帆(I)的漏空部(10)開(kāi)設(shè)于背向所述導(dǎo)電索(2)的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述傳動(dòng)系統(tǒng)(4)包括變速機(jī)構(gòu)、電子離合機(jī)構(gòu)；所述電子離合器配置于所述變速機(jī)構(gòu)和彈簧軸(3)之間；所述電子離合機(jī)構(gòu)使所述彈簧軸(3)在被所述導(dǎo)電索(2)拉轉(zhuǎn)時(shí)與所述發(fā)電機(jī)組(5)親合；而在彈簧軸(3)復(fù)位過(guò)程中，與所述發(fā)電機(jī)組(5)斷開(kāi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述彈簧軸(3)與發(fā)電機(jī)組(5)的轉(zhuǎn)速比為1/500?1/50。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述變速機(jī)構(gòu)中的初級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，且變速機(jī)構(gòu)中至少設(shè)置有一個(gè)飛輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的高利用率風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述電控收放機(jī)構(gòu)(11)包括一個(gè)設(shè)于球形帆面向?qū)щ娝鞯谋砻娴倪M(jìn)風(fēng)碗(110)，以及固定于球形帆表面的質(zhì)軟管型骨架(111)，所述管型骨架(111)具有一個(gè)總進(jìn)氣管(1110)和一個(gè)總排氣管(1111)，所述總進(jìn)氣管(1110)連通至所述進(jìn)風(fēng)碗(110)的底部；所述總排氣管(1111)通過(guò)電磁閥(12)連通外界，并朝向球形帆(I)的背風(fēng)側(cè)。
【文檔編號(hào)】F03D9/00GK104481814SQ201410756712
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】馬人歡 申請(qǐng)人:馬人歡