一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置的制作方法

专利检索2022-05-10  4



1.本发明属于风力发电技术领域,涉及一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置。


背景技术:

2.风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转,最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成,风力发电机的工作原理比较简单,风轮在风力的作用下旋转,它把风的动能转变为风轮轴的机械能,发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说,风能也是太阳能,所以也可以说风力发电机,是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发电机。
3.风力发电机在正常运行的前提是需要有自然风推动扇叶进行转动,且自然风风速小于风力发电机启动最低值时,风力发电机便无法正常运作进行发电,而在沙漠地区天气变幻不定,当自然风风速小时则不能使风力发电机进行发电,影响发电效率,另外沙漠地区太阳热能充足,而风力发电机无法充分利用太阳热能进行发电,自然能源利用率低下。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本发明为了解决沙漠地区风速小时风力发电机无法进行发电,无法充分利用太阳热能,自然能源利用低的问题,提供一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置。
5.为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
6.一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置,包括位于围墙内的固定柱,所述围墙的顶部固定连接有弧形罩,所述弧形罩的外壁设有多个太阳能吸热板,所述围墙内环形排布有多个进风口,所述进风口的一侧内壁固定连接有多个弧形板,所述弧形罩的顶部固定连接有相连通的圆筒,所述圆筒内设有用于利用热空气进行发电的发电组件,所述圆筒的外壁设有用于重复利用热空气的回收组件,所述圆筒的底端固定连接有环形滑轨,所述环形滑轨的底部滑动连接有多个弧形滑块,多个所述弧形滑块的底端固定连接有同一个转动环,所述转动环的外壁环形固定连接有多个弧形扇叶,且弧形扇叶与弧形罩的内壁滑动连接。
7.进一步,所述发电组件包括固定连接在圆筒内的环形台,所述环形台内固定连接有下十字板和上十字板,所述下十字板和上十字板相互靠近的一侧转动连接有同一个转轴,所述转轴的外壁固定连接有多个蜗轮扇叶,所述转轴的顶端转动贯穿上十字板并固定连接有第一伞齿轮,所述圆筒内呈横向转动连接有转动杆,所述转动杆的外壁固定套设有与第一伞齿轮相啮合的第二伞齿轮,所述圆筒的一侧固定连接有第一发电机,且第一发电机的输出轴与转动杆的一端固定连接,所述圆筒的一侧固定连接有保护框,且第一发电机位于保护框内,所述转轴的一侧固定连接有连接杆,所述连接杆的一端固定连接有刮板,且
刮板和环形台的顶部相碰触,在转轴带动连接杆和刮板转动时,能够将环形台上方堆积的砂石刮除。
8.进一步,所述回收组件包括固定连接在圆筒外壁的多个固定杆,多个所述固定杆相互远离的一端固定连接有同一个圆环,所述圆筒内固定连接有多个通气管,且通气管的另一端延伸至弧形罩内,且通气管与圆环固定连接,所述圆筒的外壁固定连接有多个第二支撑杆,且第二支撑杆的顶端与通气管固定连接,所述固定杆的底部固定连接有第一支撑杆,且第一支撑杆的底端贯穿太阳能吸热板并与弧形罩的外壁固定连接。
9.进一步,所述太阳能吸热板的内壁固定连接有多个导热棒,且多个导热棒远离太阳能吸热板的一端均延伸至弧形罩内,通过导热棒能够快速将太阳能吸热板内的热能倒入围墙和弧形罩内,快速增加空气的温度。
10.进一步,所述固定柱的外壁转动套设有驱动扇叶,外界的空气和从通气管中回流的热空气能够共同推动驱动扇叶转动,驱动扇叶不但能够增加围墙和弧形罩内热空气的涡流流速,还能够推动热空气快速上升,增加热空气的流速。
11.进一步,所述弧形板的外壁设有吸热涂层,通过吸热涂层能够吸收外界的太阳热能,用于加热围墙和弧形罩内的空气,使空气快速升温上浮。
12.进一步,所述圆环的外壁设有多个u型扣,且多个通气管的一端分别贯穿u型扣,所述u型扣通过螺钉与圆环固定连接,通过u型扣和螺钉的配合能够将通气管固定在圆环上,用于增加通气管的稳固性。
13.进一步,所述进风口内设有防砂网,通过防砂网能够将外界的砂石进行阻隔,防止外界的砂石进入围墙内。
14.进一步,所述转动杆的外壁转动套设有防砂罩,且转轴的顶端转动贯穿防砂罩的底部内壁,第一伞齿轮和第二伞齿轮均位于防砂罩内,通过防砂罩能够对第一伞齿轮和第二伞齿轮进行防护,避免砂石落在第一伞齿轮和第二伞齿轮之间,导致第一伞齿轮和第二伞齿轮出现卡死现象。
15.进一步,所述圆筒内固定连接有十字架,且十字架位于通气管的上方,所述十字架的顶部转动连接有转动轴,所述转动轴的外壁固定连接有多个聚风板,所述十字架内设有第二发电机,且第二发电机的输出轴与转动轴的底端固定连接,所述十字架内设有多个通孔,热空气经过通气管继续上升,上升的热空气和外界的自然风共同驱动聚风板和转动轴转动,进而能够使第二发电机开始运行发电。
16.文丘里效应原理:当气体或液体在文丘里管里面流动,在管道的最窄处,动态压力(速度头)达到最大值,静态压力(静息压力)达到最小值,气体(液体)的速度因为通流横截面面积减小而上升,整个涌流都要在同一时间内经历管道缩小过程,因而压力也在同一时间减小,进而产生压力差,这个压力差用于测量或者给流体提供一个外在吸力。
17.本发明的有益效果在于:
18.1、本发明所公开的一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置,当围墙和弧形罩内的热空气进入圆筒中并经过环形台时,发生文丘里效应,使热空气的上升流速加大,进而能够带动蜗轮扇叶和转轴转动,用于使第一发电机开始运行发电,通过文丘里效应用于增加热空气流速,进而可以充分利用外界的太阳热能。
19.2、本发明所公开的一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置,太阳能吸热板吸
收太阳热能用于给予围墙和弧形罩内的空气加热,而导热棒能够快速将太阳能吸热板的热能导入围墙和弧形罩内,能够快速使空气升温,从而加速第一发电机的发电效率。
20.3、本发明所公开的一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置,部分热空气能够通过通气管循环回到围墙和弧形罩内,能够将热空气再次回收利用,外界的空气和从通气管中回流的热空气能够共同推动驱动扇叶转动,驱动扇叶不但能够增加围墙和弧形罩内热空气的涡流流速,还能够推动热空气快速上升,增加热空气的流速。
21.4、本发明所公开的一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置,热空气经过通气管继续上升,上升的热空气和外界的自然风共同驱动聚风板和转动轴转动,进而能够使第二发电机开始运行发电,能够利用消耗的热空气与外界风速较慢的自然风进行发电,进而能够充分利用自然资源。
22.5、本发明所公开的一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置,通过太阳能吸热板和导热棒增加围墙和弧形罩内空气的温度,使空气快速升温产生向上的驱动力,进而能够推动蜗轮扇叶和转轴转动,使第一发电机能够进行发电,且上升的温热空气能够通过通气管和聚风板进行重复利用,用于驱动驱动扇叶和聚风板转动,进而该装置能够充分利用太阳热能。
23.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
24.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作优选的详细描述,其中:
25.图1为本发明一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置的三维图;
26.图2为本发明一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置的主视剖视图;
27.图3为本发明一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置中围墙和转动环的三维图;
28.图4为本发明一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置中太阳能吸热板和导热棒的三维图;
29.图5为本发明图2沿a

a方向剖视图;
30.图6为本发明图2中圆环和u型扣沿b方向视图;
31.图7为本发明图2中c处放大图;
32.图8为本发明一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置中十字架的主视剖视图;
33.图9为本发明一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置中十字架和聚风板的三维图。
34.附图标记:1、围墙;2、进风口;3、弧形板;4、太阳能吸热板;5、圆筒;6、环形台;7、下十字板;8、上十字板;9、转轴;10、蜗轮扇叶;11、第一伞齿轮;12、转动杆;13、第二伞齿轮;14、第一发电机;15、保护框;16、通气管;17、固定杆;18、圆环;19、第一支撑杆;20、第二支撑
杆;21、环形滑轨;22、弧形滑块;23、转动环;24、弧形扇叶;25、u型扣;26、螺钉;27、弧形罩;28、十字架;29、转动轴;30、聚风板;31、第二发电机;32、通孔;33、固定柱;34、驱动扇叶;35、导热棒;36、防砂罩;37、连接杆;38、刮板;39、吸热涂层;40、防砂网。
具体实施方式
35.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本发明的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
37.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本发明的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
38.实施例一
39.如图1

7所示的一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置,包括位于围墙1内的固定柱33,围墙1的顶部通过螺栓固定连接有弧形罩27,弧形罩27的外壁设有多个太阳能吸热板4,太阳能吸热板4的内壁通过螺栓固定连接有多个导热棒35,且多个导热棒35远离太阳能吸热板4的一端均延伸至弧形罩27内,通过导热棒35能够快速将太阳能吸热板4内的热能倒入围墙1和弧形罩27内,快速增加空气的温度。
40.围墙1内环形排布有多个进风口2,进风口2的一侧内壁通过螺栓固定连接有多个弧形板3,弧形罩27的顶部通过螺栓固定连接有相连通的圆筒5,圆筒5内设有用于利用热空气进行发电的发电组件,发电组件包括通过螺栓固定连接在圆筒5内的环形台6,环形台6内通过螺栓固定连接有下十字板7和上十字板8,下十字板7和上十字板8相互靠近的一侧转动连接有同一个转轴9,转轴9的外壁通过螺栓固定连接有多个蜗轮扇叶10,转轴9的顶端转动贯穿上十字板8并固定连接有第一伞齿轮11,圆筒5内呈横向转动连接有转动杆12,转动杆12的外壁固定套设有与第一伞齿轮11相啮合的第二伞齿轮13,圆筒5的一侧通过螺栓固定连接有第一发电机14,且第一发电机14的输出轴通过联轴器与转动杆12的一端固定连接,圆筒5的一侧通过螺栓固定连接有保护框15,且第一发电机14位于保护框15内,转轴9的一侧通过螺栓固定连接有连接杆37,连接杆37的一端通过螺栓固定连接有刮板38,且刮板38和环形台6的顶部相碰触,在转轴9带动连接杆37和刮板38转动时,能够将环形台6上方堆积的砂石刮除。
41.当围墙1和弧形罩27内的热空气进入圆筒5中并经过环形台6时,发生文丘里效应,使热空气的上升流速加大,进而能够带动蜗轮扇叶10和转轴9转动,用于使第一发电机14开始运行发电,通过文丘里效应用于增加热空气流速,进而可以充分利用外界的太阳热能,转动杆12的外壁转动套设有防砂罩36,且转轴9的顶端转动贯穿防砂罩36的底部内壁,第一伞齿轮11和第二伞齿轮13均位于防砂罩36内,通过防砂罩36能够对第一伞齿轮11和第二伞齿轮13进行防护,避免砂石落在第一伞齿轮11和第二伞齿轮13之间,导致第一伞齿轮11和第二伞齿轮13出现卡死现象,圆筒5的外壁设有用于重复利用热空气的回收组件,圆筒5的底端固定连接有环形滑轨21,环形滑轨21的底部滑动连接有多个弧形滑块22,多个弧形滑块22的底端固定连接有同一个转动环23,转动环23的外壁通过螺栓环形固定连接有多个弧形扇叶24,且弧形扇叶24与弧形罩27的内壁滑动连接,弧形板3的外壁设有吸热涂层39,通过吸热涂层39能够吸收外界的太阳热能,用于加热围墙1和弧形罩27内的空气,使空气快速升温上浮。
42.本发明中,回收组件包括通过螺栓固定连接在圆筒5外壁的多个固定杆17,多个固定杆17相互远离的一端通过螺栓固定连接有同一个圆环18,圆筒5内固定连接有多个通气管16,且通气管16的另一端延伸至弧形罩27内,且通气管16与圆环18固定连接,圆筒5的外壁通过螺栓固定连接有多个第二支撑杆20,且第二支撑杆20的顶端与通气管16通过螺栓固定连接,固定杆17的底部通过螺栓固定连接有第一支撑杆19,且第一支撑杆19的底端贯穿太阳能吸热板4并与弧形罩27的外壁固定连接。
43.本发明中,固定柱33的外壁转动套设有驱动扇叶34,外界的空气和从通气管16中回流的热空气能够共同推动驱动扇叶34转动,驱动扇叶34不但能够增加围墙1和弧形罩27内热空气的涡流流速,还能够推动热空气快速上升,增加热空气的流速。
44.本发明中,圆环18的外壁设有多个u型扣25,且多个通气管16的一端分别贯穿u型扣25,u型扣25通过螺钉26与圆环18固定连接,通过u型扣25和螺钉26的配合能够将通气管16固定在圆环18上,用于增加通气管16的稳固性。
45.本发明中,进风口2内设有防砂网40,通过防砂网40能够将外界的砂石进行阻隔,防止外界的砂石进入围墙1内。
46.文丘里效应原理:当气体或液体在文丘里管里面流动,在管道的最窄处,动态压力(速度头)达到最大值,静态压力(静息压力)达到最小值,气体液体的速度因为通流横截面面积减小而上升,整个涌流都要在同一时间内经历管道缩小过程,因而压力也在同一时间减小,进而产生压力差,这个压力差用于测量或者给流体提供一个外在吸力。
47.实施例二
48.本实施例作为上一实施例的进一步改进,如图1

9所示,一种沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置,包括位于围墙1内的固定柱33,围墙1的顶部通过螺栓固定连接有弧形罩27,弧形罩27的外壁设有多个太阳能吸热板4,太阳能吸热板4的内壁通过螺栓固定连接有多个导热棒35,且多个导热棒35远离太阳能吸热板4的一端均延伸至弧形罩27内,通过导热棒35能够快速将太阳能吸热板4内的热能倒入围墙1和弧形罩27内,快速增加空气的温度。
49.围墙1内环形排布有多个进风口2,进风口2的一侧内壁通过螺栓固定连接有多个弧形板3,弧形罩27的顶部通过螺栓固定连接有相连通的圆筒5,圆筒5内设有用于利用热空
气进行发电的发电组件,发电组件包括通过螺栓固定连接在圆筒5内的环形台6,环形台6内通过螺栓固定连接有下十字板7和上十字板8,下十字板7和上十字板8相互靠近的一侧转动连接有同一个转轴9,转轴9的外壁通过螺栓固定连接有多个蜗轮扇叶10,转轴9的顶端转动贯穿上十字板8并固定连接有第一伞齿轮11,圆筒5内呈横向转动连接有转动杆12,转动杆12的外壁固定套设有与第一伞齿轮11相啮合的第二伞齿轮13,圆筒5的一侧通过螺栓固定连接有第一发电机14,且第一发电机14的输出轴通过联轴器与转动杆12的一端固定连接,圆筒5的一侧通过螺栓固定连接有保护框15,且第一发电机14位于保护框15内,转轴9的一侧通过螺栓固定连接有连接杆37,连接杆37的一端通过螺栓固定连接有刮板38,且刮板38和环形台6的顶部相碰触,在转轴9带动连接杆37和刮板38转动时,能够将环形台6上方堆积的砂石刮除。
50.当围墙1和弧形罩27内的热空气进入圆筒5中并经过环形台6时,发生文丘里效应,使热空气的上升流速加大,进而能够带动蜗轮扇叶10和转轴9转动,用于使第一发电机14开始运行发电,通过文丘里效应用于增加热空气流速,进而可以充分利用外界的太阳热能,转动杆12的外壁转动套设有防砂罩36,且转轴9的顶端转动贯穿防砂罩36的底部内壁,第一伞齿轮11和第二伞齿轮13均位于防砂罩36内,通过防砂罩36能够对第一伞齿轮11和第二伞齿轮13进行防护,避免砂石落在第一伞齿轮11和第二伞齿轮13之间,导致第一伞齿轮11和第二伞齿轮13出现卡死现象,圆筒5的外壁设有用于重复利用热空气的回收组件。
51.圆筒5的底端固定连接有环形滑轨21,环形滑轨21的底部滑动连接有多个弧形滑块22,多个弧形滑块22的底端固定连接有同一个转动环23,转动环23的外壁通过螺栓环形固定连接有多个弧形扇叶24,且弧形扇叶24与弧形罩27的内壁滑动连接,弧形板3的外壁设有吸热涂层39,通过吸热涂层39能够吸收外界的太阳热能,用于加热围墙1和弧形罩27内的空气,使空气快速升温上浮。
52.本发明中,回收组件包括通过螺栓固定连接在圆筒5外壁的多个固定杆17,多个固定杆17相互远离的一端通过螺栓固定连接有同一个圆环18,圆筒5内固定连接有多个通气管16,且通气管16的另一端延伸至弧形罩27内,且通气管16与圆环18固定连接,圆筒5的外壁通过螺栓固定连接有多个第二支撑杆20,且第二支撑杆20的顶端与通气管16通过螺栓固定连接,固定杆17的底部通过螺栓固定连接有第一支撑杆19,且第一支撑杆19的底端贯穿太阳能吸热板4并与弧形罩27的外壁固定连接。
53.本发明中,固定柱33的外壁转动套设有驱动扇叶34,外界的空气和从通气管16中回流的热空气能够共同推动驱动扇叶34转动,驱动扇叶34不但能够增加围墙1和弧形罩27内热空气的涡流流速,还能够推动热空气快速上升,增加热空气的流速。
54.本发明中,圆环18的外壁设有多个u型扣25,且多个通气管16的一端分别贯穿u型扣25,u型扣25通过螺钉26与圆环18固定连接,通过u型扣25和螺钉26的配合能够将通气管16固定在圆环18上,用于增加通气管16的稳固性。
55.本发明中,进风口2内设有防砂网40,通过防砂网40能够将外界的砂石进行阻隔,防止外界的砂石进入围墙1内。
56.本发明中,圆筒5内固定连接有十字架28,且十字架28位于通气管16的上方,十字架28的顶部转动连接有转动轴29,转动轴29的外壁固定连接有多个聚风板30,十字架28内设有第二发电机31,且第二发电机31的输出轴与转动轴29的底端固定连接,十字架28内设
有多个通孔32,热空气经过通气管16继续上升,上升的热空气和外界的自然风共同驱动聚风板30和转动轴29转动,进而能够使第二发电机31开始运行发电。
57.实施例二相对于实施例一的优点在于:圆筒5内固定连接有十字架28,且十字架28位于通气管16的上方,十字架28的顶部转动连接有转动轴29,转动轴29的外壁固定连接有多个聚风板30,十字架28内设有第二发电机31,且第二发电机31的输出轴与转动轴29的底端固定连接,十字架28内设有多个通孔32,热空气经过通气管16继续上升,上升的热空气和外界的自然风共同驱动聚风板30和转动轴29转动,进而能够使第二发电机31开始运行发电。
58.该沙漠高效利用太阳热能的风力发电装置工作原理:通过太阳能吸热板4吸收外界太阳热能,太阳能吸热板4能够增加围墙1和弧形罩27内的空气温度,空气受热膨胀,进而热空气气压变低,热空气开始上升,刚开始热空气无法推动弧形扇叶24和蜗轮扇叶10进行转动,在热空气经过环形台6时,发生文丘里效应,使热空气的流速加大,进而热空气快速通过环形台6向上方流动,由于热空气的上升进而围墙1和弧形罩27内产生负压,外界的空气通过弧形板3的引导进入围墙1和弧形罩27内,外界的空气受到弧形板3的影响会产生空气涡流,空气涡流在围墙1和弧形罩27内受热膨胀向上漂浮的同时还能够带动弧形扇叶24和转动环23转动,随着转动环23和弧形扇叶24的转动能够增加热空气的旋转速度,用于增加热空气的流速,热空气经过环形台6时再次发生文丘里效应,此时热空气的流速增加到能够驱动蜗轮扇叶10和转轴9进行转动,第一伞齿轮11和第二伞齿轮13相啮合,进而转轴9带动转动杆12转动,将热空气上升的动能转换为机械能,使第一发电机14开始发电。
59.随着热空气继续上升,部分热空气能够通过通气管16循环回到围墙1和弧形罩27内,能够将热空气再次回收利用,此时外界的空气和从通气管16中回流的热空气能够共同推动驱动扇叶34转动,驱动扇叶34不但能够增加围墙1和弧形罩27内热空气的涡流流速,还能够推动热空气快速上升,增加热空气的流速,进而能够推动转轴9和蜗轮扇叶10转动,继续时第一发电机14发电,而热空气经过通气管16继续上升,上升的热空气和外界的自然风共同驱动聚风板30和转动轴29转动,进而能够使第二发电机31开始运行发电。
60.然而,如本领域技术人员所熟知的第二发电机31和第一发电机14的工作原理和接线方法属于本技术领域常规手段或者公知常识,在此就不再赘述,本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。
61.最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
转载请注明原文地址:https://win.8miu.com/read-50146.html

最新回复(0)