一种无叶式发电系统装置

摘要

本发明公开一种无叶式发电系统装置，包括迎风件装置、能量转化装置和支撑装置；风能的捕获方式,是利用卡门涡街原理,是迎风件在垂直于风速方向的做往复的左右摆动,有别于传统有叶式风机的叶片转动；迎风件的结构主体为倒置的伞状结构,伞状结构和轻质外壳的设计减小了迎风件装置整体的质量，从而提高了迎风件对感知风能的敏感度，减小了在克服惯性做功方面的能量损耗；支撑装置具有自锁功能,可以通过传动杆和止动锁将高度梯的位置自动固定；能量转化装置其特征是通过上下棘轮盘将上压盘随摆动杆的左右运动转换为单一方向的转动，支撑机构中的支撑脚为发电装置提供稳定的支撑，并结合高度调节装置实现发电装置相对于摆动杆的位置确定。

权利要求

1.一种无叶式发电系统装置，其特征在于:包括迎风件装置、能量转化装置和支撑装置；

所述迎风件装置连接能量转化装置固定在支撑装置上；

所述迎风件装置包括固定盘、固定架、轻质外壳和摆动杆；

所述摆动杆与固定盘连接，多个所述固定架圆周插接在固定盘的安装孔内，形成倒置的伞状结构，轻质外壳设置在固定架外；

所述能量转化装置包括发电装置和支撑架；

所述发电装置包括上棘轮盘、下棘轮盘、磁极盖、轴承、线圈和磁铁；

所述支撑架中间设有圆柱筒，下端设有支撑脚；

所述上棘轮盘与下棘轮盘同轴且套在支撑架中间的圆柱筒上，下棘轮盘与圆柱筒通过轴承相连接；

所述磁铁固定在磁极盖和支撑架之间；

所述线圈固定在下棘轮盘下侧的梯状结构上；

所述支撑装置包括支撑座、支撑盘、手柄、传动杆、限位手柄、限位梯、传动杆、限位键和导轨；

所述导轨设置在支撑座内部，限位梯插接在导轨中；

限位梯上端与支撑盘连接，手柄固定在限位梯上置于支撑装置外；

所述支撑座顶端设有底座，底座上设有连接摆动杆和支撑脚的孔；

所述限位键与传动杆设置在支撑盘上，限位手柄连接限位键；

上压盘固定在摆动杆上，摆动杆固定在底座上，支撑脚穿过底座，固定在支撑盘上；

所述上压盘的凸起与上棘轮盘的凸起相切且相互挤压；

所述支撑座下端设有法兰盘，用于将支撑座与地面固定。

2.根据权利要求1所述一种无叶式发电系统装置，其特征在于，传动杆和限位键可将限位梯的高度自动固定。

说明书

一种无叶式发电系统装置

技术领域

[0001] 本发明涉及风能发电机技术领域，特别适用于一种无叶式发电系统装置。

背景技术

[0002] 国内外风力发电机按照风轮旋转轴的放置方式与气流的方向主要分为两种：水平轴风力发电机与垂直轴风力发电机。水平轴风力发电机是目前市场上应用最广的，可它也具有很多缺点：转速高，产生的噪音大；只能迎风发电，需要偏航装置才能保证持续发电，对复杂风力资源适应性差；转速高容易对经过的鸟类、昆虫造成伤害，同时会提高维护成本。近些年，对各种垂直轴风力发电机的研究逐渐加深，新型升力型垂直轴风力发电机在发电效率上已经并不逊色于水平轴风力发电机，虽然垂直轴风力发电机改善了水平轴风力发电机的很多缺点，但其自身仍然存在许多缺陷，如缺乏自启动能力，控制复杂，设计难度大等。

发明内容

[0003] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种无叶式发电系统装置，具体技术方案如下：

[0004] 一种无叶式发电系统装置，包括迎风件装置、能量转化装置和支撑装置；

[0005] 所述迎风件装置连接能量转化装置固定在支撑装置上。

[0006] 所述一种无叶式发电系统装置，其优选方案为所述迎风件装置包括固定盘、固定架、轻质外壳和摆动杆；

[0007] 所述摆动杆与固定盘连接，多个所述固定架圆周插接在固定盘的安装孔内，形成倒置的伞状结构，轻质外壳设置在固定架外；

[0008] 所述能量转化装置包括发电装置和支撑架；

[0009] 所述发电装置包括上棘轮盘、下棘轮盘、磁极盖、轴承、线圈和磁铁；

[0010] 所述支撑架中间设有圆柱筒，下端设有支撑脚；

[0011] 所述上棘轮盘与下棘轮盘同轴且套在支撑架中间的圆柱筒上，下棘轮盘与圆柱筒通过轴承相连接；

[0012] 所述磁铁固定在磁极盖和支撑架之间；

[0013] 所述线圈固定在下棘轮盘下侧的梯状结构上；

[0014] 所述支撑装置包括支撑座、支撑盘、手柄、传动杆、限位手柄、限位梯、限位键和导轨；

[0015] 所述导轨设置在支撑座内部，限位梯插接在导轨中；

[0016] 限位梯上端与支撑盘连接，手柄固定在限位梯上置于支撑装置外；

[0017] 所述支撑座顶端设有底座，底座上设有连接摆动杆和支撑脚的孔；

[0018] 所述限位键与传动杆设置在支撑盘上，限位手柄连接限位键；

[0019] 当向外抽动限位手柄时，两侧的限位键在传动杆的作用下离开限位梯，限位梯可以上下移动，当向内按压限位手柄时，两侧的限位键在传动杆的作用下将限位梯锁住，使其不能移动；

[0020] 所述上压盘固定在摆动杆上，摆动杆固定在底座上，支撑脚穿过底座，固定在支撑盘上；

[0021] 所述上压盘的凸起与上棘轮盘的凸起相切且相互挤压；

[0022] 所述支撑座下端设有法兰盘，用于将支撑座与地面固定。

[0023] 所述一种无叶式发电系统装置，其优选方案为所述传动杆和限位键可将限位梯的高度自动固定。

[0024] 一种无叶式发电系统装置工作原理：基于卡门涡街原理设计一种无叶式发电系统装置，其工作原理如下：当风吹过迎风件时，由于迎风件的非流线外形会发生交替的左右摆动，从而使得摆动杆带动上压盘压迫上棘轮盘的突起迫使其形成一定角度的转动量，然后上棘轮盘带动下棘轮盘做单一方向的转动，当摆动杆处于垂直状态时，上棘轮盘在弹簧状态下复位，下棘轮盘带的线圈进行切割磁感线运动，从而将转动的机械能转化为电能。由于下棘轮盘在惯性的作用下会一直保持转动状态，上棘轮盘每次下压能为其转动提供持续不断的能量，实现机械能与电能的持续转化。

[0025] 本发明的有益效果：本发明提供了一种利用卡门涡街原理来发电的新型发电机，它无需叶片，通过摆动将风能转化为电能。伞状结构和轻质外壳的设计减小了迎风件装置整体的质量，从而提高了迎风件对感知风能的敏感度，减小了在克服惯性做功方面的能量损耗。迎风件装置用于捕获风能，最终将风能转换为上压盘进行上下摆动的机械能。支撑装置中的支撑脚为发电装置提供稳定的支撑，并结合高度调节装置实现发电装置相对于摆动杆的位置确定。

附图说明

[0026] 图1为一种无叶式发电系统装置结构示意图；

[0027] 图2为一种无叶式发电系统装置剖视图；

[0028] 图3为迎风件装置结构示意图；

[0029] 图4为能量转化装置结构示意图；

[0030] 图5为能量转化装置剖视图；

[0031] 图6为上压盘主视图；

[0032] 图7为上压盘侧视图；

[0033] 图8为上棘轮盘俯视图；

[0034] 图9为上棘轮盘主视图；

[0035] 图10为上棘轮盘俯视图；

[0036] 图11为下棘轮盘结构示意图；

[0037] 图12为下棘轮盘俯视图；

[0038] 图13为下棘轮盘侧视图；

[0039] 图14为支撑装置结构图；

[0040] 图15为支撑装置剖视图；

[0041] 图16为支撑装置俯视图。

[0042] 图中，1-迎风件装置、2-能量转化装置、3-支撑装置、4-法兰盘、5-上压盘、6-固定盘、7-固定架、8-轻质外壳、9-摆动杆、10-上棘轮盘、11-下棘轮盘、12-磁极盖、13-轴承、14-线圈、15-磁铁、16-支撑架、17-圆柱筒、18-支撑脚、19-支撑座、20-支撑盘、21-手柄、22-传动杆、23-限位手柄、24-限位梯、25-限位键、26-导轨、27-底座。

具体实施方式

[0043] 如图1-16所示一种无叶式发电系统装置，包括迎风件装置1、能量转化装置2和支撑装置3；

[0044] 所述迎风件装置1连接能量转化装置2固定在支撑装置3上。

[0045] 所述迎风件装置1包括固定盘6、固定架7、轻质外壳8和摆动杆9；

[0046] 所述摆动杆9与固定盘6连接，多个所述固定架7圆周插接在固定盘6的安装孔内，形成倒置的伞状结构，轻质外壳8设置在固定架7外；

[0047] 所述能量转化装置2包括发电装置和支撑架16；

[0048] 所述发电装置包括上棘轮盘10、下棘轮盘11、磁极盖12、轴承13、线圈14和磁铁15；

[0049] 所述支撑架16中间设有圆柱筒17，下端设有支撑脚18；

[0050] 所述上棘轮盘10与下棘轮盘11同轴且套在支撑架16中间的圆柱筒17上，下棘轮盘11与圆柱筒17通过轴承13相连接；

[0051] 所述磁铁15固定在磁极盖12和支撑架16之间；

[0052] 所述线圈14固定在下棘轮盘11下侧的梯状结构上；

[0053] 所述支撑装置3包括支撑座19、支撑盘20、手柄21、传动杆22、限位手柄23、限位梯24、限位键26和导轨26；

[0054] 所述导轨26设置在支撑座19内部，限位梯24插接在导轨26中；

[0055] 限位梯24上端与支撑盘20连接，手柄21固定在限位梯24上置于支撑装置3外；

[0056] 所述支撑座19顶端设有底座27，底座27上设有连接摆动杆9和支撑脚18的孔；

[0057] 所述限位键25与传动杆22设置在支撑盘20上，限位手柄23连接限位键25；

[0058] 当向外抽动限位手柄23时，两侧的限位键25在传动杆22的作用下离开限位梯24，限位梯24可以上下移动，当向内按压限位手柄23时，两侧的限位键25在传动杆22的作用下将限位梯24锁住，使其不能移动；

[0059] 所述上压盘5固定在摆动杆9上，摆动杆9固定在底座27上，支撑脚18穿过底座27，固定在支撑盘20上；

[0060] 所述上压盘5的凸起与上棘轮盘10的凸起相切且相互挤压；

[0061] 所述支撑座19下端设有法兰盘4，用于将支撑座19与地面固定。

[0062] 所述传动杆22和限位键25可将限位梯24的高度自动固定。

[0063] 一种无叶式发电系统装置工作原理：基于卡门涡街原理设计一种无叶式发电系统装置，其工作原理如下：当风吹过迎风件时，由于迎风件的非流线外形会发生交替的左右摆动，从而使得摆动杆18带动上压盘5压迫上棘轮盘10的突起迫使其形成一定角度的转动量，然后上棘轮盘10带动下棘轮盘11做单一方向的转动，当摆动杆9处于垂直状态时，上棘轮盘10在弹簧状态下复位，下棘轮盘11带的线圈14进行切割磁感线运动，从而将转动的机械能转化为电能。由于下棘轮盘11在惯性的作用下会一直保持转动状态，上棘轮盘10每次下压能为其转动提供持续不断的能量，实现机械能与电能的持续转化。