集风式风力发电机的制作方法

本实用新型涉及发电技术领域，更具体地涉及一种集风式风力发电机。

背景技术：

随着传统能源日益枯竭、环境污染问题逐渐恶化，需求清洁的可再生能源迫在眉睫。风能作为可再生的、无污染的自然能源越来越受重视，但现有的风力发电机在发电时，受风力、风速影响较大，如果风速低，风的动能少，发电量就少，为了解决这一技术问题，人们发明了一种集风式风力发电机，通过集风罩提高风速，以提高发电效率。然而，在风向转变时，现有的集风式风力发电机的集风罩进风口进入的风力变小，使得发电量少，而在不同时节风向也会不同，其对集风式风力发电机的发电效率影响极大。

鉴于此，有必要提供一种可根据风向控制其进风口方向的集风式风力发电机以解决上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可根据风向控制其进风口方向的集风式风力发电机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种集风式风力发电机，包括：

浮台，浮于海平面；

风力发电装置，设置于浮台上，包括集风装置、位于集风装置内的风力发电机，所述集风装置进气口处设有一风向传感器；

调向装置，包括有至少一驱动装置和一与浮台连接的动力方向舵，所述动力方向舵位于海平面下，且其上左右两侧分别设有一推进器，所述驱动装置包括设于浮台上的空气压缩机和齿轮组，所述齿轮组输入端通过一联臂连接有一浮于海平面的浮筒，其输出端连接于空气压缩机，且该空气压缩机的出气口管路连接于至少一储气罐，所述储气罐通过管路连接两推进器，所述管路上还设有气阀；

控制器，与所述风向传感器和气阀连接，以根据来自风向传感器的信息控制气阀的工作。

其进一步技术方案为：所述调向装置还包括有一气动发电机，所述气动发电机与储气罐管道连接，以利用储气罐内的压缩空气发动气动发电机发电。

其进一步技术方案为：所述风力发电机包括发电机以及与发电机的转轴连接的风叶。

其进一步技术方案为：所述集风装置包括喇叭管、输风管以及容置管，所述风向传感器设于喇叭管进风口处，所述输风管为管状体，连接于喇叭管出风口处，其管径与喇叭管出风口处的直径相同，所述容置管连接于输风管末端，且其管径大于输风管的管径，所述风叶位于所述输风管内，所述发电机位于所述容置管内。

其进一步技术方案为：所述齿轮组是带有棘轮的增速齿轮组。

其进一步技术方案为：所述空气压缩机为旋转活塞式空气压缩机。

与现有技术相比，本实用新型的集风式风力发电机可根据风向控制其进风口方向，即其通过浮筒拾取波浪的浮力能而做弧形往复运动，并通过联臂传动至齿轮组，以转换成轴旋转机械能驱动空气压缩机工作，经压缩的空气储存在储气罐，当风向传感器检测到风向与集风装置的纵轴线出现偏角时，控制器根据风向传感器检测到的偏角打开相应推进器与储气罐连接的管路上的气阀，以通过推进器控制动力方向舵左右摆动，从而带动浮台左右摆动以使得集风装置进风口对准风向。

附图说明

图1是本实用新型集风式风力发电机一具体实施例的结构示意图。

图2是图1中集风装置的具体结构示意图。

图3是图1中驱动装置的具体结构示意图。

图4是图1中动力方向舵与浮台的连接关系示意图。

具体实施方式

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。

参照图1至图4，图1至图4展示了本实用新型集风式风力发电机1的一具体实施例，图中箭头方向为风的流向。在附图所示的实施例中，所述集风式风力发电机1包括有浮台10、风力发电装置20、调向装置以及控制器；其中，所述浮台10浮于海平面；所述风力发电装置20设置于浮台10上，包括集风装置和位于集风装置内的风力发电机202，所述集风装置进气口处设有一风向传感器203；所述调向装置包括有至少一驱动装置301和一与浮台10连接的动力方向舵302，所述动力方向舵302位于海平面下，且其上左右两侧分别设有一推进器303，所述驱动装置301包括设于浮台10上的空气压缩机3011和齿轮组3012，所述齿轮组3012输入端通过一联臂3013连接有一浮于海平面的浮筒3015，其输出端连接于空气压缩机3011，且该空气压缩机3011的出气口管路连接于至少一储气罐3014，所述储气罐3014通过管路304连接两推进器303，所述管路304上还设有气阀305；所述控制器，与所述风向传感器203和气阀305连接，以根据来自风向传感器203的信息控制气阀305的工作。优选地，本实施例中，所述控制器基于plc来实现控制功能，浮台10的正面(迎风向)设有锚环101，用于系上锚链锚定浮台10，所述风力发电装置20、空气压缩机3011和齿轮组3012均固定于浮台10上，优选地，所述齿轮组3012是带有棘轮的增速齿轮组，所述空气压缩机3011选用旋转活塞式空气压缩机，本实施例中，在浮台10的左右两侧设置了两个驱动装置301，以更大限度地利用海浪能，而在某些其他实施例中，还可根据实际需要增加或减少驱动装置301的数量。

基于上述设计，本实用新型集风式风力发电机1中由于浮筒3015浮于海平面，在浪涌作用下，浮筒3015浮动，使得联臂3013随之摆动，并驱动齿轮组3012运转，同时利用齿轮组3012输出的动能驱动空气压缩机3011工作，以将海浪涌动的能量以压缩空气的形式储存于储气罐3014中，即通过浮筒3015拾取波浪的浮力能而做弧形往复运动，并通过联臂3013传动至齿轮组3012，以转换成轴旋转机械能驱动空气压缩机3011工作，经压缩的空气储存在储气罐3014，当风向传感器203检测到风向与集风装置的纵轴线出现偏角时，控制器根据风向传感器203检测到的偏角打开相应推进器303与储气罐3014连接的管路304上的气阀305，以通过推进器303控制动力方向舵302左右摆动，从而带动浮台10左右摆动以使得集风装置进风口对准风向。

在某些实施例中，所述调向装置还包括有一气动发电机306，所述气动发电机306固定于浮台10上，且与储气罐3014管道连接，以利用储气罐3014内的压缩空气发动气动发电机306发电。基于该设计，利用储存于储气罐3014中的压缩空气驱动气动发电机306运转发电，以辅助发电，提高发电效率。

继续参照图1及图2，在本实施例中，所述风力发电机202包括发电机2021以及与发电机2021的转轴连接的风叶2022；而所述集风装置包括喇叭管2011、输风管2012以及容置管2013，所述风向传感器203设于喇叭管2011进风口处，所述输风管2012为管状体，连接于喇叭管2011出风口处，其管径与喇叭管2011出风口处的直径相同，所述容置管2013连接于输风管2012末端，且其管径大于输风管2012的管径，所述风叶2022位于所述输风管2012内，所述发电机2021位于所述容置管2013内。可知，输风管2012处的截面积最小，基于上述设计，在动力方向舵302的作用下，自然风正对着喇叭管2011纵轴线从进风口处进入，因喇叭管2011进风口处的截面积较大，可以扩大受风面积，较多的风流经喇叭管2011进风口进入到集风装置中，风流从截面积较大处流至截面积小的输风管2012处时，根据流体力学的原理，流体的流速会升高，因此，在输风管2012处的风速最高，风叶2022的转速最快，进而带动发电机2021的旋转速度更快，使发电机2021的发电效率得以提高。而风流经输风管2012处带动风叶2022旋转后，容置管2013处的截面积较大，使带动风叶2022旋转之后的风流可以更快的流出集风装置，防止风流在集风装置内滞留而阻碍后续风流进入，从而提高了进入集风装置内的风流量，进而提高了发电效率。

综上所述，本实用新型的集风式风力发电机可根据风向控制其进风口方向，即其通过浮筒拾取波浪的浮力能而做弧形往复运动，并通过联臂传动至齿轮组，以转换成轴旋转机械能驱动空气压缩机工作，经压缩的空气储存在储气罐，当风向传感器检测到风向与喇叭管的纵轴线出现偏角时，控制器根据风向传感器检测到的偏角打开相应推进器与储气罐连接的管路上的气阀，以通过推进器控制动力方向舵左右摆动，从而带动浮台左右摆动以使得集风装置进风口对准风向。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，而非对本实用新型做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本实用新型的保护范围之内。