一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置的制造方法
【專利摘要】本發明本發明提供一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置，包括帶發電機的底座，所述發電機內部設置有向外伸出的風能收集桿，所述風能收集桿的頂部連接桅桿，其軸身上設置有由線圈和彈簧構成的風能調諧機構，所述彈簧的頂部與所述風能收集桿連接，所述彈簧周身上設置有與所述發動機連接的線圈，所述彈簧底部與所述底座連接，該裝置解決傳統葉片式風機破壞海上環境，不能適應于多風向進行改變的技術問題，同時利用風能帶動渦激振動原理進行發電與太陽能集熱發電有機結合，實現了風能和太陽能的綜合利用。
【專利說明】
一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置
技術領域
[0001]本發明屬于利用海上風能進行發電的裝置，特別涉及一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置。
【背景技術】
[0002]海上風電是利用海上風能資源，是一種清潔的可再生能源，與傳統的燃煤發電相比，海上風電不依賴外部能源，沒有碳排放等環境成本，不會造成大氣污染和產生任何有害物質，是理想的綠色能源。相對于陸上風電，海上風電具有諸多優點:離岸1km的海上風速通常比沿岸路上高約25%;海上風湍流強度小，具有穩定的主導風向；風切變小，因而結構可以較低;可以大規模開發，并不涉及土地征用等問題。海上風能的利用可以減少溫室效應氣體的排放，環保價值可觀。我國近海風能資源豐富。擁有18000多公里長的大陸海岸線，可利用海域面積多達300多萬平方公里，是世界上海上風能資源最豐富的國家之一。東部沿海水深2-15m水深線以內的近海區域，海平面以上50m高度風電可裝機容量約為2億kw。更重要的是，我國風速的日變化趨勢正好和電力負荷曲線相吻合。

【發明內容】

[0003]針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置，解決傳統葉片式風機破壞海上環境，不能適應于多風向進行改變的技術問題，同時利用風能帶動渦激振動原理進行發電與太陽能集熱發電有機結合，實現了風能和太陽能的綜合利用，提尚發電效率。
[0004]為了解決現有技術中存在技術問題，本發明采用如下技術方案:
[0005]—種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置，包括帶發電機的底座，所述發電機內部設置有向外伸出的風能收集桿，所述風能收集桿的頂部連接桅桿，其軸身上設置有由線圈和彈簧構成的風能調諧機構，所述彈簧的頂部與所述風能收集桿連接，其周身上設置有與所述發動機連接的線圈，其底部與所述底座連接。所述風能調諧機構通過其內部的彈簧將所述桅桿和所述風能收集桿傳輸的橫向位移的風能轉化為縱向位移后，導通所述線圈切割所述發電機磁場進行發電的。所述桅桿的外表面設置有太陽能采集板，所述太陽能采集板通過設置在所述桅桿內腔的導線連接到所述發電機。
[0006]所述底座上設置有支撐桿。
[0007]所述風能調諧機構的外部設置有保護罩。
[0008]所述桅桿為可折疊結構。
[0009]所述支撐桿為可折疊結構。
[0010]本發明有益效果:
[0011]第一、本發明是采用渦激振蕩式發電，通過風吹過桅桿后產生的“卡門渦街”效應帶動桅桿搖擺，其優點有:無大葉片，減小來風方向對風機的沖擊阻力；制造成本比傳統風機低一半左右;能量利用率高，降低碳排放和發電成本;無噪音，不污染環境，不傷害過往鳥類;工作占地面積小等。
[0012]第二、本發明通過設置彈簧部件將桅桿的左右搖擺產生的離心力作用于彈簧上，使其發生拉伸和收縮的形變，并將調諧收集桿上的橫向位移轉變為縱向位移，可以處理來自不同方向的風產生的位移，其優點有:實現橫向位移到縱向位移的轉化，轉化率很高，幾乎沒有能量損失;彈簧上的預拉力提供回復力，可以使調諧收集桿更快地回到平衡位置，并防止風力過大而發生折斷;適應于各個方向的風在桅桿上產生的位移，不受風向的影響，實現“萬向”；相比傳統的“萬向節”裝置，彈簧機構不需要齒輪機構，大量節省潤滑、維護成本。
[0013]第三、本發明中的桅桿和支撐桿均采用3節折疊式伸縮結構，其優點有:縮小了裝置的體積，有效地減少了運輸和安裝的成本，大幅度延長使用壽命。
[0014]第四、本發明通過在桅桿上安裝太陽能收集機構，以實現風能和太陽能的綜合利用，提尚發電效率。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電裝置的結構示意圖。
[0016]圖2是本發明一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電裝置折疊后的狀態圖。
[0017]圖3是本發明一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電裝置中底座結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明做出詳細地說明:
[0019]如圖1所示，本發明提供一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置，包括帶發電機11的底座I，所述底座I上設置有支撐桿12。發電機11嵌入底座I中，底座I的四角上分別設置有支撐桿12，二者固定在海面的水泥基礎上或浮式裝置上。所述發電機11內部設置有向外伸出的風能收集桿2，所述風能收集桿2的頂部連接桅桿3，所述風能收集桿2軸身上設置有由彈簧41和線圈42構成的風能調諧機構4，所述彈簧41的頂部與所述風能收集桿2連接，所述彈簧41周身上設置有與所述發動機11連接的線圈42，所述彈簧41底部與所述底座I連接。所述風能調諧機構41通過其內部的彈簧41將所述桅桿3和所述風能收集桿2傳輸的橫向位移的風能轉化為縱向位移后，導通所述線圈43切割所述發電機11磁場進行發電的。所述桅桿3的外表面設置有太陽能采集板31，所述太陽能采集板31通過設置在所述桅桿3內腔的導線32連接到所述發電機U。所述導線32的頂端連接到桅桿內部的頂部，并通過導線32上的若干支線321與桅桿3內部的側壁進行連接。太陽能采集板31可選用太陽能電池板，將收集的太陽能轉化為電能，通過桅桿3內部的導線32和風能收集桿2傳輸進發電機11，將太陽能轉化成的電與發電機所發的電合并在一起，實現風能和太陽能的綜合利用，提高發電效率。所述桅桿3為可折疊結構。工作時，松開鎖緊機構把2節桅桿從3節桅桿拉出，I節桅桿從2節桅桿拉出，并鎖緊;松開鎖緊機構把I節桅桿推入2節中，2節桅桿推入3節中，如圖2所示。
[0020]所述風能調諧機構4的外部設置有保護罩43。所述保護罩43用于防止風能收集桿2和彈簧41受到外力沖擊或腐蝕而損壞，但為了保證不影響桅桿和風能收集桿的搖擺，保護罩43和底座I之間留有間隙。
[0021]如圖2所示，本發電裝置運輸前，將鎖緊裝置松開，桅桿3和支撐桿12收到最短，支撐桿12折疊收入底座I中。隨后，包裝運輸。這樣可以使整個發電裝置呈規則方體，節省運輸成本，也可以避免運輸過程中發生碰撞破損。運輸完成后，進行固定安裝，按圖1方式展開。
[0022]如圖3所示，所述支撐桿12為可折疊結構。支撐桿12均采用鎖緊結構鎖緊的3節折疊式伸縮結構，支撐桿12可以折疊收入底座I中。工作時，松開鎖緊機構把2節支撐桿從3節支撐桿拉出，I節支撐桿從2節支撐桿拉出，并鎖緊;工作完成后，松開鎖緊機構把I節桅桿3和支撐桿12推入2節中，2節桅桿3和支撐桿12推入3節中，其中支撐桿12可折疊收入底座I中。整個底座I收縮后為一個方體，節省空間，便于運輸。
[0023]本發明的工作原理是桅桿3經過風能收集桿2、彈簧41連接到發電機11，風吹過桅桿3在其后產生循環渦流(卡門渦街)，使桅桿3在風中搖擺，產生接連不斷的橫向位移，該位移由風能收集桿進行收集;彈簧41部件可以處理各種不同方向的風所產生的位移，并通過桅桿3左右搖擺產生的離心力發生拉伸和收縮形變，將橫向位移轉化為縱向位移，傳輸進發電機11中，彈簧41上安裝線圈42，通過線圈42切割發電機11中的磁場來實現發電。彈簧41和線圈42構成本發明的風能調諧機構4。
[0024]上述實例僅用于說明本發明，其中各部件的結構、材料、連接方式都是可以有所變化的，凡是在本發明技術基礎上進行的等同變換和改進，均不應該排除在本發明的保護范圍之外。
【主權項】
1.一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置，包括帶發電機的底座，其特征在于:所述發電機內部設置有向外伸出的風能收集桿，所述風能收集桿的頂部連接桅桿，其軸身上設置有由彈簧和線圈構成的風能調諧機構;所述彈簧的頂部與所述風能收集桿連接，其周身上設置有與所述發動機連接的線圈，其底部與所述底座連接。2.根據權利要求1所述的一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置，其特征在于:所述風能調諧機構通過其內部的彈簧將所述桅桿和所述風能收集桿傳輸的橫向位移的風能轉化為縱向位移后，導通線圈切割所述發電機磁場進行發電的。3.根據權利要求1所述的一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置，其特征在于:所述桅桿的外表面設置有太陽能采集板，所述太陽能采集板通過設置在所述桅桿內腔的導線連接到所述發電機。4.根據權利要求1所述的一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置，其特征在于:所述底座上設置有支撐桿。5.根據權利要求1所述的一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置，其特征在于:所述風能調諧機構的外部設置有保護罩。6.根據權利要求1所述的一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置，其特征在于:所述桅桿為可折疊結構。7.根據權利要求4所述的一種利用桅桿振蕩進行海上風能發電的裝置，其特征在于:所述支撐桿為可折疊結構。
【文檔編號】F03D80/00GK106089590SQ201610615005
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月26日 公開號201610615005.4, CN 106089590 A, CN 106089590A, CN 201610615005, CN-A-106089590, CN106089590 A, CN106089590A, CN201610615005, CN201610615005.4
【發明人】林偉豪, 呂道晨, 汪曙光, 楊樹耕
【申請人】天津大學