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微风发电仿生树专利

专利号:201810911101.2

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专利名称:微风发电仿生树

技术领域:微风,发电,仿生树

IPC主分类号:F03D9/25

申请号:CN201810911101.2

公开日:2019-10-08

说明书

微风发电仿生树

技术领域

[0001] 本发明涉及仿生发电领域,具体涉及一种微风发电仿生树。

背景技术

[0002] 随着科学技术的发展和人类生活水平的不断提高,不可再生资源被人们进行了大量开采和破坏,面临枯竭之势,由此引发了能源危机。为了实现能源的可持续发展,我国一方面必须“开源”,及开发风能、光伏、抄袭、生物质及能等清洁能源,另一方面还要“节流”,即调整能源结构,大力实施节能减排。风能作为一种绿色清洁可再生的能源,其重要性日趋显著,将风能用来发电,将在很大程度上实现节能减排的目标。
[0003] 目前的风力发电机大都智能适应在风源充足、风力集中的地方使用,如果应用在风力小、风速低的地区就无法正常发电,给风力自然资源的充分利用带来较大的局限性。而且由于目前的风力发电站通常由几十台涡轮机和数百个桨叶组成,不仅设备的制造、运输和安装的成本高昂,而且工程复杂。此外,立在地面上的较高的风轮塔会杀死鸟类,一定程度上对生态环境造成破坏。因此需要提出一种能适应各类风场环境利用微风发电且安全高效的发电系统。
[0004] 仿生树,顾名思义,它不是自然数,而是一种假树。它是人们运用现代科技手段和新型材料对自然界树木的再加工和外观形态的模仿,以在特定场合展现自然界树木真实效果的装饰品。
[0005] 因此,需要提出一种微风发电仿生树。

发明内容

[0006] 有鉴于此,本发明的目的是提供一种微风发电仿生树,充分利用微风发电,结构简单、发电效率高、占地面积小、美观实用。
[0007] 本发明提供一种微风发电仿生树,包括树干、支撑柱、树干发电机Ⅰ和若干树枝组件;所述树干内腔形成倒喇叭状的树干进风通道,所述树干进风通道的扩口端朝上,缩口端朝下;所述树干发电机Ⅰ设置在树干进风通道的缩口端;所述树干发电机Ⅰ主轴连接有可绕树干发电机Ⅰ主轴转动的树干扇叶;所述树干发电机Ⅰ通过固定杆Ⅰ固定在树干进风通道缩口端的内侧壁上;所述树干发电机Ⅰ主轴与树干进风通道同轴设置;
[0008] 所述支撑柱的底部固定在支撑面上,所述树干进风通道的内侧壁通过安装架Ⅰ可转动连接在支撑柱上,且所述树干底部与支撑面留有进风间隙;所述支撑柱与树干进风通道同轴设置;
[0009] 所述树枝组件包括一端端部与树干固定连接的主树枝;所述主树枝内腔设置有与树干进风通道连通的树枝进风通道;所述树枝进风通道为由下向上倾斜进风的通道。
[0010] 进一步,所述主树枝的两侧外侧壁面均为半径由树枝进风通道的进风端到出风端先增大后减小的凹弧面结构。
[0011] 进一步,所述支撑柱上还设置有树干发电机Ⅱ;所述树干进风通道的内侧壁通过安装架Ⅱ固定连接在树干发电机Ⅱ的转子上;所述树干发电机Ⅱ与树干进风通道同轴设置。
[0012] 进一步,所述树枝组件还包括若干分树枝发电组件,所述分树枝发电组件包括固定在主树枝外壁面上的分树枝,固定在分树枝上的分树枝发电机和与分树枝发电机主轴连接并可绕分树枝发电机主轴转动的分树枝扇叶。
[0013] 进一步,所述树枝进风通道的进风端设置有主树枝发电机和与主树枝发电机主轴连接并可绕主树枝发电机主轴转动的主树枝扇叶,所述主树枝发电机通过固定杆Ⅱ固定在树枝进风通道的内侧壁上;所述主树枝发电机主轴与树枝进风通道同轴设置。
[0014] 进一步,所述树干外壁面和主树枝外壁面均涂有黑色吸热涂料。
[0015] 本发明的有益效果:本发明通过树干底部和主树枝收集微风,并在微风经过树干进风通道时对微风加速,带动树干发电机Ⅰ和树干发电机Ⅱ发电,同时设置在主树枝和分树枝上的发电机在微风带动下发电,极大地提高了微风发电效率,且装置结构简单、占地面积小、美观实用。

附图说明

[0016] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0017] 图1为本发明的结构示意图;
[0018] 图2为安装架Ⅰ的俯视剖面连接示意图;
[0019] 图3为主树枝俯视图;
[0020] 图4为安装架Ⅱ和树干发电机Ⅱ的俯视剖面连接示意图;
[0021] 图5为电能传输蓄能连接示意图;
[0022] 图6为稳速机构与发电机Ⅱ和分树枝扇叶连接结构图。

具体实施方式

[0023] 如图1所示,本发明提供的一种微风发电仿生树,包括树干1、支撑柱2、树干发电机Ⅰ11和若干树枝组件;所述树干1内腔形成倒喇叭状的树干进风通道12,所述树干进风通道12的扩口端朝上,缩口端朝下;所述树干发电机Ⅰ 11设置在树干进风通道12的缩口端;所述树干发电机Ⅰ11主轴连接有可绕树干发电机Ⅰ11主轴转动的树干扇叶13;所述树干发电机Ⅰ
11通过固定杆Ⅰ111 固定在树干进风通道12缩口端的内侧壁上;所述树干发电机Ⅰ11主轴与树干进风通道12同轴设置。
[0024] 如图1和图2所示,所述支撑柱2的底部固定在支撑面21上,所述树干进风通道12的内侧壁通过安装架Ⅰ14可转动连接在支撑柱2上,且所述树干1 底部与支撑面21留有进风间隙15;所述支撑柱2与树干进风通道12同轴设置;本实施例中,所述安装架Ⅰ14为十字安装架,安装架Ⅰ14通过轴承141安装在支撑柱2上,所述安装架Ⅰ14外套并固定在轴承141的外圈;所述轴承141的内圈外套并固定在支撑柱2的外侧壁;所述安装架Ⅰ14设置于支撑柱2的中部。本实施例中,将树干进风通道12设置成倒喇叭状,使树干进风通道12逐渐缩小,从而进入树干进风通道12的气体风速逐渐增加,对微风进行了加速。所述微风从进风间隙15进入树干进风通道12,并在树干进风通道12中加速,带动树干扇叶13转动,从而带动树干发电机Ⅰ11发电。所述支撑面21为地面,或固定在地面上的底座。
[0025] 所述树枝组件包括一端端部与树干1固定连接的主树枝3;所述主树枝3 内腔设置有与树干进风通道12连通的树枝进风通道31;所述树枝进风通道31 为由下向上倾斜进风的通道,保证了从树枝进风通道31流进树干进风通道12 的微风的风向总是向上流动的。所述树干1外壁面设置成倒喇叭状,减小了树干1的重量,减少了树干1在绕支撑柱2转动的阻力。通过上述装置,由树干 1底部的进风间隙15和树枝进风通道31收集微风,并在微风经过树干进风通道12时对微风加速,带动树干发电机Ⅰ11和树干1发电机Ⅱ发电,同时设置在主树枝3和分树枝上的发电机在微风带动下发电,极大地提高了微风发电效率,且装置结构简单、占地面积小、美观实用。
[0026] 如图3所示,所述主树枝3的两侧外侧壁面均为半径由树枝进风通道31 的进风端到出风端先增大后减小的凹弧面结构。
[0027] 如图1和图4所示,所述支撑柱2上还设置有树干发电机Ⅱ16;所述树干进风通道12的内侧壁通过安装架Ⅱ17固定连接在树干发电机Ⅱ16的转子上;所述树干发电机Ⅱ16与树干进风通道12同轴设置。所述树干发电机Ⅱ16的定子161外套并固定在支撑柱2上,所述树干发电机Ⅱ16的转子162外套于树干发电机Ⅱ16的定子161并与支撑柱2可转动连接。所述树干发电机Ⅱ16的转子 162通过滚珠轴承或其他类型轴承与支撑柱2可转动连接,本实施例中,所述安装架Ⅱ17为十字安装架,此为现有技术,在此不赘述。所述安装架Ⅱ17位于安装架Ⅰ14的上方。当微风向主树枝3的凹弧面时,带动主树枝3绕支撑柱2 转动,从而带动树干1和安装架Ⅱ17绕支撑柱2转动,而安装架Ⅱ17带动树干发电机Ⅱ16的转子162转动,使树干发电机Ⅱ16发电;而微风带动主树枝3 和树干1转动促进了周围空气流动,提高风速,从而提高了微风发电仿生树的发电效率。
[0028] 所述树枝组件还包括若干分树枝发电组件,所述分树枝发电组件包括固定在主树枝3外壁面上的分树枝32,固定在分树枝32上的分树枝发电机33和与分树枝发电机33主轴连接并可绕分树枝发电机33主轴转动的分树枝扇叶34。本实施例中,分树枝发电机33为低风速风力发电机,所述分树枝发电机33主轴与支撑柱2轴线垂直。设置分树枝发电组件可充分利用风力发电,提高微风发电仿生树的发电效率。
[0029] 所述树枝进风通道31的进风端设置有主树枝发电机35和与主树枝发电机 35主轴连接并可绕主树枝发电机35主轴转动的主树枝扇叶36,所述主树枝发电机35通过固定杆Ⅱ
351固定在树枝进风通道31的内侧壁上;所述主树枝发电机35主轴与树枝进风通道31同轴设置。本实施例中,所述主树枝发电机35 为到低风速风力发电机。设置主树枝发电机35和主树枝扇叶36可进一步充分利用风力发电,提高微风发电仿生树的发电效率。
[0030] 所述树干1外壁面和主树枝3外壁面均涂有黑色吸热涂料,吸收太阳能,提高树干进风通道12内和树枝进风通道31内的空气温度,增大了树干进风通道12内和树枝进风通道31内的风速,从而提高主树枝发电机35、树干发电机Ⅰ11和树干发电机Ⅱ16的发电效率。
[0031] 进一步,如图1和图5所示,所述支撑柱2还设置有导电滑环4,导电滑环4的定子导线输出端与电气控制柜的输入端连接,电气控制柜的输出端与蓄电池柜输入端连接。所述蓄电池柜的电池为锂电池或镍钒电池中的任意一种。
[0032] 所述树干发电机Ⅱ16产生的电能通过预埋在支撑柱2中的导线与导电滑环 4的转子导线接入端连接,将电能传输给导电滑环4;
[0033] 所述树干1通过导线安装架41与导电滑环4的转子连接,所述导线安装架 41与树干1连接一端设置有接线盒,所述接线盒的输出端与导电滑环4的转子导线接入端连接。所述导线安装架41为十字安装架,此为现有技术,在此不赘述。
[0034] 所述分树枝发电机33产生的电能通过预埋在分树枝32和树干1中的导线与接线盒的输入端连接,将电能通过接线盒传输到导电滑环4。
[0035] 所述主树枝发电机35产生的电能通过预埋在固定杆Ⅰ111、主树枝3和树干1中的导线与接线盒的输入端连接,将电能通过接线盒传输到导电滑环4。
[0036] 所述树干发电机Ⅰ11产生的电能通过预埋在固定杆Ⅰ111和树干1中的导线与接线盒的输入端连接,将电能通过接线盒传输到导电滑环4。
[0037] 本实施例中,可由多个微风发电仿生树串联组成微电网,微电网可以实现高功率发电,广泛用于路灯、楼房照明、野外通讯、小企业办公、边防哨所、灌溉滴水、草原畜牧、水产养殖加温等民用工业设施。
[0038] 进一步,如图6所示,在分树枝发电机33和分树枝扇叶34之间还设置有稳速机构37,所选稳速机构37优选变速齿轮,避免了微风风速间歇性变化频繁,给分树枝发电机33造成损坏,延长了整个微风仿生树的使用寿命。
[0039] 本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”、“外”、“垂直”、“平行”、“横向”、“纵向”、“竖向”、“长度方向”和“宽度方向”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,因此不能理解为对本发明的限制。
[0040] 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,而不脱离本发明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。

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