弹性杆涡激振动风力发电装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN105840426B(45)授权公告日2018.06.05(21)申请号201610157249.2(56)对比文件(22)申请日2016.03.18CN105006992A,2015.10.28,全文.US2004/0206187A1,2004.10.21,全文.(65)同一申请的已公布的文献号KR10-2014-0046603A,2014.04.21,全文.申请公布号CN105840426A审查员龚洋(43)申请公布日2016.08.10(73)专利权人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街(72)发明人杨梦萍聂欣张童伟吕明(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)33240代理人杜军(51)Int.Cl.F03D9/11(2016.01)F03D80/00(2016.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称弹性杆涡激振动风力发电装置(57)摘要本发明公开了弹性杆涡激振动风力发电装置。现有风力发电机的叶片尺寸很大，当风速大于3m/s时才可以运转。本发明的曲柄一端与连杆的一端铰接，另一端与蜗杆固接；连杆的另一端与滑块铰接；蜗杆通过轴承支承在机架上，并与蜗轮啮合；蜗轮固接在发电机的输入轴上，发电机通过导线与蓄电池连接；逆变器将蓄电池的电能转化为标准电压；发电机、蓄电池和逆变器均固定安装于机架上；水平弹性杆的一端与弹性杆发电机组的滑块固接，另一端连接滑移机构。本发明解决了在风速较低时的风力发电问题，把弹性杆上微风振动产生的能量转化为电能；而且水平弹性杆可以利用水平和垂直两个方向的风能，提高发电效率。CN105840426BCN105840426B权利要求书1/1页1.弹性杆涡激振动风力发电装置，包括机架、水平弹性杆和弹性杆发电机组，其特征在于：所述的弹性杆发电机组包括蓄电池、逆变器、滑块、曲柄、蜗杆、蜗轮和发电机；所述曲柄的一端与连杆的一端铰接，另一端与蜗杆固接；所述连杆的另一端与滑块铰接；所述的蜗杆通过轴承支承在机架上，并与蜗轮啮合；所述的蜗轮固接在发电机的输入轴上，发电机通过导线与蓄电池连接；所述的逆变器将蓄电池的电能转化为标准电压；发电机、蓄电池和逆变器均固定安装于机架上；水平弹性杆的一端与弹性杆发电机组的滑块固接，另一端连接滑移机构；自然风在水平弹性杆后方形成卡门涡街时，雷诺数计算式如下：式中，为形成周期性地脱落、旋转方向相反、排列规则的双列线涡，雷诺数Re的取值范围为300～2000；U为风速，取值范围为1.5～3m/s；v为空气的运动粘度，取为14.8×106m2/s；因此，水平弹性杆的直径D可根据雷诺数计算式推导得到；而漩涡脱落的主导频率：式中，S为斯特劳哈尔数，在雷诺数Re的取值范围内取为0.21最佳；水平弹性杆的固有频率：式中，m为水平弹性杆的质量；k为水平弹性杆的劲度系数；根据漩涡脱落的主导频率范围设计水平弹性杆的劲度系数和质量，使得风速在1.5～3m/s范围内时的值控制在0.05以内。2.根据权利要求1所述的弹性杆涡激振动风力发电装置，其特征在于：所述的滑移机构即为一个弹性杆发电机组，水平弹性杆的另一端与滑移机构的滑块固接。3.根据权利要求1所述的弹性杆涡激振动风力发电装置，其特征在于：所述的滑移机构由长度调节器和可移动支架组成；水平弹性杆的另一端与长度调节器连接；所述的长度调节器与可移动支架固接；可移动支架与机架构成滑动副；通过长度调节器改变水平弹性杆的作用长度，以此改变水平弹性杆的质量m和劲度系数k，从而改变其固有频率。4.根据权利要求1或2或3所述的弹性杆涡激振动风力发电装置，其特征在于：所述水平弹性杆的材料为橡胶。5.根据权利要求1或2或3所述的弹性杆涡激振动风力发电装置，其特征在于：所述的滑块上涂抹粘合剂，水平弹性杆端部进行硫化处理，实现滑块和水平弹性杆的固定连接。6.根据权利要求1或2或3所述的弹性杆涡激振动风力发电装置，其特征在于：所述蜗杆与蜗轮的交错角为90°。2CN105840426B说明书1/3页弹性杆涡激振动风力发电装置技术领域[0001]本发明属于风力发电领域，具体涉及一种可调式弹性杆涡激振动风力发电装置。背景技术[0002]风能作为一种清洁的可再生能源，其蕴含量巨大，合理高效地开发利用风能具有重要意义，其中最常用的就是利用风力发电。风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。目前使用的风力发电机种类很多，按照风轮的旋转轴方向大致可以分为两类：水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机，这些风力发电机对风向有选择，在发电过程中需要不断调整方向，难以获得最佳的发电效果。而且，目前的风力发电机叶片尺寸很大，当风速大于3m/s时才