[實用新型]一種無槳風力發電機

有效

• 申請號: 202021072722.5
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN212479454U
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 張瀚之
• 申請（專利權）人: 張瀚之
• 主分類號: F03D5/00
• 分類號: F03D5/00;F03D9/25
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 張海燕;楊威

本實用新型公開了一種無槳風力發電機，包括：用于受風力震動的頂帽、彈性桿、底座、磁鐵、線圈、上桿固定板以及下桿固定板；風力流體吹過頂帽產生渦流誘導振動，使頂帽垂直于風向振動，帶動彈性桿與底座之間相對運動，從而使彈性桿與底座內部的磁鐵與線圈相對運動來產生電流。本實用新型的發電結構符合電動力學原理，部件之間受摩擦力影響的效率損耗小，發電受啟動風力制約小，工作時噪音小，日常維護簡單，維護成本極低；而且，相對于傳統發電機，裝置整體結構緊湊，工作時僅對周圍約1m范圍內的流場造成影響，可以實現在密集空間內放置多臺發電機進行發電。

技術領域

本實用新型涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種無槳風力發電機。

背景技術

隨著科技的發展和新型能源的開發，各種風力發電裝置應用越來越廣泛，現有的風力發電裝置有風扇式發電裝置和轉筒式發電裝置兩種。現有的風扇式發電裝置普遍存在重量大、成本高、啟動風力要求高、風能利用率低、對空氣流場影響大等問題；現有的轉筒式發電裝置的結構是由風葉轉筒的中心軸帶動發電機組成的，普遍存在風力發電裝置部件多、成本高、效率低、散熱效果差以及低風速時無法工作等問題，對風力發電造成諸多制約，函待解決。

發明內容

本實用新型提供一種無槳風力發電機，以克服上述技術問題。

本實用新型一種無槳風力發電機，包括：用于受風力震動的頂帽、彈性桿、底座、磁鐵、線圈、上桿固定板以及下桿固定板；所述頂帽的外輪廓是圓柱體；所述頂帽的內壁之間設有帶有通孔的所述上桿固定板；所述彈性桿分為上、中、下段；所述彈性桿上段穿過所述上固定板的通孔；所述彈性桿的中段周向設有所述磁鐵和線圈，每層所述磁鐵和線圈水平方向依次間隔設置；所述彈性桿的中段插入所述底座；所述底座分為上部和下部，所述底座上部的內壁周向設有所述磁鐵和線圈，所述磁鐵和線圈在縱向上依次間隔設置，在水平方向同為所述磁鐵或線圈；所述彈性桿與所述底座上的所述磁鐵的位置一一對應，且相對端面的磁極相同；所述底座下部的內壁之間設有帶有通孔的所述下桿固定板，所述彈性桿下段穿過所述下桿固定板的通孔。

進一步地，通過斯特魯哈爾數計算設計所述頂帽自下而上的直徑分布，使得所述頂帽在每個高度上的頻率均保持一致；所述直徑分布的計算公式如下：

式中，d為頂帽底面的直徑，u(y)為當地風速在各個高度上的分布，b(y)為調節參數在各高度的分布，u(L)為L高度處的風速。

進一步地，所述彈性桿上所述磁鐵的橫截面為正梯形，所述底座上所述磁鐵的橫截面為倒梯形。

進一步地，所述線圈的直徑大于所述磁鐵的直徑。

進一步地，相鄰的所述磁鐵和所述線圈的間隔相同，且在徑向或軸向上共面。

進一步地，所述上桿固定板和下桿固定板的通孔的圓心在同一軸線上，且直徑分別與所述彈性桿上段和下段的直徑相同。

進一步地，所述彈性桿的中段周向設有四層所述磁鐵和所述線圈。

進一步地，所述底座的側壁內和所述彈性桿的桿內設有電流收集線路，所述電流收集線路連接所述底座底部設有的整流器。

進一步地，所述頂帽采用聚氯乙烯材質，所述彈性桿采用碳纖維材質，所述底座采用鋁合金材質，所述線圈采用銅芯線圈。

本實用新型基于流體流過圓柱體時，控制斯特魯哈爾數在一定范圍內，則可以產生渦流誘導振動，使頂帽垂直于風向振動，帶動彈性桿與底座之間相對運動，從而使彈性桿與底座內部的磁鐵與線圈相對運動來產生電流。本實用新型的發電結構符合電動力學原理，部件之間受摩擦力影響的效率損耗小，發電受啟動風力制約小，工作時噪音小，日常維護簡單，維護成本極低；而且，相對于傳統發電機，裝置整體結構緊湊，工作時僅對周圍約1m范圍內的流場造成影響，可以實現在密集空間內放置多臺發電機進行發電。

附圖說明