CN107313893B - 一种占地面积少且节约成本的高效风力发电机组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，包括顶板、偏航箱、若干发电单元、两个底座和两个塔架，偏航箱内设有偏航机构，偏航机构包括驱动单元和若干连接单元，塔架的外侧设有防盗门和若干开口，塔架内设有若干攀爬单元，攀爬单元包括踏板、第一套环、第二套环、插杆、限位块、两个转动单元和若干斜杆，该占地面积少且节约成本的高效风力发电机组通过两个塔架支撑多个发电单元运行，减小了占地面积同时由偏航机构带动机舱转动，调整叶片位置，提高发电效率，不仅如此，利用攀爬单元方便工作人员攀爬的同时使塔架内部与外部连通，保证工作人员的呼吸健康，且攀爬单元采用塔架上的材料，从而有效地减少了发电机组的成本。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电设备领域，特别涉及一种占地面积少且节约成本的高效风力发电机组。
背景技术
风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说，风能也是太阳能，所以也可以说风力发电机，是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。
为了能充分利用风能资源，人们通常把多个风力发电机设置在风能资源较为丰富的地区，但是在安装过程中，通常风力发电机独自通过各自的塔架来提高机舱和叶片的高度，这样在单个风力发电机组中，就需要用到多个塔架支撑设备运行，不仅会增加占地面积，而且还会使机组的生产、运输和安装成本增高，当机组中出现多个发电机故障时，工作人员还需要依次在各个塔架上进行攀爬，增加维修时间和维修强度，使维修过程十分麻烦，不仅如此，风力发电机的攀爬装置多为直梯，且固定设置在塔架内，由于塔架为一密封的装置，塔架内部的空气闷热混浊，不仅会影响工作人员攀爬时的呼吸健康，而且塔架内部闷热混浊的空气也会加速工作人员的疲劳，因此，在塔架内部增设直梯虽然能够实现工作人员攀爬至顶部的功能，但是却增加了直梯的成本，且不利于工作人员的安全攀爬，从而导致现有的风力发电机组在应用过程中，实用性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种占地面积少且节约成本的高效风力发电机组。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，包括顶板、偏航箱、若干发电单元、两个底座和两个塔架，所述塔架与底座一一对应，所述塔架的底端固定在底座上，所述顶板架设在两个塔架上，所述发电单元设置在顶板的一侧，所述偏航箱设置在顶板的上方；
所述发电单元包括侧板、机舱、轮毂和若干风叶，所述侧板与顶板固定连接，所述机舱的底部与侧板铰接，所述风叶周向均匀分布在轮毂的外侧且通过轮毂与机舱传动连接；
所述偏航箱内设有偏航机构，所述偏航机构包括驱动单元和若干连接单元，所述连接单元的数量与机舱的数量相等且一一对应，所述驱动单元通过连接单元与机舱传动连接，所述连接单元包括伸缩管、弹簧、接触板、滑杆和连杆，所述伸缩管与驱动单元连接，所述弹簧和接触板均设置在伸缩管内，所述弹簧的一端固定在伸缩管内的底部，所述弹簧的另一端通过接触板与滑杆的一端固定连接，所述滑杆的另一端与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端固定在机舱的一侧且远离轮毂；
所述塔架的外侧设有防盗门和若干开口，所述开口从上而下均匀分布在塔架上，所述塔架内设有若干攀爬单元，所述攀爬单元的数量与开口的数量相等且一一对应，所述攀爬单元从上而下均匀分布在塔架内，所述攀爬单元包括踏板、第一套环、第二套环、插杆、限位块、两个转动单元和若干斜杆，两个所述转动单元分别设置在踏板底端的两侧，所述转动单元包括转动杆和套管，所述套管固定在塔架的内壁上，所述转动杆的一端设置在套管内，所述转动杆的另一端固定在踏板上，所述第一套环固定在踏板上，所述第二套环固定在塔架的内壁上，所述第一套环和第二套环均套设在插杆上，所述限位块固定在插杆的顶端，所述斜杆设置在踏板的下方，所述斜杆的底端固定在塔架的内壁上，所述斜杆的顶端位于踏板底端的上方。
作为优选，为了驱动机舱转动，所述驱动单元包括驱动电机、缓冲块、驱动轴和若干移动块，所述驱动电机和缓冲块均固定在顶板上，所述驱动轴设置在驱动电机和缓冲块之间，所述驱动电机与驱动轴传动连接，所述驱动轴的外周设有外螺纹，所述移动块的数量与连接单元的数量相等且一一对应，所述移动块套设在驱动轴上且与伸缩管固定连接，所述移动块内设有内螺纹，所述移动块内的内螺纹与驱动轴上的外螺纹相匹配。
作为优选，为了固定滑杆的移动方向，所述连接单元还包括限位环和两个限位组件，所述限位环套设在滑杆上，两个所述限位组件分别设置在限位环的两侧，所述限位组件包括固定杆和支杆，所述限位环通过固定杆与支杆的一端固定连接，所述支杆的另一端固定在移动块上。
作为优选，为了便于攀爬，所述踏板的上方设有两个把手，所述把手上设有防滑纹。
作为优选，为了方便放置插杆和限位块，所述踏板的一侧设有第三套环，所述第三套环固定在塔架的内壁上。
作为优选，为了便于工作人员攀爬时中途休息，所述塔架内设有若干楼板。
作为优选，为了保证塔架的稳固，所述开口内设有若干竖向设置的加固杆。
作为优选，为了辅助支撑发电单元，两个所述塔架支架设有横板和若干支柱，所述横板的两端分布固定在两个塔架上，所述支柱的数量与发电单元的数量相等且一一对应，所述支柱的底端固定在横板上，所述支柱的顶端固定在侧板的下方。
作为优选，为了便于检测风向，所述顶板上设有风向传感器。
作为优选，为了保证塔架底部的稳固性，所述塔架的两侧设有加固板，所述加固板的形状为直角三角形，所述加固板的两条直角边中，其中一条直角边固定在底座上，另一条直角边固定在塔架上。
为了减少该风力发电机组的占地面积，该设备通过两个塔架支撑顶板，通过在顶板旁增设发电单元，使整个发电机组所占用的用地面积为两个底座的底面积，这样就大幅度降低了发电机组的用地需求，同时通过顶板上的风向传感器检测风向，利用偏航箱中的偏航机构调整机舱的角度，由驱动电机带动驱动轴转动，使移动块发生移动，带动连接单元移动的同时，使连杆的角度发生变化，从而改变了机舱的角度，使风叶调整到最佳位置，保证了风力发电效率。该占地面积少且节约成本的高效风力发电机组通过两个塔架支撑多个发电单元运行，减小了占地面积同时由偏航机构带动机舱转动，调整叶片位置，提高发电效率。
当发电单元发生故障时，工作人员可通过任意一个塔架进行攀爬，打开防盗门进入塔架内部，通过各个攀爬单元进行攀爬，在攀爬过程中，工作人员只需将插杆从第一套环和第二套环中抽出防止在踏板一侧的第三套环内，这样踏板就会向下转动直至接触斜杆的顶部，使踏板保持了水平角度，方便了工作人员攀爬，同时，踏板向下转动的同时，塔架内部的空气能够通过塔架上的开口与外部保持连通，使得外部空气能进入塔架内部，保证了工作人员攀爬时的呼吸健康，当攀爬一段高度后，工作人员可在楼板上作短暂的休息，便于恢复体力继续攀爬至顶部进行维护工作，由于攀爬时的设备皆采用塔架上的材料，从而不必增设其他外部装置工具，有效地减小了塔架的成本。该占地面积少且节约成本的高效风力发电机组利用攀爬单元方便工作人员攀爬的同时使塔架内部与外部连通，保证工作人员的呼吸健康，且攀爬单元采用塔架上的材料，从而有效地减少了发电机组的成本。
本发明的有益效果是，该占地面积少且节约成本的高效风力发电机组通过两个塔架支撑多个发电单元运行，减小了占地面积同时由偏航机构带动机舱转动，调整叶片位置，提高发电效率，不仅如此，利用攀爬单元方便工作人员攀爬的同时使塔架内部与外部连通，保证工作人员的呼吸健康，且攀爬单元采用塔架上的材料，从而有效地减少了发电机组的成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组的结构示意图；
图2是本发明的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组的俯视图；
图3是本发明的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组的偏航机构的结构示意图；
图4是本发明的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组的连接单元的结构示意图；
图5是本发明的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组的塔架的结构示意图；
图6是本发明的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组的塔架的剖视图；
图7是本发明的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组的攀爬单元的结构示意图；
图中：1.底座，2.加固板，3.塔架，4.横板，5.支柱，6.顶板，7.风向传感器，8.机舱，9.轮毂，10.风叶，11.侧板，12.偏航箱，13.驱动电机，14.缓冲块，15.驱动轴，16.移动块，17.连接单元，18.伸缩管，19.弹簧，20.接触板，21.滑杆，22.限位环，23.连杆，24.固定杆，25.支杆，26.开口，27.防盗门，28.加固杆，29.攀爬单元，30.楼板，31.踏板，32.第一套环，33.第二套环，34.插杆，35.限位块，36.第三套环，37.把手，38.斜杆，39.转动杆，40.套管。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图7所示，一种占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，包括顶板6、偏航箱12、若干发电单元、两个底座1和两个塔架3，所述塔架3与底座1一一对应，所述塔架3的底端固定在底座1上，所述顶板6架设在两个塔架3上，所述发电单元设置在顶板6的一侧，所述偏航箱12设置在顶板6的上方；
所述发电单元包括侧板11、机舱8、轮毂9和若干风叶10，所述侧板11与顶板6固定连接，所述机舱8的底部与侧板11铰接，所述风叶10周向均匀分布在轮毂9的外侧且通过轮毂9与机舱8传动连接；
所述偏航箱12内设有偏航机构，所述偏航机构包括驱动单元和若干连接单元17，所述连接单元17的数量与机舱8的数量相等且一一对应，所述驱动单元通过连接单元17与机舱8传动连接，所述连接单元17包括伸缩管18、弹簧19、接触板20、滑杆21和连杆23，所述伸缩管18与驱动单元连接，所述弹簧19和接触板20均设置在伸缩管18内，所述弹簧19的一端固定在伸缩管18内的底部，所述弹簧19的另一端通过接触板20与滑杆21的一端固定连接，所述滑杆21的另一端与连杆23的一端铰接，所述连杆23的另一端固定在机舱8的一侧且远离轮毂9；
所述塔架3的外侧设有防盗门27和若干开口26，所述开口26从上而下均匀分布在塔架3上，所述塔架3内设有若干攀爬单元29，所述攀爬单元29的数量与开口26的数量相等且一一对应，所述攀爬单元29从上而下均匀分布在塔架3内，所述攀爬单元29包括踏板31、第一套环32、第二套环33、插杆34、限位块35、两个转动单元和若干斜杆38，两个所述转动单元分别设置在踏板31底端的两侧，所述转动单元包括转动杆39和套管40，所述套管40固定在塔架3的内壁上，所述转动杆39的一端设置在套管40内，所述转动杆39的另一端固定在踏板31上，所述第一套环32固定在踏板31上，所述第二套环33固定在塔架3的内壁上，所述第一套环32和第二套环33均套设在插杆34上，所述限位块35固定在插杆34的顶端，所述斜杆38设置在踏板31的下方，所述斜杆38的底端固定在塔架3的内壁上，所述斜杆38的顶端位于踏板31底端的上方。
作为优选，为了驱动机舱8转动，所述驱动单元包括驱动电机13、缓冲块14、驱动轴15和若干移动块16，所述驱动电机13和缓冲块14均固定在顶板6上，所述驱动轴15设置在驱动电机13和缓冲块14之间，所述驱动电机13与驱动轴15传动连接，所述驱动轴15的外周设有外螺纹，所述移动块16的数量与连接单元17的数量相等且一一对应，所述移动块16套设在驱动轴15上且与伸缩管18固定连接，所述移动块16内设有内螺纹，所述移动块16内的内螺纹与驱动轴15上的外螺纹相匹配。
作为优选，为了固定滑杆21的移动方向，所述连接单元还包括限位环22和两个限位组件，所述限位环22套设在滑杆21上，两个所述限位组件分别设置在限位环22的两侧，所述限位组件包括固定杆24和支杆25，所述限位环22通过固定杆24与支杆25的一端固定连接，所述支杆25的另一端固定在移动块16上。
作为优选，为了便于攀爬，所述踏板31的上方设有两个把手37，所述把手37上设有防滑纹。
作为优选，为了方便放置插杆34和限位块35，所述踏板31的一侧设有第三套环36，所述第三套环36固定在塔架3的内壁上。
作为优选，为了便于工作人员攀爬时中途休息，所述塔架3内设有若干楼板30。
作为优选，为了保证塔架3的稳固，所述开口26内设有若干竖向设置的加固杆28。
作为优选，为了辅助支撑发电单元，两个所述塔架3支架设有横板4和若干支柱5，所述横板4的两端分布固定在两个塔架3上，所述支柱5的数量与发电单元的数量相等且一一对应，所述支柱5的底端固定在横板4上，所述支柱5的顶端固定在侧板11的下方。
作为优选，为了便于检测风向，所述顶板6上设有风向传感器7。
作为优选，为了保证塔架3底部的稳固性，所述塔架3的两侧设有加固板2，所述加固板2的形状为直角三角形，所述加固板2的两条直角边中，其中一条直角边固定在底座1上，另一条直角边固定在塔架3上。
为了减少该风力发电机组的占地面积，该设备通过两个塔架3支撑顶板6，通过在顶板6旁增设发电单元，使整个发电机组所占用的用地面积为两个底座1的底面积，这样就大幅度降低了发电机组的用地需求，同时通过顶板6上的风向传感器7检测风向，利用偏航箱12中的偏航机构调整机舱8的角度，由驱动电机13带动驱动轴15转动，使移动块16发生移动，带动连接单元17移动的同时，使连杆23的角度发生变化，从而改变了机舱8的角度，使风叶10调整到最佳位置，保证了风力发电效率。该占地面积少且节约成本的高效风力发电机组通过两个塔架3支撑多个发电单元运行，减小了占地面积同时由偏航机构带动机舱8转动，调整叶片10位置，提高发电效率。
当发电单元发生故障时，工作人员可通过任意一个塔架3进行攀爬，打开防盗门27进入塔架3内部，通过各个攀爬单元29进行攀爬，在攀爬过程中，工作人员只需将插杆34从第一套环32和第二套环33中抽出防止在踏板31一侧的第三套环36内，这样踏板31就会向下转动直至接触斜杆38的顶部，使踏板31保持了水平角度，方便了工作人员攀爬，同时，踏板31向下转动的同时，塔架3内部的空气能够通过塔架3上的开口26与外部保持连通，使得外部空气能进入塔架3内部，保证了工作人员攀爬时的呼吸健康，当攀爬一段高度后，工作人员可在楼板30上作短暂的休息，便于恢复体力继续攀爬至顶部进行维护工作，由于攀爬时的设备皆采用塔架3上的材料，从而不必增设其他外部装置工具，有效地减小了塔架3的成本。该占地面积少且节约成本的高效风力发电机组利用攀爬29单元方便工作人员攀爬的同时使塔架3内部与外部连通，保证工作人员的呼吸健康，且攀爬单元29采用塔架3上的材料，从而有效地减少了发电机组的成本。
与现有技术相比，该占地面积少且节约成本的高效风力发电机组通过两个塔架3支撑多个发电单元运行，减小了占地面积同时由偏航机构带动机舱8转动，调整叶片10位置，提高发电效率，不仅如此，利用攀爬29单元方便工作人员攀爬的同时使塔架3内部与外部连通，保证工作人员的呼吸健康，且攀爬单元29采用塔架3上的材料，从而有效地减少了发电机组的成本。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，其特征在于，包括顶板(6)、偏航箱(12)、若干发电单元、两个底座(1)和两个塔架(3)，所述塔架(3)与底座(1)一一对应，所述塔架(3)的底端固定在底座(1)上，所述顶板(6)架设在两个塔架(3)上，所述发电单元设置在顶板(6)的一侧，所述偏航箱(12)设置在顶板(6)的上方；
所述发电单元包括侧板(11)、机舱(8)、轮毂(9)和若干风叶(10)，所述侧板(11)与顶板(6)固定连接，所述机舱(8)的底部与侧板(11)铰接，所述风叶(10)周向均匀分布在轮毂(9)的外侧且通过轮毂(9)与机舱(8)传动连接；
所述偏航箱(12)内设有偏航机构，所述偏航机构包括驱动单元和若干连接单元(17)，所述连接单元(17)的数量与机舱(8)的数量相等且一一对应，所述驱动单元通过连接单元(17)与机舱(8)传动连接，所述连接单元(17)包括伸缩管(18)、弹簧(19)、接触板(20)、滑杆(21)和连杆(23)，所述伸缩管(18)与驱动单元连接，所述弹簧(19)和接触板(20)均设置在伸缩管(18)内，所述弹簧(19)的一端固定在伸缩管(18)内的底部，所述弹簧(19)的另一端通过接触板(20)与滑杆(21)的一端固定连接，所述滑杆(21)的另一端与连杆(23)的一端铰接，所述连杆(23)的另一端固定在机舱(8)的一侧且远离轮毂(9)；
所述塔架(3)的外侧设有防盗门(27)和若干开口(26)，所述开口(26)从上而下均匀分布在塔架(3)上，所述塔架(3)内设有若干攀爬单元(29)，所述攀爬单元(29)的数量与开口(26)的数量相等且一一对应，所述攀爬单元(29)从上而下均匀分布在塔架(3)内，所述攀爬单元(29)包括踏板(31)、第一套环(32)、第二套环(33)、插杆(34)、限位块(35)、两个转动单元和若干斜杆(38)，两个所述转动单元分别设置在踏板(31)底端的两侧，所述转动单元包括转动杆(39)和套管(40)，所述套管(40)固定在塔架(3)的内壁上，所述转动杆(39)的一端设置在套管(40)内，所述转动杆(39)的另一端固定在踏板(31)上，所述第一套环(32)固定在踏板(31)上，所述第二套环(33)固定在塔架(3)的内壁上，所述第一套环(32)和第二套环(33)均套设在插杆(34)上，所述限位块(35)固定在插杆(34)的顶端，所述斜杆(38)设置在踏板(31)的下方，所述斜杆(38)的底端固定在塔架(3)的内壁上，所述斜杆(38)的顶端位于踏板(31)底端的上方。
2.如权利要求1所述的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，其特征在于，所述驱动单元包括驱动电机(13)、缓冲块(14)、驱动轴(15)和若干移动块(16)，所述驱动电机(13)和缓冲块(14)均固定在顶板(6)上，所述驱动轴(15)设置在驱动电机(13)和缓冲块(14)之间，所述驱动电机(13)与驱动轴(15)传动连接，所述驱动轴(15)的外周设有外螺纹，所述移动块(16)的数量与连接单元(17)的数量相等且一一对应，所述移动块(16)套设在驱动轴(15)上且与伸缩管(18)固定连接，所述移动块(16)内设有内螺纹，所述移动块(16)内的内螺纹与驱动轴(15)上的外螺纹相匹配。
3.如权利要求2所述的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，其特征在于，所述连接单元还包括限位环(22)和两个限位组件，所述限位环(22)套设在滑杆(21)上，两个所述限位组件分别设置在限位环(22)的两侧，所述限位组件包括固定杆(24)和支杆(25)，所述限位环(22)通过固定杆(24)与支杆(25)的一端固定连接，所述支杆(25)的另一端固定在移动块(16)上。
4.如权利要求1所述的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，其特征在于，所述踏板(31)的上方设有两个把手(37)，所述把手(37)上设有防滑纹。
5.如权利要求1所述的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，其特征在于，所述踏板(31)的一侧设有第三套环(36)，所述第三套环(36)固定在塔架(3)的内壁上。
6.如权利要求1所述的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，其特征在于，所述塔架(3)内设有若干楼板(30)。
7.如权利要求1所述的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，其特征在于，所述开口(26)内设有若干竖向设置的加固杆(28)。
8.如权利要求1所述的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，其特征在于，两个所述塔架(3)支架设有横板(4)和若干支柱(5)，所述横板(4)的两端分布固定在两个塔架(3)上，所述支柱(5)的数量与发电单元的数量相等且一一对应，所述支柱(5)的底端固定在横板(4)上，所述支柱(5)的顶端固定在侧板(11)的下方。
9.如权利要求1所述的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，其特征在于，所述顶板(6)上设有风向传感器(7)。
10.如权利要求1所述的占地面积少且节约成本的高效风力发电机组，其特征在于，所述塔架(3)的两侧设有加固板(2)，所述加固板(2)的形状为直角三角形，所述加固板(2)的两条直角边中，其中一条直角边固定在底座(1)上，另一条直角边固定在塔架(3)上。
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