CN108518302B - 一种发电效率高的安全可靠的风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发电效率高的安全可靠的风力发电机，包括支杆、发电箱、发电机和偏航尾翼，所述发电箱套设在支杆的顶端上，所述发电机设置在发电箱内，所述偏航尾翼固定在发电箱的一侧，所述发电箱内设有控制机构，所述发电箱的上方设有加速机构，所述发电箱的远离偏航尾翼的一侧设有动力机构，所述动力机构包括动力组件和两个辅助组件，所述动力组件包括传动轴、通孔、两个叶片、两个第一磁性块和两个支架，所述加速机构包括发电组件和加速组件，该发电效率高的安全可靠的风力发电机通过动力机构和加速机构提高发电量，不仅如此，还通过控制机构避免发电机过热而损坏。

Description

一种发电效率高的安全可靠的风力发电机
技术领域
本发明涉及风能设备领域，特别涉及一种发电效率高的安全可靠的风力发电机。
背景技术
风能是地球表面大量空气流动所产生的动能，风力发电机是风能设备的一种，风力发电机是将风能转化为电能的装置，主要由叶片，发电机，机械部件和电气部件组成，根据旋转轴的不同，风力发电机主要分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两类，目前市场上水平轴风力发电机占主流位置。
现有的风力发电机在遇到台风等风力较大的情况时，导致发电机因转速过快，发电机转速过快会导致输出电压升高、频率升高等一系列因素的变化，供电线路频率升高，会引发用电设备问题，如电机转速变化、发热量增加等，严重的话，将产生安全事故，不仅如此，由于风力发电机由风力驱动发电，当风力较小时，导致叶片转动缓慢，影响发电效率。
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，提供一种发电效率高的安全可靠的风力发电机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种发电效率高的安全可靠的风力发电机，包括支杆、发电箱、发电机和偏航尾翼，所述发电箱套设在支杆的顶端上，所述发电机设置在发电箱内，所述偏航尾翼固定在发电箱的一侧，所述发电箱内设有控制机构，所述发电箱的上方设有加速机构，所述发电箱的远离偏航尾翼的一侧设有动力机构；
所述动力机构包括动力组件和两个辅助组件，所述动力组件包括传动轴、通孔、两个叶片、两个第一磁性块和两个支架，所述通孔设置在传动轴的远离发电箱的一端，所述叶片周向均匀固定在传动轴的外周，所述叶片分别设置在通孔的两端，所述第一磁性块的竖向截面形状为半圆环，所述第一磁性块的半圆环截面的圆心朝靠近传动轴方向设置，两个第一磁性块的两端分别贴合，所述第一磁性块和支架一一对应，所述第一磁性块的靠近发电箱的一侧通过支架与发电箱固定连接，所述叶片设置在两个第一磁性块内，所述辅助组件和叶片一一对应，所述辅助组件设置在叶片内；
所述加速机构包括发电组件和加速组件，所述发电组件包括增速器、连接轴、发电机、驱动齿轮、从动齿轮、转动杆和扇叶，所述发电箱的靠近叶片的一侧套设在传动轴上，所述增速器、连接轴、驱动齿轮、从动齿轮和转动杆均设置在发电箱内，所述从动齿轮套设在传动轴上，所述传动轴的远离叶片的一端通过增速器与连接轴的一端连接，所述连接轴的另一端与发电机连接，所述发电箱的远离叶片的一侧套设在转动杆上，所述驱动齿轮套设在转动杆的一端上，所述驱动齿轮与从动齿轮啮合，所述扇叶套设在转动杆的另一端上，所述扇叶位于发电箱的外侧，所述加速组件设置在发电箱的上方；
所述控制机构包括膨胀块、连杆、固定杆、扇形齿轮、控制齿轮、连接杆和两个控制组件，所述膨胀块固定在发电机的下方，所述连杆套设在固定杆上，所述固定杆固定在发电箱的内壁上，所述连杆的上方抵靠在膨胀块的下方，所述连杆的远离膨胀块的一端与扇形齿轮固定连接，所述扇形齿轮与控制齿轮啮合，所述控制齿轮套设在连接杆上，两个控制组件分别设置在连接杆的两端。
作为优选，为了实现减速的效果，所述控制组件包括丝杆、滑块和减速板，所述丝杆与连接杆固定连接，所述滑块套设在丝杆上，所述滑块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述减速板固定在滑块的上方，所述减速板设置在传动轴的一侧。
作为优选，为了便于减速，所述减速板的靠近传动轴的一侧设有弧形凹口。
作为优选，为了便于减速板移动，两个丝杆中，其中一个丝杆的螺纹的旋向与另一个丝杆的螺纹的旋向相反。
作为优选，为了便于叶片转动，所述辅助组件包括移动孔、第二磁性块和移动杆，所述移动孔设置在叶片的靠近传动轴的一端，所述移动孔与通孔连通，所述第二磁性块设置在移动孔内，所述第二磁性块的靠近传动轴的一端与移动杆的一端固定连接，两个移动杆中，其中一个移动杆的远离第二磁性块的一端与另一个移动杆的远离第二磁性块的一端固定连接。
作为优选，为了便于叶片转动，两个第一磁性块连接点的连线与支杆的轴线平行。
作为优选，为了减小移动孔的摩擦力，所述移动孔内涂有润滑油。
作为优选，为了实现提高发电量的效果，所述加速组件包括集水箱、滑杆、浮块、弹簧、推杆、推块、支撑杆、支撑块、密封杆、出水管和喷嘴，所述集水箱固定在发电箱的上方，所述滑杆的一端固定在集水箱内的底部，所述浮块套设在滑杆上，所述推杆设置在滑杆的靠近扇叶的一侧，所述推杆套设在支撑杆上，所述支撑杆和支撑块均固定在集水箱的内壁上，所述推杆的下方通过弹簧与集水箱内的底部连接，所述推杆倾斜设置，所述弹簧位于支撑杆和浮块之间，所述推杆的远离浮块的一端设有滑槽，所述推块位于推杆的滑槽内，所述推块与密封杆固定连接，所述出水管套设在密封杆的另一端上，所述支撑块套设在密封杆上，所述集水箱的靠近扇叶的一侧套设在出水管上，所述喷嘴设置在出水管的远离密封杆的一端，所述喷嘴位于集水箱的外侧。
作为优选，为了避免浮块与滑杆脱落，所述滑杆上设有限位块，所述限位块固定在滑杆的顶端。
作为优选，为了提高膨胀块的膨胀效果，所述膨胀块的制作材料为镉。
本发明的有益效果是，该发电效率高的安全可靠的风力发电机通过动力机构和加速机构提高发电量，与现有的动力机构和加速机构相比，该动力机构和加速机构通过磁性和雨水提高传动轴转速，更加环保，不仅如此，还通过控制机构避免发电机过热而损坏，与现有的控制机构相比，该控制机构通过热胀冷缩来实现控制转速，实用性更好。
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是本发明的发电效率高的安全可靠的风力发电机的结构示意图；
图2是本发明的发电效率高的安全可靠的风力发电机的动力组件的结构示意图；
图3是本发明的发电效率高的安全可靠的风力发电机的加速机构的结构示意图；
图4是本发明的发电效率高的安全可靠的风力发电机的控制机构的结构示意图；
图5是本发明的发电效率高的安全可靠的风力发电机的控制组件的结构示意图；
图6是本发明的发电效率高的安全可靠的风力发电机的辅助组件的结构示意图；
图7是本发明的发电效率高的安全可靠的风力发电机的加速组件的结构示意图；
图中：1.支杆，2.发电箱，3.发电机，4.偏航尾翼，5.传动轴，6.通孔，7.叶片，8.第一磁性块，9.增速器，10.连接轴，11.驱动齿轮，12.从动齿轮，13.转动杆，14.扇叶，15.膨胀块，16.连杆，17.固定杆，18.扇形齿轮，19.控制齿轮，20.连接杆，21.丝杆，22.滑块，23.减速板，24.移动孔，25.第二磁性块，26.移动杆，27.集水箱，28.滑杆，29.浮块，30.弹簧，31.推杆，32.推块，33.支撑杆，34.支撑块，35.密封杆，36.出水管，37.喷嘴，38.限位块，39.支架。
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所示，一种发电效率高的安全可靠的风力发电机，包括支杆1、发电箱2、发电机3和偏航尾翼4，所述发电箱2套设在支杆1的顶端上，所述发电机3设置在发电箱2内，所述偏航尾翼4固定在发电箱2的一侧，所述发电箱2内设有控制机构，所述发电箱2的上方设有加速机构，所述发电箱2的远离偏航尾翼4的一侧设有动力机构；
该风力发电机通过风力驱动使动力机构运行，通过偏航尾翼4根据风向调节角度，通过动力机构和加速机构提高发电量，还通过控制机构避免发电机3过热而损坏。
如图2所示，所述动力机构包括动力组件和两个辅助组件，所述动力组件包括传动轴5、通孔6、两个叶片7、两个第一磁性块8和两个支架39，所述通孔6设置在传动轴5的远离发电箱2的一端，所述叶片7周向均匀固定在传动轴5的外周，所述叶片7分别设置在通孔6的两端，所述第一磁性块8的竖向截面形状为半圆环，所述第一磁性块8的半圆环截面的圆心朝靠近传动轴5方向设置，两个第一磁性块8的两端分别贴合，所述第一磁性块8和支架39一一对应，所述第一磁性块8的靠近发电箱2的一侧通过支架39与发电箱2固定连接，所述叶片7设置在两个第一磁性块8内，所述辅助组件和叶片7一一对应，所述辅助组件设置在叶片7内；
通过风力使叶片7转动，从而带动传动轴5转动，通过辅助组件提高叶片7的转速，从而提高了发电机3的发电量。
如图3所示，所述加速机构包括发电组件和加速组件，所述发电组件包括增速器9、连接轴10、发电机3、驱动齿轮11、从动齿轮12、转动杆13和扇叶14，所述发电箱2的靠近叶片7的一侧套设在传动轴5上，所述增速器9、连接轴10、驱动齿轮11、从动齿轮12和转动杆13均设置在发电箱2内，所述从动齿轮12套设在传动轴5上，所述传动轴5的远离叶片7的一端通过增速器9与连接轴10的一端连接，所述连接轴10的另一端与发电机3连接，所述发电箱2的远离叶片7的一侧套设在转动杆13上，所述驱动齿轮11套设在转动杆13的一端上，所述驱动齿轮11与从动齿轮12啮合，所述扇叶14套设在转动杆13的另一端上，所述扇叶14位于发电箱2的外侧，所述加速组件设置在发电箱2的上方；
通过加速组件使扇叶14转动，从而使转动杆13转动，带动驱动齿轮11转动，驱动齿轮11带动从动齿轮12转动，从而使传动轴5转动，传动轴5通过增速器9使连接轴10转动，因为增速器9具有加速的功能，使连接轴10的转速大于传动轴5的转速，通过连接轴10的转动驱动发电机3运行，使发电机3发电，实现了该风力发电机在风力较小的情况下可以实现发电的功能。
如图4所示，所述控制机构包括膨胀块15、连杆16、固定杆17、扇形齿轮18、控制齿轮19、连接杆20和两个控制组件，所述膨胀块15固定在发电机3的下方，所述连杆16套设在固定杆17上，所述固定杆17固定在发电箱2的内壁上，所述连杆16的上方抵靠在膨胀块15的下方，所述连杆16的远离膨胀块15的一端与扇形齿轮18固定连接，所述扇形齿轮18与控制齿轮19啮合，所述控制齿轮19套设在连接杆20上，两个控制组件分别设置在连接杆20的两端。
通过发电机3过热产生的热量，使膨胀块15受热膨胀，从而使膨胀块15体积变大，推动连杆16转动，从而使扇形齿轮18转动，带动控制齿轮19转动，使连接杆20转动，通过连接杆20的转动驱动控制组件运行，实现了驱动控制组件运行的功能。
如图5所示，所述控制组件包括丝杆21、滑块22和减速板23，所述丝杆21与连接杆20固定连接，所述滑块22套设在丝杆21上，所述滑块22的与丝杆21的连接处设有与丝杆21匹配的螺纹，所述减速板23固定在滑块22的上方，所述减速板23设置在传动轴5的一侧，连接杆20的转动使丝杆21转动，带动滑块22在丝杆21上移动，带动减速板23与传动轴5靠紧，使传动轴5转速降低，从而使连接轴10的转速降低，从而达到了减速的功能。
作为优选，为了便于减速，所述减速板23的靠近传动轴5的一侧设有弧形凹口，通过弧形凹口与传动轴5连接，接触面积更大，有利于传动轴5减速。
作为优选，为了便于减速板23移动，两个丝杆21中，其中一个丝杆21的螺纹的旋向与另一个丝杆21的螺纹的旋向相反，两个丝杆21的旋向相反，可以使两个减速板23靠近或远离移动，避免两个减速板23同步运动而导致减速效果降低。
如图6所示，所述辅助组件包括移动孔24、第二磁性块25和移动杆26，所述移动孔24设置在叶片7的靠近传动轴5的一端，所述移动孔24与通孔6连通，所述第二磁性块25设置在移动孔24内，所述第二磁性块25的靠近传动轴5的一端与移动杆26的一端固定连接，两个移动杆26中，其中一个移动杆26的远离第二磁性块25的一端与另一个移动杆26的远离第二磁性块25的一端固定连接，当叶片7的转动使第二磁性块25由高向低处转动时，第二磁性块25的靠近第一磁性块8的一侧与第一磁性块8靠近转动轴一侧的磁性相反，从而使第二磁性块25向远离传动轴5方向移动，增大第二磁性块25转动的转矩，当叶片7的转动使第二磁性块25由低向高处转动时，第二磁性块25的靠近第一磁性块8的一侧与第一磁性块8靠近传动轴5一侧的磁性相同，从而使第二磁性块25向靠近传动轴5方向移动，减小第二磁性块25转动的转矩，通过两个叶片7的转矩差使叶片7带动传动轴5转动的转速增加，实现了提高发电量的功能。
作为优选，为了便于叶片7转动，两个第一磁性块8连接点的连线与支杆1的轴线平行，使两个第一磁性块8连接点与两个叶片7的高低转动点连线平行，有利于叶片7转动。
作为优选，为了减小移动孔24的摩擦力，所述移动孔24内涂有润滑油，润滑油具有润滑作用，可以减小移动孔24的摩擦力，提高了第二磁性块25在移动孔24内移动的顺畅性。
如图7所示，所述加速组件包括集水箱27、滑杆28、浮块29、弹簧30、推杆31、推块32、支撑杆33、支撑块34、密封杆35、出水管36和喷嘴37，所述集水箱27固定在发电箱2的上方，所述滑杆28的一端固定在集水箱27内的底部，所述浮块29套设在滑杆28上，所述推杆31设置在滑杆28的靠近扇叶14的一侧，所述推杆31套设在支撑杆33上，所述支撑杆33和支撑块34均固定在集水箱27的内壁上，所述推杆31的下方通过弹簧30与集水箱27内的底部连接，所述推杆31倾斜设置，所述弹簧30位于支撑杆33和浮块29之间，所述推杆31的远离浮块29的一端设有滑槽，所述推块32位于推杆31的滑槽内，所述推块32与密封杆35固定连接，所述出水管36套设在密封杆35的另一端上，所述支撑块34套设在密封杆35上，所述集水箱27的靠近扇叶14的一侧套设在出水管36上，所述喷嘴37设置在出水管36的远离密封杆35的一端，所述喷嘴37位于集水箱27的外侧，当集水箱27中的雨水达到一定容量时，通过雨水使浮块29上升，浮块29推动推杆31转动，推杆31通过推块32使密封杆35向远离出水管36方向移动，当密封杆35与出水管36分离时，雨水从出水管36通过喷嘴37流出，通过雨水的冲击力使扇叶14转动，当集水箱27中的水位降低时，通过弹簧30使推杆31拉回原位，实现了驱动扇叶14转动的效果。
作为优选，为了避免浮块29与滑杆28脱落，所述滑杆28上设有限位块38，所述限位块38固定在滑杆28的顶端，当雨水容量过多时，使浮块29上升，通过限位块38可以避免浮块29与滑杆28脱落。
作为优选，为了提高膨胀块15的膨胀效果，所述膨胀块15的制作材料为镉，镉的膨胀系数较高，受热膨胀时体积变化大，有利于推动连杆16。
该风力发电机通过风力驱动使动力机构运行，通过动力机构和加速机构提高发电量，还通过控制机构避免发电机3过热而损坏。
与现有技术相比，该发电效率高的安全可靠的风力发电机通过动力机构和加速机构提高发电量，与现有的动力机构和加速机构相比，该动力机构和加速机构通过磁性和雨水提高传动轴5转速，更加环保，不仅如此，还通过控制机构避免发电机3过热而损坏，与现有的控制机构相比，该控制机构通过热胀冷缩来实现控制转速，实用性更好。
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)

1.一种发电效率高的安全可靠的风力发电机，包括支杆(1)、发电箱(2)、发电机(3)和偏航尾翼(4)，所述发电箱(2)套设在支杆(1)的顶端上，所述发电机(3)设置在发电箱(2)内，所述偏航尾翼(4)固定在发电箱(2)的一侧，其特征在于，所述发电箱(2)内设有控制机构，所述发电箱(2)的上方设有加速机构，所述发电箱(2)的远离偏航尾翼(4)的一侧设有动力机构；
所述动力机构包括动力组件和两个辅助组件，所述动力组件包括传动轴(5)、通孔(6)、两个叶片(7)、两个第一磁性块(8)和两个支架(39)，所述通孔(6)设置在传动轴(5)的远离发电箱(2)的一端，所述叶片(7)周向均匀固定在传动轴(5)的外周，所述叶片(7)分别设置在通孔(6)的两端，所述第一磁性块(8)的竖向截面形状为半圆环，所述第一磁性块(8)的半圆环截面的圆心朝靠近传动轴(5)方向设置，两个第一磁性块(8)的两端分别贴合，所述第一磁性块(8)和支架(39)一一对应，所述第一磁性块(8)的靠近发电箱(2)的一侧通过支架(39)与发电箱(2)固定连接，所述叶片(7)设置在两个第一磁性块(8)内，所述辅助组件和叶片(7)一一对应，所述辅助组件设置在叶片(7)内；
所述加速机构包括发电组件和加速组件，所述发电组件包括增速器(9)、连接轴(10)、驱动齿轮(11)、从动齿轮(12)、转动杆(13)和扇叶(14)，所述发电箱(2)的靠近叶片(7)的一侧套设在传动轴(5)上，所述增速器(9)、连接轴(10)、发电机(3)、驱动齿轮(11)、从动齿轮(12)和转动杆(13)均设置在发电箱(2)内，所述从动齿轮(12)套设在传动轴(5)上，所述传动轴(5)的远离叶片(7)的一端通过增速器(9)与连接轴(10)的一端连接，所述连接轴(10)的另一端与发电机(3)连接，所述发电箱(2)的远离叶片(7)的一侧套设在转动杆(13)上，所述驱动齿轮(11)套设在转动杆(13)的一端上，所述驱动齿轮(11)与从动齿轮(12)啮合，所述扇叶(14)套设在转动杆(13)的另一端上，所述扇叶(14)位于发电箱(2)的外侧，所述加速组件设置在发电箱(2)的上方；
所述控制机构包括膨胀块(15)、连杆(16)、固定杆(17)、扇形齿轮(18)、控制齿轮(19)、连接杆(20)和两个控制组件，所述膨胀块(15)固定在发电机(3)的下方，所述连杆(16)套设在固定杆(17)上，所述固定杆(17)固定在发电箱(2)的内壁上，所述连杆(16)的上方抵靠在膨胀块(15)的下方，所述连杆(16)的远离膨胀块(15)的一端与扇形齿轮(18)固定连接，所述扇形齿轮(18)与控制齿轮(19)啮合，所述控制齿轮(19)套设在连接杆(20)上，两个控制组件分别设置在连接杆(20)的两端。
2.如权利要求1所述的发电效率高的安全可靠的风力发电机，其特征在于，所述控制组件包括丝杆(21)、滑块(22)和减速板(23)，所述丝杆(21)与连接杆(20)固定连接，所述滑块(22)套设在丝杆(21)上，所述滑块(22)的与丝杆(21)的连接处设有与丝杆(21)匹配的螺纹，所述减速板(23)固定在滑块(22)的上方，所述减速板(23)设置在传动轴(5)的一侧。
3.如权利要求2所述的发电效率高的安全可靠的风力发电机，其特征在于，所述减速板(23)的靠近传动轴(5)的一侧设有弧形凹口。
4.权利要求2所述的发电效率高的安全可靠的风力发电机，其特征在于，两个丝杆(21)中，其中一个丝杆(21)的螺纹的旋向与另一个丝杆(21)的螺纹的旋向相反。
5.如权利要求1所述的发电效率高的安全可靠的风力发电机，其特征在于，所述辅助组件包括移动孔(24)、第二磁性块(25)和移动杆(26)，所述移动孔(24)设置在叶片(7)的靠近传动轴(5)的一端，所述移动孔(24)与通孔(6)连通，所述第二磁性块(25)设置在移动孔(24)内，所述第二磁性块(25)的靠近传动轴(5)的一端与移动杆(26)的一端固定连接，两个移动杆(26)中，其中一个移动杆(26)的远离第二磁性块(25)的一端与另一个移动杆(26)的远离第二磁性块(25)的一端固定连接。
6.如权利要求5所述的发电效率高的安全可靠的风力发电机，其特征在于，两个第一磁性块(8)连接点的连线与支杆(1)的轴线平行。
7.如权利要求5所述的发电效率高的安全可靠的风力发电机，其特征在于，所述移动孔(24)内涂有润滑油。
8.如权利要求1所述的发电效率高的安全可靠的风力发电机，其特征在于，所述加速组件包括集水箱(27)、滑杆(28)、浮块(29)、弹簧(30)、推杆(31)、推块(32)、支撑杆(33)、支撑块(34)、密封杆(35)、出水管(36)和喷嘴(37)，所述集水箱(27)固定在发电箱(2)的上方，所述滑杆(28)的一端固定在集水箱(27)内的底部，所述浮块(29)套设在滑杆(28)上，所述推杆(31)设置在滑杆(28)的靠近扇叶(14)的一侧，所述推杆(31)套设在支撑杆(33)上，所述支撑杆(33)和支撑块(34)均固定在集水箱(27)的内壁上，所述推杆(31)的下方通过弹簧(30)与集水箱(27)内的底部连接，所述推杆(31)倾斜设置，所述弹簧(30)位于支撑杆(33)和浮块(29)之间，所述推杆(31)的远离浮块(29)的一端设有滑槽，所述推块(32)位于推杆(31)的滑槽内，所述推块(32)与密封杆(35)固定连接，所述出水管(36)套设在密封杆(35)的另一端上，所述支撑块(34)套设在密封杆(35)上，所述集水箱(27)的靠近扇叶(14)的一侧套设在出水管(36)上，所述喷嘴(37)设置在出水管(36)的远离密封杆(35)的一端，所述喷嘴(37)位于集水箱(27)的外侧。
9.如权利要求8所述的发电效率高的安全可靠的风力发电机，其特征在于，所述滑杆(28)上设有限位块(38)，所述限位块(38)固定在滑杆(28)的顶端。
10.如权利要求1所述的发电效率高的安全可靠的风力发电机，其特征在于，所述膨胀块(15)的制作材料为镉。
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