CN108612626B - 一种适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，包括底座、塔架、平台、机舱、轮毂、包括解冻装置和若干风叶，解冻装置包括第一齿轮、若干驱动机构和若干解冻机构，解冻机构包括解冻室、进气管和出气管，解冻室内设有第二电机、驱动轴、电热丝、疏通机构和两个解冻单元，疏通机构包括偏心轮、移动板、弹簧和两个疏通组件，该适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备通过解冻机构使解冻室沿着轮毂转动，并喷射热空气对轮毂解冻，保证风力发电正常运行，不仅如此，通过疏通机构对进气管和出气管进行疏通，保证空气流通顺畅，使解冻室能够顺利喷出热空气进行解冻，提高了设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电设备领域，特别涉及一种适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备。
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。
但是现有的风力发电机仅适用于在一些气候温暖的地区运行，在一些严寒地区，一旦发生降雨降雪，雨雪落在轮毂和机舱的连接部位，容易冻结成冰，将轮毂固定，从而使轮毂无法转动，机舱内无法进行发电，从而导致现有的风力发电机难以在一些严寒地区运行。
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，提供一种适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，包括底座、塔架、平台、机舱、轮毂和若干风叶，所述平台通过塔架固定在底座的上方，所述机舱固定在平台的上方，所述风叶周向均匀分布在轮毂的另一端，还包括解冻装置，所述解冻装置设置在机舱和风叶之间，所述机舱内设有PLC；
所述解冻装置包括第一齿轮、若干驱动机构和若干解冻机构，所述第一齿轮套设在轮毂上，所述驱动机构周向均匀分布在第一齿轮的外周，所述解冻机构位于第一齿轮的靠近机舱的一侧，所述解冻机构周向均匀分布在轮毂的外周，所述驱动机构包括第一电机和第二齿轮，所述第一电机固定在机舱上，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与第二齿轮传动连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合；
所述解冻机构包括解冻室、进气管和出气管，所述解冻室固定在第一齿轮上，所述进气管位于解冻室的远离轮毂的一侧，所述出气管位于解冻室的另一侧，所述进气管和出气管均与解冻室连通，所述解冻室内设有第二电机、驱动轴、电热丝、疏通机构和两个解冻单元，所述第二电机固定在解冻室的远离轮毂的一侧的内壁上，所述电热丝固定在解冻室的另一侧的内壁上，所述第二电机和电热丝均与PLC电连接，所述第二电机与驱动轴传动连接，两个解冻单元包括若干扇叶，所述扇叶固定在驱动轴上，所述疏通机构位于解冻室的靠近机舱的一侧的内壁上；
所述疏通机构包括偏心轮、移动板、弹簧和两个疏通组件，所述偏心轮套设在驱动轴上，所述移动板的一侧抵靠在偏心轮上，所述移动板的另一侧通过弹簧与解冻室的靠近机舱的一侧的内壁连接，所述弹簧处于压缩状态，两个疏通组件分别位于移动板的两端，两个疏通组件分别与进气管和出气管对应。
作为优选，为了疏通进气管和出气管，所述疏通组件包括支杆、移动杆和钢针，所述支杆的一端与移动板铰接，所述支杆的另一端与移动杆的一端固定连接，所述钢针固定在移动杆的另一端。
作为优选，为了保证移动杆的平稳移动，所述疏通组件还包括固定环，所述固定环固定在解冻室的内壁上，所述固定环套设在移动杆上。
作为优选，为了固定偏心轮相对于驱动轴的位置，所述偏心轮的上方和下方均设有夹板，所述夹板固定在驱动轴上。
作为优选，为了保证第二电机的驱动力，所述第二电机为直流伺服电机。
作为优选，为了便于检测当前天气状况，所述机舱的上方设有雨雪传感器，所述雨雪传感器与PLC电连接。
作为优选，为了检测轮毂与机舱的连接部位是否有积雪或冰块，所述解冻室的靠近机舱的一侧设有超声波测距仪，所述超声波测距仪与PLC电连接。
作为优选，为了保证第一齿轮的平稳转动，所述机舱的靠近解冻室的一侧设有环形槽，所述解冻室的靠近机舱的一侧设有滑块，所述滑块与环形槽滑动连接。
作为优选，为了防止第一齿轮沿着轮毂的轴线移动，所述环形槽为燕尾槽。
作为优选，为了防止雨雪通过进气管和出气管进入解冻室内，所述解冻室的靠近轮毂的一侧和远离轮毂的一侧均设有挡板，所述挡板倾斜设置。
本发明的有益效果是，该适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备通过解冻机构使解冻室沿着轮毂转动，并喷射热空气对轮毂解冻，保证风力发电正常运行，与现有的解冻机构相比，该解冻机构通过解冻室的旋转，保证轮毂与机舱的连接处的积雪和冰块能熔化，有利于风力发电，不仅如此，通过疏通机构对进气管和出气管进行疏通，保证空气流通顺畅，使解冻室能够顺利喷出热空气进行解冻，与现有的疏通机构相比，该疏通机构无需外部电源，仅依靠驱动轴的旋转即可进行疏通，进而提高了设备的实用性。
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是本发明的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备的结构示意图；
图2是本发明的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备的侧视图；
图3是本发明的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备的驱动机构与第一齿轮的连接结构示意图；
图4是本发明的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备的解冻机构的结构示意图；
图中：1.底座，2.塔架，3.平台，4.机舱，5.轮毂，6.风叶，7.第一齿轮，8.第一电机，9.第二齿轮，10.解冻室，11.进气管，12.第二电机，13.驱动轴，14.电热丝，15.偏心轮，16.移动板，17.弹簧，18.支杆，19.移动杆，20.固定环，21.夹板，22.雨雪传感器，23.超声波测距仪，24.环形槽，25.滑块，26.挡板，27.出气管。
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1-2所示，一种适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，包括底座1、塔架2、平台3、机舱4、轮毂5和若干风叶6，所述平台3通过塔架2固定在底座1的上方，所述机舱4固定在平台3的上方，所述风叶6周向均匀分布在轮毂5的另一端，还包括解冻装置，所述解冻装置设置在机舱4和风叶6之间，所述机舱4内设有PLC；
该风力发电设备中，由塔基增加平台3的高度，平台3的一侧，风力吹动风叶6旋转，带动轮毂5转动，通过机舱4进行机械能到电能的转化，并将电能储存，实现风力发电，在严寒地区，通过解冻装置对轮毂5和机舱4的连接部位进行解冻，防止轮毂5上结冰，影响轮毂5的旋转。
如图2-3所示，所述解冻装置包括第一齿轮7、若干驱动机构和若干解冻机构，所述第一齿轮7套设在轮毂5上，所述驱动机构周向均匀分布在第一齿轮7的外周，所述解冻机构位于第一齿轮7的靠近机舱4的一侧，所述解冻机构周向均匀分布在轮毂5的外周，所述驱动机构包括第一电机8和第二齿轮9，所述第一电机8固定在机舱4上，所述第一电机8与PLC电连接，所述第一电机8与第二齿轮9传动连接，所述第一齿轮7与第二齿轮9啮合；
解冻装置运行时，PLC控制第一电机8启动，带动第二齿轮9旋转，第二齿轮9作用在第一齿轮7上，使第一齿轮7转动，第一齿轮7靠近机舱4的一侧，通过解冻机构在轮毂5的表面进行旋转，从而对轮毂5与机舱4的连接部位进行解冻。
如图4所示，所述解冻机构包括解冻室10、进气管11和出气管27，所述解冻室10固定在第一齿轮7上，所述进气管11位于解冻室10的远离轮毂5的一侧，所述出气管27位于解冻室10的另一侧，所述进气管11和出气管27均与解冻室10连通，所述解冻室10内设有第二电机12、驱动轴13、电热丝14、疏通机构和两个解冻单元，所述第二电机12固定在解冻室10的远离轮毂5的一侧的内壁上，所述电热丝14固定在解冻室10的另一侧的内壁上，所述第二电机12和电热丝14均与PLC电连接，所述第二电机12与驱动轴13传动连接，两个解冻单元包括若干扇叶，所述扇叶固定在驱动轴13上，所述疏通机构位于解冻室10的靠近机舱4的一侧的内壁上；
所述疏通机构包括偏心轮15、移动板16、弹簧17和两个疏通组件，所述偏心轮15套设在驱动轴13上，所述移动板16的一侧抵靠在偏心轮15上，所述移动板16的另一侧通过弹簧17与解冻室10的靠近机舱4的一侧的内壁连接，所述弹簧17处于压缩状态，两个疏通组件分别位于移动板16的两端，两个疏通组件分别与进气管11和出气管27对应。
由PLC控制第二电机12启动，同时给电热丝14通电，第二电机12带动驱动轴13转动，从而使扇叶旋转，产生气流，气流将外部的空气通过进气管11倒入解冻室10内，并通过电热丝14，由于电热丝14通电产生热量，从而使电热丝14对通入解冻室10内的空气进行加热，空气受热后，从出气管27流出，并喷在轮毂5与机舱4的连接部位，消除该部位的积雪和冰块，实现解冻功能。驱动轴13旋转的过程中，偏心轮15也以驱动轴13的轴线进行旋转，进而带动移动板16移动，在旋转过程中，由于弹簧17处于压缩状态，从而使弹簧17对移动板16产生推力，使移动板16始终抵靠在偏心轮15的外周上，进而带动两个疏通组件分别对进气管11和出气管27进行疏通，去除进气管11和出气管27上的冰块积雪，保证空气流通。
作为优选，为了疏通进气管11和出气管27，所述疏通组件包括支杆18、移动杆19和钢针，所述支杆18的一端与移动板16铰接，所述支杆18的另一端与移动杆19的一端固定连接，所述钢针固定在移动杆19的另一端。移动板16进行往复移动时，通过支杆18带动移动杆19进行往复移动，从而使钢针在进气管11和出气管27中往复移动，进而对进气管11和出气管27进行疏通作用。
作为优选，为了保证移动杆19的平稳移动，所述疏通组件还包括固定环20，所述固定环20固定在解冻室10的内壁上，所述固定环20套设在移动杆19上。利用固定环20固定了移动杆19的移动方向，使移动杆19保持平稳的移动。
作为优选，为了固定偏心轮15相对于驱动轴13的位置，所述偏心轮15的上方和下方均设有夹板21，所述夹板21固定在驱动轴13上。通过夹板21对偏心轮15的位置进行限定，防止偏心轮15在驱动轴13上滑动。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第二电机12的驱动力，所述第二电机12为直流伺服电机。
作为优选，为了便于检测当前天气状况，所述机舱4的上方设有雨雪传感器22，所述雨雪传感器22与PLC电连接。利用雨雪传感器22检测当前天气是否降雨或降雪，并将天气状况反馈给PLC，当PLC检测到当前天气降雨或降雪时，PLC控制第一电机8启动，带动第二齿轮9旋转，防止第一齿轮7和第二齿轮9的接触部位结冰，影响第一齿轮7的旋转。
作为优选，为了检测轮毂5与机舱4的连接部位是否有积雪或冰块，所述解冻室10的靠近机舱4的一侧设有超声波测距仪23，所述超声波测距仪23与PLC电连接。利用超声波测距仪23发射超声波信号，根据超声波信号的返回时间，确定距离信号，并将距离信号反馈给PLC，当PLC检测到距离信号过小时，表示此时轮毂5与机舱4的连接部位有积雪或冻冰，此时PLC控制解冻机构进行解冻。
作为优选，为了保证第一齿轮7的平稳转动，所述机舱4的靠近解冻室10的一侧设有环形槽24，所述解冻室10的靠近机舱4的一侧设有滑块25，所述滑块25与环形槽24滑动连接。滑块25在环形槽24内进行滑动，从而使第一齿轮7的转动方向固定，进而保证了第一齿轮7的平稳移动。
作为优选，为了防止第一齿轮7沿着轮毂5的轴线移动，所述环形槽24为燕尾槽。由于环形槽24为燕尾槽，滑块25无法从环形槽24内脱离，从而防止了第一齿轮7沿着轮毂5的轴线移动。
作为优选，为了防止雨雪通过进气管11和出气管27进入解冻室10内，所述解冻室10的靠近轮毂5的一侧和远离轮毂5的一侧均设有挡板26，所述挡板26倾斜设置。通过挡板26不仅阻止了雨雪直接落在进气管11和出气管27内，对解冻室10进行保护，同时挡板26还能引导气流方向，使热空气喷在轮毂5与机舱4的连接部位，保证设备解冻成功。
该风力发电设备中，通过第一电机8带动第二齿轮9旋转，使固定在第一齿轮7上的解冻室10沿着轮毂5的轴线进行转动，在转动过程中，通过第二电机12带动扇叶旋转产生气流，并由电热丝14加热气流，使解冻室10喷出热空气在轮毂5的表面进行解冻，保证设备正常发电，不仅如此，在第二电机12带动驱动轴13转动过程中，由偏心轮15实现移动板16的往复移动，通过疏通组件对进气管11和出气管27进行疏通，防止进气管11和出气管27上结冰，从而保证了设备通风顺畅，解冻能够顺利进行。
与现有技术相比，该适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备通过解冻机构使解冻室10沿着轮毂5转动，并喷射热空气对轮毂5解冻，保证风力发电正常运行，与现有的解冻机构相比，该解冻机构通过解冻室10的旋转，保证轮毂5与机舱4的连接处的积雪和冰块能熔化，有利于风力发电，不仅如此，通过疏通机构对进气管11和出气管27进行疏通，保证空气流通顺畅，使解冻室10能够顺利喷出热空气进行解冻，与现有的疏通机构相比，该疏通机构无需外部电源，仅依靠驱动轴13的旋转即可进行疏通，进而提高了设备的实用性。
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)
1.一种适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，包括底座(1)、塔架(2)、平台(3)、机舱(4)、轮毂(5)和若干风叶(6)，所述平台(3)通过塔架(2)固定在底座(1)的上方，所述机舱(4)固定在平台(3)的上方，所述风叶(6)周向均匀分布在轮毂(5)的另一端，其特征在于，还包括解冻装置，所述解冻装置设置在机舱(4)和风叶(6)之间，所述机舱(4)内设有PLC；
所述解冻装置包括第一齿轮(7)、若干驱动机构和若干解冻机构，所述第一齿轮(7)套设在轮毂(5)上，所述驱动机构周向均匀分布在第一齿轮(7)的外周，所述解冻机构位于第一齿轮(7)的靠近机舱(4)的一侧，所述解冻机构周向均匀分布在轮毂(5)的外周，所述驱动机构包括第一电机(8)和第二齿轮(9)，所述第一电机(8)固定在机舱(4)上，所述第一电机(8)与PLC电连接，所述第一电机(8)与第二齿轮(9)传动连接，所述第一齿轮(7)与第二齿轮(9)啮合；
所述解冻机构包括解冻室(10)、进气管(11)和出气管(27)，所述解冻室(10)固定在第一齿轮(7)上，所述进气管(11)位于解冻室(10)的远离轮毂(5)的一侧，所述出气管(27)位于解冻室(10)的另一侧，所述进气管(11)和出气管(27)均与解冻室(10)连通，所述解冻室(10)内设有第二电机(12)、驱动轴(13)、电热丝(14)、疏通机构和两个解冻单元，所述第二电机(12)固定在解冻室(10)的远离轮毂(5)的一侧的内壁上，所述电热丝(14)固定在解冻室(10)的另一侧的内壁上，所述第二电机(12)和电热丝(14)均与PLC电连接，所述第二电机(12)与驱动轴(13)传动连接，两个解冻单元包括若干扇叶，所述扇叶固定在驱动轴(13)上，所述疏通机构位于解冻室(10)的靠近机舱(4)的一侧的内壁上；
所述疏通机构包括偏心轮(15)、移动板(16)、弹簧(17)和两个疏通组件，所述偏心轮(15)套设在驱动轴(13)上，所述移动板(16)的一侧抵靠在偏心轮(15)上，所述移动板(16)的另一侧通过弹簧(17)与解冻室(10)的靠近机舱(4)的一侧的内壁连接，所述弹簧(17)处于压缩状态，两个疏通组件分别位于移动板(16)的两端，两个疏通组件分别与进气管(11)和出气管(27)对应。
2.如权利要求1所述的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，其特征在于，所述疏通组件包括支杆(18)、移动杆(19)和钢针，所述支杆(18)的一端与移动板(16)铰接，所述支杆(18)的另一端与移动杆(19)的一端固定连接，所述钢针固定在移动杆(19)的另一端。
3.如权利要求2所述的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，其特征在于，所述疏通组件还包括固定环(20)，所述固定环(20)固定在解冻室(10)的内壁上，所述固定环(20)套设在移动杆(19)上。
4.如权利要求1所述的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，其特征在于，所述偏心轮(15)的上方和下方均设有夹板(21)，所述夹板(21)固定在驱动轴(13)上。
5.如权利要求1所述的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，其特征在于，所述第二电机(12)为直流伺服电机。
6.如权利要求1所述的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，其特征在于，所述机舱(4)的上方设有雨雪传感器(22)，所述雨雪传感器(22)与PLC电连接。
7.如权利要求1所述的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，其特征在于，所述解冻室(10)的靠近机舱(4)的一侧设有超声波测距仪(23)，所述超声波测距仪(23)与PLC电连接。
8.如权利要求1所述的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，其特征在于，所述机舱(4)的靠近解冻室(10)的一侧设有环形槽(24)，所述解冻室(10)的靠近机舱(4)的一侧设有滑块(25)，所述滑块(25)与环形槽(24)滑动连接。
9.如权利要求8所述的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，其特征在于，所述环形槽(24)为燕尾槽。
10.如权利要求1所述的适用于严寒地区的具有解冻功能的风力发电设备，其特征在于，所述解冻室(10)的靠近轮毂(5)的一侧和远离轮毂(5)的一侧均设有挡板(26)，所述挡板(26)倾斜设置。
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