CN109488534A - 一种风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于风力发电设备领域，具体的说是一种风力发电机，包括基座；还包括支撑杆、顶板、立柱、加固单元、发电机构、收缩机构、叶片单元和控制器；控制器用于控制发电机的工作；所述支撑杆设置在顶板与基座之间，支撑板用于对顶板的支撑固定；所述立柱固连在基座上，立柱用于对发电机构、收缩机构和叶片单元的支撑，通过设置收缩机构、叶片单元和发电机构，在遇到强风时，收缩机构带动叶片在下移的同时也在向二号转轴的转动中心靠拢，从而减小受风面积，增加风力发电机在强风中的稳定性；同时八个叶片间相互配合组成一个矩形，此时叶片可以卸掉大部分的风力，实现发电机构在强风中依然可以正常的进行发电。

Description

一种风力发电机
技术领域
本发明属于风力发电设备领域，具体的说是一种风力发电机。
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；为了提高风力发电机的发电效率，风力发电机一般架设常年风力较大且稳定的地方。然而，在任何地方都无法避免出现台风、龙卷风等特大型风，这些特大型风会对风力发电机造成严重损害。
现有技术中也出现了一些关于一种风力发电机的技术方案，如申请号为2017103739945的一项中国专利公开了一种具有防风功能的风力发电机，包括基座、立杆、发电机构和驱动机构，发电机构包括支盘、主轴、定子和转子，驱动机构包括固定座和驱动组件，驱动组件包括伸缩单元和叶片，伸缩单元包括第一电机、第一丝杆、第一位移块、第一连杆、第二位移块和第二连杆。
该技术方案的一种具有防风功能的风力发电机，能够通过风力发电，但是该技术方案中，为了在强风的情况下保护叶片，通过设置遮挡机构保护叶片，但是这种方式使得叶片在遇到强风下无法进行发电，降低了发电机的发电效率。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决风力发电机在强风中无法发电的问题；本发明提出的一种风力发电机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种风力发电机，包括基座；还包括支撑杆、顶板、立柱、加固单元、发电机构、收缩机构、叶片单元和控制器；控制器用于控制发电机的工作；所述支撑杆设置在顶板与基座之间，支撑板用于对顶板的支撑固定；所述立柱固连在基座上，立柱用于对发电机构、收缩机构和叶片单元的支撑，立柱上设置有加固单元；加固单元用于对立柱进行加固；所述发电机构设置在立柱上，用于发电；所述收缩机构设置在发电机构上，收缩机构上还设置有四组叶片单元，收缩机构用于叶片单元的收放；其中，
所述发电机构包括支盘、主轴、定子和转子；所述支盘水平设置在立柱的顶部；所述主轴竖向设置在支盘的上端面；所述定子设置在支盘的上端面；所述转子套设在主轴上，且转子通过轴承与主轴连接，转子位于定子的上方；通过定子和转子间的相互配合，将动能转化为电能，所述收缩机构设置在转子上；
所述收缩机构包括电动伸缩杆、一号转轴、二号转轴、一号连杆、二号连杆、三号连杆、滑块和一号弹簧；所述一号转轴竖向设置在电动伸缩杆的一端；所述电动伸缩杆的另一端固连在转子上，电动伸缩杆用于一号转轴的上下移动；所述一号转轴的侧壁上对称铰接有四个一号连杆的一端；所述一号连杆的另一端设置在叶片单元上，一号连杆用于下拉叶片单元；所述二号转轴位于一号转轴的上方，且二号转轴转动安装在顶板下侧面的中心，二号转轴上对称铰接有四个二号连杆；所述二号连杆的两侧铰接有对称铰接有两个三号连杆；所述三号连杆上设置有叶片单元，三号连杆用于将叶片单元撑开；所述三号连杆通过一号弹簧与滑块连接，一号弹簧用于对三号连杆的支撑；所述滑块滑动安装在顶板下侧面所开设的环形滑槽内；
所述叶片单元包括两个叶片；所述两个叶片之间相互铰接，一号叶片和二号叶片分别铰接在一号连杆的两侧；两个所述三号连杆分别铰接在两个叶片上。
首先，在正常风速时，电动伸缩杆为伸长状态，通过滑块和一号弹簧间的配合，使得三号连杆被吊至水平位置，通过三号连杆与一号连杆间的配合，使得两个叶片之间的夹角变小，且叶片到一号转轴转动中心的水平距离增大，从而增加风吹动叶片的效果，当风吹动叶片时，通过叶片、一号连杆、二号连杆和三号连杆间的配合，使得一号转轴旋转，通过一号转轴和电动伸缩杆间的配合，使得转子相对与定子旋转，从而实现将风能转化为电能；在遇到强风时，控制电动伸缩杆缩短，通过电动伸缩杆与一号转轴之间的配合，使得一号转轴下移，通过一号连杆、一号转轴和叶片间的配合，使得一号连杆边下降边倾斜，一号连杆向下拉动叶片，通过一号连杆、二号连杆、三号连杆间的配合，使得叶片在下移的同时也在向二号转轴的转动中心靠拢，从而减小受风面积，增加发电机在强风中的稳定性；同时叶片在向二号转轴的转动中心靠拢时，位于同一叶片单元上的两个叶片会被三号连杆撑开，使得八个叶片间相互配合组成一个矩形，此时叶片可以卸掉大部分的风力，实现发电机构在强风中依然可以正常的进行发电；收缩机构可以带动叶片的上升和下降，使得叶片可以随涨潮而上升，在退潮时，叶片被收缩机构带下降，使得风力发电机可以安装在海中。
优选的，所述叶片通过二号弹簧连接在一号连杆的两侧，防止一号连杆转动不顺畅。通过用二号弹簧替代铰接位点，可以防止一号连杆在移动时不顺畅，避免铰接点卡住。
优选的，所述叶片上开设有安装槽，所述安装槽的内侧壁上固连有L型弹性板的侧壁，且安装槽与L型弹性板之间设置有一号气囊，一号气囊用于将L型弹性板撑起，使L型弹性板具有一定的弧度；所述一号气囊通过气管连通有二号气囊；所述二号气囊设置在一号转轴和二号转轴之间，二号气囊用于对一号气囊供气。在正常风力时，二号气囊处于被压缩的状态，通过二号气囊和一号气囊间的配合，使得一号气囊膨胀将L型弹性板撑起，使L型弹性板具有一定的弧度，增加叶片的受风力，使得叶片可以更好的利用风力进行旋转，从而增加发电量；在遇到强风时，一号转轴向下移动时会使二号气囊膨胀，二号气囊将一号气囊内的空气抽出，使得L型弹簧片收回安装槽，减少叶片的受风力。
优选的，所述加固单元为扇叶板；所述扇叶板的上端固定套接在立柱上，扇叶板的下端固连在基座上，扇叶板用于提高立柱的稳定。叶片转动时，会使立柱产生振动，使沙子沿扇叶板抖动下落，避免内部进沙进水，使得风力发电机可以适用于沙漠中。
优选的，所述基座上设置有驱逐装置，所述驱逐装置用于驱离动物；所述驱逐装置包括风哨和飘带；所述风哨设置在基座上，且风哨上设置有飘带。风哨和飘带在风的吹动下会产生哨声和飘带声，防止动物的干扰。
优选的，所述顶板的上侧设置有太阳能电池板，太阳能电池板用于太阳能发电；提高风力发电机的能源利用率。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种风力发电机，通过设置收缩机构、叶片单元和发电机构，在正常工作时，两个叶片之间的夹角变小，且叶片到一号转轴转动中心的水平距离增大，从而增加风吹动叶片的效果，提高风能转化为电能的效率；在遇到强风时，收缩机构带动叶片在下移的同时也在向二号转轴的转动中心靠拢，从而减小受风面积，增加风力发电机在强风中的稳定性；同时八个叶片间相互配合组成一个矩形，此时叶片可以卸掉大部分的风力，实现发电机构在强风中依然可以正常的进行发电；收缩机构可以带动叶片的上升和下降，使得风力发电机可以安装在海中。
2.本发明所述的一种风力发电机，通过设置一号气囊、二号气囊、L型弹性板，在正常风力时，一号气囊膨胀将L型弹性板撑起一定的弧度，使得叶片可以更好的利用风力进行旋转，从而增加发电量；在遇到强风时，二号气囊将一号气囊内的空气抽出，使得L型弹簧片收回安装槽，减少叶片的受风力，进一步提高风力发电机在强风中的稳定性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是正常工作中本发明的主视图；
图2是强风中本发明的主视图；
图3是图1中A-A剖视图；
图4是图2中B-B剖视图；
图5是图3中C处的局部放大图；
图中：基座1、支撑杆2、顶板3、立柱4、加固单元5、发电机构6、支盘61、主轴62、定子63、转子64、收缩机构7、电动伸缩杆71、一号转轴72、二号转轴73、一号连杆74、二号连杆75、三号连杆76、滑块77、一号弹簧78、叶片单元8、叶片81、安装槽82、L型弹性板83、一号气囊84、二号气囊85、驱逐装置9、风哨91、飘带92。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图5所示，本发明所述的一种风力发电机，包括基座1；还包括支撑杆2、顶板3、立柱4、加固单元5、发电机构6、收缩机构7、叶片单元8和控制器；控制器用于控制发电机的工作；所述支撑杆2设置在顶板3与基座1之间，支撑板用于对顶板3的支撑固定；所述立柱4固连在基座1上，立柱4用于对发电机构6、收缩机构7和叶片单元8的支撑，立柱4上设置有加固单元5；加固单元5用于对立柱4进行加固；所述发电机构6设置在立柱4上，用于发电；所述收缩机构7设置在发电机构6上，收缩机构7上还设置有四组叶片单元8，收缩机构7用于叶片单元8的收放；其中，
所述发电机构6包括支盘61、主轴62、定子63和转子64；所述支盘61水平设置在立柱4的顶部；所述主轴62竖向设置在支盘61的上端面；所述定子63设置在支盘61的上端面；所述转子64套设在主轴62上，且转子64通过轴承与主轴62连接，转子64位于定子63的上方；通过定子63和转子64间的相互配合，将动能转化为电能，所述收缩机构7设置在转子64上；
所述收缩机构7包括电动伸缩杆71、一号转轴72、二号转轴73、一号连杆74、二号连杆75、三号连杆76、滑块77和一号弹簧78；所述一号转轴72竖向设置在电动伸缩杆71的一端；所述电动伸缩杆71的另一端固连在转子64上，电动伸缩杆71用于一号转轴72的上下移动；所述一号转轴72的侧壁上对称铰接有四个一号连杆74的一端；所述一号连杆74的另一端设置在叶片单元8上，一号连杆74用于下拉叶片单元8；所述二号转轴73位于一号转轴72的上方，且二号转轴73转动安装在顶板3下侧面的中心，二号转轴73上对称铰接有四个二号连杆75；所述二号连杆75的两侧铰接有对称铰接有两个三号连杆76；所述三号连杆76上设置有叶片单元8，三号连杆76用于将叶片单元8撑开；所述三号连杆76通过一号弹簧78与滑块77连接，一号弹簧78用于对三号连杆76的支撑；所述滑块77滑动安装在顶板3下侧面所开设的环形滑槽内；
所述叶片单元8包括两个叶片81；所述两个叶片81之间相互铰接，一号叶片81和二号叶片81分别铰接在一号连杆74的两侧；两个所述三号连杆76分别铰接在两个叶片81上。
首先，在正常风速时，电动伸缩杆71为伸长状态，通过滑块77和一号弹簧78间的配合，使得三号连杆76被吊至水平位置，通过三号连杆76与一号连杆74间的配合，使得两个叶片81之间的夹角变小，且叶片81到一号转轴72转动中心的水平距离增大，从而增加风吹动叶片81的效果，当风吹动叶片81时，通过叶片81、一号连杆74、二号连杆75和三号连杆76间的配合，使得一号转轴72旋转，通过一号转轴72和电动伸缩杆71间的配合，使得转子64相对与定子63旋转，从而实现将风能转化为电能；在遇到强风时，控制电动伸缩杆71缩短，通过电动伸缩杆71与一号转轴72之间的配合，使得一号转轴72下移，通过一号连杆74、一号转轴72和叶片81间的配合，使得一号连杆74边下降边倾斜，一号连杆74向下拉动叶片81，通过一号连杆74、二号连杆75、三号连杆76间的配合，使得叶片81在下移的同时也在向二号转轴73的转动中心靠拢，从而减小受风面积，增加发电机在强风中的稳定性；同时叶片81在向二号转轴73的转动中心靠拢时，位于同一叶片单元8上的两个叶片81会被三号连杆76撑开，使得八个叶片81间相互配合组成一个矩形，此时叶片81可以卸掉大部分的风力，实现发电机构6在强风中依然可以正常的进行发电；收缩机构7可以带动叶片的上升和下降，使得叶片81可以随涨潮而上升，在退潮时，叶片81被收缩机构7带下降，使得风力发电机可以安装在海中。
作为本发明的一种实施方式，所述叶片81通过二号弹簧连接在一号连杆74的两侧，防止一号连杆74转动不顺畅。通过用二号弹簧替代铰接位点，可以防止一号连杆74在移动时不顺畅，避免铰接点卡住。
作为本发明的一种实施方式，所述叶片81上开设有安装槽82，所述安装槽82的内侧壁上固连有L型弹性板83的侧壁，且安装槽82与L型弹性板83之间设置有一号气囊84，一号气囊84用于将L型弹性板83撑起，使L型弹性板83具有一定的弧度；所述一号气囊84通过气管连通有二号气囊85；所述二号气囊85设置在一号转轴72和二号转轴73之间，二号气囊85用于对一号气囊84供气。在正常风力时，二号气囊85处于被压缩的状态，通过二号气囊85和一号气囊84间的配合，使得一号气囊84膨胀将L型弹性板83撑起，使L型弹性板83具有一定的弧度，增加叶片81的受风力，使得叶片81可以更好的利用风力进行旋转，从而增加发电量；在遇到强风时，一号转轴72向下移动时会使二号气囊85膨胀，二号气囊85将一号气囊84内的空气抽出，使得L型弹簧片收回安装槽82，减少叶片81的受风力。
作为本发明的一种实施方式，所述加固单元5为扇叶板；所述扇叶板的上端固定套接在立柱4上，扇叶板的下端固连在基座1上，扇叶板用于提高立柱4的稳定。叶片81转动时，会使立柱4产生振动，使沙子沿扇叶板抖动下落，避免内部进沙进水，使得风力发电机可以适用于沙漠中。
作为本发明的一种实施方式，所述基座1上设置有驱逐装置9，所述驱逐装置9用于驱离动物；所述驱逐装置9包括风哨91和飘带92；所述风哨91设置在基座1上，且风哨91上设置有飘带92。风哨91和飘带92在风的吹动下会产生哨声和飘带92声，防止动物的干扰。
作为本发明的一种实施方式，所述顶板3的上侧设置有太阳能电池板，太阳能电池板用于太阳能发电；提高发电机的能源利用率。
工作时，在正常风速时，电动伸缩杆71为伸长状态，二号气囊85处于被压缩的状态，通过二号气囊85和一号气囊84间的配合，使得一号气囊84膨胀将L型弹性板83撑起，使L型弹性板83具有一定的弧度，增加叶片81的受风力，使得叶片81可以更好的利用风力进行旋转，从而增加发电量；通过滑块77和一号弹簧78间的配合，使得三号连杆76被吊至水平位置，通过三号连杆76与一号连杆74间的配合，使得两个叶片81之间的夹角变小，且叶片81到一号转轴72转动中心的水平距离增大，从而增加风吹动叶片81的效果，当风吹动叶片81时，通过叶片81、一号连杆74、二号连杆75和三号连杆76间的配合，使得一号转轴72旋转，通过一号转轴72和电动伸缩杆71间的配合，使得转子64相对与定子63旋转，从而实现将风能转化为电能；在遇到强风时，控制电动伸缩杆71缩短，通过电动伸缩杆71与一号转轴72之间的配合，使得一号转轴72下移，一号转轴72向下移动时会使二号气囊85膨胀，二号气囊85将一号气囊84内的空气抽出，使得L型弹簧片收回安装槽82，减少叶片81的受风力；通过一号连杆74、一号转轴72和叶片81间的配合，使得一号连杆74边下降边倾斜，一号连杆74向下拉动叶片81，通过一号连杆74、二号连杆75、三号连杆76间的配合，使得叶片81在下移的同时也在向二号转轴73的转动中心靠拢，从而减小受风面积，增加发电机在强风中的稳定性；同时叶片81在向二号转轴73的转动中心靠拢时，位于同一叶片单元8上的两个叶片81会被三号连杆76撑开，使得八个叶片81间相互配合组成一个矩形，此时叶片81可以卸掉大部分的风力，实现发电机构6在强风中依然可以正常的进行发电。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种风力发电机，包括基座(1)；其特征在于：还包括支撑杆(2)、顶板(3)、立柱(4)、加固单元(5)、发电机构(6)、收缩机构(7)、叶片单元(8)和控制器；控制器用于控制发电机的工作；所述支撑杆(2)设置在顶板(3)与基座(1)之间，支撑板用于对顶板(3)的支撑固定；所述立柱(4)固连在基座(1)上，立柱(4)用于对发电机构(6)、收缩机构(7)和叶片单元(8)的支撑，立柱(4)上设置有加固单元(5)；加固单元(5)用于对立柱(4)进行加固；所述发电机构(6)设置在立柱(4)上，用于发电；所述收缩机构(7)设置在发电机构(6)上，收缩机构(7)上还设置有四组叶片单元(8)，收缩机构(7)用于叶片单元(8)的收放；其中，
所述发电机构(6)包括支盘(61)、主轴(62)、定子(63)和转子(64)；所述支盘(61)水平设置在立柱(4)的顶部；所述主轴(62)竖向设置在支盘(61)的上端面；所述定子(63)设置在支盘(61)的上端面；所述转子(64)套设在主轴(62)上，且转子(64)通过轴承与主轴(62)连接，转子(64)位于定子(63)的上方；通过定子(63)和转子(64)间的相互配合，将动能转化为电能，所述收缩机构(7)设置在转子(64)上；
所述收缩机构(7)包括电动伸缩杆(71)、一号转轴(72)、二号转轴(73)、一号连杆(74)、二号连杆(75)、三号连杆(76)、滑块(77)和一号弹簧(78)；所述一号转轴(72)竖向设置在电动伸缩杆(71)的一端；所述电动伸缩杆(71)的另一端固连在转子(64)上，电动伸缩杆(71)用于一号转轴(72)的上下移动；所述一号转轴(72)的侧壁上对称铰接有四个一号连杆(74)的一端；所述一号连杆(74)的另一端设置在叶片单元(8)上，一号连杆(74)用于下拉叶片单元(8)；所述二号转轴(73)位于一号转轴(72)的上方，且二号转轴(73)转动安装在顶板(3)下侧面的中心，二号转轴(73)上对称铰接有四个二号连杆(75)；所述二号连杆(75)的两侧铰接有对称铰接有两个三号连杆(76)；所述三号连杆(76)上设置有叶片单元(8)，三号连杆(76)用于将叶片单元(8)撑开；所述三号连杆(76)通过一号弹簧(78)与滑块(77)连接，一号弹簧(78)用于对三号连杆(76)的支撑；所述滑块(77)滑动安装在顶板(3)下侧面所开设的环形滑槽内；
所述叶片单元(8)包括两个叶片(81)；所述两个叶片(81)之间相互铰接，一号叶片(81)和二号叶片(81)分别铰接在一号连杆(74)的两侧；两个所述三号连杆(76)分别铰接在两个叶片(81)上。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机，其特征在于：所述叶片(81)通过二号弹簧连接在一号连杆(74)的两侧，防止一号连杆(74)转动不顺畅。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机，其特征在于：所述叶片(81)上开设有安装槽(82)，所述安装槽(82)的内侧壁上固连有L型弹性板(83)的侧壁，且安装槽(82)与L型弹性板(83)之间设置有一号气囊(84)，一号气囊(84)用于将L型弹性板(83)撑起，使L型弹性板(83)具有一定的弧度；所述一号气囊(84)通过气管连通有二号气囊(85)；所述二号气囊(85)设置在一号转轴(72)和二号转轴(73)之间，二号气囊(85)用于对一号气囊(84)供气。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机，其特征在于：所述加固单元(5)为扇叶板；所述扇叶板的上端固定套接在立柱(4)上，扇叶板的下端固连在基座(1)上，扇叶板用于提高立柱(4)的稳定。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电机，其特征在于：所述基座(1)上设置有驱逐装置(9)，所述驱逐装置(9)用于驱离动物；所述驱逐装置(9)包括风哨(91)和飘带(92)；所述风哨(91)设置在基座(1)上，且风哨(91)上设置有飘带(92)。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电机，其特征在于：所述顶板(3)的上侧设置有太阳能电池板，太阳能电池板用于太阳能发电。
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