CN110094303A - 一种风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机，包括圆筒、侧翅、摆动件、弹性密封件、密封盖、转轴、底座和发电机；所述圆筒具有一上部开口的容纳空间，所述圆筒转动安装在位于其下方的底座；所述摆动件包括锥部和连接在锥部上方的竖轴，所述竖轴位于容纳空间内且穿设在转轴上并能绕转轴转动，所述锥部位于圆筒上方；所述密封盖为圆弧板且对称盖设在圆筒上端，所述弹性密封件对称设置竖轴两侧的间隙上并将间隙盖住，所述弹性密封件具有一能弹性伸缩的密封头；所述发电机固定安装在圆筒上且设置有电机轴，所述竖轴与电机轴传动连接以将动力传递给发电机。本设计提高装置的密封性，减少灰尘进入圆筒内部影响内部的部件的运转，提高风力发电机的寿命。

Description

一种风力发电机

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别是涉及一种风力发电机。

背景技术

随着科学技术日新月异的发展，以及不断倡导新能源、新技术的发展与应用，许多无污染、低能耗、使用成本低的能源被逐渐广泛应用，例如风能，风能作为一种应用广泛的清洁能源，被广泛应用，由于风能发电机在外部，且在风多的地方，会随风接触到很多灰尘，灰尘在发电机内部堆积会影响发电机内部的正常工作，对发电机的寿命造成不利影响。

发明内容

本发明目的在于能在一定程度上解决上述技术问题。为此，本发明提出一种能防尘的风力发电机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风力发电机，包括圆筒、侧翅、摆动件、弹性密封件、密封盖、转轴、底座和发电机；所述圆筒具有一上部开口的容纳空间，所述圆筒转动安装在位于其下方的底座；所述转轴穿装在圆筒上且与圆筒的中心轴线垂直；所述侧翅对称设在圆筒两侧且与转轴垂直；所述摆动件包括锥部和连接在锥部上方的竖轴，所述竖轴位于容纳空间内且穿设在转轴上并能绕转轴转动，所述锥部位于圆筒上方；所述密封盖为圆弧板且对称盖设在圆筒上端，两密封盖间隔设置且中间形成一供竖轴摆动的间隙，所述弹性密封件对称设置竖轴两侧的间隙上并将间隙盖住，所述弹性密封件具有一能弹性伸缩的密封头，所述密封头前端为与竖轴匹配的圆弧；所述发电机固定安装在圆筒上且设置有电机轴，所述竖轴与电机轴传动连接以将动力传递给发电机。

进一步，所述竖轴底部设置有配重块。

进一步，所述竖轴底部设置有一段圆弧齿，所述圆弧齿的中心与转轴轴线重合，所述电机轴外端连接有与圆弧齿匹配啮合的齿轮。

进一步，还包括压盖，所述圆筒底部设置有中心孔，所述底座中心设置有与第一中心孔对齐的螺纹孔，所述压盖盖在容纳空间底面并向下延伸设置有穿过第一中心孔且与螺纹孔螺纹连接的连接轴，所述圆筒底板内外面均设置有圆弧槽，所述圆弧槽内安装有若干滚珠。

进一步，所述锥部周壁上分布有用于增加风阻的凹槽。

进一步，所述竖轴中心设置有从底部向上延伸至锥部的主进风通道，所述锥部周壁设置有向内延伸至主进风通道的副进风通道，所述圆筒侧壁设置有内出风口。

进一步，所述内出风口对应设置在侧翅位置，所述侧翅内部为空腔，所述空腔与内出风口连通，所述侧翅两侧开设有与内部空腔连通的外出风口，所述内出风口通过外出风口与外部连通。

进一步，所述副进风通道内安装有防尘滤网。

进一步，所述弹性密封件还包括弹性折叠板和尾板，所述折叠板两端分别与尾板和密封头连接，所述折叠板能折叠伸缩，所述尾板和密封头之间安装有预紧弹簧以推动密封头与竖轴接触密封。

进一步，所述密封头朝尾板延伸设置有导柱，所述尾板设置有与导柱匹配的导向孔，所述预紧弹簧套装在导柱上。

本发明的有益效果是：通过侧翅使得圆筒能随风向进行调整，使得风向与转轴垂直，使得锥部的摆动方向与风向一致，提高风能的利用率，密封盖和弹性密封件能对圆筒上端除竖轴以外的位置进行密封，且密封头具有可弹性伸缩，使得竖轴摆动过程中，密封头也能很好的实现密封，提高装置的密封性，减少灰尘进入圆筒内部影响内部的部件的运转，提高风力发电机的寿命。

附图说明

图1是本发明安装结构示意图；

图2是本发明的分解状态示意图；

图3是本发明安装结构俯视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是图3的B-B剖视图；

图6是弹性密封件的结构示意图；

图7是图4的C处放大视图；

图8是图1的D处放大视图；

图9是缺少弹性密封件状态下的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1至图9，本发明的一种风力发电机，包括圆筒1、侧翅2、摆动件3、弹性密封件4、密封盖5、转轴6、底座8和发电机9。

所述圆筒1具有一上部开口的容纳空间11，由底板和侧壁围绕而成。所述圆筒1转动安装在位于其下方的底座8，所述侧翅2对称设置在圆筒1外侧壁，侧翅2竖直设置且两侧翅的延伸线经过圆筒1中心，这样侧翅2迎风调整位置后会更加稳定，摆动更小；圆筒1余底座8的连接方式如图4和图7所示，所述圆筒1底部设置有中心孔，所述底座8中心设置有与第一中心孔对齐的螺纹孔81，还设置有压盖7来讲圆筒1固定在底座8上，所述压盖7盖在容纳空间11底面并向下延伸设置有穿过第一中心孔的连接轴71，连接轴71下端设置有与螺纹孔81匹配的外螺纹以便与螺纹孔81螺纹连接，优选的连接轴71为阶梯轴，从上到下直径变小，外螺纹设在下端直径偏小的轴上，上端直径偏大的轴与第一中心孔匹配，为了减少摩擦，也可以在中心孔上装有轴承以减少连接轴与第一中心孔的摩擦，提高圆筒1随风转动的灵敏度。另外，为了减少圆筒1与压盖7和底座8转动的摩擦力，进一步提高圆筒1随风转动的灵敏度，提高能源转化率，所述圆筒1底板内外面均设置有一圈圆弧槽13，所述圆弧槽13内安装有若干与圆弧槽13匹配的滚珠14，圆弧槽13设置位置均在底座8和压盖7的覆盖范围内，滚珠14与压盖7底面和底座8上表面接触并且限制在圆弧槽13内滚动，将圆筒1与压盖7和底座8的面与面的摩擦转化为滚珠的滚动摩擦，大大减少了圆筒1的转动摩擦力，提高了能源利用率。

所述转轴6穿装在圆筒1上且与圆筒1的中心轴线垂直，且转轴6的轴线与圆筒1轴线相交；圆筒1设置有用于安装转轴6的安装孔，转轴6一端通过轴肩限位，另一端安装螺母限位。所述侧翅2与转轴6垂直，使得侧翅2受到风力时带动圆筒1转动，使得侧翅2与风向平行，转轴6与风向垂直，摆动件3转动与风向平行，使得摆动件3能获得最大的风力并将该风力转化为动力实现摆动。

所述摆动件3包括锥部31和连接在锥部31上方的竖轴32，锥部31与竖轴32同轴设置且锥部31呈向上扩张状。所述竖轴32位于容纳空间11内且穿设在转轴6上并能绕转轴6转动，具体的，竖轴32设置有用于穿过转轴6的穿孔，所述锥部31位于圆筒1上方用于接收风力。

所述密封盖5为圆弧板且对称盖设在圆筒1上端，两密封盖5间隔设置且中间形成一供竖轴32摆动的间隙51，圆弧板轮廓为一与容纳空间匹配的圆弧和连接圆弧两节点的直线，且圆弧小于半圆弧，故间隙51轮廓为具有两平行的边线和连接两边线的圆弧段，间隙51的宽度(两平行边线的距离)与竖轴32的直径匹配。优选的，密封盖5通过螺钉固定安装在圆筒1上端。

所述弹性密封件4对称设置竖轴32两侧的间隙51上并将间隙51盖住，如图8所示，当处于无风状态时，竖轴32处于竖轴状态，弹性密封件4和密封盖5将容纳空间11完全密封，可防止灰尘进入圆筒1内，影响内部部件的运转。

所述弹性密封件4具有一能弹性伸缩的密封头41，所述密封头41前端为与竖轴32匹配的圆弧；当竖轴32摆动时，密封头41随着竖轴32弹性伸缩，但是密封头41始终与竖轴32相抵，以防止灰尘进入，现有技术中，由于需要竖轴32摆动，故在圆筒1上方不会进行密封，使得防尘效果很差，灰尘在内部堆积，影响内部部件运转，造成内部部件损坏，减少了发电机的寿命。

弹性密封件4优选的结构为，所述弹性密封件4还包括弹性折叠板42和尾板43，所述折叠板42两端分别与尾板43和密封头41连接，所述折叠板42能折叠伸缩，折叠板42优选采用软性塑胶制成，所述尾板43和密封头41之间安装有预紧弹簧44以推动密封头41与竖轴32接触密封，预紧弹簧44始终处于压缩状态使得预紧弹簧44始终推动密封头41与竖轴32紧密接触，虽然由于竖轴32的摆动，密封头41的圆弧并不能完全与竖轴32吻合，使得存在一些结构间隙，但是该间隙较小，灰尘进入有限，且相对于传统的类似发电机，防尘效果已经提升很多，且在静止或轻微摆动时，没有任何间隙或间隙小到可忽略不计。进一步，为了预紧弹簧44伸缩变形稳定，所述密封头41朝尾板43延伸设置有导柱45，所述尾板43设置有与导柱45匹配的导向孔，所述预紧弹簧44套装在导柱45上，具体的，密封头41向上延伸设置有一个第一延伸板，尾板43向上延伸设置有一个第二延伸板，导柱45设置在延伸板上，导向孔设置在第二延伸板上，导向孔和导柱的配合实现密封头41伸缩定向，且预紧弹簧44套在导柱45上也使得预紧弹簧44变形伸缩稳定，不会出现预紧弹簧44的弯曲变形，导致预紧弹簧44失效。另外，尾板43通过螺钉或其他形式固定在圆筒1上端，而密封头41由于和尾板43是通过折叠板42连接，不能传递力来支撑密封头41，故密封头41两侧设置有限位块46，限位块46底面与密封盖5上表面接触，通过限位块46搭在密封盖5以实现支撑限位。

所述发电机9固定安装在圆筒1上且设置有电机轴91，所述竖轴32与电机轴91传动连接以将动力传递给发电机9，电机轴91转动并通过电磁感应现象获得电能，发电机9获得的电能可以通过蓄电池储存或者通过电线连接在用电设备上。

所述竖轴32与电机轴91的传动形式为，所述竖轴32底部设置有一段圆弧齿37，所述圆弧齿37的中心与转轴6轴线重合，所述电机轴91外端连接有与圆弧齿37匹配啮合的齿轮92，竖轴32摆动以带动圆弧齿37转动，并带动齿轮92转动，并最终带动电机轴91转动。当然在其他实施例中，竖轴32可以通过连杆结构或其他形式将动力传递给电机轴91。

为了摆动件3重心下移使得摆动件3重心处于转轴6下方并能迅速复位，不至于锥部31倾斜后不会复位，所述竖轴32底部设置有配重块36，配重块36使得摆动件3向一方摆动后能迅速复位后重复摆动，提高能源转化率。

为了提高锥部31对风的阻力，即获得更大的风力以提高能源转化率，所述锥部31周壁上分布有用于增加风阻的凹槽33，凹槽33均匀分布在锥部31周壁的表面上，区别于传统的圆锥面，凹槽33能够兜住风，使得风不顺着圆锥面从侧门顺走，提高对风的阻力以获得更大的风力，使得摆动件3摆动幅度更大，获得更多的电能。

由于将容纳空间11密封了，容纳空间11内产生的热能无法有效排出，可能导致内部过热影响正常运转。为此，所述竖轴32中心设置有从底部向上延伸至锥部31的主进风通道35，所述锥部31周壁设置有向内延伸至主进风通道35的副进风通道34，如图1所示，副进风通道34延伸方向与竖轴32轴线垂直。所述圆筒1侧壁设置有内出风口12，这样外部的风会有一小部分吹入副进风通道34，并通过主进风通道35从竖轴32底部进入到容纳空间11内，并最后从内出风口12排入外部，实现了风道的流通，将容纳空间11内的热量带走，且利用的是外部的自然的力量，不需要电能驱动即可实现。另外也只有发电时，才会产生热量，而刚好发电时，外部有风能对内部进行散热。内出风口12优选在容纳空间11上部分，使得风从竖轴32底部流入，从上端的内出风口12流出，风几乎穿过了容纳空间11的上下所有空间，能实现较好的散热，而不是只是实现容纳空间11内部分区域的散热。进一步，为了提高出风的流动性，所述内出风口12对应设置在侧翅2位置，所述侧翅2内部设有空腔23，所述空腔23与内出风口12连通，所述侧翅2两侧开设有与内部空腔23连通的外出风口21，所述内出风口12通过外出风口21与外部连通，为了侧翅2与内出风口12连通的截面大小，侧翅2与圆筒1内壁连接处设置有圆弧倒角22，增加了与圆筒1的连接面积，也便于设置较大的内出风口12，外出风口21分布在侧翅2两侧，这样当侧翅2迎风旋转调整完位置后，外部的风从侧翅2两侧吹过，由于外部的风速大于内部的空气流动速度，造成内外风速差，导致外部的气压小于内部的气压，气压差驱动内部的空气流出至外部，即带动内部空气的流动，在副进风通道34进风和外出风口21出风的双重作用下，大大提高容纳空间11内部的空气流动速度，提高其散热效果。

为了防止灰尘随着风道进入到内部，所述副进风通道34内安装有防尘滤网38，有效防止灰尘进入。另外也可以将副进风通道34设置成上下弯曲的形状，也能有效灰尘进入到容纳空间11内。

以上的讨论涉及本发明的优选实施例。在不偏离由权利要求书所确定的本发明的精神和较宽方面的条件下，可以有各种其他的实施例，以及作许多改变和改进。

Claims (10)

1.一种风力发电机，其特征在于：包括圆筒(1)、侧翅(2)、摆动件(3)、弹性密封件(4)、密封盖(5)、转轴(6)、底座(8)和发电机(9)；

所述圆筒(1)具有一上部开口的容纳空间(11)，所述圆筒(1)转动安装在位于其下方的底座(8)；

所述转轴(6)穿装在圆筒(1)上且与圆筒(1)的中心轴线垂直；

所述侧翅(2)对称设在圆筒(1)两侧且与转轴(6)垂直；

所述摆动件(3)包括锥部(31)和连接在锥部(31)上方的竖轴(32)，所述竖轴(32)位于容纳空间(11)内且穿设在转轴(6)上并能绕转轴(6)转动，所述锥部(31)位于圆筒(1)上方；

所述密封盖(5)为圆弧板且对称盖设在圆筒(1)上端，两密封盖(5)间隔设置且中间形成一供竖轴(32)摆动的间隙(51)，所述弹性密封件(4)对称设置竖轴(32)两侧的间隙(51)上并将间隙(51)盖住，所述弹性密封件(4)具有一能弹性伸缩的密封头(41)，所述密封头(41)前端为与竖轴(32)匹配的圆弧；

所述发电机(9)固定安装在圆筒(1)上且设置有电机轴(91)，所述竖轴(32)与电机轴(91)传动连接以将动力传递给发电机(9)。

2.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于：所述竖轴(32)底部设置有配重块(36)。

3.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于：所述竖轴(32)底部设置有一段圆弧齿(37)，所述圆弧齿(37)的中心与转轴(6)轴线重合，所述电机轴(91)外端连接有与圆弧齿(37)匹配啮合的齿轮(92)。

4.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于：还包括压盖(7)，所述圆筒(1)底部设置有中心孔，所述底座(8)中心设置有与第一中心孔对齐的螺纹孔(81)，所述压盖(7)盖在容纳空间(11)底面并向下延伸设置有穿过第一中心孔且与螺纹孔(81)螺纹连接的连接轴(71)，所述圆筒(1)底板内外面均设置有圆弧槽(13)，所述圆弧槽(13)内安装有若干滚珠(14)。

5.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于：所述锥部(31)周壁上分布有用于增加风阻的凹槽(33)。

6.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于：所述竖轴(32)中心设置有从底部向上延伸至锥部(31)的主进风通道(35)，所述锥部(31)周壁设置有向内延伸至主进风通道(35)的副进风通道(34)，所述圆筒(1)侧壁设置有内出风口(12)。

7.根据权利要求6所述的风力发电机，其特征在于：所述内出风口(12)对应设置在侧翅(2)位置，所述侧翅(2)内部为空腔，所述空腔与内出风口(12)连通，所述侧翅(2)两侧开设有与内部空腔连通的外出风口(21)，所述内出风口(12)通过外出风口(21)与外部连通。

8.根据权利要求6或7所述的风力发电机，其特征在于：所述副进风通道(34)内安装有防尘滤网(38)。

9.根据权利要求1所述的风力发电机，其特征在于：所述弹性密封件(4)还包括弹性折叠板(42)和尾板(43)，所述折叠板(42)两端分别与尾板(43)和密封头(41)连接，所述折叠板(42)能折叠伸缩，所述尾板(43)和密封头(41)之间安装有预紧弹簧(44)以推动密封头(41)与竖轴(32)接触密封。

10.根据权利要求9所述的风力发电机，其特征在于：所述密封头(41)朝尾板(43)延伸设置有导柱(45)，所述尾板(43)设置有与导柱(45)匹配的导向孔，所述预紧弹簧(44)套装在导柱(45)上。