CN110397558B - 一种具有散热功能的高效型风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有散热功能的高效型风力发电机，包括机舱、发电机、塔架和三个浆叶，还包括转动机构和散热机构，所述散热机构包括水槽、水泵、气泵、水管、两个第一散热管、至少两个第二散热管和至少两个喷嘴，所述转动机构包括支撑板、连接轴、驱动组件、连接套管、环形槽、至少两个支撑轮和至少两个限位组件，所述驱动组件包括电机、第一齿轮和第二齿轮，所述限位组件包括限位杆，该具有散热功能的高效型风力发电机中，通过转动机构可以调节机舱的角度，使浆叶正对风向，提高了风力发电机的发电效率，通过散热机构提高了机舱内部热量散发的效率，降低了机舱内部的温度，延长了风力发电机的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及风能设备领域，特别涉及一种具有散热功能的高效型风力发电机。
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。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。
现如今通过微型风力发电机可以给城市中多种设备提供电能，大大降低了城市电网的负荷，现有技术的风力发电机通常通过偏航尾翼带动机舱转动，但是随着风力发电机的老化，机舱与塔架之间的润滑效果变差，导致偏航尾翼无法驱动机舱转动，降低了风力发电机的发电效率，不仅如此，现有技术的风力发电机在工作的过程中，机舱内部会产生大量的热量，如果热量无法及时散发，将会导致机舱内部温度升高，加快风力发电机的老化速度，缩短了风力发电机的使用寿命。
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，提供一种具有散热功能的高效型风力发电机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有散热功能的高效型风力发电机，包括机舱、发电机、塔架和三个浆叶，所述发电机设置在机舱的内部，所述发电机与浆叶传动连接，还包括转动机构和散热机构，所述塔架的顶端通过转动机构与机舱连接，所述散热机构设置在机舱上；
所述散热机构包括水槽、水泵、气泵、水管、两个第一散热管、至少两个第二散热管和至少两个喷嘴，所述机舱的远离塔架的一侧的两端均设有安装孔，两个第一散热管分别穿过两个安装孔，所述第一散热管与机舱密封连接，各第二散热管相互平行，各第二散热管均设置在两个第一散热管之间，所述第二散热管的两端分别与两个第一散热管连通，所述气泵固定在机舱的内壁上，所述气泵与其中一个第一散热管连接，所述水槽设置在第二散热管与机舱之间，所述水槽与机舱固定连接，所述水槽的远离机舱的一侧设有开口，所述水管与第二散热管平行，所述水管固定在水槽的内部，所述水泵设置在水管的中部，各喷嘴排列设置在水管的远离机舱的一侧，所述喷嘴与水管连通；
所述转动机构包括支撑板、连接轴、驱动组件、连接套管、环形槽、至少两个支撑轮和至少两个限位组件，所述支撑板与塔架的轴线垂直，所述连接轴与塔架同轴设置，所述连接轴的一端设有安装轴承，所述连接轴的一端通过安装轴承与塔架的顶端连接，所述连接轴的另一端与支撑板固定连接，所述驱动组件设置在塔架上，所述驱动组件与连接轴连接，各支撑轮的轴线均与塔架的轴线垂直且相交，各支撑轮沿着塔架的轴线周向均匀设置在塔架的顶端的四周，各支撑轮均与支撑板滚动连接，所述连接套管与塔架同轴设置，所述连接套管的一端与支撑板固定连接，所述塔架的顶端设置在连接套管的内部，所述环形槽与塔架同轴设置，所述环形槽设置在塔架的顶端的外周上，各限位组件绕着塔架的轴线周向均匀设置在连接套管的内壁上，各限位组件均与环形槽连接。
作为优选，为了提高风力发电机的自动化程度，所述机舱的内部设有PLC。
作为优选，为了给连接轴提供动动力，所述驱动组件包括电机、第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮安装在连接轴上，所述电机与塔架的顶端固定连接，所述电机与第二齿轮传动连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合。
作为优选，为了提高连接套管与塔架连接的牢固度，所述限位组件包括限位杆，所述限位杆的一端与连接套管固定连接，所述限位杆的另一端设置在环形槽的内部，所述限位杆的另一端的靠近机舱的一侧设有滚珠，所述限位杆通过滚珠与环形槽的内壁滚动连接。
作为优选，为了提高支撑轮与支撑板连接的稳定性，所述支撑板的靠近塔架的一侧设有限位槽，所述限位槽的形状为环形，各支撑轮的一侧均设置在限位槽的内部。
作为优选，为了提高连接套管的防尘性能，所述连接套管的远离支撑板的一端的内壁上设有密封圈，所述连接套管通过密封圈与塔架密封连接。
作为优选，为了延长水槽的使用寿命，所述水槽的内壁上涂有防腐镀锌层。
作为优选，为了提高风力发电机的散热性能，所述第一散热管和第二散热管的制作材料均为金属铜。
作为优选，为了进一步提高风力发电机的散热性能，所述第二散热管上排列设置有至少两个翅片，所述翅片与第二散热管固定连接。
作为优选，为了提高喷嘴的喷水的均匀度，所述喷嘴为雾化喷嘴。
本发明的有益效果是，该具有散热功能的高效型风力发电机中，通过转动机构可以调节机舱的角度，使浆叶正对风向，提高了风力发电机的发电效率，与现有转动机构相比，该转动机构通过连接套管的防护作用，降低了该机构老化的速度，提高了机舱转动的顺畅度，不仅如此，通过散热机构提高了机舱内部热量散发的效率，降低了机舱内部的温度，延长了风力发电机的使用寿命，与现有散热机构相比，该散热机构通过水槽可以对回收喷嘴喷出的水，同时还可以收集雨水，提高了风力发电机的节水性能。
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是本发明的具有散热功能的高效型风力发电机的结构示意图；
图2是本发明的具有散热功能的高效型风力发电机的剖视图；
图3是本发明的具有散热功能的高效型风力发电机的散热机构的结构示意图；
图4是本发明的具有散热功能的高效型风力发电机的转动机构的结构示意图；
图中：1.浆叶，2.水槽，3.机舱，4.支撑板，5.连接套管，6.塔架，7.发电机，8.气泵，9.第一散热管，10.翅片，11.第二散热管，12.水泵，13.喷嘴，14.水管，15.支撑轮，16.第一齿轮，17.连接轴，18.第二齿轮，19.电机，20.限位杆，21.环形槽，22.密封圈。
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，一种具有散热功能的高效型风力发电机，包括机舱3、发电机7、塔架6和三个浆叶1，所述发电机7设置在机舱3的内部，所述发电机7与浆叶1传动连接，还包括转动机构和散热机构，所述塔架6的顶端通过转动机构与机舱3连接，所述散热机构设置在机舱3上；
通过转动机构可以调节机舱3的角度，使浆叶1正对风向，提高了风力发电机的发电效率，不仅如此，通过散热机构提高了机舱3内部热量散发的效率，降低了机舱3内部的温度，延长了风力发电机的使用寿命；
如图3所示，所述散热机构包括水槽2、水泵12、气泵8、水管14、两个第一散热管9、至少两个第二散热管11和至少两个喷嘴13，所述机舱3的远离塔架6的一侧的两端均设有安装孔，两个第一散热管9分别穿过两个安装孔，所述第一散热管9与机舱3密封连接，各第二散热管11相互平行，各第二散热管11均设置在两个第一散热管9之间，所述第二散热管11的两端分别与两个第一散热管9连通，所述气泵8固定在机舱3的内壁上，所述气泵8与其中一个第一散热管9连接，所述水槽2设置在第二散热管11与机舱3之间，所述水槽2与机舱3固定连接，所述水槽2的远离机舱3的一侧设有开口，所述水管14与第二散热管11平行，所述水管14固定在水槽2的内部，所述水泵12设置在水管14的中部，各喷嘴13排列设置在水管14的远离机舱3的一侧，所述喷嘴13与水管14连通；
通过气泵8提供动力，使机舱3内部的空气通过第一散热管9在第二散热管11与机舱3之间循环流动，使机舱3内部热热量传导到各第二散热管11的内部，由于第二散热管11的数量较多，则增大了第二散热管11的散热面积，在风力的作用下提高了对机舱3内部热量的散发效率，同时通过水泵12提供动力，通过水管14将水槽2内部的水送至喷嘴13处，则通过喷嘴13将水喷洒到个第二散热管11上，通过水的蒸发可以吸收第二散热管11上的热量，进一步提高了对机舱3内部热量的散发效率；
如图4所示，所述转动机构包括支撑板4、连接轴17、驱动组件、连接套管5、环形槽21、至少两个支撑轮15和至少两个限位组件，所述支撑板4与塔架6的轴线垂直，所述连接轴17与塔架6同轴设置，所述连接轴17的一端设有安装轴承，所述连接轴17的一端通过安装轴承与塔架6的顶端连接，所述连接轴17的另一端与支撑板4固定连接，所述驱动组件设置在塔架6上，所述驱动组件与连接轴17连接，各支撑轮15的轴线均与塔架6的轴线垂直且相交，各支撑轮15沿着塔架6的轴线周向均匀设置在塔架6的顶端的四周，各支撑轮15均与支撑板4滚动连接，所述连接套管5与塔架6同轴设置，所述连接套管5的一端与支撑板4固定连接，所述塔架6的顶端设置在连接套管5的内部，所述环形槽21与塔架6同轴设置，所述环形槽21设置在塔架6的顶端的外周上，各限位组件绕着塔架6的轴线周向均匀设置在连接套管5的内壁上，各限位组件均与环形槽21连接；
在限位组件与环形槽21之间的相互限位作用，提高了连接套管5与塔架6连接的稳定性，则通过连接套管5提高了支撑板4的稳定性，进而提高了机舱3与塔架6连接的稳定性，通过驱动组件提供动力，通过连接轴17驱动支撑板4转动，则通过支撑板4驱动机舱3转动，同时在各支撑轮15的支撑作用下，不仅提高了支撑板4的稳定性，同时提高了支撑板4转动的顺畅度，则提高了机舱3转动的顺畅度，使浆叶1正对风向，提高了风力发电机的发电效率。
作为优选，为了提高风力发电机的自动化程度，所述机舱3的内部设有PLC；
PLC即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制，通过PLC控制风力发电机运行，则提高了风力发电机的自动化程度。
如图4所示，所述驱动组件包括电机19、第一齿轮16和第二齿轮18，所述第一齿轮16安装在连接轴17上，所述电机19与塔架6的顶端固定连接，所述电机19与第二齿轮18传动连接，所述第一齿轮16与第二齿轮18啮合；
通过电机19驱动第二齿轮18转动，在第一齿轮16的传动作用下，通过第二齿轮18驱动连接轴17转动，则通过连接轴17驱动支撑板4转动。
如图4所示，所述限位组件包括限位杆20，所述限位杆20的一端与连接套管5固定连接，所述限位杆20的另一端设置在环形槽21的内部，所述限位杆20的另一端的靠近机舱3的一侧设有滚珠，所述限位杆20通过滚珠与环形槽21的内壁滚动连接；
在限位杆20与环形槽21之间的相互限位作用，提高了连接套管5与塔架6连接的牢固度，同时在滚珠的作用下，减小了限位杆20与环形槽21的内壁之间的摩擦力，则进一步提高了连接套管5转动的顺畅度。
作为优选，为了提高支撑轮15与支撑板4连接的稳定性，所述支撑板4的靠近塔架6的一侧设有限位槽，所述限位槽的形状为环形，各支撑轮15的一侧均设置在限位槽的内部；
通过限位槽的限位作用，降低了支撑轮15与支撑板4发生错位的几率，则提高了支撑轮15与支撑板4连接的稳定性。
作为优选，为了提高连接套管5的防尘性能，所述连接套管5的远离支撑板4的一端的内壁上设有密封圈22，所述连接套管5通过密封圈22与塔架6密封连接；
通过密封圈22减小了连接套管5与塔架6之间的间隙，提高了连接套管5与塔架6之间的密封性能，降低了灰尘进入连接套管5内部的几率，提高了连接套管5的防尘性能。
作为优选，为了延长水槽2的使用寿命，所述水槽2的内壁上涂有防腐镀锌层；
通过防腐镀锌层减缓了水槽2被腐蚀的速度，则延长了水槽2的使用寿命。
作为优选，为了提高风力发电机的散热性能，所述第一散热管9和第二散热管11的制作材料均为金属铜；
由于金属铜具有较好的导热性能，则提高了第一散热管9和第二散热管11的散热效率，提高了风力发电机的散热性能。
作为优选，为了进一步提高风力发电机的散热性能，所述第二散热管11上排列设置有至少两个翅片10，所述翅片10与第二散热管11固定连接；
通过翅片10增大了第二散热管11的散热面积，提高了第二散热管11的散热效率，进一步提高了风力发电机的散热性能。
作为优选，为了提高喷嘴13的喷水的均匀度，所述喷嘴13为雾化喷嘴；
由于雾化喷嘴喷出的水雾较为均匀，则通过喷嘴13可以将水雾均匀的喷洒到第二散热管11上，提高了第二散热管11的散热效率。
通过气泵8提供动力，使机舱3内部热热量传导到各第二散热管11的内部，由于第二散热管11的数量较多，则增大了第二散热管11的散热面积，在风力的作用下提高了对机舱3内部热量的散发效率，同时通过水泵12提供动力，通过喷嘴13将水喷洒到个第二散热管11上，通过水的蒸发可以吸收第二散热管11上的热量，进一步提高了对机舱3内部热量的散发效率，通过限位组件提高了连接套管5与塔架6连接的稳定性，提高了机舱3与塔架6连接的稳定性，通过驱动组件驱动机舱3转动，同时在各支撑轮15的支撑作用下，提高了支撑板4转动的顺畅度，则提高了机舱3转动的顺畅度，使浆叶1正对风向，提高了风力发电机的发电效率。
与现有技术相比，该具有散热功能的高效型风力发电机中，通过转动机构可以调节机舱3的角度，使浆叶1正对风向，提高了风力发电机的发电效率，与现有转动机构相比，该转动机构通过连接套管5的防护作用，降低了该机构老化的速度，提高了机舱3转动的顺畅度，不仅如此，通过散热机构提高了机舱3内部热量散发的效率，降低了机舱3内部的温度，延长了风力发电机的使用寿命，与现有散热机构相比，该散热机构通过水槽2可以对回收喷嘴13喷出的水，同时还可以收集雨水，提高了风力发电机的节水性能。
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)
1.一种具有散热功能的高效型风力发电机，包括机舱(3)、发电机(7)、塔架(6)和三个浆叶(1)，所述发电机(7)设置在机舱(3)的内部，所述发电机(7)与浆叶(1)传动连接，其特征在于，还包括转动机构和散热机构，所述塔架(6)的顶端通过转动机构与机舱(3)连接，所述散热机构设置在机舱(3)上；
所述散热机构包括水槽(2)、水泵(12)、气泵(8)、水管(14)、两个第一散热管(9)、至少两个第二散热管(11)和至少两个喷嘴(13)，所述机舱(3)的远离塔架(6)的一侧的两端均设有安装孔，两个第一散热管(9)分别穿过两个安装孔，所述第一散热管(9)与机舱(3)密封连接，各第二散热管(11)相互平行，各第二散热管(11)均设置在两个第一散热管(9)之间，所述第二散热管(11)的两端分别与两个第一散热管(9)连通，所述气泵(8)固定在机舱(3)的内壁上，所述气泵(8)与其中一个第一散热管(9)连接，所述水槽(2)设置在第二散热管(11)与机舱(3)之间，所述水槽(2)与机舱(3)固定连接，所述水槽(2)的远离机舱(3)的一侧设有开口，所述水管(14)与第二散热管(11)平行，所述水管(14)固定在水槽(2)的内部，所述水泵(12)设置在水管(14)的中部，各喷嘴(13)排列设置在水管(14)的远离机舱(3)的一侧，所述喷嘴(13)与水管(14)连通；
所述转动机构包括支撑板(4)、连接轴(17)、驱动组件、连接套管(5)、环形槽(21)、至少两个支撑轮(15)和至少两个限位组件，所述支撑板(4)与塔架(6)的轴线垂直，所述连接轴(17)与塔架(6)同轴设置，所述连接轴(17)的一端设有安装轴承，所述连接轴(17)的一端通过安装轴承与塔架(6)的顶端连接，所述连接轴(17)的另一端与支撑板(4)固定连接，所述驱动组件设置在塔架(6)上，所述驱动组件与连接轴(17)连接，各支撑轮(15)的轴线均与塔架(6)的轴线垂直且相交，各支撑轮(15)沿着塔架(6)的轴线周向均匀设置在塔架(6)的顶端的四周，各支撑轮(15)均与支撑板(4)滚动连接，所述连接套管(5)与塔架(6)同轴设置，所述连接套管(5)的一端与支撑板(4)固定连接，所述塔架(6)的顶端设置在连接套管(5)的内部，所述环形槽(21)与塔架(6)同轴设置，所述环形槽(21)设置在塔架(6)的顶端的外周上，各限位组件绕着塔架(6)的轴线周向均匀设置在连接套管(5)的内壁上，各限位组件均与环形槽(21)连接。
2.如权利要求1所述的具有散热功能的高效型风力发电机，其特征在于，所述机舱(3)的内部设有PLC。
3.如权利要求1所述的具有散热功能的高效型风力发电机，其特征在于，所述驱动组件包括电机(19)、第一齿轮(16)和第二齿轮(18)，所述第一齿轮(16)安装在连接轴(17)上，所述电机(19)与塔架(6)的顶端固定连接，所述电机(19)与第二齿轮(18)传动连接，所述第一齿轮(16)与第二齿轮(18)啮合。
4.如权利要求1所述的具有散热功能的高效型风力发电机，其特征在于，所述限位组件包括限位杆(20)，所述限位杆(20)的一端与连接套管(5)固定连接，所述限位杆(20)的另一端设置在环形槽(21)的内部，所述限位杆(20)的另一端的靠近机舱(3)的一侧设有滚珠，所述限位杆(20)通过滚珠与环形槽(21)的内壁滚动连接。
5.如权利要求1所述的具有散热功能的高效型风力发电机，其特征在于，所述支撑板(4)的靠近塔架(6)的一侧设有限位槽，所述限位槽的形状为环形，各支撑轮(15)的一侧均设置在限位槽的内部。
6.如权利要求1所述的具有散热功能的高效型风力发电机，其特征在于，所述连接套管(5)的远离支撑板(4)的一端的内壁上设有密封圈(22)，所述连接套管(5)通过密封圈(22)与塔架(6)密封连接。
7.如权利要求1所述的具有散热功能的高效型风力发电机，其特征在于，所述水槽(2)的内壁上涂有防腐镀锌层。
8.如权利要求1所述的具有散热功能的高效型风力发电机，其特征在于，所述第一散热管(9)和第二散热管(11)的制作材料均为金属铜。
9.如权利要求1所述的具有散热功能的高效型风力发电机，其特征在于，所述第二散热管(11)上排列设置有至少两个翅片(10)，所述翅片(10)与第二散热管(11)固定连接。
10.如权利要求1所述的具有散热功能的高效型风力发电机，其特征在于，所述喷嘴(13)为雾化喷嘴。
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