CN110566420A - 一种安全系数高的高效型风力发电设备 - Google Patents

一种安全系数高的高效型风力发电设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种安全系数高的高效型风力发电设备，包括主体、扇叶和传动轴，所述主体的形状为长方体，所述传动轴伸入主体的一侧，所述传动轴的轴线与主体的靠近传动轴的一侧所在的平面垂直，所述主体内设有发电系统，所述发电系统设置在传动轴的一端，所述扇叶安装在传动轴的另一端，所述主体的顶部设有加热机构，所述传动轴上设有辅助机构，所述加热机构包括光伏板和推动组件，所述辅助机构包括水轮、集水槽和排水管，该安全系数高的高效型风力发电设备通过加热机构提高了安全系数，避免扇叶上出现冰块，不仅如此，还通过辅助机构提高了发电效率。

Description

一种安全系数高的高效型风力发电设备
技术领域
本发明涉及电力设备领域，特别涉及一种安全系数高的高效型风力发电设备。
背景技术
电力设备(power system)主要包括发电设备和供电设备两大类，发电设备主要是电站锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机、发电机、变压器等等，供电设备主要是各种电压等级的输电线路、互感器、接触器等等。
风力发电机是电力设备的一种，现有的风力发电机在发电过程中，如果叶片被冰冻上，会产生冰块掉落的情况，在转子附近或下面行走将非常危险，降低了安全性，不仅如此，风力发电机发电方式单一，其是通过风力作为驱动力实现发电，当风力较低时，会降低发电效率。
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，提供一种安全系数高的高效型风力发电设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种安全系数高的高效型风力发电设备，包括主体、扇叶和传动轴，所述主体的形状为长方体，所述传动轴伸入主体的一侧，所述传动轴的轴线与主体的靠近传动轴的一侧所在的平面垂直，所述主体内设有发电系统，所述发电系统设置在传动轴的一端，所述扇叶安装在传动轴的另一端，所述主体的顶部设有加热机构，所述传动轴上设有辅助机构；
所述加热机构包括光伏板和推动组件，所述光伏板与主体的顶部所在的平面平行，所述光伏板的靠近扇叶的一侧与主体的顶部铰接，所述推动组件设置在光伏板和主体之间，所述推动组件驱动光伏板以光伏板与主体的铰接点向着扇叶方向转动；
所述辅助机构包括水轮、集水槽和排水管，所述水轮安装在传动轴上，所述水轮位于主体和扇叶之间，所述集水槽固定在主体的顶部，所述集水槽位于扇叶和光伏板之间，所述排水管与光伏板垂直，所述排水管的轴线与传动轴的轴线之间设有间隙，所述排水管的轴线与传动轴的轴线之间的距离2倍小于水轮的直径。
作为优选，为了驱动光伏板转动，所述推动组件包括支撑杆、滑块、弹簧、连杆、移动单元和两个支撑块，所述支撑杆与传动轴平行，所述支撑杆的两端分别通过两个支撑块固定在主体上，所述滑块套设在支撑杆上，所述滑块与靠近扇叶的支撑块抵靠，所述滑块的远离扇叶的一侧通过弹簧与远离扇叶的支撑块连接，所述滑块通过连杆与光伏板铰接，所述连杆倾斜设置，所述连杆的靠近滑块的一端与扇叶之间的距离小于连杆的另一端与扇叶之间的距离，所述移动单元设置在滑块的远离扇叶的一侧，所述移动单元驱动滑块向着远离扇叶方向移动。
作为优选，为了减小滑块与支撑杆之间的摩擦力，所述滑块上涂有润滑油。
作为优选，为了便于滑块的安装，所述支撑杆上设有倒角。
作为优选，为了实现驱动滑块向着远离扇叶方向移动的效果，所述移动单元包括固定管、移动盘、密封块和连接线，所述固定管与支撑杆平行，所述密封块设置在固定管的远离扇叶的一端，所述密封块与固定管密封且固定连接，所述光伏板与固定管抵靠，所述移动盘设置在固定管内，所述移动盘与固定管同轴设置，所述移动盘的直径与固定管的内径相等，所述移动盘与固定管的内壁滑动且密封连接，所述移动盘与密封块之间设有间隙，所述连接线位于滑块和移动盘之间，所述滑块通过连接线与移动盘连接。
作为优选，为了减小固定管与移动盘之间的间隙，所述固定管的内壁上涂有密封脂。
作为优选，为了避免移动盘与固定管分离，所述固定管内设有限位块，所述限位块位于移动盘的靠近扇叶的一侧，所述限位块固定在固定管的内壁上，所述限位块与移动盘抵靠。
作为优选，为了实现缓冲和减振的效果，所述限位块的制作材料为橡胶。
作为优选，为了延长集水槽的使用寿命，所述集水槽上设有防腐镀锌层。
作为优选，为了避免杂质堵住排水管，所述集水槽内设有滤网。
本发明的有益效果是，该安全系数高的高效型风力发电设备通过加热机构提高了安全系数，避免扇叶上出现冰块，与现有的加热机构相比，该加热机构上的光伏板起到了光伏发电、折射光线实现扇叶加热和提高集水槽的集水量多重效果，实用性更强，不仅如此，还通过辅助机构提高了发电效率，与现有的辅助机构相比，该辅助机构通过雨水的自由落体提高传动轴转速来实现提高发电效率的同时，雨水的温度相对较低，且雨水与水轮接触时会产生飞溅，提高雨水与传动轴的接触量，雨水与传动轴接触时，可以吸收主体内传递至传动轴上的热量，提升散热效果。
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是本发明的安全系数高的高效型风力发电设备的结构示意图；
图2是图1的A部放大图；
图3是本发明的安全系数高的高效型风力发电设备的集水槽的结构示意图；
图4是本发明的安全系数高的高效型风力发电设备的推动组件的结构示意图；
图5是本发明的安全系数高的高效型风力发电设备的移动单元的结构示意图；
图中：1.主体，2.扇叶，3.传动轴，4.光伏板，5.水轮，6.集水槽，7.排水管，8.支撑杆，9.滑块，10.弹簧，11.连杆，12.支撑块，13.固定管，14.移动盘，15.密封块，16连接线，17.限位块，18.滤网。
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，一种安全系数高的高效型风力发电设备，包括主体1、扇叶2和传动轴3，所述主体1的形状为长方体，所述传动轴3伸入主体1的一侧，所述传动轴3的轴线与主体1的靠近传动轴3的一侧所在的平面垂直，所述主体1内设有发电系统，所述发电系统设置在传动轴3的一端，所述扇叶2安装在传动轴3的另一端，所述主体1的顶部设有加热机构，所述传动轴3上设有辅助机构；
所述加热机构包括光伏板4和推动组件，所述光伏板4与主体1的顶部所在的平面平行，所述光伏板4的靠近扇叶2的一侧与主体1的顶部铰接，所述推动组件设置在光伏板4和主体1之间，所述推动组件驱动光伏板4以光伏板4与主体1的铰接点向着扇叶2方向转动；
通过风力使扇叶2带动传动轴3转动，传动轴3的转动使发电系统运行产生电量，这里，通过光伏板4吸收光线实现光伏发电，提高了发电量，同时，当环境温度降低时，此时扇叶2上易产生冰块，通过推动组件使光伏板4以光伏板4与主体1的铰接点向着扇叶2方向转动，从而可以使照射到光伏板4上的光线可以反射到扇叶2上，通过将光能转换成热能，使扇叶2的温度升高，从而可以避免扇叶2结冰，防止扇叶2上的冰块坠落而造成安全事故，提高了安全性。
如图2-3所示，所述辅助机构包括水轮5、集水槽6和排水管7，所述水轮5安装在传动轴3上，所述水轮5位于主体1和扇叶2之间，所述集水槽6固定在主体1的顶部，所述集水槽6位于扇叶2和光伏板4之间，所述排水管7与光伏板4垂直，所述排水管7的轴线与传动轴3的轴线之间设有间隙，所述排水管7的轴线与传动轴3的轴线之间的距离2倍小于水轮5的直径。
通过集水槽6可以收集雨水，这里，因雨天情况相对温度较低，此时光伏板4处于折射光线时的位置，雨水可以顺着光伏板4的表面流到集水槽6内，提高了集水槽6的集水量，而集水槽6内的雨水通过排出管向着靠近水轮5方向实现自由落体，当水轮5的线速度小于雨水自由落体速度时，可以通过雨水推动水轮5与扇叶2实现同向转动，即可以提高传动轴3的转速，在传动轴3的额定转速范围内，因发电系统的发电量与传动轴3的转速成正比，从而可以提高该设备的发电效率，同时，雨水的温度相对较低，且雨水与水轮5接触时会产生飞溅，提高雨水与传动轴3的接触量，雨水与传动轴3接触时，可以吸收主体1内传递至传动轴3上的热量，提升散热效果。
如图4所示，所述推动组件包括支撑杆8、滑块9、弹簧10、连杆11、移动单元和两个支撑块12，所述支撑杆8与传动轴3平行，所述支撑杆8的两端分别通过两个支撑块12固定在主体1上，所述滑块9套设在支撑杆8上，所述滑块9与靠近扇叶2的支撑块12抵靠，所述滑块9的远离扇叶2的一侧通过弹簧10与远离扇叶2的支撑块12连接，所述滑块9通过连杆11与光伏板4铰接，所述连杆11倾斜设置，所述连杆11的靠近滑块9的一端与扇叶2之间的距离小于连杆11的另一端与扇叶2之间的距离，所述移动单元设置在滑块9的远离扇叶2的一侧，所述移动单元驱动滑块9向着远离扇叶2方向移动。
当环境温度较低时，通过移动单元使滑块9在支撑杆8上向着远离扇叶2方向移动，并使弹簧10压缩，滑块9的移动通过连杆11带动光伏板4以光伏板4与主体1的铰接点向着扇叶2方向转动，当环境温度恢复时，在弹簧10的弹性作用下使滑块9复位，滑块9的复位通过连杆11带动光伏板4复位，熟悉了驱动光伏板4转动的效果。
作为优选，为了减小滑块9与支撑杆8之间的摩擦力，所述滑块9上涂有润滑油。
润滑油的作用是减小滑块9与支撑杆8之间的摩擦力，提高滑块9移动的流畅性。
作为优选，为了便于滑块9的安装，所述支撑杆8上设有倒角。
倒角的作用是减小支撑杆8穿过滑块9时的口径，起到了便于滑块9与支撑杆8配合的效果。
如图5所示，所述移动单元包括固定管13、移动盘14、密封块15和连接线16，所述固定管13与支撑杆8平行，所述密封块15设置在固定管13的远离扇叶2的一端，所述密封块15与固定管13密封且固定连接，所述光伏板4与固定管13抵靠，所述移动盘14设置在固定管13内，所述移动盘14与固定管13同轴设置，所述移动盘14的直径与固定管13的内径相等，所述移动盘14与固定管13的内壁滑动且密封连接，所述移动盘14与密封块15之间设有间隙，所述连接线16位于滑块9和移动盘14之间，所述滑块9通过连接线16与移动盘14连接。
当环境温度较低时，固定管13内的移动盘14和密封块15之间的空气由于热胀冷缩的远离，使固定管13内的一端盘与密封块15之间的气压降低，从而使移动盘14在气压的作用下向着靠近密封块15方向移动，移动盘14的移动通过连接线16拉动滑块9向着远离扇叶2方向移动。
作为优选，为了减小固定管13与移动盘14之间的间隙，所述固定管13的内壁上涂有密封脂。
密封脂的作用是减小固定管13与移动盘14之间的间隙，提高密封性。
作为优选，为了避免移动盘14与固定管13分离，所述固定管13内设有限位块17，所述限位块17位于移动盘14的靠近扇叶2的一侧，所述限位块17固定在固定管13的内壁上，所述限位块17与移动盘14抵靠。
固定管13内的移动盘14与密封块15内的气压因环境温度升高时而增大，导致移动盘14向着靠近扇叶2方向移动，通过限位块17可以避免移动盘14过度向着靠近扇叶2方向移动而与固定管13分离，起到了限位的效果。
作为优选，为了实现缓冲和减振的效果，所述限位块17的制作材料为橡胶。
橡胶质地较为柔软，可以减小移动盘14与限位块17抵靠时产生的冲击力，起到了缓冲和减振的效果。
作为优选，为了延长集水槽6的使用寿命，所述集水槽6上设有防腐镀锌层。
防腐镀锌层的作用是提升集水槽6的防锈能力，延长集水槽6的使用寿命。
作为优选，为了避免杂质堵住排水管7，所述集水槽6内设有滤网18。
滤网18的作用是避免杂质堵塞排水管7，起到了过滤的效果。
该发电设备通过风力实现发电过程中，当环境温度较低时，使光伏板4以光伏板4与主体1的铰接点向着扇叶2方向转动，从而可以使照射到光伏上光线可以反射到扇叶2上，通过将光能转换成热能，使扇叶2的温度升高，避免扇叶2上出现冰块时冰块坠落发生安全事故，提高了安全性，同时，该设备还结合光伏板4的光伏发电提高了发电效率，并且，还通过雨水的自由落体带动水轮5转动提高传动轴3的转速，进一步提高发电效率。
与现有技术相比，该安全系数高的高效型风力发电设备通过加热机构提高了安全系数，避免扇叶2上出现冰块，与现有的加热机构相比，该加热机构上的光伏板4起到了光伏发电、折射光线实现扇叶2加热和提高集水槽6的集水量多重效果，实用性更强，不仅如此，还通过辅助机构提高了发电效率，与现有的辅助机构相比，该辅助机构通过雨水的自由落体提高传动轴3转速来实现提高发电效率的同时，雨水的温度相对较低，且雨水与水轮5接触时会产生飞溅，提高雨水与传动轴3的接触量，雨水与传动轴3接触时，可以吸收主体1内传递至传动轴3上的热量，提升散热效果。
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)

1.一种安全系数高的高效型风力发电设备，包括主体(1)、扇叶(2)和传动轴(3)，所述主体(1)的形状为长方体，所述传动轴(3)伸入主体(1)的一侧，所述传动轴(3)的轴线与主体(1)的靠近传动轴(3)的一侧所在的平面垂直，所述主体(1)内设有发电系统，所述发电系统设置在传动轴(3)的一端，所述扇叶(2)安装在传动轴(3)的另一端，其特征在于，所述主体(1)的顶部设有加热机构，所述传动轴(3)上设有辅助机构；
所述加热机构包括光伏板(4)和推动组件，所述光伏板(4)与主体(1)的顶部所在的平面平行，所述光伏板(4)的靠近扇叶(2)的一侧与主体(1)的顶部铰接，所述推动组件设置在光伏板(4)和主体(1)之间，所述推动组件驱动光伏板(4)以光伏板(4)与主体(1)的铰接点向着扇叶(2)方向转动；
所述辅助机构包括水轮(5)、集水槽(6)和排水管(7)，所述水轮(5)安装在传动轴(3)上，所述水轮(5)位于主体(1)和扇叶(2)之间，所述集水槽(6)固定在主体(1)的顶部，所述集水槽(6)位于扇叶(2)和光伏板(4)之间，所述排水管(7)与光伏板(4)垂直，所述排水管(7)的轴线与传动轴(3)的轴线之间设有间隙，所述排水管(7)的轴线与传动轴(3)的轴线之间的距离2倍小于水轮(5)的直径。
2.如权利要求1所述的安全系数高的高效型风力发电设备，其特征在于，所述推动组件包括支撑杆(8)、滑块(9)、弹簧(10)、连杆(11)、移动单元和两个支撑块(12)，所述支撑杆(8)与传动轴(3)平行，所述支撑杆(8)的两端分别通过两个支撑块(12)固定在主体(1)上，所述滑块(9)套设在支撑杆(8)上，所述滑块(9)与靠近扇叶(2)的支撑块(12)抵靠，所述滑块(9)的远离扇叶(2)的一侧通过弹簧(10)与远离扇叶(2)的支撑块(12)连接，所述滑块(9)通过连杆(11)与光伏板(4)铰接，所述连杆(11)倾斜设置，所述连杆(11)的靠近滑块(9)的一端与扇叶(2)之间的距离小于连杆(11)的另一端与扇叶(2)之间的距离，所述移动单元设置在滑块(9)的远离扇叶(2)的一侧，所述移动单元驱动滑块(9)向着远离扇叶(2)方向移动。
3.如权利要求2所述的安全系数高的高效型风力发电设备，其特征在于，所述滑块(9)上涂有润滑油。
4.如权利要求2所述的安全系数高的高效型风力发电设备，其特征在于，所述支撑杆(8)上设有倒角。
5.如权利要求2所述的安全系数高的高效型风力发电设备，其特征在于，所述移动单元包括固定管(13)、移动盘(14)、密封块(15)和连接线(16)，所述固定管(13)与支撑杆(8)平行，所述密封块(15)设置在固定管(13)的远离扇叶(2)的一端，所述密封块(15)与固定管(13)密封且固定连接，所述光伏板(4)与固定管(13)抵靠，所述移动盘(14)设置在固定管(13)内，所述移动盘(14)与固定管(13)同轴设置，所述移动盘(14)的直径与固定管(13)的内径相等，所述移动盘(14)与固定管(13)的内壁滑动且密封连接，所述移动盘(14)与密封块(15)之间设有间隙，所述连接线(16)位于滑块(9)和移动盘(14)之间，所述滑块(9)通过连接线(16)与移动盘(14)连接。
6.如权利要求5所述的安全系数高的高效型风力发电设备，其特征在于，所述固定管(13)的内壁上涂有密封脂。
7.如权利要求5所述的安全系数高的高效型风力发电设备，其特征在于，所述固定管(13)内设有限位块(17)，所述限位块(17)位于移动盘(14)的靠近扇叶(2)的一侧，所述限位块(17)固定在固定管(13)的内壁上，所述限位块(17)与移动盘(14)抵靠。
8.如权利要求7所述的安全系数高的高效型风力发电设备，其特征在于，所述限位块(17)的制作材料为橡胶。
9.如权利要求1所述的安全系数高的高效型风力发电设备，其特征在于，所述集水槽(6)上设有防腐镀锌层。
10.如权利要求1所述的安全系数高的高效型风力发电设备，其特征在于，所述集水槽(6)内设有滤网(18)。
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