CN110748453A - 一种可减少自我消耗的风力发电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种可减少自我消耗的风力发电设备，包括机舱，所述机舱内设有变速腔，所述变速腔左端转动连接有风轮轴，所述风轮轴上设有位于所述变速腔左端外侧的转桶，所述转桶内设有传动腔，所述传动腔外侧端面环形阵列有三个叶片组件，本发明采用凸轮结构模式，改变配重块在风叶上的位置，使下端的配重块与转动中心距离比上端的配重块与转动中心距离小，实现力矩的变化，从而使得叶片上转的所需动力更小，且在上端叶片下转时，提供额外的辅助动力，减少风能转化机械能过程中的自我消耗，降低对风速的需求值，同时，在风速较大后，可自动撤离该结构，保障风力发电设备可均速旋转产生稳定电流。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种可减少自我消耗的风力发电设备。
背景技术
传统的风力发电设备，通常由风轮、发电机、尾舵、塔座组合而成。为了获得较大的和较均匀的风力，设备高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在六米到二十米范围内。当风速达到四米每秒时，才可吹动风轮转动，叶片从下转动到最上端需要克服整体的重量上移，因此，风能转化为机械能的一部分能量会被用于自身转动消耗，风速不满足时，可能无法转动风轮，对风速要求高。本发明阐明的一种能解决上述问题的装置。
发明内容
技术问题：
现在风力发电设备上的叶片从下转动到最上端需要克服整体的重量上移，因此，风能转化为机械能的一部分能量会被用于自身转动消耗。
为解决上述问题，本例设计了一种可减少自我消耗的风力发电设备，本例的一种可减少自我消耗的风力发电设备，包括机舱，所述机舱内设有变速腔，所述变速腔左端转动连接有风轮轴，所述风轮轴上设有位于所述变速腔左端外侧的转桶，所述转桶内设有传动腔，所述传动腔外侧端面环形阵列有三个叶片组件，所述叶片组件包括固定于所述传动腔外侧端面的支撑力臂、设置于所述支撑力臂远离阵列中心端的叶片、设置于所述支撑力臂内且开口向左的调整槽、滑动连接于所述调整槽内的配重块，利用所述配重块在所述支撑力臂位置上的变化，改变对所述支撑力臂施加力大小，所述配重块两两之间铰接有复位装置，所述复位装置包括铰接于所述配重块左端的衔接杆、固定于所述衔接杆上的行程杆、滑动连接于所述行程杆之间的复位箱，利用所述复位箱限制所述行程杆的滑行和提供复位动力，所述传动腔内设有控制所述配重块移动的辅助装置，所述变速腔上侧端面设有测试风速的判定装置，所述判定装置包括固定于所述变速腔上侧端面的套环、固定于所述套环右端的捕风兜，连接于所述捕风兜内的钢索、利用所述钢索对所述辅助装置进行控制，所述变速腔内设有发电装置。
可优选地，所述变速腔下侧端面固定设有塔架。
其中，所述叶片组件还包括滑动连接于所述调整槽内壁上且延伸至所述传动腔内的顶杆，所述顶杆上设有与所述配重块抵接的抵接板，所述抵接板与所述调整槽之间连接有拉伸弹簧。
其中，所述复位装置还包括设置于所述复位箱内的滑腔，所述行程杆上设有位于所述滑腔内的限位块，所述限位块与所述滑腔之间连接有压缩弹簧。
其中，所述辅助装置包括滑动连接于所述风轮轴上且位于所述传动腔内的凸轮，所述凸轮与所述传动腔右侧内壁之间连接有阻力弹簧，所述凸轮与所述顶杆之间滑动连接，所述传动腔右侧内壁相通设有环形槽，所述环形槽内滑动连接有滑环，所述滑环上滑动连接有延伸至所述变速腔内的拉杆，所述拉杆左端与所述凸轮之间固定连接，所述拉杆右端与所述钢索固定连接。
其中，所述判定装置还包括贯通设置于所述变速腔上端内壁上的通孔，所述通孔内转动连接有左右对称的导向辊，所述导向辊与所述钢索之间滑动连接。
其中，所述发电装置包括设置于所述风轮轴上且位于所述变速腔内的线圈，所述变速腔上下端内壁固定设有对称的磁铁，所述变速腔右端内壁固定设有蓄电箱。
本发明的有益效果是：本发明采用凸轮结构模式，改变配重块在风叶上的位置，使下端的配重块与转动中心距离比上端的配重块与转动中心距离小，实现力矩的变化，从而使得叶片上转的所需动力更小，且在上端叶片下转时，提供额外的辅助动力，减少风能转化机械能过程中的自我消耗，降低对风速的需求值，同时，在风速较大后，可自动撤离该结构，保障风力发电设备可均速旋转产生稳定电流。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的一种可减少自我消耗的风力发电设备的整体结构示意图；
图2为图1的“A”处的结构放大示意图；
图3为图1的“B-B”方向的结构示意图；
图4为图1的“C-C”方向的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1-图4对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
本发明涉及一种可减少自我消耗的风力发电设备，主要应用于J减少自我消耗的风力发电过程中，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：
本发明所述的一种可减少自我消耗的风力发电设备，包括机舱11，所述机舱11内设有变速腔12，所述变速腔12左端转动连接有风轮轴18，所述风轮轴18上设有位于所述变速腔12左端外侧的转桶27，所述转桶27内设有传动腔22，所述传动腔22外侧端面环形阵列有三个叶片组件901，所述叶片组件901包括固定于所述传动腔22外侧端面的支撑力臂41、设置于所述支撑力臂41远离阵列中心端的叶片40、设置于所述支撑力臂41内且开口向左的调整槽42、滑动连接于所述调整槽42内的配重块33，利用所述配重块33在所述支撑力臂41位置上的变化，改变对所述支撑力臂41施加力大小，所述配重块33两两之间铰接有复位装置902，所述复位装置902包括铰接于所述配重块33左端的衔接杆21、固定于所述衔接杆21上的行程杆23、滑动连接于所述行程杆23之间的复位箱29，利用所述复位箱29限制所述行程杆23的滑行和提供复位动力，所述传动腔22内设有控制所述配重块33移动的辅助装置903，所述变速腔12上侧端面设有测试风速的判定装置904，所述判定装置904包括固定于所述变速腔12上侧端面的套环35、固定于所述套环35右端的捕风兜36，连接于所述捕风兜36内的钢索37、利用所述钢索37对所述辅助装置903进行控制，所述变速腔12内设有发电装置905。
有益地，所述变速腔12下侧端面固定设有塔架16，固定并提供设备所需高度位置。
根据实施例，以下对叶片组件901进行详细说明，所述叶片组件901还包括滑动连接于所述调整槽42内壁上且延伸至所述传动腔22内的顶杆30，所述顶杆30上设有与所述配重块33抵接的抵接板32，所述抵接板32与所述调整槽42之间连接有拉伸弹簧31。
根据实施例，以下对复位装置902进行详细说明，所述复位装置902还包括设置于所述复位箱29内的滑腔28，所述行程杆23上设有位于所述滑腔28内的限位块25，所述限位块25与所述滑腔28之间连接有压缩弹簧24，利用所述限位块25挤压所述压缩弹簧24，提供所述行程杆23后续恢复动力。
根据实施例，以下对辅助装置903进行详细说明，所述辅助装置903包括滑动连接于所述风轮轴18上且位于所述传动腔22内的凸轮26，所述凸轮26与所述传动腔22右侧内壁之间连接有阻力弹簧20，所述凸轮26与所述顶杆30之间滑动连接，所述传动腔22右侧内壁相通设有环形槽34，所述环形槽34内滑动连接有滑环19，所述滑环19上滑动连接有延伸至所述变速腔12内的拉杆17，所述拉杆17左端与所述凸轮26之间固定连接，所述拉杆17右端与所述钢索37固定连接。
根据实施例，以下对判定装置904进行详细说明，所述判定装置904还包括贯通设置于所述变速腔12上端内壁上的通孔38，所述通孔38内转动连接有左右对称的导向辊39，所述导向辊39与所述钢索37之间滑动连接。
根据实施例，以下对发电装置905进行详细说明，所述发电装置905包括设置于所述风轮轴18上且位于所述变速腔12内的线圈14，所述变速腔12上下端内壁固定设有对称的磁铁15，所述变速腔12右端内壁固定设有蓄电箱13，利用所述线圈14切割所述磁铁15的磁感线产生电力并存储在所述蓄电箱13内。
以下结合图1至图4对本文中的一种可减少自我消耗的风力发电设备的使用步骤进行详细说明：
无风状态时，捕风兜36自由下垂，此时，凸轮26与顶杆30抵接，并推动上端的顶杆30上移，进而通过抵接板32推动配重块33上远离传动腔22侧移动，并拉伸拉伸弹簧31，转桶27处于静止状态。
微风时，风吹动叶片40驱动转桶27旋转，由于，上端的配重块33与其余的两个配重块33位置相比，其力臂更长，则向下带动的动能大于其余两组向上旋转的动能，减少风能转化机械能过程中克服叶片40上摆所需能量，实现减少自我消耗的目的，转桶27转动通过风轮轴18带动线圈14旋转，线圈14切割磁铁15的磁感线圈产生电流存储在蓄电箱13内；
风速较大时，风吹动捕风兜36水平展开，且通过钢索37拉动拉杆17右移，进而使得拉杆17拉动凸轮26脱离与顶杆30的抵接，并挤压阻力弹簧20，使得叶片40可均速旋转，产生相对稳定的电流；
风停止后，凸轮26可通过阻力弹簧20的弹性恢复左移，并重新与顶杆30抵接，使得上端的配重块33位于远离转桶27的位置，方便下一次使用。
本发明的有益效果是：本发明采用凸轮结构模式，改变配重块在风叶上的位置，使下端的配重块与转动中心距离比上端的配重块与转动中心距离小，实现力矩的变化，从而使得叶片上转的所需动力更小，且在上端叶片下转时，提供额外的辅助动力，减少风能转化机械能过程中的自我消耗，降低对风速的需求值，同时，在风速较大后，可自动撤离该结构，保障风力发电设备可均速旋转产生稳定电流。
通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。
Claims (7)
1.一种可减少自我消耗的风力发电设备，包括机舱；
所述机舱内设有变速腔，所述变速腔左端转动连接有风轮轴，所述风轮轴上设有位于所述变速腔左端外侧的转桶，所述转桶内设有传动腔，所述传动腔外侧端面环形阵列有三个叶片组件，所述叶片组件包括固定于所述传动腔外侧端面的支撑力臂、设置于所述支撑力臂远离阵列中心端的叶片、设置于所述支撑力臂内且开口向左的调整槽、滑动连接于所述调整槽内的配重块，利用所述配重块在所述支撑力臂位置上的变化，改变对所述支撑力臂施加力大小；
所述配重块两两之间铰接有复位装置，所述复位装置包括铰接于所述配重块左端的衔接杆、固定于所述衔接杆上的行程杆、滑动连接于所述行程杆之间的复位箱，利用所述复位箱限制所述行程杆的滑行和提供复位动力，所述传动腔内设有控制所述配重块移动的辅助装置；
所述变速腔上侧端面设有测试风速的判定装置，所述判定装置包括固定于所述变速腔上侧端面的套环、固定于所述套环右端的捕风兜，连接于所述捕风兜内的钢索、利用所述钢索对所述辅助装置进行控制，所述变速腔内设有发电装置。
2.如权利要求1所述的一种可减少自我消耗的风力发电设备，其特征在于：所述变速腔下侧端面固定设有塔架。
3.如权利要求1所述的一种可减少自我消耗的风力发电设备，其特征在于：所述叶片组件还包括滑动连接于所述调整槽内壁上且延伸至所述传动腔内的顶杆，所述顶杆上设有与所述配重块抵接的抵接板，所述抵接板与所述调整槽之间连接有拉伸弹簧。
4.如权利要求1所述的一种可减少自我消耗的风力发电设备，其特征在于：所述复位装置还包括设置于所述复位箱内的滑腔，所述行程杆上设有位于所述滑腔内的限位块，所述限位块与所述滑腔之间连接有压缩弹簧。
5.如权利要求3所述的一种可减少自我消耗的风力发电设备，其特征在于：所述辅助装置包括滑动连接于所述风轮轴上且位于所述传动腔内的凸轮，所述凸轮与所述传动腔右侧内壁之间连接有阻力弹簧，所述凸轮与所述顶杆之间滑动连接，所述传动腔右侧内壁相通设有环形槽，所述环形槽内滑动连接有滑环，所述滑环上滑动连接有延伸至所述变速腔内的拉杆，所述拉杆左端与所述凸轮之间固定连接，所述拉杆右端与所述钢索固定连接。
6.如权利要求1所述的一种可减少自我消耗的风力发电设备，其特征在于：所述判定装置还包括贯通设置于所述变速腔上端内壁上的通孔，所述通孔内转动连接有左右对称的导向辊，所述导向辊与所述钢索之间滑动连接。
7.如权利要求1所述的一种可减少自我消耗的风力发电设备，其特征在于：所述发电装置包括设置于所述风轮轴上且位于所述变速腔内的线圈，所述变速腔上下端内壁固定设有对称的磁铁，所述变速腔右端内壁固定设有蓄电箱。
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Cited By (1)
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| CN113864109A (zh) * | 2021-09-04 | 2021-12-31 | 张木山 | 一种风能设施的发电机 |
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2019
- 2019-11-04 CN CN201911067783.4A patent/CN110748453A/zh not_active Withdrawn
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