CN111472935A - 一种发电效率高的海上风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发电效率高的海上风力发电机，包括主体和安装柱，还包括辅助机构和散热机构，辅助机构包括导流筒、导向组件、第二固定杆、动力轴、第二齿轮、浆叶、两个第一轴承、两个第三固定杆、两个第二轴承、两个支撑轴、两个发电组件和至少两个支架，散热机构包括第四固定杆、内齿轮和至少两个风力组件，发电组件包括密封罩、发电机、密封套管、驱动轴和第一齿轮，风力组件包括第三齿轮、连接轴、第三轴承和扇叶，该发电效率高的海上风力发电机中，通过辅助机构可以将水流的动能转换成电能，提高了风力发电机的发电效率，通过散热机构可以对风力发电机内部进行散热，提高了风力发电机工作的可靠性。

Description

一种发电效率高的海上风力发电机
技术领域
本发明涉及新能源设备领域，特别涉及一种发电效率高的海上风力发电机。
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、调向器、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。
现有技术的海上风力发电机在使用时，发电机运行将会产生大量的热量，如果散热不及时，将会降低发电机工作的稳定性，降低了海上风力放电机的可靠性，不仅如此，现有技术的海上风力发电机在使用时，当风力较小时，将会导致风力发电机的发电量减少，降低了风力发电机的发电效率。
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，提供一种发电效率高的海上风力发电机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种发电效率高的海上风力发电机，包括主体和安装柱，所述安装柱的顶端与主体连接，还包括辅助机构和散热机构，所述辅助机构设置在安装柱的底端上，所述安装柱的内部设有空腔，所述散热机构设置在安装柱的内部；
所述辅助机构包括导流筒、导向组件、第二固定杆、动力轴、第二齿轮、浆叶、两个第一轴承、两个第三固定杆、两个第二轴承、两个支撑轴、两个发电组件和至少两个支架，所述支架与安装柱平行，各支架绕着安装柱的轴线周向均匀设置，各支架的顶端均与安装柱的底端的外周固定连接，所述第二固定杆的两端均与支架的底端固定连接，所述导流筒的轴线与安装柱的轴线垂直且相交，所述动力轴与导流筒同轴设置，所述动力轴的两端均与第一轴承的内圈固定连接，两个第一轴承的外圈均通过第三固定杆与导流筒的内壁固定连接，所述浆叶和第二齿轮均与动力轴固定连接，两个发电组件分别设置在导流筒的两侧，两个发电组件均与第二齿轮连接，所述支撑轴与安装柱同轴设置，两个支撑轴的一端均与导流筒固定连接，两个支撑轴的另一端均通过第二轴承分别与安装柱的底端和第二固定杆连接，所述导向组件设置在导流筒的一侧，所述导向组件与支撑轴连接；
所述散热机构包括第四固定杆、内齿轮和至少两个风力组件，所述内齿轮与安装柱同轴设置，所述内齿轮的一侧通过第四固定杆与其中一个支撑轴的远离导流筒的一端固定连接，两个风力组件均设置在安装柱的内壁上，所述风力组件与内齿轮连接。
作为优选，为了提高风力发电机的自动化程度，所述主体的内部设有PLC。
作为优选，为了提高风力发电机的发电效率，所述发电组件包括密封罩、发电机、密封套管、驱动轴和第一齿轮，所述密封罩与导流筒的一侧固定连接，所述发电机固定在密封罩的内部，所述密封套管的轴线与动力轴的轴线垂直且相交，所述密封罩通过密封套管与导流筒的内侧连通，所述驱动轴与密封套管同轴设置，所述驱动轴穿过密封套管，所述驱动轴与密封套管滑动且密封连接，所述第一齿轮通过驱动轴与发电机传动连接，所述第一齿轮与第二齿轮啮合。
作为优选，为了进一步提高风力发电机的发电效率，所述导向组件包括导向鳍和两个第一固定杆，所述导向鳍与安装柱和导流筒的轴线均重合，所述导向鳍设置在导流筒的一端处，所述导向鳍的两端均通过第一固定杆分别与两个支撑轴固定连接。
作为优选，为了驱动安装柱内部的空气流动，所述风力组件包括第三齿轮、连接轴、第三轴承和扇叶，所述连接轴的轴线与安装柱的轴线平行，所述连接轴通过第三轴承与安装柱的内壁连接，所述连接轴的两端分别与扇叶和第三齿轮固定连接，所述第三齿轮设置在内齿轮的内侧，所述第三齿轮与内齿轮啮合。
作为优选，为了延长安装柱的使用寿命，所述安装柱上涂有防腐涂层。
作为优选，为了提高安装柱与支撑轴之间的密封性能，所述安装柱的底端的内壁上设有密封圈，所述安装柱通过密封圈与支撑轴密封连接。
作为优选，为了提高密封套管与驱动轴之间的密封性能，所述密封套管的内壁上涂有密封脂。
作为优选，为了降低杂物进入导流筒内部的几率，所述导流筒的远离导向鳍的一端上覆盖有滤网。
作为优选，为了提高导流筒内部的水流的动力，所述导流筒的靠近导向鳍的一端的内径小于导流筒的远离导向鳍的一端的内径。
本发明的有益效果是，该发电效率高的海上风力发电机中，通过辅助机构可以将水流的动能转换成电能，提高了风力发电机的发电效率，与现有辅助机构相比，该辅助机构通过导向鳍使导流筒可以跟随水流转动，增大了导流筒的进水量，提高了该机构的发电量，不仅如此，通过散热机构可以对风力发电机内部进行散热，提高了风力发电机工作的可靠性，与现有散热机构相比，该散热机构通过辅助机构提供动力，减小了风力发电机能量的消耗，提高了风力发电机的节能性能。
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是本发明的发电效率高的海上风力发电机的结构示意图；
图2是本发明的发电效率高的海上风力发电机的剖视图；
图3是本发明的发电效率高的海上风力发电机的辅助机构的结构示意图；
图4是本发明的发电效率高的海上风力发电机的散热机构的结构示意图；
图中：1.主体，2.安装柱，3.支架，4.导向鳍，5.导流筒，6.第一固定杆，7.密封罩，8.驱动轴，9.第一齿轮，10.动力轴，11.密封套管，12.发电机，13.浆叶，14.第二齿轮，15.第一轴承，16.第三固定杆，17.支撑轴，18.第二轴承，19.扇叶，20.第三轴承，21.连接轴，22.内齿轮，23.第三齿轮，24.第四固定杆，25.第二固定杆。
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，一种发电效率高的海上风力发电机，包括主体1和安装柱2，所述安装柱2的顶端与主体1连接，还包括辅助机构和散热机构，所述辅助机构设置在安装柱2的底端上，所述安装柱2的内部设有空腔，所述散热机构设置在安装柱2的内部；
通过辅助机构可以将水流的动能转换成电能，提高了风力发电机的发电效率，不仅如此，通过散热机构可以对风力发电机内部进行散热，提高了风力发电机工作的可靠性；
如图3所示，所述辅助机构包括导流筒5、导向组件、第二固定杆25、动力轴10、第二齿轮14、浆叶13、两个第一轴承15、两个第三固定杆16、两个第二轴承18、两个支撑轴17、两个发电组件和至少两个支架3，所述支架3与安装柱2平行，各支架3绕着安装柱2的轴线周向均匀设置，各支架3的顶端均与安装柱2的底端的外周固定连接，所述第二固定杆25的两端均与支架3的底端固定连接，所述导流筒5的轴线与安装柱2的轴线垂直且相交，所述动力轴10与导流筒5同轴设置，所述动力轴10的两端均与第一轴承15的内圈固定连接，两个第一轴承15的外圈均通过第三固定杆16与导流筒5的内壁固定连接，所述浆叶13和第二齿轮14均与动力轴10固定连接，两个发电组件分别设置在导流筒5的两侧，两个发电组件均与第二齿轮14连接，所述支撑轴17与安装柱2同轴设置，两个支撑轴17的一端均与导流筒5固定连接，两个支撑轴17的另一端均通过第二轴承18分别与安装柱2的底端和第二固定杆25连接，所述导向组件设置在导流筒5的一侧，所述导向组件与支撑轴17连接；
通过支架3可以将安装柱2固定在水底，通过多个截面较小的支架3减小了风力发电机在水流中受到水流的冲击力，降低了风力发电机被水流冲坏的几率，在支架3的支撑作用下，提高了第二固定杆25的稳定性，则在两个第二轴承18的支撑作用下，通过支撑轴17提高了导流筒5的稳定性，由于海中的水流处于流动状态，通过水流驱动导向组件，通过导向组件驱动支撑轴17转动，则通过支撑轴17驱动导流筒5转动，使导流筒5始终正对水流方向，使更多的水流可以通过导流筒5，在第三固定杆16的支撑作用下，通过第一轴承15提高了动力轴10的稳定性，则通过水流驱动浆叶13转动，在动力轴10的传动作用下，通过浆叶13驱动第二齿轮14转动，则通过第二齿轮14驱动两个发电组件运行，通过发电机组件生产电能，提高了风力发电机的发电效率。
如图4所示，所述散热机构包括第四固定杆24、内齿轮22和至少两个风力组件，所述内齿轮22与安装柱2同轴设置，所述内齿轮22的一侧通过第四固定杆24与其中一个支撑轴17的远离导流筒5的一端固定连接，两个风力组件均设置在安装柱2的内壁上，所述风力组件与内齿轮22连接；
在第四固定杆24的传动作用下，通过支撑轴17驱动内齿轮22转动，则通过内齿轮22驱动两个风力组件运行，通过风力组件驱动安装柱2内部的空气流动，由于安装柱2的底端浸泡在水中，则安装柱2底端处的空气温度较低，则通过安装柱2内部的空气流动，实现了主体1内部的热量交换，实现了对主体1内部的散热功能，降低了风力发电机的工作温度，提高了风力发电机工作的可靠性。
作为优选，为了提高风力发电机的自动化程度，所述主体1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，提高了风力发电机的自动化程度。
如图3所示，所述发电组件包括密封罩7、发电机12、密封套管11、驱动轴8和第一齿轮9，所述密封罩7与导流筒5的一侧固定连接，所述发电机12固定在密封罩7的内部，所述密封套管11的轴线与动力轴10的轴线垂直且相交，所述密封罩7通过密封套管11与导流筒5的内侧连通，所述驱动轴8与密封套管11同轴设置，所述驱动轴8穿过密封套管11，所述驱动轴8与密封套管11滑动且密封连接，所述第一齿轮9通过驱动轴8与发电机12传动连接，所述第一齿轮9与第二齿轮14啮合；
通过密封罩7的隔离作用，降低了发电机12发生进水的几率，同时在密封套管11的作用下，使驱动轴8可以转动，同时提高了驱动轴8与密封套管11之间发生漏水的几率，提高了发电机12的防水性能，通过第二齿轮14驱动第一齿轮9转动，在驱动轴8的传动作用下，通过第一齿轮9驱动发电机12转动，则通过发电机12生产电能，提高了风力发电机的发电量。
如图3所示，所述导向组件包括导向鳍4和两个第一固定杆6，所述导向鳍4与安装柱2和导流筒5的轴线均重合，所述导向鳍4设置在导流筒5的一端处，所述导向鳍4的两端均通过第一固定杆6分别与两个支撑轴17固定连接；
通过水流驱动导向鳍4跟随水流方向转动，则在第一固定杆6的传动作用下，通过导向鳍4驱动支撑轴17转动，则通过支撑轴17驱动导流筒5转动，使导流筒5可以跟随水流方向转动，使导流筒5正对水流，增大了导流筒5的进水量。
如图4所示，所述风力组件包括第三齿轮23、连接轴21、第三轴承20和扇叶19，所述连接轴21的轴线与安装柱2的轴线平行，所述连接轴21通过第三轴承20与安装柱2的内壁连接，所述连接轴21的两端分别与扇叶19和第三齿轮23固定连接，所述第三齿轮23设置在内齿轮22的内侧，所述第三齿轮23与内齿轮22啮合；
通过第三轴承20提高了连接轴21的稳定性，通过内齿轮22驱动第三齿轮23转动，在连接轴21的传动作用下，通过第三齿轮23驱动扇叶19转动，则通过扇叶19驱动安装柱2内部的空气流动。
作为优选，为了延长安装柱2的使用寿命，所述安装柱2上涂有防腐涂层；
通过防腐涂层减缓了安装柱2被腐蚀的速度，延长了安装柱2的使用寿命。
作为优选，为了提高安装柱2与支撑轴17之间的密封性能，所述安装柱2的底端的内壁上设有密封圈，所述安装柱2通过密封圈与支撑轴17密封连接；
通过密封圈减小了安装柱2与支撑轴17之间的间隙，提高了安装柱2与支撑轴17之间的密封性能。
作为优选，为了提高密封套管11与驱动轴8之间的密封性能，所述密封套管11的内壁上涂有密封脂；
通过密封脂减小了密封套管11与驱动轴8之间的间隙，提高了密封套管11与驱动轴8之间的密封性能。
作为优选，为了降低杂物进入导流筒5内部的几率，所述导流筒5的远离导向鳍4的一端上覆盖有滤网；
通过滤网可以将水中的杂物过滤掉，降低了杂物进入导流筒5内部的几率，降低了浆叶13发生卡塞的几率。
作为优选，为了提高导流筒5内部的水流的动力，所述导流筒5的靠近导向鳍4的一端的内径小于导流筒5的远离导向鳍4的一端的内径；
当导流筒5的靠近导向鳍4的一端的内径小于导流筒5的远离导向鳍4的一端的内径时，通过导流筒5可以对水流进行压缩，增大了水流的水压，提高了浆叶13的转速，提高了发电机12的发电效率。
由于海中的水流处于流动状态，通过水流驱动导向组件，通过导向组件驱动支撑轴17转动，则通过支撑轴17驱动导流筒5转动，使导流筒5始终正对水流方向，使更多的水流可以通过导流筒5，则通过水流驱动浆叶13转动，在动力轴10的传动作用下，通过浆叶13驱动第二齿轮14转动，则通过第二齿轮14驱动两个发电组件运行，通过发电机组件生产电能，提高了风力发电机的发电效率，通过支撑轴17驱动内齿轮22转动，则通过内齿轮22驱动两个风力组件运行，通过风力组件驱动安装柱2内部的空气流动，由于安装柱2的底端浸泡在水中，则安装柱2底端处的空气温度较低，则通过安装柱2内部的空气流动，实现了主体1内部的热量交换，实现了对主体1内部的散热功能，降低了风力发电机的工作温度，提高了风力发电机工作的可靠性。
与现有技术相比，该发电效率高的海上风力发电机中，通过辅助机构可以将水流的动能转换成电能，提高了风力发电机的发电效率，与现有辅助机构相比，该辅助机构通过导向鳍3使导流筒5可以跟随水流转动，增大了导流筒5的进水量，提高了该机构的发电量，不仅如此，通过散热机构可以对风力发电机内部进行散热，提高了风力发电机工作的可靠性，与现有散热机构相比，该散热机构通过辅助机构提供动力，减小了风力发电机能量的消耗，提高了风力发电机的节能性能。
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)

1.一种发电效率高的海上风力发电机，包括主体（1）和安装柱（2），所述安装柱（2）的顶端与主体（1）连接，其特征在于，还包括辅助机构和散热机构，所述辅助机构设置在安装柱（2）的底端上，所述安装柱（2）的内部设有空腔，所述散热机构设置在安装柱（2）的内部；
所述辅助机构包括导流筒（5）、导向组件、第二固定杆（25）、动力轴（10）、第二齿轮（14）、浆叶（13）、两个第一轴承（15）、两个第三固定杆（16）、两个第二轴承（18）、两个支撑轴（17）、两个发电组件和至少两个支架（3），所述支架（3）与安装柱（2）平行，各支架（3）绕着安装柱（2）的轴线周向均匀设置，各支架（3）的顶端均与安装柱（2）的底端的外周固定连接，所述第二固定杆（25）的两端均与支架（3）的底端固定连接，所述导流筒（5）的轴线与安装柱（2）的轴线垂直且相交，所述动力轴（10）与导流筒（5）同轴设置，所述动力轴（10）的两端均与第一轴承（15）的内圈固定连接，两个第一轴承（15）的外圈均通过第三固定杆（16）与导流筒（5）的内壁固定连接，所述浆叶（13）和第二齿轮（14）均与动力轴（10）固定连接，两个发电组件分别设置在导流筒（5）的两侧，两个发电组件均与第二齿轮（14）连接，所述支撑轴（17）与安装柱（2）同轴设置，两个支撑轴（17）的一端均与导流筒（5）固定连接，两个支撑轴（17）的另一端均通过第二轴承（18）分别与安装柱（2）的底端和第二固定杆（25）连接，所述导向组件设置在导流筒（5）的一侧，所述导向组件与支撑轴（17）连接；
所述散热机构包括第四固定杆（24）、内齿轮（22）和至少两个风力组件，所述内齿轮（22）与安装柱（2）同轴设置，所述内齿轮（22）的一侧通过第四固定杆（24）与其中一个支撑轴（17）的远离导流筒（5）的一端固定连接，两个风力组件均设置在安装柱（2）的内壁上，所述风力组件与内齿轮（22）连接。
2.如权利要求1所述的发电效率高的海上风力发电机，其特征在于，所述主体（1）的内部设有PLC。
3.如权利要求1所述的发电效率高的海上风力发电机，其特征在于，所述发电组件包括密封罩（7）、发电机（12）、密封套管（11）、驱动轴（8）和第一齿轮（9），所述密封罩（7）与导流筒（5）的一侧固定连接，所述发电机（12）固定在密封罩（7）的内部，所述密封套管（11）的轴线与动力轴（10）的轴线垂直且相交，所述密封罩（7）通过密封套管（11）与导流筒（5）的内侧连通，所述驱动轴（8）与密封套管（11）同轴设置，所述驱动轴（8）穿过密封套管（11），所述驱动轴（8）与密封套管（11）滑动且密封连接，所述第一齿轮（9）通过驱动轴（8）与发电机（12）传动连接，所述第一齿轮（9）与第二齿轮（14）啮合。
4.如权利要求1所述的发电效率高的海上风力发电机，其特征在于，所述导向组件包括导向鳍（4）和两个第一固定杆（6），所述导向鳍（4）与安装柱（2）和导流筒（5）的轴线均重合，所述导向鳍（4）设置在导流筒（5）的一端处，所述导向鳍（4）的两端均通过第一固定杆（6）分别与两个支撑轴（17）固定连接。
5.如权利要求1所述的发电效率高的海上风力发电机，其特征在于，所述风力组件包括第三齿轮（23）、连接轴（21）、第三轴承（20）和扇叶（19），所述连接轴（21）的轴线与安装柱（2）的轴线平行，所述连接轴（21）通过第三轴承（20）与安装柱（2）的内壁连接，所述连接轴（21）的两端分别与扇叶（19）和第三齿轮（23）固定连接，所述第三齿轮（23）设置在内齿轮（22）的内侧，所述第三齿轮（23）与内齿轮（22）啮合。
6.如权利要求1所述的发电效率高的海上风力发电机，其特征在于，所述安装柱（2）上涂有防腐涂层。
7.如权利要求1所述的发电效率高的海上风力发电机，其特征在于，所述安装柱（2）的底端的内壁上设有密封圈，所述安装柱（2）通过密封圈与支撑轴（17）密封连接。
8.如权利要求3所述的发电效率高的海上风力发电机，其特征在于，所述密封套管（11）的内壁上涂有密封脂。
9.如权利要求1所述的发电效率高的海上风力发电机，其特征在于，所述导流筒（5）的远离导向鳍（4）的一端上覆盖有滤网。
10.如权利要求1所述的发电效率高的海上风力发电机，其特征在于，所述导流筒（5）的靠近导向鳍（4）的一端的内径小于导流筒（5）的远离导向鳍（4）的一端的内径。
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