CN111852773A - 一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机，包括旋转机身，所述旋转机身内设有翻板腔，所述翻板腔左壁内固定设有翻板电机，所述翻板电机右端面动力连接有翻板转轴，所述翻板转轴内设有电磁铁腔，所述电磁铁腔内壁右侧固定设有铁块，所述电磁铁腔内壁左侧设有能左右滑动的电磁铁，所述电磁铁右端面固定设有电磁铁连杆，所述电磁铁连杆右端面固定连接有承载板，所述承载板右端面转动连接有承载板转轴,本发明通过改变风扇叶片转动角度的方式，改变风扇迎风表面积，进而增加或减少单位空气流通量，使整个风力发电机运转更为稳定，电能转换率更高，在风力较大时，本装置能通过刹车装置停车，避免装置过载而报废。

Description

一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机。
背景技术
在我们日常生活中，会使用不同的能源，而风能是太阳能的一种转换形式即空气流动所产生的动能，而风力发电机是将风能转变为机械能进而转换为电能的装置，风能作为一种重要的可再生能源，提升其利用率是我们需要做的。现有的风力发电机能量转换较低，而这些风力发电机经常出现因风力过大而过载进而损坏的现象。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：现有的风力发电机能量转换较低，而这些风力发电机经常出现因风力过大而过载进而损坏的现象。
为解决上述问题，本例设计了一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机，本例的一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机，包括旋转机身,所述旋转机身内设有翻板腔，所述翻板腔左壁内固定设有翻板电机，所述翻板电机右端面动力连接有翻板转轴，所述翻板转轴内设有电磁铁腔，所述电磁铁腔内壁右侧固定设有铁块，所述电磁铁腔内壁左侧设有能左右滑动的电磁铁，所述电磁铁右端面固定设有电磁铁连杆，所述电磁铁连杆右端面固定连接有承载板，所述承载板右端面转动连接有承载板转轴，所述电磁铁右端面与所述铁块左端面之间固定设有复位弹簧，所述承载板转轴右端面贯穿所述铁块和所述翻板转轴并延伸至所述翻板腔内，所述承载板转轴外圆面与所述铁块内孔转动连接，所述承载板转轴右端面轴心固定设有第一翻板锥齿轮，所述第一翻板锥齿轮右侧设有叶片转轴，所述翻板腔连通设有开口远离所述叶片转轴且相邻夹角均为一百二十度的三个叶片连杆腔，所述叶片转轴外圆面转动连接有轴心正对于所述叶片连杆腔的三个叶片连杆，所述叶片连杆外圆面分别轴心固定设有三个叶片第二翻板锥齿轮，所述叶片连杆远离所述叶片转轴一端固定设有叶片，所述叶片转轴右端面轴心固定设有阻尼轴，所述旋转机身右端面转动连接有控制机身，所述控制机身内左侧设有转向齿轮腔，所述阻尼轴右端面延伸至所述转向齿轮腔内且轴心固定设有转向齿轮转轴，所述控制机身下端面固定设有能量转换机身，所述能量转换机身内上侧设有加速齿轮腔，所述转向齿轮腔与所述加速齿轮腔内共同设有加速装置，所述控制机身上端面设有避雷装置，所述控制机身内右侧设有减速腔，所述减速腔内设有减速装置，所述加速齿轮腔下侧设有发电机腔，所述发电机腔内设有能量转换装置。
可优选地，所述加速装置包括轴心固定且套设设于所述转向齿轮转轴外圆面的第一转向锥齿轮，所述第一转向锥齿轮下侧啮合设有第二转向锥齿轮，所述第二转向锥齿轮下端面轴心固定设有转动连接于所述转向齿轮腔下壁的第二转向锥齿轮转轴，所述第二转向锥齿轮转轴下端面延伸至所述加速齿轮腔内，位于所述加速齿轮腔内的所述第二转向锥齿轮转轴外圆面轴心固定设有第一加速直齿轮，所述第一加速直齿轮右侧啮合设有转动连接于所述加速齿轮腔上下壁之间的第二加速直齿轮，所述第二加速直齿轮下侧轴心固定设有第三加速直齿轮，所述第三加速直齿轮左侧啮合设有第四加速直齿轮，所述第四加速直齿轮下端面轴心固定设有转动连接于所述加速齿轮腔下壁的第四加速直齿轮轴，所述第四加速直齿轮轴下端面延伸至所述发电机腔内。
可优选地，所述避雷装置包括固定设有所述控制机身上端面的避雷针固定杆，所述避雷针固定杆内连通设有避雷针连杆腔，所述避雷针连杆腔内设有固定连接于所述控制机身上端面的避雷针连杆，所述避雷针固定杆上端面转动连接有风向标，所述避雷针连杆腔上端面贯穿所述风向标并固定连接有避雷针。
可优选地，所述减速装置包括固定设于所述减速腔右壁内的减速电机，所述转向齿轮转轴右端面延伸至所述减速腔内并轴心固定设有减速轴，所述减速电机左端面动力连接有刹车轴，所述刹车轴左端面延伸至所述减速腔内且轴心固定设有刹车块，所述刹车块上下两个突出端分别铰链连接有上下对称的两个刹车块连杆，所述刹车块连杆上下两侧分别铰链连接有上下对称的两个固定块，所述减速腔右壁固定连接有刹车片转轴，所述刹车片转轴外圆面转动连接有轴心正对于所述刹车轴且上下对称的两个的刹车片，上侧所述固定块上端面与下侧所述固定块下端面分别固定连接于上下两个所述刹车片内壁。
可优选地，上下两个所述刹车片能绕着所述刹车片转轴转动，所述刹车片外圆面能与所述减速轴内壁相抵，并对所述减速轴减速至所述减速轴停止。
可优选地，所述能量转换装置包括固定设于所述发电机腔下壁内的电容器，发电机腔内设有固定磁极，所述固定磁极上下两端面固定设有，所述固定磁极外圆面固定设有左右对称的两个接线柱，左右两个所述接线柱下端面分别固定设有接线杆，所述接线杆下端面固定连接于所述电容器上端面，所述固定磁极内设有转子腔，所述第四加速直齿轮轴下端面延伸至所述转子腔内且外圆面轴心固定设有转子，所述转子外圆面轴心固定设有导体。
可优选地，所述接线杆能将所述导体转动时切割磁感线产生的电能存储至所述电容器内。
可优选地，所述第一转向锥齿轮半径大于所述第二转向锥齿轮，所述第一加速直齿轮半径大于所述第二加速直齿轮，所述第二加速直齿轮半径小于所述第三加速直齿轮，所述第三加速直齿轮半径大于所述第四加速直齿轮，所述加速装置能将所述叶片带动所述叶片转轴和所述阻尼轴以及所述转向齿轮转轴转动时的转速，放大多倍至所述第四加速直齿轮轴上，使第四加速直齿轮轴能将机械能转化为电能。
本发明的有益效果是：本发明通过改变风扇叶片转动角度的方式，改变风扇迎风表面积，进而增加或减少单位空气流通量，使整个风力发电机运转更为稳定，电能转换率更高，在风力较大时，本装置能通过刹车装置停车，避免装置过载而报废。
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为本发明的一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机的整体结构示意图；
图2为图1的“A-A”方向的结构示意图；
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；
图5为图1的“D”的结构放大示意图；
图6为图1的“E”的结构放大示意图。
具体实施方式
下面结合图1-图6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。
本发明所述的一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机，包括旋转机身11,所述旋转机身11内设有翻板腔12，所述翻板腔12左壁内固定设有翻板电机13，所述翻板电机13右端面动力连接有翻板转轴14，所述翻板转轴14内设有电磁铁腔15，所述电磁铁腔15内壁右侧固定设有铁块16，所述电磁铁腔15内壁左侧设有能左右滑动的电磁铁17，所述电磁铁17右端面固定设有电磁铁连杆18，所述电磁铁连杆18右端面固定连接有承载板19，所述承载板19右端面转动连接有承载板转轴20，所述电磁铁17右端面与所述铁块16左端面之间固定设有复位弹簧22，所述承载板转轴20右端面贯穿所述铁块16和所述翻板转轴14并延伸至所述翻板腔12内，所述承载板转轴20外圆面与所述铁块16内孔转动连接，所述承载板转轴20右端面轴心固定设有第一翻板锥齿轮21，所述第一翻板锥齿轮21右侧设有叶片转轴23，所述翻板腔12连通设有开口远离所述叶片转轴23且相邻夹角均为一百二十度的三个叶片连杆腔25，所述叶片转轴23外圆面转动连接有轴心正对于所述叶片连杆腔25的三个叶片连杆63，所述叶片连杆63外圆面分别轴心固定设有三个叶片第二翻板锥齿轮24，所述叶片连杆63远离所述叶片转轴23一端固定设有叶片26，所述叶片转轴23右端面轴心固定设有阻尼轴27，所述旋转机身11右端面转动连接有控制机身28，所述控制机身28内左侧设有转向齿轮腔29，所述阻尼轴27右端面延伸至所述转向齿轮腔29内且轴心固定设有转向齿轮转轴30，所述控制机身28下端面固定设有能量转换机身65，所述能量转换机身65内上侧设有加速齿轮腔35，所述转向齿轮腔29与所述加速齿轮腔35内共同设有加速装置101，所述控制机身28上端面设有避雷装置102，所述控制机身28内右侧设有减速腔53，所述减速腔53内设有减速装置103，所述加速齿轮腔35下侧设有发电机腔66，所述发电机腔66内设有能量转换装置104。
有益地，所述加速装置101包括轴心固定且套设设于所述转向齿轮转轴30外圆面的第一转向锥齿轮31，所述第一转向锥齿轮31下侧啮合设有第二转向锥齿轮32，所述第二转向锥齿轮32下端面轴心固定设有转动连接于所述转向齿轮腔29下壁的第二转向锥齿轮转轴33，所述第二转向锥齿轮转轴33下端面延伸至所述加速齿轮腔35内，位于所述加速齿轮腔35内的所述第二转向锥齿轮转轴33外圆面轴心固定设有第一加速直齿轮34，所述第一加速直齿轮34右侧啮合设有转动连接于所述加速齿轮腔35上下壁之间的第二加速直齿轮36，所述第二加速直齿轮36下侧轴心固定设有第三加速直齿轮37，所述第三加速直齿轮37左侧啮合设有第四加速直齿轮38，所述第四加速直齿轮38下端面轴心固定设有转动连接于所述加速齿轮腔35下壁的第四加速直齿轮轴39，所述第四加速直齿轮轴39下端面延伸至所述发电机腔66内。
有益地，所述避雷装置102包括固定设有所述控制机身28上端面的避雷针固定杆48，所述避雷针固定杆48内连通设有避雷针连杆腔49，所述避雷针连杆腔49内设有固定连接于所述控制机身28上端面的避雷针连杆50，所述避雷针固定杆48上端面转动连接有风向标51，所述避雷针连杆腔49上端面贯穿所述风向标51并固定连接有避雷针52。
有益地，所述减速装置103包括固定设于所述减速腔53右壁内的减速电机54，所述转向齿轮转轴30右端面延伸至所述减速腔53内并轴心固定设有减速轴56，所述减速电机54左端面动力连接有刹车轴55，所述刹车轴55左端面延伸至所述减速腔53内且轴心固定设有刹车块60，所述刹车块60上下两个突出端分别铰链连接有上下对称的两个刹车块连杆61，所述刹车块连杆61上下两侧分别铰链连接有上下对称的两个固定块62，所述减速腔53右壁固定连接有刹车片转轴58，所述刹车片转轴58外圆面转动连接有轴心正对于所述刹车轴55且上下对称的两个的刹车片59，上侧所述固定块62上端面与下侧所述固定块62下端面分别固定连接于上下两个所述刹车片59内壁。
有益地，上下两个所述刹车片59能绕着所述刹车片转轴58转动，所述刹车片59外圆面能与所述减速轴56内壁相抵，并对所述减速轴56减速至所述减速轴56停止。
有益地，所述能量转换装置104包括固定设于所述发电机腔66下壁内的电容器44，发电机腔66内设有固定磁极41，所述固定磁极41上下两端面固定设有40，所述固定磁极41外圆面固定设有左右对称的两个接线柱42，左右两个所述接线柱42下端面分别固定设有接线杆43，所述接线杆43下端面固定连接于所述电容器44上端面，所述固定磁极41内设有转子腔45，所述第四加速直齿轮轴39下端面延伸至所述转子腔45内且外圆面轴心固定设有转子47，所述转子47外圆面轴心固定设有导体46。
有益地，所述接线杆43能将所述导体46转动时切割磁感线产生的电能存储至所述电容器44内。
有益地，所述第一转向锥齿轮31半径大于所述第二转向锥齿轮32，所述第一加速直齿轮34半径大于所述第二加速直齿轮36，所述第二加速直齿轮36半径小于所述第三加速直齿轮37，所述第三加速直齿轮37半径大于所述第四加速直齿轮38，所述加速装置101能将所述叶片26带动所述叶片转轴23和所述阻尼轴27以及所述转向齿轮转轴30转动时的转速，放大多倍至所述第四加速直齿轮轴39上，使第四加速直齿轮轴39能将机械能转化为电能。
以下结合图1至图6对本文中的一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机的使用步骤进行详细说明：初始状态时，风力带动叶片26旋转，叶片26带动叶片转轴23转动，叶片转轴23通过阻尼轴27带动转向齿轮转轴30转动，进而带动减速轴56转动，复位弹簧22使第一翻板锥齿轮21处于左极限位置，第一翻板锥齿轮21与叶片第二翻板锥齿轮24分离，上下两个刹车片59合拢呈圆形，刹车片59外圆面与减速轴56内壁分离。
工作时，启动翻板电机13，当风力较小，单位空气流通量不足时，将电磁铁17通电，电磁铁17推动电磁铁连杆18，进而使承载板19从左极限位置向右极限位置滑动，第一翻板锥齿轮21与叶片第二翻板锥齿轮24啮合并通过轮齿带动叶片第二翻板锥齿轮24转动，叶片第二翻板锥齿轮24带动叶片连杆63转动，进而带动叶片26转动，叶片26翻过一定角度，提高左视情况下叶片26的横截面积，进而提高单位空气流通量，当风力较大，单位空气流通量较多时，反转翻板电机13，叶片第二翻板锥齿轮24带动叶片连杆63方向转动，进而减小左视情况下叶片26的横截面积，进而减少单位空气流通量，防止当风力较强时，叶片26转速过快而导致旋转机身11过载，使整个装置报废，叶片转轴23带动阻尼轴27转动进而带动转向齿轮转轴30转动，转向齿轮转轴30带动第一转向锥齿轮31转动，第一转向锥齿轮31通过轮齿啮合带动第二转向锥齿轮转轴33转动，第二转向锥齿轮转轴33带动第二加速直齿轮36转动，进而带动第三加速直齿轮37转动，第三加速直齿轮37通过轮齿带动第四加速直齿轮38转动，此时第四加速直齿轮38转速远远高于第一转向锥齿轮31转速，第四加速直齿轮38带动第四加速直齿轮轴39转动，进而带动转子47转动，转子47带动导体46转动进而切割固定磁极41散发出的磁感线，接线柱42将产生的电能通过接线杆43存储在电容器44内，当需要停止整个装置时，启动减速电机54，减速电机54将刹车块60左视情况下逆时针转过一定角度后，刹车块60两侧突出端逆时针转动，进而推动上下两个刹车块连杆61转动至竖直状态，刹车块连杆61通过固定块62推动刹车片59分开，刹车片59外圆面与减速轴56内壁相抵，进而通过摩擦力使减速轴56停止转动，进而使叶片26停止转动。
本发明的有益效果是：本发明通过改变风扇叶片转动角度的方式，改变风扇迎风表面积，进而增加或减少单位空气流通量，使整个风力发电机运转更为稳定，电能转换率更高，在风力较大时，本装置能通过刹车装置停车，避免装置过载而报废。
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 (8)

1.一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机，包括旋转机身，其特征在于：所述旋转机身内设有翻板腔，所述翻板腔左壁内固定设有翻板电机，所述翻板电机右端面动力连接有翻板转轴，所述翻板转轴内设有电磁铁腔，所述电磁铁腔内壁右侧固定设有铁块，所述电磁铁腔内壁左侧设有能左右滑动的电磁铁，所述电磁铁右端面固定设有电磁铁连杆，所述电磁铁连杆右端面固定连接有承载板，所述承载板右端面转动连接有承载板转轴，所述电磁铁右端面与所述铁块左端面之间固定设有复位弹簧，所述承载板转轴右端面贯穿所述铁块和所述翻板转轴并延伸至所述翻板腔内，所述承载板转轴外圆面与所述铁块内孔转动连接，所述承载板转轴右端面轴心固定设有第一翻板锥齿轮，所述第一翻板锥齿轮右侧设有叶片转轴，所述翻板腔连通设有开口远离所述叶片转轴且相邻夹角均为一百二十度的三个叶片连杆腔，所述叶片转轴外圆面转动连接有轴心正对于所述叶片连杆腔的三个叶片连杆，所述叶片连杆外圆面分别轴心固定设有三个叶片第二翻板锥齿轮，所述叶片连杆远离所述叶片转轴一端固定设有叶片，所述叶片转轴右端面轴心固定设有阻尼轴，所述旋转机身右端面转动连接有控制机身，所述控制机身内左侧设有转向齿轮腔，所述阻尼轴右端面延伸至所述转向齿轮腔内且轴心固定设有转向齿轮转轴，所述控制机身下端面固定设有能量转换机身，所述能量转换机身内上侧设有加速齿轮腔，所述转向齿轮腔与所述加速齿轮腔内共同设有加速装置，所述控制机身上端面设有避雷装置，所述控制机身内右侧设有减速腔，所述减速腔内设有减速装置，所述加速齿轮腔下侧设有发电机腔，所述发电机腔内设有能量转换装置。
2.如权利要求1所述的一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机，其特征在于：所述加速装置包括轴心固定且套设设于所述转向齿轮转轴外圆面的第一转向锥齿轮，所述第一转向锥齿轮下侧啮合设有第二转向锥齿轮，所述第二转向锥齿轮下端面轴心固定设有转动连接于所述转向齿轮腔下壁的第二转向锥齿轮转轴，所述第二转向锥齿轮转轴下端面延伸至所述加速齿轮腔内，位于所述加速齿轮腔内的所述第二转向锥齿轮转轴外圆面轴心固定设有第一加速直齿轮，所述第一加速直齿轮右侧啮合设有转动连接于所述加速齿轮腔上下壁之间的第二加速直齿轮，所述第二加速直齿轮下侧轴心固定设有第三加速直齿轮，所述第三加速直齿轮左侧啮合设有第四加速直齿轮，所述第四加速直齿轮下端面轴心固定设有转动连接于所述加速齿轮腔下壁的第四加速直齿轮轴，所述第四加速直齿轮轴下端面延伸至所述发电机腔内。
3.如权利要求1所述的一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机，其特征在于：所述避雷装置包括固定设有所述控制机身上端面的避雷针固定杆，所述避雷针固定杆内连通设有避雷针连杆腔，所述避雷针连杆腔内设有固定连接于所述控制机身上端面的避雷针连杆，所述避雷针固定杆上端面转动连接有风向标，所述避雷针连杆腔上端面贯穿所述风向标并固定连接有避雷针。
4.如权利要求2所述的一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机，其特征在于：所述减速装置包括固定设于所述减速腔右壁内的减速电机，所述转向齿轮转轴右端面延伸至所述减速腔内并轴心固定设有减速轴，所述减速电机左端面动力连接有刹车轴，所述刹车轴左端面延伸至所述减速腔内且轴心固定设有刹车块，所述刹车块上下两个突出端分别铰链连接有上下对称的两个刹车块连杆，所述刹车块连杆上下两侧分别铰链连接有上下对称的两个固定块，所述减速腔右壁固定连接有刹车片转轴，所述刹车片转轴外圆面转动连接有轴心正对于所述刹车轴且上下对称的两个的刹车片，上侧所述固定块上端面与下侧所述固定块下端面分别固定连接于上下两个所述刹车片内壁。
5.如权利要求4所述的一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机，其特征在于：上下两个所述刹车片能绕着所述刹车片转轴转动，所述刹车片外圆面能与所述减速轴内壁相抵，并对所述减速轴减速至所述减速轴停止。
6.如权利要求2所述的一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机，其特征在于：所述能量转换装置包括固定设于所述发电机腔下壁内的电容器，发电机腔内设有固定磁极，所述固定磁极上下两端面固定设有，所述固定磁极外圆面固定设有左右对称的两个接线柱，左右两个所述接线柱下端面分别固定设有接线杆，所述接线杆下端面固定连接于所述电容器上端面，所述固定磁极内设有转子腔，所述第四加速直齿轮轴下端面延伸至所述转子腔内且外圆面轴心固定设有转子，所述转子外圆面轴心固定设有导体。
7.如权利要求6所述的一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机，其特征在于：所述接线杆能将所述导体转动时切割磁感线产生的电能存储至所述电容器内。
8.如权利要求2所述的一种能改变能量转换率的水平轴风力发电机，其特征在于：所述第一转向锥齿轮半径大于所述第二转向锥齿轮，所述第一加速直齿轮半径大于所述第二加速直齿轮，所述第二加速直齿轮半径小于所述第三加速直齿轮，所述第三加速直齿轮半径大于所述第四加速直齿轮，所述加速装置能将所述叶片带动所述叶片转轴和所述阻尼轴以及所述转向齿轮转轴转动时的转速，放大多倍至所述第四加速直齿轮轴上，使第四加速直齿轮轴能将机械能转化为电能。
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