CN112412704A - 一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车，包括支杆、机壳、转轴、叶轮、油冷散热机构、对风调节机构、增速机、发电机和转向元件，支杆以竖直方向设置，支杆的上端与机壳相连，支杆的底端与地面接触，转轴以水平方向设置，转轴的一端与机壳轴承连接，转轴的另一端与叶轮转动连接，油冷散热机构的一端穿设于转轴上，油冷散热机构的另一端环绕设于机壳的外侧壁上，对风调节机构设于机壳的顶端，对风调节机构位于机壳远离叶轮的一端，增速机、发电机设于机壳内部，转向元件位于支杆与机壳的衔接处，对风调节机构、增速机、发电机和转向元件之间电连接。油冷散热机构包括储油罐、通油管和油冷管，储油罐设于转轴与叶轮的衔接处。

Description

一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车
技术领域
本发明涉及风力发电设备技术领域，具体为一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车。
背景技术
风能作为一种清洁的辅助能源，且取之不尽用之不竭，越来越受人们的重视，也就有了发电风车的产生。风力发电的原理在于把风的动能转变为机械动能，再把机械能转化为电力动能。但是历经多年，发电风车仍存在若干不足之处，首先是能量输出不稳定，非常容易受到季节、气候等影响，其次是噪音污染严重，且常见的发电风车不具备散热能力，节能容电效果差。
本发明的提供一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车，解决了发电风车运转过程中各部件的散热，以及叶轮部件之间产生摩擦振动而引起的噪音污染；其次是发电风车偏航机构的稳定性，以此解决能量输出不稳定，受到季节、气候等影响的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车,包括支杆、机壳、转轴、叶轮、油冷散热机构、对风调节机构、增速机、发电机和转向元件。支杆以竖直方向设置，支杆的上端与机壳相连，支杆的底端与地面接触。转轴以水平方向设置，转轴的一端与机壳轴承连接，转轴的另一端与叶轮转动连接。油冷散热机构的一端穿设于转轴上，油冷散热机构的另一端环绕设于机壳的外侧壁上，油冷散热机构设置的目的在于：一是对机壳内部运作产生的热量进行循环降温作用，保证发电风车的稳定运行；二是起到叶轮与转轴之间的润滑作用；三是减缓叶轮运作时与转轴之间产生的摩擦以及引起的振动，从而降低噪音污染。对风调节机构设于机壳的顶端，对风调节机构位于机壳远离叶轮的一端，对风调节机构设置的目的在于：一是一定角度的风向偏转情况下，控制叶轮不受影响，从而保证发电风车能量输出的稳定性；二是风向偏转角度过大的情况下，控制叶轮偏转至对准风流，以获得最大的风的动能，达到最佳的能量转换的效果。增速机、发电机设于机壳内部，转向元件位于支杆与机壳的衔接处，对风调节机构、增速机、发电机和转向元件之间电连接。
进一步的，所述油冷散热机构包括储油罐、通油管和油冷管。储油罐设于转轴与叶轮的衔接处，设置的目的在于：一是便于油的回收及传递，实现油的循环运动，达到降温作用；二是利用油的流动性，起到叶轮与转轴之间的润滑作用。叶轮上以圆周排布有旋转叶片，通油管的一端与储油罐相连，通油管的另一端分别沿竖直方向延伸。利用叶轮的旋转运动，油可通过通油管从储油罐进入旋转叶片，而后从旋转叶片回流至储油罐，完成循环作用，从而达到润滑效果，保证发电风车运作过程中的稳定性；还可实现减缓摩擦振动的作用，降低噪音污染。油冷管的一端与储油罐相连，油冷管的另一端环绕于机壳的外侧壁上。利用油的流动特性，将机壳所产生的热量传递出去，而实现循环降温作用，保证发电风车的稳定运行。
进一步的，所述旋转叶片内部中空，旋转叶片轴向开设有空腔，空腔的开口大小、形状与通油管相对应。在旋转叶片的运作过程中，当旋转叶片旋转至储油罐的下端，空腔的开口处与储油罐下端的通油管相连通，油因自身重力进入空腔内部；当旋转叶片旋转至储油罐的上端，空腔的开口处与储油罐上端的通油管相连通，油因自身重力再次回到储油罐；以此实现循环，达到润滑效果的同时，减缓旋转叶片与叶轮之间的摩擦以及风力对旋转叶片、旋转叶片自身所产生的振动，降低噪音污染。
进一步的，所述对风调节机构包括风向板、盒体、移动块、弹簧片和电子控制器。风向板以竖直方向设于机壳上方，用于实时监测识别风向，并随风向发生偏转。盒体中空，盒体位于风向板远离叶轮的一侧。移动块的一端与风向板活动转接，移动块的另一端穿过盒体并延伸至盒体内部，设置的目的在于：一是控制一定角度内风向偏转对叶轮不产生影响，从而保证发电风车能量输出的稳定性；二是风向偏转角度过大的情况下，控制叶轮偏转至对准风流，以获得最大的风的动能。弹簧片相对设于盒体的内侧壁上，弹簧片位于移动块两侧，旨在对移动块产生阻挡作用，控制最佳的偏转作用。电子控制器位于盒体内侧壁上，电子控制器设于盒体相对于移动块的一侧。移动块远离风向板的一侧分别设有第一接触片，电子控制器远离盒体的一侧设有第二接触片，第一接触片与第二接触片对应设置。当第一接触片与第二接触片相互接触时，即为电路连通，电子控制器对转向元件发出命令，实现叶轮的偏转，使得叶轮始终对准风流，以达到最佳的能量转换效果。
进一步的，所述移动块呈T字型，移动块横截面积大的一端位于盒体内部，风向板开设有通槽，移动块横截面积小的一端设有转接球，转接球穿过盒体延伸至通槽内部。设置的目的在于：一是利用盒体与移动块的结构实现配合，从而对移动块起到限位作用；二是利用转接球与通槽的结构相互配合，实现对风调节作用。
进一步的，所述盒体侧壁的内部设有通风管道，移动块外露于盒体的一端沿轴线方向开设有引风槽。通风管道的一端通入盒体内部，通风管道的另一端与引风槽相连通。风流由引风槽进入通风管道，再由通风管道进入盒体内部，对移动块背离风向板的一侧施压，从而控制风向偏转一定角度内叶轮的稳定。
进一步的，所述通槽的两侧分别开设有风孔，风孔内部设有活塞，活塞远离风向板的的一端设有连接杆，连接杆远离活塞的一端与盒体相连。在连接杆的作用下，活塞与风孔之间产生相对位移，从而实现叶轮角度偏转后移动块的复位工作。
进一步的，所述活塞的轴向长度大于风孔，活塞的中部位置开设有若干通孔。活塞外露，通孔通风，可减小风向板的受力，使得移动块背离风向板的一侧压力差变大，从而实现复位。
进一步的，所述连接杆由软性可弯曲材料制成，连接杆远离盒体的一端设有可伸缩段。利用连接杆的弹性特性，配合活塞作用于风向板，实现作用。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明电力设备用具有节能容电功能的发电风车
1、油冷散热机构设置的目的在于：一是对机壳内部运作产生的热量进行循环降温作用，保证发电风车的稳定运行；二是起到叶轮与转轴之间的润滑作用；三是减缓叶轮运作时与转轴之间产生的摩擦以及引起的振动，从而降低噪音污染。
2、对风调节机构设置的目的在于：一是一定角度的风向偏转情况下，控制叶轮不受影响，从而保证发电风车能量输出的稳定性；二是风向偏转角度过大的情况下，控制叶轮偏转至对准风流，以获得最大的风的动能，达到最佳的能量转换的效果。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明电力设备用具有节能容电功能的发电风车的整体结构的主视图；
图2是本发明电力设备用具有节能容电功能的发电风车的整体结构的连接关系示意图；
图3是本发明电力设备用具有节能容电功能的发电风车的油冷散热机构的结构示意图；
图4是本发明电力设备用具有节能容电功能的发电风车的对风调节机构的结构示意图；
图5是图4中活塞与连接杆的放大图；
图6是本发明电力设备用具有节能容电功能的发电风车的对风调节机构的工作状态图；
图中：1、支杆；2、机壳；3、转轴；4、叶轮，41、旋转叶片，411、空腔；5、油冷散热机构，51、储油罐，52、通油管，53、油冷管；6、对风调节机构，61、风向板，611、通槽，612、风孔，613、活塞，6131、通孔，614、连接杆，6141、可伸缩段，62、盒体，621、通风管道，63、移动块，631、第一接触片，632、引风槽，633、转接球，64、弹簧片，65、电子控制器，651、第二接触片；7、增速机；8、发电机；9、转向元件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供技术方案：一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车,包括支杆1、机壳2、转轴3、叶轮4、油冷散热机构5、对风调节机构6、增速机7、发电机8和转向元件9，支杆1以竖直方向设置，支杆1的上端与机壳2相连，支杆1的底端与地面接触，转轴3以水平方向设置，转轴3的一端与机壳2轴承连接，转轴3的另一端与叶轮4转动连接，油冷散热机构5的一端穿设于转轴3上，油冷散热机构5的另一端环绕设于机壳2的外侧壁上，对风调节机构6设于机壳2的顶端，对风调节机构6位于机壳2远离叶轮4的一端，增速机7、发电机8设于机壳2内部，转向元件9位于支杆1与机壳2的衔接处，对风调节机构6、增速机7、发电机8和转向元件9之间电连接。
连通电源，叶轮4对准风向，将风的动能传递至增速机7转化为机械能，再传递至发电机8转化为电能，完成发电风车发电的全过程；
在此过程中，叶轮4作旋转运动，增速机7、发电机8、转向元件9开始运作并产生热量，热量传递至机壳2，油冷散热机构5配合叶轮4起到循环散热降温作用；
当风向发生角度偏转，与发电风车轴向形成夹角，对风调节机构6作出相应调整，控制叶轮4不受影响的运转，以保证发电风车能量输出的稳定性；当夹角大于预设值，对风调节机构6向转向元件9发出命令，转向元件9控制支杆1以上的整体偏转，使得叶轮4对准风流，以达到最佳的能量转换的效果。
油冷散热机构5包括储油罐51、通油管52和油冷管53，储油罐51设于转轴3与叶轮4的衔接处，叶轮4上以圆周排布有旋转叶片41，通油管52的一端与储油罐51相连，通油管52的另一端分别沿竖直方向延伸，油冷管53的一端与储油罐51相连，油冷管53的另一端环绕于机壳2的外侧壁上。
利用叶轮4的旋转运动，油可经由通油管52从储油罐51进入旋转叶片41，而后从旋转叶片41经由通油管52回流至储油罐51，储油罐51内油量上升，油进入油冷管53，利用油的自身重力和流动特性，环绕机壳2外侧壁运动后流回储油罐51，此过程中可将机壳2上的热量带走，对机壳2实现降温作用，保证发电风车的稳定运行，储油罐51中的油因叶轮4的运动又会通过通油管52进入旋转叶片41，以此完成一次循环。
旋转叶片41内部中空，旋转叶片41轴向开设有空腔411，空腔411的开口大小、形状与通油管52相对应。
在旋转叶片41的运作过程中，当旋转叶片41旋转至储油罐51的下端，空腔411的开口处与储油罐51下端的通油管52相连通，油因自身重力进入空腔411内部；当旋转叶片41旋转至储油罐51的上端，空腔411的开口处与储油罐51上端的通油管52相连通，油因自身重力再次回到储油罐51；以此实现循环，达到润滑效果的同时，减缓旋转叶片41与叶轮4、转轴3之间的摩擦以及风力对旋转叶片41、旋转叶片41自身所产生的振动，降低噪音污染。
对风调节机构6包括风向板61、盒体62、移动块63、弹簧片64和电子控制器65，风向板61以竖直方向设于机壳2上方，盒体62中空，盒体62位于风向板61远离叶轮4的一侧，移动块63的一端与风向板61活动转接，移动块63的另一端穿过盒体62并延伸至盒体62内部，弹簧片64相对设于盒体62的内侧壁上，弹簧片64位于移动块63两侧，电子控制器65位于盒体62内侧壁上，电子控制器65设于盒体62相对于移动块63的一侧；移动块63远离风向板61的一侧分别设有第一接触片631，电子控制器65远离盒体62的一侧设有第二接触片651，第一接触片631与第二接触片651对应设置；电子控制器65与转向元件9电连接。
当风向发生角度偏转，与发电风车轴向形成夹角，风向板61转动，保证其所受风流的施压方向与风向板61的板面始终相互垂直，部分风流通入盒体62内部，对移动块63背离风向板61的一侧施压，此时移动块63受到的压力差小于风力，风向板61以及移动块63作为整体所受外部压力失去平衡，但因弹簧片64的阻挡作用仍可保持相对静止；
当夹角超过预设值，移动块63所受压力差小于预设值，弹簧片64失去阻挡作用，风向板6被风力推动，带动移动块63向电子控制器65的方向运动，此时第一接触片631与第二接触片651实现接触，电路连通，电子控制器65向转向元件9发出转向命令，实现支杆1以上的整体进行偏转运动，使得叶轮4对准风向，获取最大的风的动能。
移动块63呈T字型，移动块63横截面积大的一端位于盒体62内部，风向板61开设有通槽611，移动块63横截面积小的一端设有转接球633，转接球633穿过盒体62延伸至通槽611内部。设置的目的在于：一是利用盒体62与移动块63的结构实现配合，从而对移动块63起到限位作用；二是利用转接球633与通槽611的结构相互配合，实现对风调节作用。
盒体62侧壁的内部设有通风管道621，移动块63外露于盒体62的一端沿轴线方向开设有引风槽632，通风管道621的一端通入盒体62内部，通风管道621的另一端与引风槽632相连通。风流由引风槽632进入通风管道621，再由通风管道621进入盒体62内部，对移动块63背离风向板61的一侧施压，从而控制风向偏转一定角度内叶轮4的稳定。
通槽611的两侧分别开设有风孔612，风孔612内部设有活塞613，活塞613远离风向板61的的一端设有连接杆614，连接杆614远离活塞613的一端与盒体62相连。在连接杆614的作用下，活塞613与风孔612之间产生相对位移，从而实现叶轮4角度偏转后移动块63的复位工作。
活塞613的轴向长度大于风孔612，活塞613的中部位置开设有若干通孔6131。活塞613外露，通孔6131通风，可减小风向板61的所受压力，使得移动块63背离风向板61的一侧压力差变大，从而实现复位。
连接杆614由软性可弯曲材料制成，连接杆614远离盒体62的一端设有可伸缩段6141。利用连接杆614的弹性特性，配合活塞613作用于风向板61，实现作用。
本发明的工作原理：连通电源，叶轮4对准风向，旋转叶片41作旋转运动，将风的动能传递至增速机7转化为机械能，再传递至发电机8转化为电能，完成发电风车发电的全过程。
本发明油冷散热机构的工作原理：1、叶轮4作旋转运动，增速机7、发电机8、转向元件9开始运作并产生热量，热量传递至机壳2；
2、当旋转叶片41旋转至储油罐51的下端，空腔411的开口处与储油罐51下端的通油管52相连通，油因自身重力进入空腔411内部；当旋转叶片41旋转至储油罐51的上端，空腔411的开口处与储油罐51上端的通油管52相连通，油因自身重力再次回到储油罐51；
3、储油罐51内油量上升，油进入油冷管53，利用油的自身重力和流动特性，环绕机壳2外侧壁运动后流回储油罐51，此过程中可将机壳2上的热量带走，对机壳2实现降温作用，储油罐51中的油因叶轮4的运动又会通过通油管52进入旋转叶片41，以此完成循环。
本发明对风调节机构的工作原理：1、当风向板61对准风口，此时风向板背离盒体62的一侧所受风流的施压方向与风向板61的板面相互垂直，部分风流由通槽611进入引风槽632，再由引风槽632经由通风管道621进入盒体62内部，对移动块63背离风向板61的一侧施压，此时风向板61以及移动块63作为整体所受外部压力呈均衡状态，可保持相对静止；
2、当风向发生角度偏转，与发电风车轴向形成夹角，风向板61转动，保证其所受风流的施压方向与风向板61的板面始终相互垂直，部分风流通入盒体62内部，对移动块63背离风向板61的一侧施压，此时移动块63受到的压力差小于风力，风向板61以及移动块63作为整体所受外部压力失去平衡，但因弹簧片64的阻挡作用仍可保持相对静止，以此来保证发电风车能量转换以及输出的稳定性，不受风力大小变化以及小角度风向转变的影响；
3、当夹角超过预设值，移动块63所受压力差小于预设值，弹簧片64失去阻挡作用，风向板6被风力推动，带动移动块63向电子控制器65的方向运动，此时第一接触片631与第二接触片651实现接触，电路连通，电子控制器65向转向元件9发出转向命令，实现支杆1以上的整体进行偏转运动，使得叶轮4对准风向，获取最大的风的动能，达到最优的能量转换目的，从而保证能量输出；
4、与此同时，风向板61一侧的连接杆614被压缩并产生变形，可伸缩段6141呈刚性特征，因连接杆614的限定长度，活塞613与通槽611产生相对位移，另一侧的连接杆614受到拉力，可伸缩段6141被拉伸并产生弹性变形，活塞613与通槽611的相对位置不产生变化或细微变化；
风向发生角度偏转，与发电风车轴向形成一定夹角，通孔6131没有暴露或部分暴露在外时，风向板61所受压力不变化或细微变化，此时移动块63所受压力差仍小于风力，不会发生位移；
当夹角超过预设值，通孔6131全部暴露在外时，风向板61压力面积减小，那么风向板61所受压力小于移动块63所受压力差，移动块63背离电子控制器65的方向运动，并压缩弹簧片64回到初始位置状态。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车，其特征在于：所述发电风车包括支杆(1)、机壳(2)、转轴(3)、叶轮(4)、油冷散热机构(5)、对风调节机构(6)、增速机(7)、发电机(8)和转向元件(9)，所述支杆(1)以竖直方向设置，支杆(1)的上端与机壳(2)相连，支杆(1)的底端与地面接触，所述转轴(3)以水平方向设置，所述转轴(3)的一端与机壳(2)轴承连接，转轴(3)的另一端与叶轮(4)转动连接，所述油冷散热机构(5)的一端穿设于转轴(3)上，油冷散热机构(5)的另一端环绕设于机壳(2)的外侧壁上，所述对风调节机构(6)设于机壳(2)的顶端，对风调节机构(6)位于机壳(2)远离叶轮(4)的一端，所述增速机(7)、发电机(8)设于机壳(2)内部，所述转向元件(9)位于支杆(1)与机壳(2)的衔接处，所述对风调节机构(6)、增速机(7)、发电机(8)和转向元件(9)之间电连接。
2.根据权利要求1所述的一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车，其特征在于：所述油冷散热机构(5)包括储油罐(51)、通油管(52)和油冷管(53)，所述储油罐(51)设于转轴(3)与叶轮(4)的衔接处，所述叶轮(4)上以圆周排布有旋转叶片(41)，所述通油管(52)的一端与储油罐(51)相连，通油管(52)的另一端分别沿竖直方向延伸，所述油冷管(53)的一端与储油罐(51)相连，油冷管(53)的另一端环绕于机壳(2)的外侧壁上。
3.根据权利要求2所述的一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车，其特征在于：所述旋转叶片(41)内部中空，旋转叶片(41)轴向开设有空腔(411)，所述空腔(411)的开口大小、形状与通油管(52)相对应。
4.根据权利要求1所述的一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车，其特征在于：所述对风调节机构(6)包括风向板(61)、盒体(62)、移动块(63)、弹簧片(64)和电子控制器(65)，所述风向板(61)以竖直方向设于机壳(2)上方，所述盒体(62)中空，盒体(62)位于风向板(61)远离叶轮(4)的一侧，所述移动块(63)的一端与风向板(61)活动转接，移动块(63)的另一端穿过盒体(62)并延伸至盒体(62)内部，所述弹簧片(64)相对设于盒体(62)的内侧壁上，弹簧片(64)位于移动块(63)两侧，所述电子控制器(65)位于盒体(62)内侧壁上，电子控制器(65)设于盒体(62)相对于移动块(63)的一侧；所述移动块(63)远离风向板(61)的一侧分别设有第一接触片(631)，所述电子控制器(65)远离盒体(62)的一侧设有第二接触片(651)，所述第一接触片(631)与第二接触片(651)对应设置；所述电子控制器(65)与转向元件(9)电连接。
5.根据权利要求4所述的一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车，其特征在于：所述移动块(63)呈T字型，移动块(63)横截面积大的一端位于盒体(62)内部，所述风向板(61)开设有通槽(611)，所述移动块(63)横截面积小的一端设有转接球(633)，所述转接球(633)穿过盒体(62)延伸至通槽(611)内部。
6.根据权利要求4所述的一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车，其特征在于：所述盒体(62)侧壁的内部设有通风管道(621)，所述移动块(63)外露于盒体(62)的一端沿轴线方向开设有引风槽(632)，所述通风管道(621)的一端通入盒体(62)内部，通风管道(621)的另一端与引风槽(632)相连通。
7.根据权利要求5所述的一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车，其特征在于：所述通槽(611)的两侧分别开设有风孔(612)，所述风孔(612)内部设有活塞(613)，所述活塞(613)远离风向板(61)的的一端设有连接杆(614)，所述连接杆(614)远离活塞(613)的一端与盒体(62)相连。
8.根据权利要求7所述的一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车，其特征在于：所述活塞(613)的轴向长度大于风孔(612)，活塞(613)的中部位置开设有若干通孔(6131)。
9.根据权利要求7所述的一种电力设备用具有节能容电功能的发电风车，其特征在于：所述连接杆(614)由软性可弯曲材料制成，连接杆(614)远离盒体(62)的一端设有可伸缩段(6141)。
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