CN113107772A - 一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及避雷装置技术领域，尤其是一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置，包括机身，所述机身上端通过螺栓固定连接设置有立柱，所述立柱上端通过所述螺栓固定连接设置有发电体，所述发电体为不导电材质，所述发电体上转动设置有向上延伸的发电轴，所述发电轴上端固定设置有左右延伸的发电转体，本发明提供的一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置，本发明针对高层建筑屋顶进行设计的风力发电机，能使用自然风进行发电，并设置有安全机构，防止风力过大烧毁发电机，同时能够有效预防并消除雷电隐患导入地底，根据尖端放电远离提前断开各线路间的连接，有效预防了各部件的损坏，保护发电机的同时能够保护建筑物及内部设备的安全。

Description

一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置
技术领域
本发明涉及避雷装置技术领域，尤其是一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置。
背景技术
电能是经济发展的基础，风能时一种洁净环保的能源，风力发电比起火力发电和核能发电具有很多优点，风力发电能作为一种替代能源。利用风力发出的电能可以向一户或几户供电，也可以并入电网提供电力，能灵活的根据需要选择发电机的大小和数量。目前桨叶式的发电机体积庞大，加工制造难度大，安装维修麻烦，而且利用风力发电的效率较低，投资较大，一直限制了风力发电的大规模推广使用。
现有技术中的风力发电机，由于没有中心点避雷装置，风力发电机的定子绕组容易被雷电冲击，存在运行不够安全的缺陷，特别在南方雷雨季节，露天风雨中潮湿的发电机绝缘电阻降低，一但雷电所至，轻则定子绕组绝缘击穿短路或轴承电弧卡死，重则引暴自燃，特别是安装于高层的风力发电机，高度比较高在使用中容易受到雷电的袭击，需要设置避雷装置，防止雷电损伤发电机组，因此有必要设计一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置改善上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置，能够克服现有技术的上述缺陷，从而提高设备的实用性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置，包括机身，所述机身上端通过螺栓固定连接设置有立柱，所述立柱上端通过所述螺栓固定连接设置有发电体，所述发电体为不导电材质，所述发电体上转动设置有向上延伸的发电轴，所述发电轴上端固定设置有左右延伸的发电转体，所述发电转体为不导电材质，所述发电转体上端固定设置有固定体，所述固定体上端固定设置有向上延伸的避雷针，所述发电转体内设置有用于风力发电的风力发电机构，所述发电体外固定设置有圆环形的接触环，所述固定体后端壁固定设置有向下延伸且始终与所述接触环抵接的弹簧片，所述接触环下端壁右侧固定设置有向下延伸的导电片，所述机身内设置有避雷腔，所述避雷腔内固定设置有氧化锌避雷器，所述导电片与所述氧化锌避雷器上端连接设置，所述氧化锌避雷器下端连接设置有向右延伸的输出导电片，所述输出导电片右端与接地电力连接设置，所述机身内位于所述避雷腔左侧设置有电磁铁腔，所述电磁铁腔下端固定设置有电磁铁，所述电磁铁引出设置有电磁铁负极和电磁铁正极，所述机身内位于所述避雷腔上侧设置有连杆腔，所述连杆腔内设置有控制所述电磁铁的开关机构，所述机身内左侧固定设置有蓄电池，所述蓄电池上端设置有蓄电池输入负极和蓄电池输入正极，所述蓄电池输入负极与所述发电机电路连接设置，所述发电机向下电路连接设置有发电机正极，所述电池输出正极向右设置有电池输出正极，所述蓄电池向右电路设置有位于所述电池输出正极下侧的输出负极，所述电磁铁腔内设置有控制所述发电机与所述蓄电池间和所述蓄电池与外界间的电路连接与断开的电路连接机构。
进一步地，所述风力发电机构包括所述发电转体内设置的锥齿腔，所述发电转体内位于所述锥齿腔左侧设置有安全腔，所述锥齿腔与所述安全腔间转动设置有向左延伸至所述发电转体左端壁的风力轴，所述风力轴左端固定设置有风力头，所述风力头上圆周阵列固定设置有四个扇叶，所述安全腔内设置有控制所述风力轴转速的安全机构，所述风力轴右端固定设置有扇叶锥齿轮，所述发电体内固定设置有发电机，所述发电机向上动力设置有延伸至所述锥齿腔内的发电机轴，所述发电机轴上端固定设置有与所述扇叶锥齿轮啮合的电机锥齿轮。
进一步地，所述开关机构包括所述连杆腔前后端壁间转动设置的前后延伸的连杆轴，所述连杆轴上固定设置有上下延伸的连杆，所述连杆右端壁下侧固定设置有带有负电荷的电荷块，所述连杆腔组颇有端壁间左右对称固定设置有开关负极触点，所述连杆腔左右端壁间位于所述开关负极触点下侧左右对称固定设置有开关正极触点，所述开关正极触点向外连接设置有开关正极导线，两所述开关正极导线合并连接设置有开关输出，所述开关输出与所述电磁铁正极连接设置，所述开关负极触点向外接通设置有开关负极导线，两所述开关负极导线合并连接设置有开关输入，所述开关输入与所述电池输出正极连接设置，所述电磁铁负极与所述输出负极连接设置，所述连杆左右端壁左右对称固定设置有与所述开关负极触点和所述开关正极触点抵接并使其电力连接的开关导电片。
进一步地，所述电路连接机构包括所述电磁铁腔左右端壁间上下左右对称固定设置的四个滑体触点，左上侧所述滑体触点与所述发电机正极连接设置，左下侧所述滑体触点与所述蓄电池输入正极连接设置，右上侧所述滑体触点与所述输出正极连接设置，右下侧所述滑体触点与所述电池输出正极连接设置，所述电磁铁腔内上下滑动设置有滑块，所述电磁铁腔上端壁固定设置有向下延伸的气弹簧，所述气弹簧下端与所述滑块固定连接设置，所述滑块左右端壁间固定设置有与所述滑体触点抵接的导电滑块，所述导电滑块为导电材质，所述滑块下端固定设置有永磁铁。
进一步地，所述安全机构包括所述风力轴位于所述安全腔内圆周阵列设置的开口向外的四个滑杆腔，所述滑杆腔内径向滑动设置有径向延伸的滑杆，所述滑杆上固定设置有配重，所述滑杆远离对称中心端壁固定设置有圆弧形的摩擦片，所述摩擦片可与所述安全腔端壁间抵接。
本发明的有益效果：本发明提供的一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置，本发明针对高层建筑屋顶进行设计的风力发电机，能使用自然风进行发电，并设置有安全机构，防止风力过大烧毁发电机，同时能够有效预防并消除雷电隐患导入地底，根据尖端放电远离提前断开各线路间的连接，有效预防了各部件的损坏，保护发电机的同时能够保护建筑物及内部设备的安全。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置整体结构示意图。
图2是图1中A-A的结构示意图。
图3是图1中B-B的结构示意图。
图4是图1中C的放大结构示意图。
图5是图1中D的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1-5对本发明进行详细说明，其中，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。
结合附图1-5所述的一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置，包括机身10，所述机身10上端通过螺栓21固定连接设置有立柱19，所述立柱19上端通过所述螺栓21固定连接设置有发电体70，所述发电体70为不导电材质，所述发电体70上转动设置有向上延伸的发电轴24，所述发电轴24上端固定设置有左右延伸的发电转体33，所述发电转体33为不导电材质，所述发电转体33上端固定设置有固定体29，所述固定体29上端固定设置有向上延伸的避雷针28，所述发电转体33内设置有用于风力发电的风力发电机构100，所述发电体70外固定设置有圆环形的接触环34，所述固定体29后端壁固定设置有向下延伸且始终与所述接触环34抵接的弹簧片44，所述接触环34下端壁右侧固定设置有向下延伸的导电片35，所述机身10内设置有避雷腔41，所述避雷腔41内固定设置有氧化锌避雷器40，所述导电片35与所述氧化锌避雷器40上端连接设置，所述氧化锌避雷器40下端连接设置有向右延伸的输出导电片42，所述输出导电片42右端与接地43电力连接设置，所述机身10内位于所述避雷腔41左侧设置有电磁铁腔58，所述电磁铁腔58下端固定设置有电磁铁57，所述电磁铁57引出设置有电磁铁负极15和电磁铁正极16，所述机身10内位于所述避雷腔41上侧设置有连杆腔37，所述连杆腔37内设置有控制所述电磁铁57的开关机构200，所述机身10内左侧固定设置有蓄电池14，所述蓄电池14上端设置有蓄电池输入负极20和蓄电池输入正极17，所述蓄电池输入负极20与所述发电机22电路连接设置，所述发电机22向下电路连接设置有发电机正极18，所述电池输出正极13向右设置有电池输出正极13，所述蓄电池14向右电路设置有位于所述电池输出正极13下侧的输出负极11，所述电磁铁腔58内设置有控制所述发电机22与所述蓄电池14间和所述蓄电池14与外界间的电路连接与断开的电路连接机构300。
有益地，所述风力发电机构100包括所述发电转体33内设置的锥齿腔30，所述发电转体33内位于所述锥齿腔30左侧设置有安全腔26，所述锥齿腔30与所述安全腔26间转动设置有向左延伸至所述发电转体33左端壁的风力轴25，所述风力轴25左端固定设置有风力头27，所述风力头27上圆周阵列固定设置有四个扇叶71，所述安全腔26内设置有控制所述风力轴25转速的安全机构400，所述风力轴25右端固定设置有扇叶锥齿轮31，所述发电体70内固定设置有发电机22，所述发电机22向上动力设置有延伸至所述锥齿腔30内的发电机轴23，所述发电机轴23上端固定设置有与所述扇叶锥齿轮31啮合的电机锥齿轮32。
有益地，所述开关机构200包括所述连杆腔37前后端壁间转动设置的前后延伸的连杆轴36，所述连杆轴36上固定设置有上下延伸的连杆38，所述连杆38右端壁下侧固定设置有带有负电荷的电荷块39，所述连杆腔37组颇有端壁间左右对称固定设置有开关负极触点52，所述连杆腔37左右端壁间位于所述开关负极触点52下侧左右对称固定设置有开关正极触点53，所述开关正极触点53向外连接设置有开关正极导线51，两所述开关正极导线51合并连接设置有开关输出56，所述开关输出56与所述电磁铁正极16连接设置，所述开关负极触点52向外接通设置有开关负极导线50，两所述开关负极导线50合并连接设置有开关输入55，所述开关输入55与所述电池输出正极13连接设置，所述电磁铁负极15与所述输出负极11连接设置，所述连杆38左右端壁左右对称固定设置有与所述开关负极触点52和所述开关正极触点53抵接并使其电力连接的开关导电片54。
有益地，所述电路连接机构300包括所述电磁铁腔58左右端壁间上下左右对称固定设置的四个滑体触点62，左上侧所述滑体触点62与所述发电机正极18连接设置，左下侧所述滑体触点62与所述蓄电池输入正极17连接设置，右上侧所述滑体触点62与所述输出正极12连接设置，右下侧所述滑体触点62与所述电池输出正极13连接设置，所述电磁铁腔58内上下滑动设置有滑块60，所述电磁铁腔58上端壁固定设置有向下延伸的气弹簧63，所述气弹簧63下端与所述滑块60固定连接设置，所述滑块60左右端壁间固定设置有与所述滑体触点62抵接的导电滑块61，所述导电滑块61为导电材质，所述滑块60下端固定设置有永磁铁59。
有益地，所述安全机构400包括所述风力轴25位于所述安全腔26内圆周阵列设置的开口向外的四个滑杆腔48，所述滑杆腔48内径向滑动设置有径向延伸的滑杆46，所述滑杆46上固定设置有配重47，所述滑杆46远离对称中心端壁固定设置有圆弧形的摩擦片45，所述摩擦片45可与所述安全腔26端壁间抵接。
本实施例所述固定连接方法包括但不限于螺栓固定、焊接等方法。
如图1-5所示，本发明整个装置的机械动作的顺序：
风力发电工作过程：风力吹动所述扇叶71带动所述风力头27转动，从而带动所述风力轴25转动，从而带动所述扇叶锥齿轮31转动，从而带动所述电机锥齿轮32转动，从而，带动所述发电机轴23转动，从而带动所述发电机22发电并存储在所述蓄电池14内，当风力过大时，所述风力轴25转速过快，带动所述滑杆46远离阵列中心侧移动使所述摩擦片45与所述安全腔26端壁抵接增大摩擦力从而限制所述风力轴25转速防止所述发电机22过热造成设备损坏。
避雷工作过程：当遇见雷雨天气时，空气中聚集了大量电荷，根据所述避雷针28的尖端放电原理，所述避雷针28上端聚集了大量的与空气中相反的电荷，从而所述导电片35下侧则反应出与所述避雷针28上端相反电荷现象，根据电荷相斥原理推动或吸引所述电荷块39，从而带动所述连杆38转动，从而带动所述开关导电片54与所述开关负极触点52和所述开关正极触点53抵接，从而使所述电磁铁57带电产生磁性，从而喜迎所述永磁铁59向下移动，从而带动所述滑块60带动所述导电滑块61向下移动，从而使所述导电滑块61与所述滑体触点62脱离抵接，从而所述发电机正极18和所述蓄电池输入正极17断开连接，从而使所述发电机22与所述蓄电池14断开连接防止损坏所述发电机22，同时所述输出正极12和所述电池输出正极13断开连接，从而使所述蓄电池14与外界用电设备断开连接从而保护所述蓄电池14安全，当空气中与所述避雷针28的电荷到达一定量后产生雷电击穿所述氧化锌避雷器40向下排入地底，所述滑块60在所述气弹簧63作用下缓慢回升进行复位。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置，包括机身，其特征在于：所述机身上端通过螺栓固定连接设置有立柱，所述立柱上端通过所述螺栓固定连接设置有发电体，所述发电体为不导电材质，所述发电体上转动设置有向上延伸的发电轴，所述发电轴上端固定设置有左右延伸的发电转体，所述发电转体为不导电材质，所述发电转体上端固定设置有固定体，所述固定体上端固定设置有向上延伸的避雷针，所述发电转体内设置有用于风力发电的风力发电机构，所述发电体外固定设置有圆环形的接触环，所述固定体后端壁固定设置有向下延伸且始终与所述接触环抵接的弹簧片，所述接触环下端壁右侧固定设置有向下延伸的导电片，所述机身内设置有避雷腔，所述避雷腔内固定设置有氧化锌避雷器，所述导电片与所述氧化锌避雷器上端连接设置，所述氧化锌避雷器下端连接设置有向右延伸的输出导电片，所述输出导电片右端与接地电力连接设置，所述机身内位于所述避雷腔左侧设置有电磁铁腔，所述电磁铁腔下端固定设置有电磁铁，所述电磁铁引出设置有电磁铁负极和电磁铁正极，所述机身内位于所述避雷腔上侧设置有连杆腔，所述连杆腔内设置有控制所述电磁铁的开关机构，所述机身内左侧固定设置有蓄电池，所述蓄电池上端设置有蓄电池输入负极和蓄电池输入正极，所述蓄电池输入负极与所述发电机电路连接设置，所述发电机向下电路连接设置有发电机正极，所述电池输出正极向右设置有电池输出正极，所述蓄电池向右电路设置有位于所述电池输出正极下侧的输出负极，所述电磁铁腔内设置有控制所述发电机与所述蓄电池间和所述蓄电池与外界间的电路连接与断开的电路连接机构。
2.如权利要求1所述一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置，其特征在于：所述风力发电机构包括所述发电转体内设置的锥齿腔，所述发电转体内位于所述锥齿腔左侧设置有安全腔，所述锥齿腔与所述安全腔间转动设置有向左延伸至所述发电转体左端壁的风力轴，所述风力轴左端固定设置有风力头，所述风力头上圆周阵列固定设置有四个扇叶，所述安全腔内设置有控制所述风力轴转速的安全机构，所述风力轴右端固定设置有扇叶锥齿轮，所述发电体内固定设置有发电机，所述发电机向上动力设置有延伸至所述锥齿腔内的发电机轴，所述发电机轴上端固定设置有与所述扇叶锥齿轮啮合的电机锥齿轮。
3.如权利要求1所述一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置，其特征在于：所述开关机构包括所述连杆腔前后端壁间转动设置的前后延伸的连杆轴，所述连杆轴上固定设置有上下延伸的连杆，所述连杆右端壁下侧固定设置有带有负电荷的电荷块，所述连杆腔组颇有端壁间左右对称固定设置有开关负极触点，所述连杆腔左右端壁间位于所述开关负极触点下侧左右对称固定设置有开关正极触点，所述开关正极触点向外连接设置有开关正极导线，两所述开关正极导线合并连接设置有开关输出，所述开关输出与所述电磁铁正极连接设置，所述开关负极触点向外接通设置有开关负极导线，两所述开关负极导线合并连接设置有开关输入，所述开关输入与所述电池输出正极连接设置，所述电磁铁负极与所述输出负极连接设置，所述连杆左右端壁左右对称固定设置有与所述开关负极触点和所述开关正极触点抵接并使其电力连接的开关导电片。
4.如权利要求1所述一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置，其特征在于：所述电路连接机构包括所述电磁铁腔左右端壁间上下左右对称固定设置的四个滑体触点，左上侧所述滑体触点与所述发电机正极连接设置，左下侧所述滑体触点与所述蓄电池输入正极连接设置，右上侧所述滑体触点与所述输出正极连接设置，右下侧所述滑体触点与所述电池输出正极连接设置，所述电磁铁腔内上下滑动设置有滑块，所述电磁铁腔上端壁固定设置有向下延伸的气弹簧，所述气弹簧下端与所述滑块固定连接设置，所述滑块左右端壁间固定设置有与所述滑体触点抵接的导电滑块，所述导电滑块为导电材质，所述滑块下端固定设置有永磁铁。
5.如权利要求1所述一种便于安装的高层风力发电安全避雷装置，其特征在于：所述安全机构包括所述风力轴位于所述安全腔内圆周阵列设置的开口向外的四个滑杆腔，所述滑杆腔内径向滑动设置有径向延伸的滑杆，所述滑杆上固定设置有配重，所述滑杆远离对称中心端壁固定设置有圆弧形的摩擦片，所述摩擦片可与所述安全腔端壁间抵接。
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