CN113236486B - 风机朝向调节机构及风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明具体公开一种风机朝向调节机构及风力发电装置。本发明的风机朝向调节机构包括连接架、套筒、连接环、第一转轴、驱动扇、第一接触片、第二接触片、触发组件、调节组件和卡板，连接架固定设置在风力发电机的支架上，第一转轴的端部与驱动扇固定连接，第一接触片与连接环的内壁固定连接，第二接触片与第一转轴的外侧壁固定连接，第一接触片与触发组件电连接，第二接触片与电源模块电连接，触发组件与套筒固定连接，调节组件与连接架固定连接，卡板与机尾固定连接，触发组件用于触发启动调节组件动作，调节组件用于驱使卡板相对风力发电机的支架转动。本发明的风机朝向调节机构能够减少风力发电机发电功率过载和发电效率不均衡的现象。

Description

风机朝向调节机构及风力发电装置

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风机朝向调节机构及风力发电装置。

背景技术

风是一种没有公害的能源，通过机组将风能转换成电能，再通过电源模块来储蓄电能，以进行供电。利用风力发电非常环保，且能够产生的电能非常巨大，因此越来越多的国家更加重视风力发电。

然而在一些多风的季节，或者风力比较大的时候，风力发电机的电源模块可能会处于饱和甚至出现过载的现象，导致风力发电机损坏。并且在风量较大的时候，风力发电机容易失去控制，从而会出现发电功率过载和发电效率不均衡的后果，影响发电质量。

发明内容

本发明实施例的一个目的在于，提供一种风机朝向调节机构，其能够避免风力发电机发电过载和发电不均衡。

本发明实施例的另一个目的在于，提供一种风力发电装置，其发电系哦啊率均衡，发电质量高。

为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：

第一方面，提供一种风机朝向调节机构，包括连接架、套筒、连接环、第一转轴、驱动扇、第一接触片、第二接触片、触发组件、调节组件和卡板，所述连接架固定设置在风力发电机的支架上，所述套筒套设在所述连接架上，所述连接环与所述套筒固定设置，所述第一转轴的端部与所述驱动扇固定连接，所述第一转轴与所述连接环可转动连接，所述第一接触片与所述连接环的内壁固定连接，所述第二接触片与所述第一转轴的外侧壁固定连接，所述第一接触片与所述触发组件电连接，所述第二接触片与电源模块电连接，所述触发组件与所述套筒固定连接，所述调节组件与所述连接架固定连接，所述卡板与所述风力发电机的机尾固定连接，所述驱动扇能够被风力驱动而带动所述第一转轴转动，以驱使所述第一接触片和所述第二接触片间歇性电连接而触发所述触发组件动作，所述触发组件用于触发启动所述调节组件动作，所述调节组件用于驱使所述卡板相对所述风力发电机的支架转动。

作为风机朝向调节机构的一种优选方案，所述触发组件包括连接管、伸缩气囊、气泵、导气管、接触环、第三接触片和导线，所述连接管的端部固定设置在所述套筒上，所述连接管的内腔容纳有所述伸缩气囊，所述气泵和所述导气管设置在所述连接管的外侧，所述第一接触片与所述气泵电连接，所述导气管连通设置在所述气泵和所述伸缩气囊之间，所述伸缩气囊的端部设置有接触环，所述接触环与电源模块电连接，所述第三接触片固定设置在所述连接管的内腔壁上，所述第三接触片与所述调节组件通过所述导线电连接，所述伸缩气囊的端部能够相对所述连接管的内腔壁移动。

作为风机朝向调节机构的一种优选方案，所述伸缩气囊上贯穿设置有多个通孔，所述通孔连通所述伸缩气囊的囊壁内外两侧。

作为风机朝向调节机构的一种优选方案，所述触发组件还包括复位弹簧，所述复位弹簧始终具有驱使所述伸缩气囊的端部远离所述第三接触片的趋势。

作为风机朝向调节机构的一种优选方案，还包括复位杆、端帽和限位弹簧，所述连接环贯穿设置有限位孔，所述限位孔容纳有所述复位杆，所述端帽固定设置在所述复位杆的端部，所述限位弹簧设置在所述端帽与所述连接环之间，所述限位弹簧始终具有驱使所述复位杆向所述第一转轴靠近的趋势。

作为风机朝向调节机构的一种优选方案，在所述第一接触片和所述第二接触片间隔设置时的位置，所述驱动扇的重心设置在背离所述第一转轴且偏离所述第一转轴的中心轴线的一侧。

作为风机朝向调节机构的一种优选方案，所述调节组件包括电机、第二转轴和旋转杆，所述触发组件与所述电机电连接，所述电机的输出轴与所述第二转轴固定连接，所述旋转杆与所述第二转轴的侧壁固定连接，所述旋转杆能够与所述卡板抵接。

作为风机朝向调节机构的一种优选方案，所述调节组件还包括卡架和导轮，所述卡架设置在所述旋转杆背离所述第二转轴的端部，所述导轮可转动设置在所述卡架上，所述导轮能够与所述卡板抵接。

作为风机朝向调节机构的一种优选方案，还包括尾舵，所述尾舵设置在所述套筒背离所述驱动扇的一侧，所述尾舵与所述触发组件固定连接，所述套筒和所述连接架可转动设置。

第二方面，提供一种风力发电装置，包括风力发电机，及所述风机朝向调节机构，所述风机朝向调节机构的连接架设置在所述风力发电机的支架上，所述风机朝向调节机构的卡板与所述风力发电机的机尾固定连接，所述风机朝向调节机构的第二接触片与所述风力发电机的电源模块电连接。

本发明实施例的有益效果为：

通过设置连接架、套筒、连接环、第一转轴、驱动扇、第一接触片、第二接触片、触发组件、调节组件和卡板来形成风机朝向调节机构，其中，连接架固定设置在风力发电机的支架上，套筒套设在连接架上，连接环与套筒固定设置，第一转轴的端部与驱动扇固定连接，第一转轴与连接环可转动连接，在自然风吹向驱动扇时，驱动扇能够被驱使转动。第一接触片与连接环的内壁固定连接，第二接触片与第一转轴的外侧壁固定连接，第一接触片与触发组件电连接，第二接触片与电源模块电连接，在第一接触片与第二接触片抵接后，能够连通触发组件与电源模块的电路，由电源模块向触发组件提供电能。另外，触发组件与套筒固定连接，调节组件与连接架固定连接，卡板与风力发电机的机尾固定连接，触发组件用于触发启动调节组件动作，调节组件动作时能够驱使卡板相对风力发电机的支架转动。也就是说，驱动扇能够被风力驱动而带动第一转轴转动，再驱使第一接触片和第二接触片间歇性电连接而触发触发组件动作，触发组件动作时能够触发启动调节组件动作，进而通过调节组件驱使卡板相对风力发电机的支架转动，使得风力发电机的扇叶与当前风向呈角度设置，能够减少风力发电机的扇叶的转动速度，以达到降低风力发电机的发电量的目的，从而对风力过强时的发电量进行控制，避免储电的电源模块过载，对风力发电机进行保护。因此，本发明实施例的风机朝向调节机构能够减少风力发电机发电功率过载和发电效率不均衡的现象。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明一实施例提供的风力发电装置的结构示意图。

图2为本发明一实施例提供的风机朝向调节机构的局部结构示意图。

图3为本发明另一实施例提供的风机朝向调节机构的局部结构示意图。

图4为本发明图1实施例中A处的局部放大图。

图中：

1、风机朝向调节机构；11、连接架；12、套筒；13、连接环；141、第一转轴；142、驱动扇；143、第一接触片；144、第二接触片；145、复位杆；146、端帽；147、限位弹簧；15、触发组件；151、连接管；152、伸缩气囊；1521、通孔；153、气泵；154、导气管；155、接触环；156、第三接触片；157、导线；158、复位弹簧；16、调节组件；161、电机；162、第二转轴；163、旋转杆；164、卡架；165、导轮；17、卡板；18、尾舵；19、推板；

2、风力发电机；21、支架；22、扇叶；23、机尾。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参考图1至图3，本发明实施例提供一种风机朝向调节机构1，包括连接架11、套筒12、连接环13、第一转轴141、驱动扇142、第一接触片143、第二接触片144、触发组件15、调节组件16和卡板17，连接架11固定设置在风力发电机2的支架21上，套筒12套设在连接架11上，连接环13与套筒12固定设置，第一转轴141的端部与驱动扇142固定连接，第一转轴141与连接环13可转动连接，第一接触片143与连接环13的内壁固定连接，第二接触片144与第一转轴141的外侧壁固定连接，第一接触片143与触发组件15电连接，第二接触片144与电源模块电连接，触发组件15与套筒12固定连接，调节组件16与连接架11固定连接，卡板17与风力发电机2的机尾23固定连接，驱动扇142能够被风力驱动而带动第一转轴141转动，以驱使第一接触片143和第二接触片144间歇性电连接而触发触发组件15动作，触发组件15用于触发启动调节组件16动作，调节组件16用于驱使卡板17相对风力发电机2的支架21转动。

本发明实施例通过设置连接架11、套筒12、连接环13、第一转轴141、驱动扇142、第一接触片143、第二接触片144、触发组件15、调节组件16和卡板17来形成风机朝向调节机构1，其中，连接架11固定设置在风力发电机2的支架21上，套筒12套设在连接架11上，连接环13与套筒12固定设置，第一转轴141的端部与驱动扇142固定连接，第一转轴141与连接环13可转动连接，在自然风吹向驱动扇142时，驱动扇142能够被驱使转动。参考图2，第一接触片143与连接环13的内壁固定连接，第二接触片144与第一转轴141的外侧壁固定连接，第一接触片143与触发组件15电连接，第二接触片144与电源模块电连接，在第一接触片143与第二接触片144抵接后，能够连通触发组件15与电源模块的电路，由电源模块向触发组件15提供电能。

另外，触发组件15与套筒12固定连接，调节组件16与连接架11固定连接，卡板17与风力发电机2的机尾23固定连接，触发组件15用于触发启动调节组件16动作，调节组件16动作时能够驱使卡板17相对风力发电机2的支架21转动。也就是说，驱动扇142能够被风力驱动而带动第一转轴141转动，再驱使第一接触片143和第二接触片144间歇性电连接而触发触发组件15动作，触发组件15动作时能够触发启动调节组件16动作，进而通过调节组件16驱使卡板17相对风力发电机2的支架21转动，使得风力发电机2的扇叶22与当前风向呈角度设置，能够减少风力发电机2的扇叶22的转动速度，以达到降低风力发电机2的发电量的目的，从而对风力过强时的发电量进行控制，避免储电的电源模块过载，对风力发电机2进行保护。

在一个实施例中，参考图1和图4，触发组件15包括连接管151、伸缩气囊152、气泵153、导气管154、接触环155、第三接触片156和导线157，其中，连接管151的端部固定设置在套筒12上，连接管151的内腔容纳有伸缩气囊152，气泵153和导气管154设置在连接管151的外侧，第一接触片143与气泵153电连接，导气管154连通设置在气泵153和伸缩气囊152之间，伸缩气囊152的端部设置有接触环155，接触环155与电源模块电连接，第三接触片156固定设置在连接管151的内腔壁上，第三接触片156与调节组件16通过导线157电连接。当第一接触片143和第二接触片144电连接时，本实施例的气泵153被触发动作，通过气泵153向伸缩气囊152充气或放气，伸缩气囊152的端部能够相对连接管151的内腔壁移动，从而驱使第三接触片156和接触环155电连接或间隔设置，在第三接触片156和接触环155电连接时，能够驱使调节组件16动作。

进一步地，参考图4，伸缩气囊152上贯穿设置有多个通孔1521，通孔1521连通伸缩气囊152的囊壁内外两侧，通过设置通孔1521，能够控制伸缩气囊152的膨胀效率。在当前环境的风力较弱时，即使驱动扇142转动而驱使第一接触片143和第二接触片144间歇性电连接，气泵153的间歇性工作对伸缩气囊152充的气将从通孔1521泄出，避免在弱风环境下伸缩气囊152膨胀而触发调节组件16动作。在当前环境的风力较强时，驱动扇142的转动频率较大，使得单位时间内气泵153的工作时长变多，能够增大气泵153对伸缩气囊152的充气效率，此时伸缩气囊152的充气速率大于通孔1521的泄气速率，伸缩气囊152能够膨胀而驱使端部的接触环155向第三接触片156移动，在强风环境下驱使调节组件16改变风力发电机2的扇叶22朝向而减少发电量。本实施例伸缩气囊152的通孔1521一方面能够提高对不同风力强度环境时触发组件15对调节组件16的触发精确性，另一方面也能够自行自动泄气，省去气泵153的反向吸气或手动放气等泄气操作。

更进一步地，继续参考图4，触发组件15还包括复位弹簧158，复位弹簧158始终具有驱使伸缩气囊152的端部远离第三接触片156的趋势，同样能够减少弱风环境下气泵153对伸缩气囊152的充气效率，也能够辅助伸缩气囊152泄气，减少触发组件15触发调节组件16动作的误操作。

在另一个实施例中，参考图1，本发明实施例的风机朝向调节机构1还包括复位杆145、端帽146和限位弹簧147，连接环13贯穿设置有限位孔，限位孔容纳有复位杆145，端帽146固定设置在复位杆145的端部，限位弹簧147设置在端帽146与连接环13之间，限位弹簧147始终具有驱使复位杆145向第一转轴141靠近的趋势。利用复位杆145与第一转轴141之间的摩擦，能够减缓驱动扇142的转送速度，在弱风环境下，能够减缓驱动扇142被驱使转动。

优选地，在第一接触片143和第二接触片144间隔设置时的位置，第一转轴141朝向复位杆145的一侧设置有凹槽，复位杆145能够与凹槽抵接，从而减弱甚至限制第一转轴141的转动，在当前环境无风时，能够避免第一接触片143和第二接触片144电连接而误触发触发组件15动作。

特别地，在第一接触片143和第二接触片144间隔设置的位置时，驱动扇142的重心设置在背离第一转轴141且偏离第一转轴141的中心轴线的一侧。在当前环境为弱风或无风时，在重力作用下，驱动扇142重心位置保持在第一转轴141下方，使得第一接触片143和第二接触片144保持间隔设置，也能够避免第一接触片143和第二接触片144电连接而误触发触发组件15动作。

另外，参考图1，调节组件16包括电机161、第二转轴162和旋转杆163，触发组件15与电机161电连接，在触发组件15被触发动作时，电机161被启动动作，而电机161的输出轴与第二转轴162固定连接，旋转杆163与第二转轴162的侧壁固定连接，旋转杆163能够与卡板17抵接，使得旋转杆163能够被电机161的输出轴驱使转动，从而驱使与卡板17固定连接的风力发电机2的扇叶22朝向偏转。

进一步地，参考图1和图3，调节组件16还包括卡架164和导轮165，卡架164设置在旋转杆163背离第二转轴162的端部，导轮165可转动设置在卡架164上，导轮165能够与卡板17抵接。通过导轮165来与卡板17抵接，将调节机构与卡架164的滑动摩擦替换成滚动摩擦，能够避免旋转杆163与卡板17卡滞而损坏风力发电机2，也便于风力发电机2的复位和旋转杆163的复位。

更进一步地，参考图3，本发明实施例的风机朝向调节机构1还包括推板19，推板19设置在卡架164的外侧，卡架164包裹风力发电机2的机尾23，导轮165与推板19抵接，根据杠杆原理，通过设置推板19能够延长驱使风力发电机2转动的力臂，起到省力的作用。

可选地，参考图1，本发明实施例的风机朝向调节机构1还包括尾舵18，尾舵18设置在套筒12背离驱动扇142的一侧，尾舵18与触发组件15固定连接，套筒12和连接架11可转动设置，在风向改变时，尾舵18受风力作用而带动套筒12转动至风阻最小的位置，此时驱动扇142能够正对风向，使得本实施例的驱动扇142也能够跟随风向改变而改变朝向，及时应对强风环境而减弱风力发电机2的发电量。

参考图1，本发明实施例还提供一种风力发电装置，包括风力发电机2，及上述任一项实施例的风机朝向调节机构1，风机朝向调节机构1的连接架11设置在风力发电机2的支架21上，风机朝向调节机构1的卡板17与风力发电机2的机尾23固定连接，风机朝向调节机构1的第二接触片144与风力发电机2的电源模块电连接。本实施例中的风机朝向调节机构1可以与上述实施例的风机朝向调节机构1拥有同样的结构及达到同样的效果，本实施例不再赘述。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种风机朝向调节机构，其特征在于，包括连接架、套筒、连接环、第一转轴、驱动扇、第一接触片、第二接触片、触发组件、调节组件和卡板，所述连接架固定设置在风力发电机的支架上，所述套筒套设在所述连接架上，所述连接环与所述套筒固定设置，所述第一转轴的端部与所述驱动扇固定连接，所述第一转轴与所述连接环可转动连接，所述第一接触片与所述连接环的内壁固定连接，所述第二接触片与所述第一转轴的外侧壁固定连接，所述第一接触片与所述触发组件电连接，所述第二接触片与电源模块电连接，所述触发组件与所述套筒固定连接，所述触发组件包括连接管、伸缩气囊、气泵、导气管、接触环、第三接触片和导线，所述连接管的端部固定设置在所述套筒上，所述连接管的内腔容纳有所述伸缩气囊，所述气泵和所述导气管设置在所述连接管的外侧，所述第一接触片与所述气泵电连接，所述导气管连通设置在所述气泵和所述伸缩气囊之间，所述伸缩气囊的端部设置有接触环，所述接触环与电源模块电连接，所述第三接触片固定设置在所述连接管的内腔壁上，所述第三接触片与所述调节组件通过所述导线电连接，所述伸缩气囊的端部能够相对所述连接管的内腔壁移动，所述伸缩气囊上贯穿设置有多个通孔，所述通孔连通所述伸缩气囊的囊壁内外两侧，所述调节组件与所述连接架固定连接，所述卡板与所述风力发电机的机尾固定连接，所述驱动扇能够被风力驱动而带动所述第一转轴转动，以驱使所述第一接触片和所述第二接触片间歇性电连接而触发所述触发组件动作，所述触发组件用于触发启动所述调节组件动作，所述调节组件用于驱使所述卡板相对所述风力发电机的支架转动。

2.根据权利要求1所述的风机朝向调节机构，其特征在于，所述触发组件还包括复位弹簧，所述复位弹簧始终具有驱使所述伸缩气囊的端部远离所述第三接触片的趋势。

3.根据权利要求1所述的风机朝向调节机构，其特征在于，还包括复位杆、端帽和限位弹簧，所述连接环贯穿设置有限位孔，所述限位孔容纳有所述复位杆，所述端帽固定设置在所述复位杆的端部，所述限位弹簧设置在所述端帽与所述连接环之间，所述限位弹簧始终具有驱使所述复位杆向所述第一转轴靠近的趋势。

4.根据权利要求1所述的风机朝向调节机构，其特征在于，在所述第一接触片和所述第二接触片间隔设置时的位置，所述驱动扇的重心设置在背离所述第一转轴且偏离所述第一转轴的中心轴线的一侧。

5.根据权利要求1所述的风机朝向调节机构，其特征在于，所述调节组件包括电机、第二转轴和旋转杆，所述触发组件与所述电机电连接，所述电机的输出轴与所述第二转轴固定连接，所述旋转杆与所述第二转轴的侧壁固定连接，所述旋转杆能够与所述卡板抵接。

6.根据权利要求5所述的风机朝向调节机构，其特征在于，所述调节组件还包括卡架和导轮，所述卡架设置在所述旋转杆背离所述第二转轴的端部，所述导轮可转动设置在所述卡架上，所述导轮能够与所述卡板抵接。

7.根据权利要求1所述的风机朝向调节机构，其特征在于，还包括尾舵，所述尾舵设置在所述套筒背离所述驱动扇的一侧，所述尾舵与所述触发组件固定连接，所述套筒和所述连接架可转动设置。

8.一种风力发电装置，其特征在于，包括风力发电机，及权利要求1至7任一项所述的风机朝向调节机构，所述风机朝向调节机构的连接架设置在所述风力发电机的支架上，所述风机朝向调节机构的卡板与所述风力发电机的机尾固定连接，所述风机朝向调节机构的第二接触片与所述风力发电机的电源模块电连接。

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