CN113279911A - 一种悬浮式风力发电设备 - Google Patents
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Abstract
一种悬浮式风力发电设备，基座中部安装有传动杆，传动杆下端通过轴承座与基座之间转动连接，其上端转动连接上磁铁；在上磁铁与轴承座之间的传动杆上，还依次安装扇叶和下磁铁；扇叶固定安装于传动杆上；下磁铁为横向设置的磁铁棒，其水平两端关于传动杆对称，且均设有齿轮面；以下磁铁的长度为直径，以传动杆为圆心，多个柱形齿轮沿所述虚拟圆周等间距布置，磁铁棒两端的齿轮面与柱形齿轮啮合配合；柱形齿轮的下端与设置于其下方的发电机转子连接；在下磁铁下方的基座上安装与其相斥的底部磁铁；支架上端通过横向延伸段连接顶上磁铁，顶上磁铁位于上磁铁的正上方，二者间相吸。该设备能提高发电效率，延长使用寿命，提高风能利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种悬浮式风力发电设备，属于风力发电技术领域。
背景技术
风能作为可再生、安全高效的可再生清洁能源，利用风力进行发电不仅有助于缓解能源短缺的问题，也有助于国家推动低碳、节约、环保型经济发展战略的实现。
现有的风力发电机使用过程中，轴承和转轴之间存在摩擦与磨损，设备维护费用高，使用寿命短；机械能损耗大，发电效率低；启动风速要求高，风能利用率低。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种悬浮式风力发电设备，该发电设备能够避免轴承和转轴之间的摩擦与磨损，提高发电效率；减少维护费用、延长使用寿命；提高风能利用率。
为了实现上述目的，本发明提供一种悬浮式风力发电设备，包括基座和连接于基座一侧的支架，基座中部安装有传动杆，传动杆的下端通过轴承座与基座之间转动连接，其上端安装有上磁铁，上磁铁与传动杆之间为转动连接；在上磁铁与轴承座之间的传动杆上，从上至下还依次安装有扇叶和下磁铁；
扇叶固定安装于传动杆上，其两侧关于传动杆对称；下磁铁为横向设置的磁铁棒，其水平两端关于传动杆对称，且均设有齿轮面；
以下磁铁的长度为直径，以传动杆为圆心，在基座上形成一个虚拟圆周，多个柱形齿轮沿所述虚拟圆周等间距布置，磁铁棒两端的齿轮面与柱形齿轮啮合配合；
柱形齿轮的下端与设置于其下方的发电机转子连接；
在下磁铁正下方的基座上安装有与其相斥的底部磁铁；
支架的高度大于传动杆的高度，支架上端通过横向延伸段一连接有顶上磁铁，顶上磁铁位于上磁铁的正上方，且二者之间相吸。
进一步地，所述的支架为伸缩支架，包括伸缩杆体，伸缩杆体下端与电气箱连接，中部设有伸缩控制机构，所述电气箱包括为伸缩机构供电的蓄电池，蓄电池与变压器连接，电气箱底部设有接地线；所述伸缩控制机构包括升降机和用于控制升降机的伸缩控制器；伸缩杆体上端的横向延伸段一下方还设有横向延伸段二，横向延伸段二的自由端与上磁铁连接；支架下部与基座连接。
进一步地，所述的顶上磁铁上端还设有避雷针和警报器。
进一步地，所述的上磁铁和顶上磁铁均为空心磁铁。
进一步地，所述的柱形齿轮设有八组。
本发明通过在传动杆上端安装有上磁铁，上磁铁与传动杆之间为转动连接，在上磁铁与轴承座之间的传动杆上，从上至下还依次安装扇叶和下磁铁，扇叶固定安装于传动杆上，其两侧关于传动杆对称，下磁铁水平两端关于传动杆对称，且均设有齿轮面，以下磁铁的长度为直径，以传动杆为圆心，在基座上形成一个虚拟圆周，多个柱形齿轮沿所述虚拟圆周等间距布置，磁铁棒两端的齿轮面与柱形齿轮啮合配合，柱形齿轮的下端与设置于其下方的发电机转子连接，扇叶的转动带动传动杆转动，传动杆转动带着下磁铁转动，下磁铁通过其两端的齿轮面带动与其啮合的柱形齿轮依次受力旋转，最终使发电机内的转子旋转并产生电力；底部磁铁和下磁铁之间的相斥作用，能够使设备悬浮，降低了设备的重量，促使该设备降低了风力发电所需风力强度，提高了适用范围和风能利用率；上磁铁和顶上磁铁的相吸作用能够有效减轻装置整体的重量，减小扇叶转动阻力，进一步提高了风能利用率；多组柱形齿轮的设置，降低了空心齿轮机械能的损耗，提高了发电效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是支架的结构示意图；
图3是顶上磁铁与避雷针和报警器的配合结构示意图。
图中：1、基座，2、支架，3、传动杆，4、轴承座，5、上磁铁，6、扇叶，7、下磁铁，8、齿轮面，9、柱形齿轮，10、发电机，11、底部磁铁，12、横向延伸段一，13、顶上磁铁，14、伸缩杆体，15、电气箱，16、蓄电池，17、变压器，18、接地线，19、升降机，20、伸缩控制器，21、横向延伸段二，22、避雷针，23、警报器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，一种悬浮式风力发电设备，包括基座1和连接于基座一侧的支架2，基座1中部安装有传动杆3，传动杆3的下端通过轴承座4与基座1之间转动连接，其上端安装有上磁铁5，上磁铁5与传动杆3之间为转动连接；在上磁铁5与轴承座4之间的传动杆3上，从上至下还依次安装有扇叶6和下磁铁7；
扇叶6固定安装于传动杆3上，其两侧关于传动杆3对称；下磁铁7为横向设置的磁铁棒，其水平两端关于传动杆3对称，且均设有齿轮面8；
以下磁铁7的长度为直径，以传动杆3为圆心，在基座1上形成一个虚拟圆周，多个柱形齿轮9沿所述虚拟圆周等间距布置，磁铁棒两端的齿轮面8与柱形齿轮9啮合配合；
柱形齿轮9的下端与设置于其下方的发电机10转子连接；
在下磁铁7正下方的基座上安装有与其相斥的底部磁铁11；
支架2的高度大于传动杆3的高度，支架2上端通过横向延伸段一12连接有顶上磁铁13，顶上磁铁13位于上磁铁5的正上方，且二者之间相吸。
为了便于调节支架2的高度，所述的支架2为伸缩支架，包括伸缩杆体14，伸缩杆体14下端与电气箱15连接，中部设有伸缩控制机构，所述电气箱15包括为伸缩机构供电的蓄电池16，蓄电池与变压器17连接，电气箱15底部设有接地线18；所述伸缩控制机构包括升降机19和用于控制升降机的伸缩控制器20；伸缩杆体14上端的横向延伸段一12下方还设有横向延伸段二21，横向延伸段二21的自由端与上磁铁5连接；支架2下部与基座1连接。
为避免雷击和支架升降有故障时能够及时提醒，所述的顶上磁铁13上端还设有避雷针22和警报器23，避雷针22接地线，报警器23与伸缩控制器20连接，为达到防水、绝缘的目的，警报器23外部设有亚克力玻璃罩。
为减轻装置整体的重量，所述的上磁铁5和顶上磁铁13均为空心磁铁。
优选地，所述的柱形齿轮9设有八组。
当该发电机所处环境中风力强度达到该发电装置的玻璃钢扇叶转动时，可通过基座上的主控板向伸缩控制器发送信号指令，升降机运行带动支架伸长，顶上磁铁向上移动，吸引上磁铁，有效降低该风机的重量；通过自然风推动玻璃钢扇叶受力旋转，带动传动杆受力在轴承座内进行旋转，带动传送杆下部的的下磁铁受力旋转，下磁铁两端的齿轮面旋转，依次带动与其啮合的外周八组柱形齿轮受力旋转，柱形齿轮带动与其连接的发电机的转子旋转产生电力，并传送至变压器处，经变压器进行处理后，将该电流变成直流电，输送至蓄电池进行储存，即可向用户提供用电。
当该装置在恶劣环境运行时，通过避雷针将大气中的电子和玻璃钢扇叶处的电子导入大地，避免其遭受雷击而造成损坏；通过接地线将电气箱内相关电器线的静电导入大地，避免其短路损坏，确保了该发电装置正常进行运行使用，降低了维护成本。
Claims (5)
1.一种悬浮式风力发电设备，其特征在于，包括基座(1)和连接于基座(1)一侧的支架(2)，基座(1)中部安装有传动杆(3)，传动杆(3)的下端通过轴承座(4)与基座(1)之间转动连接，其上端安装有上磁铁(5)，上磁铁(5)与传动杆(3)之间为转动连接；在上磁铁(5)与轴承座(4)之间的传动杆(3)上，从上至下还依次安装有扇叶(6)和下磁铁(7)；
扇叶(6)固定安装于传动杆(3)上，其两侧关于传动杆(3)对称；下磁铁(7)为横向设置的磁铁棒，其水平两端关于传动杆(3)对称，且均设有齿轮面(8)；
以下磁铁(7)的长度为直径，以传动杆(3)为圆心，在基座(1)上形成一个虚拟圆周，多个柱形齿轮(9)沿所述虚拟圆周等间距布置，磁铁棒两端的齿轮面(8)与柱形齿轮(9)啮合配合；
柱形齿轮(9)的下端与设置于其下方的发电机(10)转子连接；
在下磁铁(7)正下方的基座(1)上安装有与其相斥的底部磁铁(11)；
支架(2)的高度大于传动杆(3)的高度，支架上端通过横向延伸段一(12)连接有顶上磁铁(13)，顶上磁铁(13)位于上磁铁(5)的正上方，且二者之间相吸。
2.根据权利要求1所述的一种悬浮式风力发电设备，其特征在于，所述的支架(2)为伸缩支架，包括伸缩杆体(14)，伸缩杆体(14)下端与电气箱(15)连接，中部设有伸缩控制机构，所述电气箱(15)包括为伸缩机构供电的蓄电池(16)，蓄电池(16)与变压器(17)连接，电气箱(15)底部设有接地线(18)；所述伸缩控制机构包括升降机(19)和用于控制升降机(19)的伸缩控制器(20)；伸缩杆体(14)上端的横向延伸段一(12)下方还设有横向延伸段二(21)，横向延伸段二(21)的自由端与上磁铁(5)连接；支架(2)下部与基座(1)连接。
3.根据权利要求2所述的一种悬浮式风力发电设备，其特征在于，所述的顶上磁铁(13)上端还设有避雷针(22)和警报器(23)，避雷针(22)接地线，报警器与伸缩控制器(20)连接。
4.根据权利要求3所述的一种悬浮式风力发电设备，其特征在于，所述的上磁铁(5)和顶上磁铁(13)均为空心磁铁。
5.根据权利要求4所述的一种悬浮式风力发电设备，其特征在于，所述的柱形齿轮(9)设有八组。
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| CN202110448869.2A CN113279911A (zh) | 2021-04-25 | 2021-04-25 | 一种悬浮式风力发电设备 |
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| TW201923219A (zh) * | 2017-11-15 | 2019-06-16 | 王明正 | 風力單點磁浮穩定最低阻抗發電機 |
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