CN113513443A - 一种新能源风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种新能源风力发电机，包括密封箱，密封箱的内部设有发电机本体和风筒，风筒和发电机本体的输入端连接有传动组件，密封箱的顶端开设有密封口，密封口的底部开设有与密封箱的内部连通的活动口，密封口的内部对称铰接有两个密封板，风筒的内部转动安装有转轴，转轴上安装有扇叶，传动组件包括与发电机本体的输入端连接的定向伸缩杆。本发明通过设置小型的风力发电机组供企业和家庭使用，当市政供电系统出现故障时可快速将风筒拉出并架设好，利用天然的强风带动扇叶旋转产生电力供临时使用，同时也可在平时产生电能提供使用，充分利用了西北地区源源不断的风力，减少了家庭和企业的用电开支。

Description

一种新能源风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种新能源风力发电机。
背景技术
近年来，从环境的保护的观点出发，利用风力的风力发电装置受到注目。把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据风车技术，大约是每秒三米的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。
在我国的西北地区，由于常年保持着风沙吹拂的气候形态，出于对能量的充分利用以及对风沙动能的削减考虑，我国在西北地区架设了很多的风力发电机组，给我国的环境治理和发电工作带来了巨大的收益。但是由于肆虐的风沙对电线的干扰和破坏力度较大，导致该区域内的电路经常发生故障，影响了当地居民和企业的正常供电，给生产和生活造成了很大的不便。
为此，提出一种新能源风力发电机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源风力发电机，以解决上述背景技术中提出的西北的风沙肆虐的地区容易出现电路发生故障的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新能源风力发电机，包括密封箱，密封箱的内部设有发电机本体和风筒，风筒和发电机本体的输入端连接有传动组件，所述密封箱的顶端开设有密封口，密封口的底部开设有与密封箱的内部连通的活动口，所述密封口的内部对称铰接有两个密封板，两个所述密封板相对的一端均开设有穿孔，所述密封板的端部贴设有密封条。
打开密封板即可将密封箱内部的风筒取出，然后关闭密封板将风筒架设在密封板上，密封条可提高缝隙处的密封性，防止渗水以及防止沙尘进入密封箱内，在不需要使用时则可将风筒放入密封箱内，避免设备长时间暴露在外受到风沙的侵蚀。
所述风筒的内部转动安装有转轴，所述转轴上安装有扇叶，所述传动组件包括与发电机本体的输入端连接的定向伸缩杆，所述定向伸缩杆的顶端转动插接在风筒的底壁上并延伸至风筒的内部，所述转轴和定向伸缩杆上均安装有相互啮合的锥齿轮，所述风筒的顶壁上设有导向片，导向片上开设有握口，其中一个导向片上活动插设有尾舵片，所述风筒的底壁上设有底座，所述底座的底壁上滑动贴合有放置座，放置座的底壁上设有多个凸起，密封板的顶壁上开设有与凸起适配的定位孔。
将风筒取出后，通过放置座底部的凸起和密封板顶部的定位孔将风筒的位置固定，使放置座的角度固定，随后，风筒顶端的导向片使风筒稳定地朝向气流到来的方向，风筒内的扇叶受到气流的吹动而旋转，通过锥齿轮带动定向伸缩杆旋转，使发电机本体工作产生电流，实现了利用风力发电的目的，操作简单便捷。
所述密封箱的内部安装有蓄电池，所述风筒的内部安装有与蓄电池连接的自动助力机构。
自动助力机构则可在风力较弱时给扇叶提供旋转所需的动力，扇叶开始旋转后只需很小的风力即可保持旋转，充分利用了风能，在风力较弱的天气下也能够产生电能。
优选的，所述自动助力机构包括安装在风筒顶壁上的小型电机，所述小型电机的输出端通过锥齿轮与转轴传动连接，所述风筒内部的底壁上安装有两个与小型电机和蓄电池并联的风力触发开关。
蓄电池可为小型电机提供电能，当气流吹动风力触发开关时，小型电机开启，给转轴施加驱动力，助力扇叶旋转，充分利用了风能。扇叶转动后发电机本体产生的电能可为蓄电池充电，确保小型电机能够稳定工作。
优选的，所述风力触发开关包括安装在风筒内底壁上的铜片和电极杆，所述铜片倾斜设置，所述电极杆位于铜片的后方，所述风筒的内底壁上还安装有电磁铁，所述铜片上贴设有与电磁铁位置对应的磁铁片，且当电磁铁通电时产生与磁铁片相斥的磁性，所述电磁铁与发电机本体的电力输出端连接。
铜片受到风力吹拂时会向下倾斜，并与电极杆接触，将小型电机的电源接通，为扇叶提供助力使其旋转，当扇叶开始稳定旋转后发电机本体即会产生电流，电磁铁因此产生磁性，将铜片向外排斥，小型电机的电流断开停止工作，节约能源，并且此时扇叶不需要较大的风力也能保持旋转。风力触发开关巧妙实用，不仅能在风力较弱的情况下开启小型电机为扇叶提供助力，在产生电能后还能自动关闭小型电机，无需人工操作，高效便捷。
优选的，所述风筒顶壁的中心竖直安装有上密封柱，所述放置座的底壁上设有位于定向伸缩杆外侧的下密封筒，所述发电机本体的顶壁上设有垫座。
在将风筒拉出后，放置座放置在关闭的密封板上，此时下密封筒位于两个密封板之间穿孔内，与密封条共同配合将穿孔密封，使雨水、杂物以及沙尘无法进入到密封箱内，在将风筒收回到密封箱内后，上密封柱则会同样将穿孔密封，保持密封箱的密封性。
优选的，所述定向伸缩杆由母套、子套和子杆组成，所述母套转动插接在底座上，所述子杆与发电机本体的输入端固定连接，所述子杆和子套的外壁上均设有凸条，子套和母套的内壁上均设有与凸条适配的凹槽。
凸条和凹槽的配合使得定向伸缩杆无法旋转，并且能够伸缩，使风筒的高度能够灵活调节，并且不会影响动力的传递，扇叶旋转后能够稳定地带动发电机本体工作，提高了设备的灵活性和工作时的稳定性。
优选的，所述放置座的顶壁上对称设有两个限位块，所述底座的底壁上开设有与限位块适配的限位槽，所述限位槽的弧度为5/6个π。
通过限位块和限位槽的配合使得底座和风筒能够在放置座上旋转，使风筒的角度能够改变，因此导向片在受到风力吹拂时能够自动调整风筒的角度。但限位槽的弧度限制了风筒的角度范围，使风筒不会任意旋转，其最大只能旋转5/6个π的弧度(即150度)，使得蓄电池连接出的电源线不会被任意拉扯，提高了设备的稳定性。
优选的，所述密封口的底壁上安装有密封圈，所述密封口底部的内壁上开设有多个排水孔。
在密封板关闭后，密封圈提高了密封口的密封性，防止杂物进入，若是有雨水流到密封口内则会通过排水孔排出，避免其流到密封箱内部。
优选的，所述密封箱的内壁上均匀安装有多个水平的冷却管，所述冷却管的两端均与密封箱的外侧连通。
当气流吹过时，气流经过冷却管，若密封箱内部的设备发热较大，热量给则会传递到冷却管上，被流经的气流带走，起到了对密封箱的内部空间进行降温的目的。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明通过设置小型的风力发电机组供企业和家庭使用，当市政供电系统出现故障时可快速将风筒拉出并架设好，利用天然的强风带动扇叶旋转产生电力供临时使用，同时也可在平时产生电能提供使用，充分利用了西北地区源源不断的风力，减少了家庭和企业的用电开支。
2、设置了密封箱可对风筒和发电机本体进行收纳，在不使用时可减少风沙对设备的侵蚀和损耗，取出时也十分方便，并且通过上密封柱和下密封筒灵活地保证了密封性，提高了使用便利性，延长了设备的使用寿命。
3、在风筒内设置了自动助力机构，当风力不够强时，可借助风力触发开关开启小型电机给扇叶提供旋转的动力，当发电机本体产生电流时会使电磁铁产生磁力斥开铜片，巧妙便捷，降低了风力强度的要求，提高了便利性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的密封盖封闭时的俯视图；
图3为本发明的A-A的剖视图；
图4为本发明的B处结构的放大图；
图5为本发明的风筒位于外侧时的正视图；
图6为本发明的风筒的整体结构示意图；
图7为本发明的C处结构的放大图；
图8为本发明的D处结构的放大图；
图9为本发明的底座和限位块的配合示意图。
图中：1、密封箱；2、密封口；3、活动口；4、密封圈；5、密封板；6、穿孔；7、密封条；8、排水孔；9、发电机本体；10、风筒；11、转轴；12、扇叶；13、小型电机；14、定向伸缩杆；15、垫座；16、冷却管；17、导向片；18、上密封柱；19、握口；20、底座；21、放置座；22、限位块；23、下密封筒；24、限位槽；25、铜片；26、电极杆；27、电磁铁；28、磁铁片；29、定位孔；30、蓄电池。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
请参阅图1至图9，本发明提供一种新能源风力发电机，技术方案如下：
一种新能源风力发电机，包括密封箱1，密封箱1的内部设有发电机本体9和风筒10，风筒10和发电机本体9的输入端连接有传动组件，密封箱1的顶端开设有密封口2，密封口2的底部开设有与密封箱1的内部连通的活动口3，密封口2的内部对称铰接有两个密封板5，两个密封板5相对的一端均开设有穿孔6，密封板5的端部贴设有密封条7。
打开密封板5即可将密封箱1内部的风筒10取出，然后关闭密封板5将风筒10架设在密封板5上，密封条7可提高缝隙处的密封性，防止渗水以及防止沙尘进入密封箱1内，在不需要使用时则可将风筒10放入密封箱1内，避免设备长时间暴露在外受到风沙的侵蚀。
参照图2和图3，风筒10的内部转动安装有转轴11，转轴11上安装有扇叶12，传动组件包括与发电机本体9的输入端连接的定向伸缩杆14，定向伸缩杆14的顶端转动插接在风筒10的底壁上并延伸至风筒10的内部，转轴11和定向伸缩杆14上均安装有相互啮合的锥齿轮，风筒10的顶壁上设有导向片17，导向片17上开设有握口19，方便拉出和放回风筒10，其中一个导向片17上活动插设有尾舵片31，在将风筒10拉出后可将尾舵片拉出，风筒10的底壁上设有底座20，底座20的底壁上滑动贴合有放置座21，放置座21的底壁上设有多个凸起，密封板5的顶壁上开设有与凸起适配的定位孔29。
将风筒10取出后，通过放置座21底部的凸起和密封板5顶部的定位孔29将风筒10的位置固定，使放置座21的角度固定，随后，风筒10顶端的导向片17以及尾舵片31使风筒10稳定地朝向气流到来的方向，风筒10内的扇叶12受到气流的吹动而旋转，通过锥齿轮带动定向伸缩杆14旋转，使发电机本体9工作产生电流，实现了利用风力发电的目的，操作简单便捷。
参照图3，密封箱1的内部安装有蓄电池30，风筒10的内部安装有与蓄电池30连接的自动助力机构，由于扇叶12从静止状态转变为旋转状态需要施加较大的动力，当风力较弱时扇叶12无法旋转。自动助力机构则可在风力较弱时给扇叶12提供旋转所需的动力，扇叶12开始旋转后只需很小的风力即可保持旋转，充分利用了风能，在风力较弱的天气下也能够产生电能。
作为本发明的一种实施方式，参照图3，自动助力机构包括安装在风筒10顶壁上的小型电机13，小型电机13的输出端通过锥齿轮与转轴11传动连接，风筒10内部的底壁上安装有两个与小型电机13和蓄电池30并联的风力触发开关。
蓄电池30可为小型电机13提供电能，当气流吹动风力触发开关时，小型电机13开启，给转轴11施加驱动力，助力扇叶12旋转，充分利用了风能。扇叶12转动后发电机本体9产生的电能可为蓄电池30充电，确保小型电机13能够稳定工作。
作为本发明的一种实施方式，参照图8，风力触发开关包括安装在风筒10内底壁上的铜片25和电极杆26，铜片25倾斜设置，电极杆26位于铜片25的后方，风筒10的内底壁上还安装有电磁铁27，铜片25上贴设有与电磁铁27位置对应的磁铁片28，且当电磁铁27通电时产生与磁铁片28相斥的磁性，电磁铁27与发电机本体9的电力输出端连接。
由于风力无法时刻保持较强的力度，有时风力不足以吹动扇叶12，但铜片25受到较小的风力吹拂时也会向后倾斜，并与电极杆26接触，将小型电机13的电源接通，为扇叶12提供助力，配合风力的吹拂使扇叶12旋转，当扇叶12开始稳定旋转后发电机本体9即会产生电流，电磁铁27因此产生磁性，将铜片25向外排斥，小型电机13的电流断开停止工作，节约能源，并且此时扇叶12不需要较大的风力也能保持旋转。风力触发开关巧妙实用，不仅能在风力较弱的情况下开启小型电机13为扇叶12提供助力，在产生电能后还能自动关闭小型电机13，无需人工操作，高效便捷。
需要注意的是，铜片25应选用适宜的厚度，使其在受较小的风力吹拂时能够弯曲到与电极杆26接触，确保小型电机13能够顺利工作。
作为本发明的一种实施方式，参照图3，风筒10顶壁的中心竖直安装有上密封柱18，放置座21的底壁上设有位于定向伸缩杆14外侧的下密封筒23，发电机本体9的顶壁上设有垫座15，用于支撑风筒10，使上密封柱18能够稳定地位于穿孔6内将密封箱1顶端密封。
在将风筒10拉出后，放置座21放置在关闭的密封板5上，此时下密封筒23位于两个密封板5之间穿孔6内，与密封条7共同配合将穿孔6密封，使雨水、杂物以及沙尘无法进入到密封箱1内，在将风筒10收回到密封箱1内后，上密封柱18则会同样将穿孔6密封，保持密封箱1的密封性。
作为本发明的一种实施方式，参照图3，定向伸缩杆14由母套、子套和子杆组成，母套转动插接在底座20上，子杆与发电机本体9的输入端固定连接，子杆和子套的外壁上均设有凸条，子套和母套的内壁上均设有与凸条适配的凹槽。
凸条和凹槽的配合使得定向伸缩杆14无法旋转，并且能够伸缩，使风筒10的高度能够灵活调节，并且不会影响动力的传递，扇叶12旋转后能够稳定地带动发电机本体9工作，提高了设备的灵活性和工作时的稳定性。
作为本发明的一种实施方式，参照图9，放置座21的顶壁上对称设有两个限位块22，底座20的底壁上开设有与限位块22适配的限位槽24，限位槽24的弧度为5/6个π。
通过限位块22和限位槽24的配合使得底座20和风筒10能够在放置座21上旋转，使风筒10的角度能够改变，因此导向片17在受到风力吹拂时能够自动调整风筒10的角度。但限位槽24的弧度限制了风筒10的角度范围，使风筒10不会任意旋转，其最大只能旋转5/6个π的弧度(即150度)，使得蓄电池30连接出的电源线不会被任意拉扯，提高了设备的稳定性。
作为本发明的一种实施方式，参照图4，密封口2的底壁上安装有密封圈4，密封口2底部的内壁上开设有多个排水孔8。
在密封板5关闭后，密封圈4提高了密封口2的密封性，防止杂物进入，若是有雨水流到密封口2内则会通过排水孔8排出，避免其流到密封箱1内部。
作为本发明的一种实施方式，参照图1和图3，密封箱1的内壁上均匀安装有多个水平的冷却管16，冷却管16的两端均与密封箱1的外侧连通。
当气流吹过时，气流经过冷却管16，若密封箱1内部的设备发热较大，热量给则会传递到冷却管16上，被流经的气流带走，起到了对密封箱1的内部空间进行降温的目的。
工作原理：将本装置安装在屋顶上或者其他较高的位置，当出现电力故障或者想要主动通过风力发电节约电费支出时，可打开密封板5，握住导向片17将风筒10拉出，将风筒10底部的放置座21通过凸起和定位孔29放置在关闭后的密封板5上，下密封筒23将穿孔6密封，定向伸缩杆14则被拉长。气流经过风筒10，风力带动扇叶12旋转，转轴11则旋转并带动定向伸缩杆14旋转使发电机本体9工作，产生电能提供使用。
不需要使用本设备时则可再次提起风筒10打开密封板5，然后将风筒10收回密封箱1内，并关闭密封板5，上密封柱18将穿孔6密封，完成对风筒10的收纳过程。
当风力较弱时，此时仅依靠风力很难启动扇叶12，但铜片25在受到风力吹拂时会发生弯曲，与电极杆26接触，开启小型电机13，为扇叶12的旋转助力，随后即使风力较小，也能够保证扇叶12持续旋转，当发电机本体9产生电流后，电磁铁27将铜片25斥开，关闭小型电机13，避免产生电能消耗而浪费能源。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种新能源风力发电机，包括密封箱(1)，密封箱(1)的内部设有发电机本体(9)和风筒(10)，风筒(10)和发电机本体(9)的输入端连接有传动组件，其特征在于：所述密封箱(1)的顶端开设有密封口(2)，密封口(2)的底部开设有与密封箱(1)的内部连通的活动口(3)，所述密封口(2)的内部对称铰接有两个密封板(5)，两个所述密封板(5)相对的一端均开设有穿孔(6)，所述密封板(5)的端部贴设有密封条(7)；
所述风筒(10)的内部转动安装有转轴(11)，所述转轴(11)上安装有扇叶(12)，所述传动组件包括与发电机本体(9)的输入端连接的定向伸缩杆(14)，所述定向伸缩杆(14)的顶端转动插接在风筒(10)的底壁上并延伸至风筒(10)的内部，所述转轴(11)和定向伸缩杆(14)上均安装有相互啮合的锥齿轮，所述风筒(10)的顶壁上设有导向片(17)，导向片(17)上开设有握口(19)，其中一个导向片(17)上活动插设有尾舵片(31)，所述风筒(10)的底壁上设有底座(20)，所述底座(20)的底壁上滑动贴合有放置座(21)，放置座(21)的底壁上设有多个凸起，密封板(5)的顶壁上开设有与凸起适配的定位孔(29)；
所述密封箱(1)的内部安装有蓄电池(30)，所述风筒(10)的内部安装有与蓄电池(30)连接的自动助力机构。
2.根据权利要求1所述的一种新能源风力发电机，其特征在于：所述自动助力机构包括安装在风筒(10)顶壁上的小型电机(13)，所述小型电机(13)的输出端通过锥齿轮与转轴(11)传动连接，所述风筒(10)内部的底壁上安装有两个与小型电机(13)和蓄电池(30)并联的风力触发开关。
3.根据权利要求2所述的一种新能源风力发电机，其特征在于：所述风力触发开关包括安装在风筒(10)内底壁上的铜片(25)和电极杆(26)，所述铜片(25)倾斜设置，所述电极杆(26)位于铜片(25)的后方，所述风筒(10)的内底壁上还安装有电磁铁(27)，所述铜片(25)上贴设有与电磁铁(27)位置对应的磁铁片(28)，且当电磁铁(27)通电时产生与磁铁片(28)相斥的磁性，所述电磁铁(27)与发电机本体(9)的电力输出端连接。
4.根据权利要求1所述的一种新能源风力发电机，其特征在于：所述风筒(10)顶壁的中心竖直安装有上密封柱(18)，所述放置座(21)的底壁上设有位于定向伸缩杆(14)外侧的下密封筒(23)，所述发电机本体(9)的顶壁上设有垫座(15)。
5.根据权利要求1所述的一种新能源风力发电机，其特征在于：所述定向伸缩杆(14)由母套、子套和子杆组成，所述母套转动插接在底座(20)上，所述子杆与发电机本体(9)的输入端固定连接，所述子杆和子套的外壁上均设有凸条，子套和母套的内壁上均设有与凸条适配的凹槽。
6.根据权利要求1所述的一种新能源风力发电机，其特征在于：所述放置座(21)的顶壁上对称设有两个限位块(22)，所述底座(20)的底壁上开设有与限位块(22)适配的限位槽(24)，所述限位槽(24)的弧度为5/6个π。
7.根据权利要求1所述的一种新能源风力发电机，其特征在于：所述密封口(2)的底壁上安装有密封圈(4)，所述密封口(2)底部的内壁上开设有多个排水孔(8)。
8.根据权利要求1所述的一种新能源风力发电机，其特征在于：所述密封箱(1)的内壁上均匀安装有多个水平的冷却管(16)，所述冷却管(16)的两端均与密封箱(1)的外侧连通。
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