CN114263566A - 一种高效率风力发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效率风力发电系统，包括箱体，箱体上侧壁内设有限位腔，限位腔下侧设有齿轮腔，齿轮腔内转动设有主动齿轮，主动齿轮右侧转动设有从动齿轮，齿轮腔下侧设有水平限位腔，水平限位腔内转动设有旋转轴，旋转轴上端贯通齿轮腔、限位腔和保护轴套，旋转轴下端面固定设有水平磁铁，本发明可以在低风速环境下通过改变扇叶的受力面积，从而使发电机不会停止发电并继续正常工作，同时，水平设置的扇叶也能消除风向对发电效率的影响，本发明发电速度和发电效率稳定，并利用磁悬浮原理设计旋转轴，旋转轴悬浮使其在工作时不会与外部零件产生摩擦，从而在增加发电机使用寿命的同时提高发电机工作效率，降低发电机的使用成本。

Description

一种高效率风力发电系统

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种高效率风力发电系统。

背景技术

风力发电技术依靠风力带动发电轴旋转发电，通常的风力发电机在工作过程中会出现因为风速的降低导致发电速度降低，甚至停止发电的现象产生，同时风力发电轴在转动时与其外部固定零件之间产生的摩擦也会使得发电轴磨损，降低发电轴使用寿命，发电轴的频繁更换会增加发电成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效率风力发电系统，用于克服现有技术中的上述缺陷。

根据本发明的一种高效率风力发电系统，包括箱体，所述箱体上侧壁内设有限位腔，所述限位腔下侧设有齿轮腔，所述齿轮腔内转动设有主动齿轮，所述主动齿轮右侧转动设有从动齿轮，所述齿轮腔下侧设有水平限位腔，所述水平限位腔内转动设有旋转轴，所述箱体上端面固定设有保护轴套，所述旋转轴上端贯通所述齿轮腔、所述限位腔和所述保护轴套，所述旋转轴下端面固定设有水平磁铁，所述旋转轴外圆面上侧固定设有保护轴头，所述水平限位腔内固定设有磁铁支撑块，所述水平限位腔下侧设有发电腔，所述发电腔内固定设有发电机，所述发电机上下两端面固定设有发电轴，上侧的所述发电轴延伸至水平限位腔内并与水平磁铁下端面固定连接，下侧的所述发电轴下端面固定设有顶针，所述发电腔下壁固定设有箱底座，所述顶针下端与所述箱底座转动连接，所述发电腔右侧转动设有冷却风扇，所述发电腔右壁内固定设有冷却箱，所述冷却箱内设有冷却腔，位于所述保护轴套与所述保护轴头之间的所述旋转轴固定设有六个叶片，所述叶片靠近所述旋转轴一侧内设有内叶腔，所述内叶腔内设有能左右移动的内滑块，所述内叶腔上下两侧设有能上下移动的内叶片，所述内叶腔远离旋转轴一侧设有外叶腔，所述外叶腔内设有能左右移动的外滑块，所述外滑块靠近所述旋转轴一侧端面固定设有滑块连接杆，所述滑块连接杆另一端面与所述内滑块远离所述旋转轴一侧的端面固定连接，所述外叶腔远离所述旋转轴一侧转动设有外叶转轴，所述外叶腔上下两侧设有能围绕外叶转轴转动的外叶片，所述外叶腔内固定设有滑块移动轴，所述滑块移动轴靠近所述旋转轴一端贯通所述滑块移动轴和所述内滑块并与所述内叶腔靠近所述旋转轴一侧端面固定连接，所述外叶片、所述外滑块、所述内滑块和所述旋转轴的具体设置是本申请解决其技术问题必不可少的技术特征。

优选地，所述内滑块上下两端面转动且对称设有内滑轮，所述内叶片下端面固定设有内滑轮连杆，所述内滑轮连杆与所述内滑轮转动连接，所述内滑轮靠近所述旋转轴一侧端面与所述叶片固定连接有内弹簧，所述外叶腔前后两侧壁内设有四处内移动腔，所述内移动腔内设有能上下移动的内移动滑块，所述内移动滑块靠近所述内叶片一侧端面与所述内叶片之间固定设有内延伸板。

优选地，所述外叶腔前后两侧壁内设有四处滑轮移动腔，所述滑轮移动腔内设有能上下移动的外滑轮，所述外滑轮与所述外滑块之间转动连接设有滑轮连接杆，所述滑轮移动腔远离所述滑块移动轴一侧设有外移动腔，所述外移动腔内设有能上下移动的外移动滑块，所述外移动滑块上端面固定设有外延伸板。

优选地，所述冷却腔内上侧转动设有主动斜齿轮，所述从动齿轮下端面固定设有齿轮传动杆，所述齿轮传动杆下端面贯通所述箱体并与所述主动斜齿轮上端面固定连接，所述冷却腔左侧转动设有从动斜齿轮，所述主动斜齿轮和所述从动斜齿轮啮合，所述从动斜齿轮左端面固定设有清洁传动轴，所述清洁传动轴左端贯通所述箱体并与所述冷却风扇右端面固定连接。

优选地，所述发电腔内固定设有储电箱，所述储电箱端面与所述发电机左侧固定连接有输送管道。

优选地，所述外滑块靠近所述旋转轴一侧端面固定设有外弹簧，所述外弹簧远离所述外滑块一侧与所述叶片固定连接。

优选地，所述箱底座外圆面固定设有减震底座，所述箱底座下侧设有减震腔，所述减震腔下壁固定设有三处阻尼器，所述阻尼器上端面与所述箱底座固定连接。

优选地，所述限位腔内固定设有限位轴承，所述磁铁支撑块靠近所述旋转轴一侧固定设有限位磁铁。

优选地，所述旋转轴上端面固定设有风向传感器，所述发电腔左壁内固定设有过滤板，所述过滤板、所述储电箱、所述限位轴承、所述磁铁支撑块和所述发电机与所述箱体之间固定连接有固定杆。

本发明的有益效果是：本发明可以在低风速环境下通过改变扇叶的受力面积，从而使发电机不会停止发电并继续正常工作，同时，水平设置的扇叶也能消除风向对发电效率的影响，本发明发电速度和发电效率稳定，并利用磁悬浮原理设计旋转轴，旋转轴悬浮使其在工作时不会与外部零件产生摩擦，从而在增加发电机使用寿命的同时提高发电机工作效率，降低发电机的使用成本。

附图说明

图1是本发明的外观示意图；

图2是本发明的一种高效率风力发电系统整体结构示意图；

图3是本发明图2中叶片的俯视示意图；

图4是本发明图2中A-A的示意图；

图5是本发明图2中B-B的示意图；

图6是本发明图2中外滑块的局部放大示意图；

图中：

11、箱体；12、外叶片；13、外移动腔；14、滑轮移动腔；15、外叶腔；16、外叶转轴；17、滑块移动轴；18、外滑块；19、滑块连接杆；20、滑轮连接杆；21、外弹簧；22、内叶片；23、内滑轮连杆；24、内滑轮；25、内弹簧；26、内叶腔；27、风向传感器；28、保护轴套；29、发电机；30、叶片；31、限位轴承；32、限位腔；33、齿轮腔；34、从动齿轮；35、主动齿轮；36、齿轮传动杆；37、内移动滑块；38、磁铁支撑块；39、限位磁铁；40、水平磁铁；41、发电腔；42、外滑轮；43、过滤板；44、外移动滑块；45、外延伸板；46、主动斜齿轮；47、从动斜齿轮；48、冷却腔；49、冷却箱；50、减震底座；51、箱底座；52、减震腔；53、阻尼器；54、冷却风扇；55、顶针；56、发电轴；57、旋转轴；58、内滑块；59、内延伸板；60、内移动腔；61、水平限位腔；62、保护轴头；63、储电箱；64、清洁传动轴；65、输送管道；66、固定杆。

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：

参照附图1-图6，根据本发明的实施例的一种高效率风力发电系统，包括箱体11，所述箱体11上侧壁内设有限位腔32，所述限位腔32下侧设有齿轮腔33，所述齿轮腔33内转动设有主动齿轮35，所述主动齿轮35右侧转动设有从动齿轮34，所述齿轮腔33下侧设有水平限位腔61，所述水平限位腔61内转动设有旋转轴57，所述箱体11上端面固定设有保护轴套28，所述旋转轴57上端贯通所述齿轮腔33、所述限位腔32和所述保护轴套28，所述旋转轴57下端面固定设有水平磁铁40，所述旋转轴57和所述水平磁铁40具有磁性，所述旋转轴57外圆面上侧固定设有保护轴头62，所述水平限位腔61内固定设有磁铁支撑块38，所述水平限位腔61下侧设有发电腔41，所述发电腔41内固定设有发电机29，所述发电机29上下两端面固定设有发电轴56，上侧的所述发电轴56延伸至水平限位腔61内并与水平磁铁40下端面固定连接，所述发电腔41下壁固定设有箱底座51，下侧的所述发电轴56下端面固定设有顶针55，所述顶针55下端与所述箱底座51转动连接，所述发电腔41右侧转动设有冷却风扇54，所述发电腔41右壁固定设有冷却箱49，所述冷却箱49内设有冷却腔48，位于所述保护轴套28与所述保护轴头62之间的所述旋转轴57固定设有六个叶片30，所述叶片30靠近所述旋转轴57一侧内设有内叶腔26，所述内叶腔26内设有能左右移动的内滑块58，所述内叶腔26上下两侧设有能上下移动的内叶片22，所述内叶腔26远离旋转轴57一侧设有外叶腔15，所述外叶腔15内设有能左右移动的外滑块18，所述外滑块18靠近所述旋转轴57一侧端面固定设有滑块连接杆19，所述滑块连接杆19另一端面与所述内滑块58远离所述旋转轴57一侧的端面固定连接，所述外叶腔15远离所述旋转轴57一侧转动设有外叶转轴16，所述外叶腔15上下两侧设有能围绕外叶转轴16转动的外叶片12，所述外叶腔15内固定设有滑块移动轴17，所述滑块移动轴17靠近所述旋转轴57一端贯通所述滑块移动轴17和所述内滑块58并与所述内叶腔26靠近所述旋转轴57一侧端面固定连接，所述外叶片12、所述外滑块18、所述内滑块58和所述旋转轴57的具体设置是本申请解决其技术问题必不可少的技术特征。

有益地，所述内滑块58上下两端面转动且对称设有内滑轮24，所述内叶片22下端面固定设有内滑轮连杆23，所述内滑轮连杆23与所述内滑轮24转动连接，所述内滑轮24靠近所述旋转轴57一侧端面与所述叶片30固定连接有内弹簧25，所述外叶腔15前后两侧壁内设有四处内移动腔60，所述内移动腔60内设有能上下移动的内移动滑块37，所述内移动滑块37靠近所述内叶片22一侧端面与所述内叶片22之间固定设有内延伸板59，所述内移动滑块37起限位作用，所述叶片30围绕所述旋转轴57慢速转动时，所述内弹簧25带动所述内滑块58向内移动，所述内滑块58移动带动所述内滑轮24转动，从而使得内滑轮连杆23向远离所述内滑块58一侧移动，从而带动所述内叶片22向远离所述内滑块58一侧移动，进而带动所述内延伸板59离开所述内移动腔60。

有益地，所述外叶腔15前后两侧壁内设有四处滑轮移动腔14，所述滑轮移动腔14内设有能上下移动的外滑轮42，所述外滑轮42与所述外滑块18之间转动连接设有滑轮连接杆20，所述滑轮移动腔14远离所述滑块移动轴17一侧设有外移动腔13，所述外移动腔13内设有能上下移动的外移动滑块44，所述外移动滑块44上端面固定设有外延伸板45，所述外移动滑块44起限位作用，所述外延伸板45呈扇形，所述内滑块58向靠近所述旋转轴57一侧移动时带动所述外滑块18移动，进而带动所述滑轮连接杆20转动，进而带动所述外滑轮42向远离所述滑块移动轴17一侧移动，从而带动所述外延伸板45向远离所述滑块移动轴17一侧移动，进而带动所述外叶片12围绕所述外叶转轴16转动。

有益地，所述冷却腔48内上侧转动设有主动斜齿轮46，所述从动齿轮34下端面固定设有齿轮传动杆36，所述齿轮传动杆36下端面贯通所述箱体11并与所述主动斜齿轮46上端面固定连接，所述冷却腔48左侧转动设有从动斜齿轮47，所述主动斜齿轮46和所述从动斜齿轮47啮合，所述从动斜齿轮47左端面固定设有清洁传动轴64，所述清洁传动轴64左端贯通所述箱体11并与所述冷却风扇54右端面固定连接，所述旋转轴57转动带动所述主动齿轮35转动，进而带动所述从动齿轮34转动，从而带动所述齿轮传动杆36转动，进而带动所述主动斜齿轮46移动，从而带动所述从动斜齿轮47转动，进而带动所述清洁传动轴64转动，最后使所述冷却风扇54转动。

有益地，所述发电腔41内固定设有储电箱63，所述储电箱63端面与所述发电机29左侧固定连接有输送管道65，所述储电箱63起储存电能的作用，所述旋转轴57转动带动所述发电轴56转动，进而使得所述发电机29开始发电，所述发电机29产生的电能经过所述输送管道65储存在所述储电箱63内部。

有益地，所述外滑块18靠近所述旋转轴57一侧端面固定设有外弹簧21，所述外弹簧21远离所述外滑块18一侧与所述叶片30固定连接，所述外弹簧21起限位保护作用。

有益地，所述箱底座51外圆面固定设有减震底座50，所述箱底座51下侧设有减震腔52，所述减震腔52下壁固定设有三处阻尼器53，所述阻尼器53上端面与所述箱底座51固定连接，所述阻尼器53起减震作用。

有益地，所述限位腔32内固定设有限位轴承31，所述磁铁支撑块38靠近所述旋转轴57一侧固定设有限位磁铁39，所述限位轴承31和所述限位磁铁39具有磁性，所述限位轴承31起水平限位作用，所述限位磁铁39起垂直限位作用。

有益地，所述旋转轴57上端面固定设有风向传感器27，所述发电腔41左壁内固定设有过滤板43，所述过滤板43、所述储电箱63、所述限位轴承31、所述磁铁支撑块38和所述发电机29与所述箱体11之间固定连接有固定杆66，所述风向传感器27能测量当前的风速，所述过滤板43起过滤作用，所述固定杆66起固定作用。

本发明的一种高效率风力发电系统，其工作流程如下：

在低风速下工作时，叶片30围绕旋转轴57慢速转动，内弹簧25带动内滑块58向内移动，内滑块58移动带动内滑轮24转动并带动内滑轮连杆23向远离滑块移动轴17一侧移动，从而带动内叶片22向远离内滑块58一侧移动，进而带动内延伸板59离开内移动腔60，同时，内滑块58向靠近旋转轴57一侧移动时带动滑块连接杆19向靠近旋转轴57一侧移动，从而带动外滑块18靠近旋转轴57一侧移动，进而带动滑轮连接杆20围绕外滑块18转动，进而带动外滑轮42向远离滑块移动轴17一侧移动，从而带动外延伸板45向远离滑块移动轴17一侧移动，进而带动外叶片12围绕外叶转轴16转动，叶片30的受力面积增大，使叶片30的转速加快，进而带动旋转轴57加速转动，旋转轴57转动带动主动齿轮35转动，进而带动从动齿轮34转动，从而带动齿轮传动杆36转动，进而带动主动斜齿轮46移动，从而带动从动斜齿轮47转动，进而带动清洁传动轴64转动，最后使冷却风扇54转动使发电机29冷却，同时，旋转轴57通过限位轴承31限制旋转轴57水平位置后带动水平磁铁40转动，通过限位磁铁39限制水平磁铁40竖直位置后带动发电轴56转动，从而使发电机29开始发电，完成发电工作。

在正常风速下工作时，叶片30围绕旋转轴57快速转动，内滑块58因离心力向远离旋转轴57一侧移动，内滑块58移动带动内滑轮24转动并带动内滑轮连杆23向靠近滑块移动轴17一侧移动，从而带动内叶片22向远离内滑块58一侧移动，进而带动内延伸板59进入内移动腔60，同时，内滑块58向远离旋转轴57一侧移动时带动滑块连接杆19向远离旋转轴57一侧移动，从而带动外滑块18向远离旋转轴57一侧移动，进而带动滑轮连接杆20围绕外滑块18转动，进而带动外滑轮42向靠近滑块移动轴17一侧移动，从而带动外延伸板45向靠近滑块移动轴17一侧移动，进而带动外叶片12围绕外叶转轴16转动并与叶片30接触，叶片30的受力面积减少使旋转轴57的转速变慢，从而防止旋转轴57转速过快的现象出现。

本领域的技术人员可以明确，在不脱离本发明的总体精神以及构思的情形下，可以做出对于以上实施例的各种变型。其均落入本发明的保护范围之内。本发明的保护方案以本发明所附的权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种高效率风力发电系统，包括箱体（11），其特征在于：所述箱体（11）上侧壁内设有限位腔（32），所述限位腔（32）下侧设有齿轮腔（33），所述齿轮腔（33）内转动设有主动齿轮（35），所述主动齿轮（35）右侧转动设有从动齿轮（34），所述齿轮腔（33）下侧设有水平限位腔（61），所述水平限位腔（61）内转动设有旋转轴（57），所述箱体（11）上端面固定设有保护轴套（28），所述旋转轴（57）上端贯通所述齿轮腔（33）、所述限位腔（32）和所述保护轴套（28），所述旋转轴（57）下端面固定设有水平磁铁（40），所述旋转轴（57）外圆面上侧固定设有保护轴头（62），所述水平限位腔（61）内固定设有磁铁支撑块（38），所述水平限位腔（61）下侧设有发电腔（41），所述发电腔（41）内固定设有发电机（29），所述发电机（29）上下两端面固定设有发电轴（56），上侧的所述发电轴（56）延伸至水平限位腔（61）内并与水平磁铁（40）下端面固定连接，所述发电腔（41）下壁固定设有箱底座（51），下侧的所述发电轴（56）下端面固定设有顶针（55），所述顶针（55）下端与所述箱底座（51）转动连接，所述发电腔（41）右侧转动设有冷却风扇（54），所述发电腔（41）右壁内固定设有冷却箱（49），所述冷却箱（49）内设有冷却腔（48），位于所述保护轴套（28）与所述保护轴头（62）之间的所述旋转轴（57）固定设有六个叶片（30），所述叶片（30）靠近所述旋转轴（57）一侧内设有内叶腔（26），所述内叶腔（26）内设有能左右移动的内滑块（58），所述内叶腔（26）上下两侧设有能上下移动的内叶片（22），所述内叶腔（26）远离旋转轴（57）一侧设有外叶腔（15），所述外叶腔（15）内设有能左右移动的外滑块（18），所述外滑块（18）靠近所述旋转轴（57）一侧端面固定设有滑块连接杆（19），所述滑块连接杆（19）另一端面与所述内滑块（58）远离所述旋转轴（57）一侧的端面固定连接，所述外叶腔（15）远离所述旋转轴（57）一侧转动设有外叶转轴（16），所述外叶腔（15）上下两侧设有能围绕外叶转轴（16）转动的外叶片（12），所述外叶腔（15）内固定设有滑块移动轴（17），所述滑块移动轴（17）靠近所述旋转轴（57）一端贯通所述滑块移动轴（17）和所述内滑块（58）并与所述内叶腔（26）靠近所述旋转轴（57）一侧端面固定连接，所述外叶片（12）、所述外滑块（18）、所述内滑块（58）和所述旋转轴（57）的具体设置是本申请解决其技术问题必不可少的技术特征。

2.根据权利要求1所述的一种高效率风力发电系统，其特征在于：所述内滑块（58）上下两端面转动且对称设有内滑轮（24），所述内叶片（22）下端面固定设有内滑轮连杆（23），所述内滑轮连杆（23）与所述内滑轮（24）转动连接，所述内滑轮（24）靠近所述旋转轴（57）一侧端面与所述叶片（30）固定连接有内弹簧（25），所述外叶腔（15）前后两侧壁内设有四处内移动腔（60），所述内移动腔（60）内设有能上下移动的内移动滑块（37），所述内移动滑块（37）靠近所述内叶片（22）一侧端面与所述内叶片（22）之间固定设有内延伸板（59）。

3.根据权利要求1所述的一种高效率风力发电系统，其特征在于：所述外叶腔（15）前后两侧壁内设有四处滑轮移动腔（14），所述滑轮移动腔（14）内设有能上下移动的外滑轮（42），所述外滑轮（42）与所述外滑块（18）之间转动连接设有滑轮连接杆（20），所述滑轮移动腔（14）远离所述滑块移动轴（17）一侧设有外移动腔（13），所述外移动腔（13）内设有能上下移动的外移动滑块（44），所述外移动滑块（44）上端面固定设有外延伸板（45）。

4.根据权利要求1所述的一种高效率风力发电系统，其特征在于：所述冷却腔（48）内上侧转动设有主动斜齿轮（46），所述从动齿轮（34）下端面固定设有齿轮传动杆（36），所述齿轮传动杆（36）下端面贯通所述箱体（11）并与所述主动斜齿轮（46）上端面固定连接，所述冷却腔（48）左侧转动设有从动斜齿轮（47），所述主动斜齿轮（46）和所述从动斜齿轮（47）啮合，所述从动斜齿轮（47）左端面固定设有清洁传动轴（64），所述清洁传动轴（64）左端贯通所述箱体（11）并与所述冷却风扇（54）右端面固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种高效率风力发电系统，其特征在于：所述发电腔（41）内固定设有储电箱（63），所述储电箱（63）端面与所述发电机（29）左侧固定连接有输送管道（65）。

6.根据权利要求1所述的一种高效率风力发电系统，其特征在于：所述外滑块（18）靠近所述旋转轴（57）一侧端面固定设有外弹簧（21），所述外弹簧（21）远离所述外滑块（18）一侧与所述叶片（30）固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种高效率风力发电系统，其特征在于：所述箱底座（51）外圆面固定设有减震底座（50），所述箱底座（51）下侧设有减震腔（52），所述减震腔（52）下壁固定设有三处阻尼器（53），所述阻尼器（53）上端面与所述箱底座（51）固定连接。

8.根据权利要求5所述的一种高效率风力发电系统，其特征在于：所述限位腔（32）内固定设有限位轴承（31），所述磁铁支撑块（38）靠近所述旋转轴（57）一侧固定设有限位磁铁（39）。

9.根据权利要求8所述的一种高效率风力发电系统，其特征在于：所述旋转轴（57）上端面固定设有风向传感器（27），所述发电腔（41）左壁内固定设有过滤板（43），所述过滤板（43）、所述储电箱（63）、所述限位轴承（31）、所述磁铁支撑块（38）和所述发电机（29）与所述箱体（11）之间固定连接有固定杆（66）。

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