CN115875203B

CN115875203B - 一种新能源风力发电储能设备

Info

Publication number: CN115875203B
Application number: CN202310115268.9A
Authority: CN
Inventors: 张绪生
Original assignee: Hangzhou Tianzhuo Network Co ltd
Current assignee: Hangzhou Tianzhuo Network Co ltd
Priority date: 2023-02-15
Filing date: 2023-02-15
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2043-02-15
Also published as: CN115875203A

Abstract

本发明公开了一种新能源风力发电储能设备，涉及风力发电技术领域，包括吸能组件，所述吸能组件包括转动箱，转动箱上固定安装有转轴支架，转轴支架上转动安装有转轴，转轴上设置有叶片，所述转轴上还固定安装有传动阻力轴，传动阻力轴上固定安装有垂直动力齿轮，所述转动箱内通过稳定杆转动设置有水平动力齿轮，水平动力齿轮与垂直动力齿轮啮合。本发明在进行检修时，无需工作人员高空作业，只需要地面对发电机组进行检修即可，降低了检修的作业风险，同时降低了检修的人工成本；设置的吸能组件，在风力过大时，可降低叶片的转速，从而防止叶片引转速过高而导致断裂；设置的储能组件，实现了自动储能和释放储存的能量，无需对其进行主动干预控制。

Description

一种新能源风力发电储能设备

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储能设备。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般由风轮、发电机、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电，但是目前的风力发电设备并不能将多余的电能储存起来，只能实时的将发出的电能消耗掉。

现有技术，公告号为CN211975270U的实用新型专利，公开了一种新能源风力发电用高效率多向发电储能设备，包括防护外壳、设置在防护外壳内的风轮以及设置在防护外壳前端的引风组件，所述引风组件与风轮通过连接柱相连接，所述连接柱与风轮通过连接轴承相连接，所述风轮外接于电力存储设备，所述引风组件与防护外壳可拆卸连接。该设备便于引风组件对进入到防护外壳内的风向进行导向，从而带动风轮转动，进而便于风轮转动将风能转换为电能并存储在电力存储设备内，另外由于引风组件与防护外壳可拆卸连接，进而便于使用者根据实际的使用需求对引风组件进行检修，但是该现有技术在进行检修时，需要工作人员高空作业，依旧存在高空检修作业风险。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种新能源风力发电储能设备，包括吸能组件，所述吸能组件包括转动箱，转动箱上固定安装有转轴支架，转轴支架上转动安装有转轴，转轴上设置有叶片，所述转轴上还固定安装有传动阻力轴，传动阻力轴上固定安装有垂直动力齿轮，所述转动箱内通过稳定杆转动设置有水平动力齿轮，水平动力齿轮与垂直动力齿轮啮合，所述传动阻力轴的两侧均设置有与传动阻力轴摩擦配合的挤压摩擦片，两个挤压摩擦片均滑动连接在转动箱上，所述挤压摩擦片远离传动阻力轴的一端活动连接有连杆，连杆远离挤压摩擦片的一端活动连接有连杆支架，所述转动箱上还固定安装有电缸，所述连杆支架固定安装在电缸的伸缩杆上；还包括储能组件，所述储能组件包括用于支撑吸能组件的支撑柱，支撑柱内转动设置有延长转轴，所述支撑柱的底端固定设置有外壳，外壳转动设置有分动齿轮，分动齿轮上固定安装有分动架，分动架上转动设置有储能中间齿轮，所述外壳上还转动安装有卷线轴，卷线轴上通过连接轴固定安装有储能侧齿轮，并且该连接轴与分动齿轮和分动架均转动配合，所述储能侧齿轮的侧方设置有发电侧齿轮，发电侧齿轮与储能侧齿轮之间通过储能中间齿轮转动配合。

优选地，所述转动箱的底部还设置有调节齿形，所述转动箱转动安装在调节座上，所述调节座内转动设置有输出动力轴，输出动力轴与水平动力齿轮固定连接，所述调节座上还固定安装有调节电机，调节电机的输出轴上固定连接有与调节齿形相啮合的调节齿轮。

优选地，所述发电侧齿轮通过支撑板转动安装在外壳上，所述发电侧齿轮通过连接轴固定安装有第二齿轮，第二齿轮齿轮啮合有第三齿轮。

优选地，所述第三齿轮固定安装在发电机组的输入轴上，所述发电机组固定安装在支撑板上，所述第三齿轮、第二齿轮的侧面搭接有密封盖板，密封盖板与外壳固定连接。

优选地，所述延长转轴的下方设置有中间动力轴，中间动力轴与支撑柱转动配合，所述中间动力轴的中心通过花键滑动配合有切断器，切断器的顶端与延长转轴的底端均设置有相互啮合的齿形。

优选地，所述切断器的底端与中间动力轴之间设置有弹簧，所述支撑柱内还固定安装有与切断器磁吸配合的电磁铁，电磁铁与中间动力轴转动配合。

优选地，所述支撑柱的底部还固定安装有变速箱，变速箱的输入轴与中间动力轴固定连接，所述变速箱的输出轴上固定安装有第一齿轮，第一齿轮与分动齿轮相啮合。

优选地，所述支撑柱的顶端与调节座固定连接，所述调节座上转动设置有顶部转向轮，所述支撑柱上滑动配合有储能块，所述外壳上转动设置有底部转向轮，所述顶部转向轮和底部转向轮上搭接有绳索，所述储能块与卷线轴之间通过绳索传动连接。

本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明在进行检修时，无需工作人员高空作业，只需要地面对发电机组进行检修即可，降低了检修的作业风险，同时降低了检修的人工成本；（2）本发明设置的吸能组件，在风力过大时，可降低叶片的转速，从而防止叶片引转速过高而导致断裂；（3）本发明设置的储能组件，实现了自动储能和释放储存的能量，无需对其进行主动干预控制。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明转动箱结构剖视图。

图3为本发明电缸处结构示意图。

图4为本发明调节齿形处结构示意图。

图5为本发明支撑柱结构剖视图。

图6为本发明顶部转向轮处结构示意图。

图7为本发明外壳处结构示意图。

图8为本发明储能组件结构示意图。

图中：101-转动箱；102-转轴支架；103-叶片；104-转轴；105-传动阻力轴；106-输出动力轴；107-调节电机；108-调节座；109-调节齿轮；110-稳定杆；111-水平动力齿轮；112-垂直动力齿轮；113-电缸；114-连杆支架；115-连杆；116-挤压摩擦片；117-调节齿形；201-支撑柱；202-延长转轴；203-切断器；204-弹簧；205-中间动力轴；206-变速箱；207-第一齿轮；208-储能块；209-顶部转向轮；210-绳索；211-卷线轴；212-底部转向轮；213-外壳；214-电磁铁；215-发电机组；216-分动齿轮；217-分动架；218-储能侧齿轮；219-储能中间齿轮；220-发电侧齿轮；221-第二齿轮；222-第三齿轮；223-密封盖板；224-支撑板。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-图4所示，本发明提供一种新能源风力发电储能设备，包括吸能组件，吸能组件包括转动箱101，转动箱101上固定安装有转轴支架102，转轴支架102上转动安装有转轴104，转轴104上设置有叶片103，转轴104上还固定安装有传动阻力轴105，传动阻力轴105上固定安装有垂直动力齿轮112，转动箱101内通过稳定杆110转动设置有水平动力齿轮111，水平动力齿轮111与垂直动力齿轮112啮合，传动阻力轴105的两侧均设置有与传动阻力轴105摩擦配合的挤压摩擦片116，两个挤压摩擦片116均滑动连接在转动箱101上，挤压摩擦片116远离传动阻力轴105的一端活动连接有连杆115，连杆115远离挤压摩擦片116的一端活动连接有连杆支架114，转动箱101上还固定安装有电缸113，连杆支架114固定安装在电缸113的伸缩杆上，转动箱101的底部还设置有调节齿形117，转动箱101转动安装在调节座108上，调节座108内转动设置有输出动力轴106，输出动力轴106与水平动力齿轮111固定连接，调节座108上还固定安装有调节电机107，调节电机107的输出轴上固定连接有与调节齿形117相啮合的调节齿轮109。

如图5-图8所示，还包括储能组件，储能组件包括用于支撑吸能组件的支撑柱201，支撑柱201内转动设置有延长转轴202，支撑柱201的底端固定设置有外壳213，外壳213转动设置有分动齿轮216，分动齿轮216上固定安装有分动架217，分动架217上转动设置有储能中间齿轮219，外壳213上还转动安装有卷线轴211，卷线轴211上通过连接轴固定安装有储能侧齿轮218，并且该连接轴与分动齿轮216和分动架217均转动配合，储能侧齿轮218的侧方设置有发电侧齿轮220，发电侧齿轮220与储能侧齿轮218之间通过储能中间齿轮219转动配合。发电侧齿轮220通过支撑板224转动安装在外壳213上，发电侧齿轮220通过连接轴固定安装有第二齿轮221，第二齿轮221齿轮啮合有第三齿轮222，第三齿轮222固定安装在发电机组215的输入轴上，发电机组215固定安装在支撑板224上，第三齿轮222、第二齿轮221的侧面搭接有密封盖板223，密封盖板223与外壳213固定连接，延长转轴202的下方设置有中间动力轴205，中间动力轴205与支撑柱201转动配合，中间动力轴205的中心通过花键滑动配合有切断器203，切断器203的顶端与延长转轴202的底端均设置有相互啮合的齿形，切断器203的底端与中间动力轴205之间设置有弹簧204，支撑柱201内还固定安装有与切断器203磁吸配合的电磁铁214，电磁铁214与中间动力轴205转动配合。（只有切断器203设置的齿形部分与电磁铁214磁吸配合），支撑柱201的底部还固定安装有变速箱206，变速箱206的输入轴与中间动力轴205固定连接，变速箱206的输出轴上固定安装有第一齿轮207，第一齿轮207与分动齿轮216相啮合。支撑柱201的顶端与调节座108固定连接，调节座108上转动设置有顶部转向轮209，支撑柱201上滑动配合有储能块208，外壳213上转动设置有底部转向轮212，顶部转向轮209和底部转向轮212上搭接有绳索210，储能块208与卷线轴211之间通过绳索210传动连接。

本发明公开的一种新能源风力发电储能设备的工作原理如下：当有风经过叶片103时，会带动叶片103围绕转轴104转动，此时转轴104就会转动，转轴104转动就会带动传动阻力轴105转动，传动阻力轴105转动就会带动垂直动力齿轮112转动，若风速过快，可以启动电缸113，电缸113的伸缩杆会带动连杆支架114移动，连杆支架114移动会通过两个连杆115带动两个挤压摩擦片116挤压传动阻力轴105，从而减缓传动阻力轴105的转动速度，保证整体运行的安全。垂直动力齿轮112的转动会带动水平动力齿轮111转动，水平动力齿轮111转动会通过输出动力轴106带动延长转轴202转动，若风向改变，通过控制调节电机107，调节电机107的输出轴会带动调节齿轮109转动，调节齿轮109转动会通过与之啮合的调节齿形117驱动转动箱101摆动，使得叶片103正对风速方向。而延长转轴202的转动会带动切断器203转动，切断器203转动会带动中间动力轴205转动，中间动力轴205转动会带动变速箱206的输入轴转动，变速箱206的输入轴则会带动第一齿轮207转动，第一齿轮207转动则会带动分动齿轮216转动，分动齿轮216转动就会带动分动架217转动，分动架217转动会带动储能侧齿轮218围绕发电侧齿轮220和储能侧齿轮218的轴线公转（储能侧齿轮218和发电侧齿轮220同轴），由于储能侧齿轮218是与卷线轴211相连接的，储能侧齿轮218上的负载则是通过绳索210将储能块208向上拉的力，而发电侧齿轮220上的负载则是需要带动发电机组215输入轴所转动的力，因此需要设置储能侧齿轮218转动的扭矩大于发电侧齿轮220转动的扭矩，此时储能中间齿轮219在公转的同时还会发生自转，并且带动储能侧齿轮218和发电侧齿轮220同时转动（转速不同），当卷线轴211上缠绕满绳索210时（储能块208运动到顶部极限位置），此时储能侧齿轮218则就无法继续转动，此时，分动架217的公转，则会通过储能中间齿轮219在储能侧齿轮218上公转的同时发生自转，储能中间齿轮219的自转则会带动发电侧齿轮220转动，发电侧齿轮220转动则会通过第二齿轮221带动第三齿轮222转动，第三齿轮222转动则会带动发电机组215的输入轴转动。当没有风时，中间动力轴205不会转动，第一齿轮207也就不会转动，由于设置变速箱206为减速机构，因此第一齿轮207无法带动中间动力轴205转动（变速箱206内部的齿轮摩擦阻力大于分动齿轮216反向转动所施加到第一齿轮207上的扭矩），因此分动齿轮216固定不动（近似微动/转速慢，阻力大），此时储能块208会向下滑落，储能块208会通过绳索210带动卷线轴211转动，卷线轴211转动会带动储能侧齿轮218转动，储能侧齿轮218转动会带动储能中间齿轮219自转，储能中间齿轮219自转会带动发电侧齿轮220转动，发电侧齿轮220转动会带动第二齿轮221转动，第二齿轮221转动会带动第三齿轮222转动，第三齿轮222转动会带动发电机组215的输入轴转动，需要说明的是，发电机组215内部设置有增速变速装置，用于提高内部转子的转动速度。若发生故障，并且需要在有风的环境下进行检修，此时使用者只需要控制电磁铁214，电磁铁214会将切断器203向下吸引，压缩弹簧204，使得切断器203与延长转轴202脱离啮合，从而切断动力源，便于维护。

Claims

1.一种新能源风力发电储能设备，包括转轴（104），转轴（104）上设置有叶片（103），其特征在于：所述转轴（104）设置在吸能组件上，所述吸能组件包括转动箱（101），转动箱（101）上固定安装有转轴支架（102），转轴支架（102）与转轴（104）转动连接，所述转轴（104）上还固定安装有传动阻力轴（105），传动阻力轴（105）上固定安装有垂直动力齿轮（112），所述转动箱（101）内通过稳定杆（110）转动设置有水平动力齿轮（111），水平动力齿轮（111）与垂直动力齿轮（112）啮合，所述传动阻力轴（105）的两侧均设置有与传动阻力轴（105）摩擦配合的挤压摩擦片（116），两个挤压摩擦片（116）均滑动连接在转动箱（101）上，所述挤压摩擦片（116）远离传动阻力轴（105）的一端活动连接有连杆（115），连杆（115）远离挤压摩擦片（116）的一端活动连接有连杆支架（114），所述转动箱（101）上还固定安装有电缸（113），所述连杆支架（114）固定安装在电缸（113）的伸缩杆上；

还包括储能组件，所述储能组件包括用于支撑吸能组件的支撑柱（201），支撑柱（201）内转动设置有延长转轴（202），所述支撑柱（201）的底端固定设置有外壳（213），外壳（213）转动设置有分动齿轮（216），分动齿轮（216）上固定安装有分动架（217），分动架（217）上转动设置有储能中间齿轮（219），所述外壳（213）上还转动安装有卷线轴（211），卷线轴（211）上通过连接轴固定安装有储能侧齿轮（218），并且该连接轴与分动齿轮（216）和分动架（217）均转动配合，所述储能侧齿轮（218）的侧方设置有发电侧齿轮（220），发电侧齿轮（220）与储能侧齿轮（218）之间通过储能中间齿轮（219）转动配合，所述发电侧齿轮（220）通过支撑板（224）转动安装在外壳（213）上，所述发电侧齿轮（220）通过连接轴固定安装有第二齿轮（221），第二齿轮（221）齿轮啮合有第三齿轮（222），所述第三齿轮（222）固定安装在发电机组（215）的输入轴上，所述发电机组（215）固定安装在支撑板（224）上，所述第三齿轮（222）、第二齿轮（221）的侧面搭接有密封盖板（223），密封盖板（223）与外壳（213）固定连接，所述支撑柱（201）的底部还固定安装有变速箱（206），变速箱（206）的输入轴与中间动力轴（205）固定连接，所述变速箱（206）的输出轴上固定安装有第一齿轮（207），第一齿轮（207）与分动齿轮（216）相啮合，所述支撑柱（201）的顶端与调节座（108）固定连接，所述调节座（108）上转动设置有顶部转向轮（209），所述支撑柱（201）上滑动配合有储能块（208），所述外壳（213）上转动设置有底部转向轮（212），所述顶部转向轮（209）和底部转向轮（212）上搭接有绳索（210），所述储能块（208）与卷线轴（211）之间通过绳索（210）传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种新能源风力发电储能设备，其特征在于：所述转动箱（101）的底部还设置有调节齿形（117），所述转动箱（101）转动安装在调节座（108）上，所述调节座（108）内转动设置有输出动力轴（106），输出动力轴（106）与水平动力齿轮（111）固定连接，所述调节座（108）上还固定安装有调节电机（107），调节电机（107）的输出轴上固定连接有与调节齿形（117）相啮合的调节齿轮（109）。

3.根据权利要求2所述的一种新能源风力发电储能设备，其特征在于：所述延长转轴（202）的下方设置有中间动力轴（205），中间动力轴（205）与支撑柱（201）转动配合，所述中间动力轴（205）的中心通过花键滑动配合有切断器（203），切断器（203）的顶端与延长转轴（202）的底端均设置有相互啮合的齿形。

4.根据权利要求3所述的一种新能源风力发电储能设备，其特征在于：所述切断器（203）的底端与中间动力轴（205）之间设置有弹簧（204），所述支撑柱（201）内还固定安装有与切断器（203）磁吸配合的电磁铁（214），电磁铁（214）与中间动力轴（205）转动配合。