CN220909894U - 一种风力发电机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种风力发电机，本申请包括浮台，浮台上设置有支撑杆，支撑杆内转动连接有主轴，主轴的顶端设置有扇叶，主轴的底部与设置于所述浮台上的换向组件相连，同时在浮台上还设置有与主轴动力相连的发电机；浮台上还设置有旋转轴，旋转轴的一端设置有稳定桨，稳定桨位于海平面以下，旋转轴的另一端则与换向组件相连；工作时，扇叶旋转，进而驱动发电机和主轴工作；主轴在旋转过程中通过换向组件驱动所述旋转轴旋转，同时在所述换向组件的作用下，旋转轴的旋转方向反转，进而带动稳定桨按照与扇叶相反的旋转方向旋转；由于所述扇叶与稳定桨的旋转方向相反，因此通过稳定桨的旋转能够抵消扇叶旋转的扭矩，从而确保整个风力发电机的稳定性。

Description

一种风力发电机

技术领域

本申请涉及风电设备技术领域，具体涉及一种风力发电机。

背景技术

按照安装方式的不同，海上风力机分为固定式和漂浮式两种，结合海洋环境和装机成本的考虑，漂浮式风力机更适宜深海区域的风力发电。

现有技术中，漂浮式风机包括水平轴和垂直轴，垂直轴风力机以其重心低、无需对风、可靠性高、成本低等优势更适用于漂浮式的发电场景，但是垂直轴风力机叶片在旋转发电时，会对漂浮式平台传递一定的扭矩，上述扭矩的存在不仅会减少风机出力，还会影响平台的稳定性，不利于提高发电机的发电效率。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种风力发电机，旨在解决现有技术中存在的稳定性差的缺陷。

本申请通过以下技术方案实现上述目的：

一种风力发电机，包括浮台。

支撑杆，所述支撑杆设置于所述浮台上；

主轴，所述主轴转动设置于所述支撑杆内；所述主轴的顶端还设置有扇叶；所述浮台上还设置有与所述主轴动力相连的发电机；

换向组件，所述换向组件设置于所述浮台上；所述换向组件的输入端与所述主轴相连；

旋转轴，所述旋转轴转动设置于所述浮台底部，所述旋转轴的另一端设置有位于海平面以下的稳定桨，其一端与所述换向组件输出端相连，在所述换向组件的作用下带动所述稳定桨按与所述扇叶相反的方向旋转。

可选的，支撑杆上设置有防护室，所述发电机设置于所述防护室内；所述防护室与所述支撑杆连通，所述主轴与所述发电机通过相互配合的锥齿轮动力相连。

可选的，绕所述支撑杆的轴向方向，在所述支撑杆与所述浮台之间还设置有若干加强筋。

可选的，浮台上还设置有配重室，所述配重室与所述发电机对称分布于所述支撑杆两侧。

可选的，换向组件包括基座，所述基座设置于所述浮台上；沿所述主轴的轴向方向，在所述基座的顶部设置有与所述主轴相连的主动锥齿轮，所述基座底部设置有与所述旋转轴相连的从动锥齿轮；所述主动锥齿轮与所述从动锥齿轮之间还设置有换向锥齿轮，所述换向锥齿轮分别与所述主动锥齿轮与所述从动锥齿轮啮合。

可选的，基座呈方环形结构，所述基座上设置有换向轴，所述换向锥齿轮与所述换向轴相连。

可选的，浮台底部还设置有隔离箱，所述隔离箱设置有供所述旋转轴伸出的旋转套筒，所述旋转套筒内设置有密封组件。

可选的，隔离箱内还设置有稳定架，所述稳定架与所述浮台相连，所述旋转轴与所述稳定架转动相连。

可选的，稳定架上设置有推力球轴承，所述旋转轴上设置有与所述推力球轴承适配的支撑板。

可选的，支撑杆内设置有若干推力球轴承，所述主轴上设置有与所述推力球轴承适配的支撑台阶。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本申请包括浮台，所述浮台上设置有支撑杆，支撑杆中空结构，其内转动连接有主轴，所述主轴的顶端设置有扇叶，所述主轴的底部与设置于所述浮台上的换向组件相连，同时在所述浮台上还设置有与所述主轴动力相连的发电机；所述浮台上还设置有旋转轴，所述旋转轴的一端设置有稳定桨，稳定桨位于海平面以下，旋转轴的另一端则与所述换向组件相连；

本申请所述风力发电机在工作时，与所述主轴相连的扇叶在海风的带动下旋转，进而驱动发电机工作；同时主轴在旋转过程中还将通过换向组件驱动所述旋转轴旋转，同时在所述换向组件的作用下，所述旋转轴的旋转方向反转，进而带动所述稳定桨按照与所述扇叶相反的旋转方向旋转；由于所述扇叶与所述稳定桨的旋转方向相反，因此通过稳定桨的旋转能够抵消扇叶旋转的扭矩，从而确保整个风力发电机的稳定性；

其次，上述结构不需要增设过多的设备，巧妙的利用了主轴的旋转，有利于简化整套装置的结构。

附图说明

图1为本申请实施方式1提供的一种风力发电机的结构示意图；

图2为本申请实施方式1提供的一种风力发电机的剖视图；

图3为图2中A部放大图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-浮台，2-支撑杆，3-主轴，4-扇叶，5-发电机，6-旋转轴，7-稳定桨，8-防护室，9-锥齿轮，10-加强筋，11-配重室，12-基座，13-主动锥齿轮，14-从动锥齿轮，15-换向锥齿轮，16-换向轴，17-隔离箱，18-旋转套筒，19-密封组件，20-稳定架，21-推力球轴承，22-支撑板，23-支撑台阶。

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的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

参照图1到图3，本实施方式作为本申请一可选的实施方式，其公开了一种风力发电机5，包括浮台1，所述浮台1上安装有支撑杆2，所述支撑杆2为中空结构，其内设置有传动腔，同时在所述浮台1上还设置有发电室，沿所述支撑杆2的径向方向，所述发电室与所述支撑杆2的传动腔连通，在所述发电室内设置有发电机5，所述传动腔的顶部设置有滚动轴承，其中下侧设置有支撑环，所述支撑环上设置有推力球轴承21；所述风力发电机5还包括主轴3，主轴3呈台阶性结构，其中部设置有支撑台阶23，所述主轴3的大头端连接扇叶4，同时主轴3的大头端还与所述滚动轴承相连；所述支撑台阶23则与所述推力球轴承21配合，从而实现所述主轴3与苏偶支撑杆2的转动连接；所述主轴3的小头端还通过锥齿轮9与所述发电机5动力相连，从而通过所述主轴3驱动所述发电机5工作；

同时通过上述发电室的设置能够保证发电机5在相对安全封闭的环境下工作，提高设备工作的稳定性，同时还能够避免海水中高浓度盐分的侵蚀，进一步延长设备的工作寿命；

同时在所述浮台1上还设置有若干加强筋10，各所述加强筋10绕所述支撑杆2的轴向方向布置，所述加强筋10分别连接所述浮台1和所述支撑杆2，通过所述加强筋10能够有效提高支撑杆2与所述浮台1之间的连接强度，保证所述支撑杆2始终处于垂直的状态，从而提高设备运行的稳定性和安全性；

所述浮台1上还设置有配重室11，所述配重室11内设置有若干配重块，同时所述配重室11与所述发电机5相对于所述支撑杆2对称布置，即所述配重室11与所述发电机5分置于所述支撑杆2的两侧，从而保证整个浮台1的平衡；

所述配重室11也可以设置多个，只要其能够保证整个浮台1的稳定性即可。

所述风力发电机5还包括换向组件，所述换向组件包括基座12，所述基座12呈方环形结构，基座12顶部通过螺栓与所述浮台1底面相连；沿所述支撑杆2的轴向方向，在所述基座12的顶部设置有主动锥齿轮13，在所述基座12的底部设置有从动锥齿轮14，所述主动锥齿轮13和所述从动锥齿轮14的旋转轴6线重合；

同时在所述主动锥齿轮13与所述从动锥齿轮14之间还通过滚动轴承转动连接有换向轴16，所述换向轴16的旋转轴6线与所述主动锥齿轮13和从动锥齿轮14的旋转轴6线垂直相交；在所述换向轴16的一侧还设置有换向锥齿轮15，所述换向锥齿轮15的上侧与所述主动锥齿轮13啮合，其下侧则与所述从动锥齿轮14啮合，进而通过所述换向锥齿轮15将所述主动锥齿轮13与所述从动锥齿轮14连通；

在所述浮台1上中部还设置有动力连接孔，所述主轴3的小头端穿过所述动力连接孔与所述主动锥齿轮13相连；

所述浮台1的底部还设置有稳定架20，所述稳定架20中部设置有推力球轴承21，同时所述风力发电机5还包括旋转轴6，所述旋转轴6上设置有支撑板22，通过所述支撑板22，所述旋转轴6与所述推力球轴承21配合，进而实现旋转轴6与稳定架20的转动相连；所述旋转轴6的一端与所述从动锥齿轮14相连，其另一端则连接有稳定桨7；

通过稳定架20不但能够保证所述旋转轴6与浮台1稳定相连，提高整个设备的稳定性和可靠性，同时还能够保证旋转轴6的垂直度，进而确保所述主轴3与所述旋转轴6的旋转轴6线重合。

在所述浮台1底部还设置有隔离箱17，所述隔离箱17将所述支撑架和所述换向组件与海水隔离，同时在所述隔离箱17设置有供所述旋转轴6伸出的旋转套筒18，所述旋转套筒18内设置有密封组件19，所述旋转轴6穿过所述旋转套筒18与稳定桨7相连；所述密封组件19采用常用的螺旋桨密封组件19即可；

本申请所述风力发电机在工作时，与所述主轴相连的扇叶在海风的带动下旋转，进而驱动发电机工作；同时主轴在旋转过程中还将带动主动锥齿轮旋转，主动锥齿轮带动所述换向锥齿轮旋转，再驱动所述从动锥齿轮转动，通过换向锥齿轮的旋转，将主动锥齿轮的顺时针旋转转换为旋转轴的逆时针旋转(或主动锥齿轮的逆时针旋转转换为旋转轴的顺时针旋转)，进而保证所述扇叶与所述稳定桨始终以相反的旋转方向同时转动；

由于所述扇叶与所述稳定桨的旋转方向相反，因此通过稳定桨的旋转能够抵消扇叶旋转的扭矩，从而确保整个风力发电机的稳定性；

其次，上述结构不需要增设过多的设备，巧妙的利用了主轴的旋转，有利于简化整套装置的结构。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种风力发电机(5)，其特征在于，包括浮台(1)；

支撑杆(2)，所述支撑杆(2)设置于所述浮台(1)上；

主轴(3)，所述主轴(3)转动设置于所述支撑杆(2)内；所述主轴(3)的顶端还设置有扇叶(4)；所述浮台(1)上还设置有与所述主轴(3)动力相连的发电机(5)；

换向组件，所述换向组件设置于所述浮台(1)上；所述换向组件的输入端与所述主轴(3)相连；

旋转轴(6)，所述旋转轴(6)转动设置于所述浮台(1)底部，所述旋转轴(6)的另一端设置有位于海平面以下的稳定桨(7)，其一端与所述换向组件输出端相连，在所述换向组件的作用下带动所述稳定桨(7)按与所述扇叶(4)相反的方向旋转。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机(5)，其特征在于，所述支撑杆(2)上设置有防护室(8)，所述发电机(5)设置于所述防护室(8)内；所述防护室(8)与所述支撑杆(2)连通，所述主轴(3)与所述发电机(5)通过相互配合的锥齿轮(9)动力相连。

3.根据权利要求2所述的一种风力发电机(5)，其特征在于，绕所述支撑杆(2)的轴向方向，在所述支撑杆(2)与所述浮台(1)之间还设置有若干加强筋(10)。

4.根据权利要求3所述的一种风力发电机(5)，其特征在于，所述浮台(1)上还设置有配重室(11)，所述配重室(11)与所述发电机(5)对称分布于所述支撑杆(2)两侧。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电机(5)，其特征在于，所述换向组件包括基座(12)，所述基座(12)设置于所述浮台(1)上；沿所述主轴(3)的轴向方向，在所述基座(12)的顶部设置有与所述主轴(3)相连的主动锥齿轮(13)，所述基座(12)底部设置有与所述旋转轴(6)相连的从动锥齿轮(14)；所述主动锥齿轮(13)与所述从动锥齿轮(14)之间还设置有换向锥齿轮(15)，所述换向锥齿轮(15)分别与所述主动锥齿轮(13)与所述从动锥齿轮(14)啮合。

6.根据权利要求5所述的一种风力发电机(5)，其特征在于，所述基座(12)呈方环形结构，所述基座(12)上设置有换向轴(16)，所述换向锥齿轮(15)与所述换向轴(16)相连。

7.根据权利要求6所述的一种风力发电机(5)，其特征在于，所述浮台(1)底部还设置有隔离箱(17)，所述隔离箱(17)设置有供所述旋转轴(6)伸出的旋转套筒(18)，所述旋转套筒(18)内设置有密封组件(19)。

8.根据权利要求7所述的一种风力发电机(5)，其特征在于，所述隔离箱(17)内还设置有稳定架(20)，所述稳定架(20)与所述浮台(1)相连，所述旋转轴(6)与所述稳定架(20)转动相连。

9.根据权利要求8所述的一种风力发电机(5)，其特征在于，所述稳定架(20)上设置有推力球轴承(21)，所述旋转轴(6)上设置有与所述推力球轴承(21)适配的支撑板(22)。

10.根据权利要求1所述的一种风力发电机(5)，其特征在于，所述支撑杆(2)内设置有若干推力球轴承(21)，所述主轴(3)上设置有与所述推力球轴承(21)适配的支撑台阶(23)。