CN106014870A - 一种风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发电装置,尤其涉及一种风力发电机,包括风叶、轮毂、变速箱及发电机,顶端齿轮箱、塔筒、垂直传动轴、直角齿轮,风向检测装置,风叶调向轨道,顶端齿轮箱制动装置、垂直传动轴制动装置和直角齿轮制动装置。风叶旋转将风能转化为机械能,通过伞齿轮变向90度由垂直传动轴传到地面的直角齿轮,直角齿轮带动地面的变速箱及发电机发电,实现变速箱及发电机下置和多台发电机并机发电的功能。风向检测装置检测到风向改变时,传感器发出指令,控制顶端齿轮箱制动装置、垂直传动轴制动装置、直角齿轮制动装置的打开及锁死状态,实现风叶的360度调向。本发明方便安装维修,省时省力,提高装机容量,提高风能利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电装置,尤其涉及一种风力发电机。
背景技术
风能作为一种清洁能源,越来越受到世界各国的重视,我国的风能蕴量大,分布广,风力发电已得到一定应用。风力发电机是利用风叶将风能转变为机械能,通过变速箱带动发电机发电。发电部分均安装在铁塔的上部,高空安装步骤繁杂,安装难度大,耗时长,维修困难;每台机组仅能装配一台发电机,装机容量小;风叶调向装置仅能在一定角度内调向,风能利用率小。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种风力发电机,不仅安装维修方便,省时省力,能装配一台以上的发电机,提高装机容量,而且风叶能实现360调向,提高风能利用率。
本发明采用的技术方案是:一种风力发电机,包括风叶、轮毂、变速箱及发电机,顶端齿轮箱、塔筒、垂直传动轴、直角齿轮,顶端齿轮箱置于塔筒顶部并延伸嵌套于塔筒内部,垂直传动轴置于塔筒内部,直角齿轮置于塔筒底部,所述顶端齿轮箱包括齿轮箱配重和伞齿轮组,顶端齿轮箱的延伸部分底面设有垂直传动轴限位孔,所述伞齿轮组由纵向伞齿轮和横向伞齿轮组成,纵向伞齿轮与轮毂连接,风叶安装在轮毂上,横向伞齿轮与垂直传动轴上端连接 ,垂直传动轴的下端与底部的直角齿轮连接,变速箱及发电机与直角齿轮连接。
优选地:所述伞齿轮为螺旋伞齿轮。
优选地:所述变速箱及发电机为一组以上。
优选地:所述的塔筒为中空结构,上端直径大,中段直径小,下端直径大的过渡圆柱体。
上述风力发电机还包括:风向检测装置,风叶调向轨道,顶端齿轮箱制动装置、垂直传动轴制动装置、直角齿轮制动装置,风向检测装置置于顶端齿轮箱上部, 风叶调向轨道置于塔筒顶端,顶端齿轮箱制动装置置于顶端齿轮箱延伸部分的底面,垂直传动轴制动装置置于塔筒内部,直角齿轮制动装置与直角齿轮相连接。所述风向检测装置包括风向检测装置本体、风向标、A传感器和B传感器,风向标和A传感器置于风向检测装置本体上, 传感器B固定在风向标上。
优选地:所述垂直传动轴制动装置为两组。
发电机工作时,风叶旋转将风能转化为机械能,通过伞齿轮变向90度由垂直传动轴传到地面的直角齿轮,直角齿轮带动地面的变速箱及发电机发电,实现变速箱及发电机下置和多台发电机并机发电的功能。
风向检测装置检测到风向改变时,传感器发出指令,控制顶端齿轮箱制动装置、垂直传动轴制动装置、直角齿轮制动装置的打开及锁死状态,实现顶端齿轮箱在风叶调向轨道上360度旋转,从而实现风叶的360度调向。
具体调向过程是: 风力发电机在正常工作时,风向标上B传感器与A传感器正相对( 此时风叶朝向即为风向 ) ,顶端齿轮箱制动锁死,垂直传动轴制动与直角齿轮制动完全放开。
当风向改变时,风向标旋转,指向此时的风向, B传感器随风向标转动,此时 ,A传感器检测不到B传感器与其相对 ,A传感器立即同时发出 3 个信号 : 释放顶端齿轮箱制动的信号;轻制动垂直传动轴的信号;轻制动直角齿轮的信号。此时状态为 :横向伞齿轮转速下降,纵向伞齿轮由于与风叶同轴,风叶由于惯性转速不会立刻下降,故速度大于横向伞齿轮 ,横向伞齿轮就充当了纵向伞齿轮的轨道 ,纵向伞齿轮运动变为围绕横向伞齿轮的“ 自转+ 圆周运动 ”, 齿轮箱在风叶调向轨道上旋转。 当A传感器检测到与B传感器相对时,立即发出三个信号: 锁死顶端齿轮箱制动的信号; 完全释放垂直传动轴的信号;完全释放直角齿轮制动的信号。此时,风叶调向完成。
制动方式:
①顶端齿轮箱制动方式:顶端齿轮箱下部装有顶端齿轮箱制动装置,接收到制动命令时,制动片伸出,与塔筒内壁摩擦产生制动力。
②垂直传动轴制动方式:垂直传动轴制动装置处于释放状态时,制动片收回,制动***处于制动状态时,制动片伸出,与垂直传动轴摩擦产生制动力。
③直角齿轮制动方式:采用磁粉制动器,达到传递、制动扭矩的目的。
本发明的有益效果是:采用伞齿轮、垂直传动轴和直角齿轮连接,将高空机械能90度变向传到地面,实现变速箱及发电机下置和多台发电机并机发电的功能,方便安装维修,省时省力,提高装机容量;采用风向检测装置和齿轮箱制动装置、垂直传动轴制动装置、直角齿轮制动装置相互配合,控制制动装置的打开及锁死状态,实现顶端齿轮箱在风叶调向轨道上360度旋转,从而实现风叶的360度调向,提高风能利用率。
本发明主要针对年平均功率风速较高的地区。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2 为本发明风叶检测装置的结构示意图。
图中:1、风叶,2、轮毂,3、变速箱及发电机,4、顶端齿轮箱,5、塔筒,6、垂直传动轴,7、直角齿轮,8、垂直传动轴限位孔,9、齿轮箱配重,10、伞齿轮,11、风向检测装置,12、风叶调向轨道,13、顶端齿轮箱制动装置,14、垂直传动轴制动装置,15、直角齿轮制动装置,16、风向检测装置本体,17、风向标,18、A传感器,19、B传感器。
具体实施方式
如图所示:一种风力发电机,包括风叶1、轮毂2、变速箱及发电机3,顶端齿轮箱4、塔筒5、垂直传动轴6、直角齿轮7,风向检测装置11,风叶调向轨道12,顶端齿轮箱制动装置13、垂直传动轴制动装置14和直角齿轮制动装置15。塔筒5为中空结构,上端直径大,中段直径小,下端直径大的过渡圆柱体;顶端齿轮箱4置于塔筒5顶部并延伸嵌套于塔筒5内部,延伸部分底面设有垂直传动轴限位孔8,垂直传动轴6置于塔筒5内部,并穿过垂直传动轴限位孔8,直角齿轮7置于塔筒5底部,变速箱及发电机3为3组,与直角齿轮7连接;顶端齿轮箱4包括齿轮箱配重9和伞齿轮10,伞齿轮10为螺旋伞齿轮,由纵向伞齿轮和横向伞齿轮组成,纵向伞齿轮与轮毂2连接,风叶1安装在轮毂2上,横向伞齿轮与垂直传动轴6上端连接 ,垂直传动轴6的下端与底部的直角齿轮7连接;风向检测装置11置于顶端齿轮箱4上部, 风叶调向轨道12置于塔筒5顶端,顶端齿轮箱制动装置13置于顶端齿轮箱4延伸部分的底面,垂直传动轴制动装置14为两组,置于塔筒5内部,直角齿轮制动装置15与直角齿轮7相连接;所述风向检测装置11包括风向检测装置本体16、风向标17、A传感器18和B传感器19,风向标17和A传感器18置于风向检测装置本体16上,B传感器19固定在风向标上。
发电机工作时,风叶1旋转将风能转化为机械能,通过伞齿轮10变向90度由垂直传动轴6传到地面的直角齿轮7,直角齿轮7带动地面的变速箱及发电机3发电,实现变速箱及发电机3下置和多台发电机并机发电的功能。
风力发电机正常工作时,风向标17上B传感器19与A传感器18正相对 ( 此时风叶朝向即为风向 ) ,顶端齿轮箱制动锁死,垂直传动轴制动与直角齿轮制动完全放开。
当风向改变时,风向标17旋转,指向此时的风向, B传感器18随风向标转动,此时,A传感器18检测不到B传感器19与其相对 ,A传感器18立即同时发出 3 个信号 : 释放顶端齿轮箱制动的信号;轻制动垂直传动轴的信号;轻制动直角齿轮的信号。此时状态为 :横向伞齿轮转速下降,纵向伞齿轮由于与风叶1同轴,风叶1由于惯性转速不会立刻下降,故速度大于横向伞齿轮 ,横向伞齿轮就充当了纵向伞齿轮的轨道 ,纵向伞齿轮运动变为围绕横向伞齿轮的 “ 自转+ 圆周运动 ”, 顶端齿轮箱4在风叶调向轨道11上旋转。 当A传感器18检测到与B传感器19相对时,立即发出三个信号: 锁死顶端齿轮箱制动的信号; 完全释放垂直传动轴的信号;完全释放直角齿轮制动的信号。此时,风叶1调向完成,从而实现风叶1的360度调向。
Claims (7)
1.一种风力发电机,包括风叶(1)、轮毂(2)、变速箱及发电机(3),其特征是还包括顶端齿轮箱(4)、塔筒(5)、垂直传动轴(6)、直角齿轮(7),顶端齿轮箱(4)置于塔筒(5)顶部并延伸嵌套于塔筒(5)内部,延伸部分底面设有垂直传动轴限位孔(8),垂直传动轴(6)置于塔筒(5)内部,并穿过垂直传动轴限位孔(8),直角齿轮(7)置于塔筒(5)底部,变速箱及发电机(3)与直角齿轮(7)连接,所述顶端齿轮箱(4)包括齿轮箱配重(9)和伞齿轮(10),所述伞齿轮(10)由纵向伞齿轮和横向伞齿轮组成,纵向伞齿轮与轮毂(2)连接,风叶(1)安装在轮毂(2)上,横向伞齿轮与垂直传动轴(6)上端连接 ,垂直传动轴(6)的下端与底部的直角齿轮(7)连接。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机,其特征是所述的伞齿轮(10)为螺旋伞齿轮。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电机,其特征是所述的变速箱及发电机(3)为一组以上。
4.所根据权利要求1所述的一种风力发电机,其特征是所述的塔筒(5)为中空结构,上端直径大,中段直径小,下端直径大的过渡圆柱体。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种风力发电机,其特征是所述的风力发电机还包括:风向检测装置(11),风叶调向轨道(12),顶端齿轮箱制动装置(13)、垂直传动轴制动装置(14),直角齿轮制动装置(15),风向检测装置(11)置于顶端齿轮箱(4)上部, 风叶调向轨道(12)置于塔筒(5)顶端,顶端齿轮箱制动装置(13)置于顶端齿轮箱(4)延伸部分的底面,垂直传动轴制动装置(14)置于塔筒(5)内部,直角齿轮制动装置(15)与直角齿轮相连接。
6.所述风向检测装置(11)包括风向检测装置本体(16)、风向标(17)、A传感器(18)和B传感器(19),风向标(17)和A传感器置(18)于风向检测装置本体(16)上,B传感器(19)固定在风向标上。
7.根据权利要求5所述的一种风力发电机,其特征是所述的所述直传动轴制动装置(14)为两组。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20161012 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |