CN109973322A - 一种能够调节高度的风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够调节高度的风力发电装置，包括底座、升降组件、塔架外壳，所述升降组件通过螺栓固定在底座的上部，所述升降组件的上端与塔架外壳的底部卡接，所述塔架组件安装在塔架外壳的内侧，所述发电组件安装在塔架组件的顶部，通过小斜齿轮与大斜齿轮啮合，小斜齿轮的转动会带动大斜齿轮的转动，大斜齿轮会带动固定在上方的升降丝杆转动，升降丝杆与塔架固定座传动连接，塔架固定座固定在下塔架的底部，当伺服电机带动小斜齿轮转动时，就会带动塔架固定座的上升或者下降，以此来调节塔架的高度，塔架外壳安装在塔架组件的外侧，塔架外壳的顶部会与塔架固定座的上部接触，不仅能对升降丝杆起到防护作用，还能使塔架组件更稳固。

Description

一种能够调节高度的风力发电装置
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种能够调节高度的风力发电装置。
背景技术
风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的的可再生能源能源，很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。
利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。
风力发电装置中塔筒长度直接影响的是风机的高度，高度越高，吸风能力越强，为此发明一种结构简单，操作方便，能够调整高度的风力发电装置很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够调节高度的风力发电装置，以解决上述背景技术中提出的调节高度不方便，结构复杂的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种能够调节高度的风力发电装置，包括底座、升降组件、塔架外壳、塔架组件和发电组件，所述升降组件通过螺栓固定在底座的上部，所述升降组件的上端与塔架外壳的底部卡接，所述塔架组件安装在塔架外壳的内侧，所述发电组件安装在塔架组件的顶部。
优选的，所述升降组件包括升降座、伺服电机、齿轮变速箱、塔架固定座、升降丝杆和限位块，所述升降座通过螺栓固定在底座上，所述伺服电机设置在升降座的外侧，所述伺服电机的输出轴与齿轮变速箱的一端通过联轴器连接，所述齿轮变速箱的输出轴与升降丝杆的一端通过联轴器连接，齿轮变速箱通过螺栓固定在升降座的内部，所述升降丝杆另一端与限位块通过螺纹连接，所述塔架固定座与升降丝杆传动连接。
优选的，所述塔架组件包括下塔架和上塔架，所述上塔架安装在下塔架的上部，所述下塔架的底部与塔架固定座通过螺栓固定。
优选的，所述发电组件包括导流罩、轮毂、叶片、机舱、底架、小齿轮、大齿轮、偏航电机、电气柜、散热装置、发电机、行星齿轮增速箱和风速传感器，所述轮毂通过螺栓在导流罩的内部，三组所述叶片分别与导流罩过盈连接，三组所述叶片等角设置在轮毂的外圆周上，三组所述叶片分别与轮毂通过螺栓固定，所述导流罩与机舱通过螺栓连接，所述底架通过螺栓固定在机舱的内部，所述大齿轮设置在底架的底部，两组所述小齿轮分别与大齿轮啮合，两组所述偏航电机分别设置在底架的上部，两组所述偏航电机的输出轴分别穿过底架与两组小齿轮通过键连接，所述电气柜通过螺栓固定在底架的上部一侧，所述散热装置通过螺栓固定在底架的上部另一侧，所述发电机设置在电气柜和散热装置之间，所述发电机通过螺栓固定在底架上，所述发电机的轴与行星齿轮增速箱通过联轴器连接，所述行星齿轮增速箱的轴与轮毂连接，所述风速传感器通过螺栓固定在机舱的上部，且风速传感器通过导线与电气柜电性连接。
优选的，所述升降座包括内腔、转轴孔、通孔和卡槽，所述内腔设置在升降座的底部，两组所述转轴孔对称设置在内腔内部，所述通孔设置在升降座的上表面中心，所述卡槽设置在升降座的上表面。
优选的，所述导流罩包括导流罩内腔、弧面和叶片安装孔，所述导流罩内腔设置在导流罩的内部，所述弧面设置在导流罩的外侧，三组所述叶片安装孔等角分布在导流罩的外侧。
优选的，所述轮毂包括安装座、叶片安装座和柱体，所述安装座设置在柱体的一侧，三组所述叶片安装座等角分布在柱体的圆周上。
优选的，所述塔架外壳包括卡接端和限位端，所述卡接端设置在塔架外壳的底部，所述限位端设置在塔架外壳的上端，所述卡接端与升降座卡接并通过螺栓固定，所述限位端与塔架固定座活动接触。
本发明提出的一种能够调节高度的风力发电装置，与现有技术相比，具有以下有点：
1、通过小斜齿轮与大斜齿轮啮合，小斜齿轮的转动会带动大斜齿轮的转动，大斜齿轮会带动固定在上方的升降丝杆转动，升降丝杆与塔架固定座传动连接，塔架固定座固定在下塔架的底部，当伺服电机带动小斜齿轮转动时，就会带动塔架固定座的上升或者下降，以此来调节塔架的高度。
2、塔架外壳安装在塔架组件的外侧，当塔架组件上升到一定高度时，塔架外壳的顶部会与塔架固定座的上部接触，不仅能对升降丝杆起到防护作用，还能使塔架组件更稳固。
附图说明
图1为本发明的整体示意图；
图2为本发明的分解图；
图3为本发明的升降座组件分解图；
图4为本发明的塔架组件示意图；
图5为本发明的发电组件分解图；
图6为本发明的升降座示意图；
图7为本发明的导流罩示意图；
图8为本发明的轮毂示意图；
图9为本发明的塔架外壳示意图；
图10为本发明的侧视图。
图中：1、底座；2、升降组件；201、升降座；20101、内腔；20102、转轴孔；20103、通孔；202、伺服电机；203、齿轮变速箱；204、塔架固定座；205、升降丝杆；206、限位块；3、塔架外壳；301、卡接端；302、限位端； 4塔架组件；401、下塔架；402、上塔架；5、发电组件；501、导流罩；50101、导流罩内腔；50102、弧面；50103、叶片安装孔；502、轮毂；50201、安装座；50202、叶片安装座；50203、柱体；503、叶片；504、机舱；505、底架； 506、小齿轮；507、大齿轮；208、偏航电机；509、电气柜；510、散热装置； 511、发电机；512、行星齿轮增速箱；513、风速传感器。
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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
本发明提供了如图1-10所示的一种能够调节高度的风力发电装置，包括底座1、升降组件2、塔架外壳3、塔架组件4和发电组件5，所述升降组件2通过螺栓固定在底座1的上部，所述升降组件2的上端与塔架外壳3的底部卡接，所述塔架组件4安装在塔架外壳3的内侧，所述发电组件5安装在塔架组件4的顶部。
较佳地，所述升降组件2包括升降座201、伺服电机202、齿轮变速箱203、塔架固定座204、升降丝杆205和限位块206，所述升降座201通过螺栓固定在底座1上，所述伺服电机202设置在升降座201的外侧，所述伺服电机202 的输出轴与齿轮变速箱203的一端通过联轴器连接，所述齿轮变速箱203的输出轴与升降丝杆205的一端通过联轴器连接，齿轮变速箱203通过螺栓固定在升降座201的内部，所述升降丝杆205另一端与限位块206通过螺纹连接，所述塔架固定座204与升降丝杆205传动连接。
较佳地，所述塔架组件4包括下塔架401和上塔架402，所述上塔架402 安装在下塔架401的上部，所述下塔架401的底部与塔架固定座204通过螺栓固定。
较佳地，所述发电组件5包括导流罩501、轮毂502、叶片503、机舱504、底架505、小齿轮506、大齿轮507、偏航电机508、电气柜509、散热装置 510、发电机511、行星齿轮增速箱512和风速传感器513，所述轮毂502通过螺栓在导流罩501的内部，三组所述叶片503分别与导流罩501过盈连接，三组所述叶片503等角设置在轮毂502的外圆周上，三组所述叶片503分别与轮毂502通过螺栓固定，所述导流罩501与机舱504通过螺栓连接，所述底架505通过螺栓固定在机舱504的内部，所述大齿轮507设置在底架505 的底部，两组所述小齿轮506分别与大齿轮507啮合，两组所述偏航电机508 分别设置在底架505的上部，两组所述偏航电机508的输出轴分别穿过底架 505与两组小齿轮506通过键连接，所述电气柜509通过螺栓固定在底架505 的上部一侧，所述散热装置510通过螺栓固定在底架505的上部另一侧，所述发电机511设置在电气柜509和散热装置510之间，所述发电机511通过螺栓固定在底架505上，所述发电机511的轴与行星齿轮增速箱512通过联轴器连接，所述行星齿轮增速箱512的轴与轮毂502连接，所述风速传感器 513通过螺栓固定在机舱504的上部，且风速传感器513通过导线与电气柜 509电性连接。
较佳地，所述升降座201包括内腔20101、转轴孔20102、通孔20103和卡槽20104，所述内腔20101设置在升降座201的底部，两组所述转轴孔20102 对称设置在内腔20101内部，所述通孔20103设置在升降座201的上表面中心，所述卡槽20104设置在升降座201的上表面。
较佳地，所述导流罩501包括导流罩内腔50101、弧面50102和叶片安装孔50103，所述导流罩内腔50101设置在导流罩501的内部，所述弧面50102 设置在导流罩501的外侧，三组所述叶片安装孔50103等角分布在导流罩501 的外侧。
较佳地，所述轮毂502包括安装座50201、叶片安装座50202和柱体50203，所述安装座50201设置在柱体50203的一侧，三组所述叶片安装座50202等角分布在柱体50203的圆周上。
较佳地，所述塔架外壳3包括卡接端301和限位端302，所述卡接端301 设置在塔架外壳3的底部，所述限位端302设置在塔架外壳3的上端，所述卡接端301与升降座201卡接并通过螺栓固定，所述限位端302与塔架固定座206活动接触。
通过采用上述技术方案，塔架组件4可以通过升降组件2调节高度。
如图3所示，升降组件2通过伺服电机202带动小斜齿轮204转动，小斜齿轮204带动与其啮合的大斜齿轮205转动，大斜齿轮205带动安装在其上部的升降丝杆207转动，升降丝杆207与塔架固定座206传动连接，从而带动塔架固定座206的升降，塔架固定座206固定在塔架组件4的底部，通过这样的结构来调节塔架组件4的高度；
如图5所示，上塔架402安装在下塔架401的上端，塔架固定座206固定在下塔架401的底部，升降丝杆207安装在塔架组件4的内部；
如图6所示，轮毂502安装在导流罩501的内部，底架505安装在机舱 504的内部，三组叶片503分别穿过导流罩501固定在内部的轮毂502上，两组小齿轮506和大齿轮507设置在底架505的底部，两组小齿轮506分别与大齿轮507啮合，通过两组偏航电机508分别带动两组小齿轮506转动，以此来带动两组小齿轮506在大齿轮507所在的圆周上转动，大齿轮507固定在上塔架402的顶部；
偏航***，又称对风装置，是风力发电机机舱的一部分，其作用在于当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能；
发电机511和形星齿轮增速箱512分别安装在底架505上；
形星齿轮增速箱512是主电动机与压缩机的连结，有采用原电动机的转速(如2970r/min)，在轴的两端各悬臂一级或两级叶轮。在飞机舱的空调中，采用离心式膨胀机直接拖动离心式压缩机叶轮。有些也采用三级双支承转子，不用增速而直接由电动机传动，以达到空调工况要求。除上述情况外，大都采用增速装置，使叶轮增速，以便采用单级或双级悬臂式叶轮，使压缩机和叶轮的尺寸减小并达到工况要求。
风速传感器513安装在机舱504的上部；
风速传感器是可连续监测上述地点的风速、风量(风量＝风速x横截面积) 大小，能够对所处巷道的风速风量进行实时显示，是矿井通风安全参数测量的重要仪表。其传感器组件由风速传感器、风向传感器、传感器支架组成。主要适用于煤矿井下具有瓦斯***危险的各矿井通风总回风巷、风口、井下主要测风站、扇风机井口、掘进工作面、采煤工作面等处，以及相应的矿产企业。
如图3-10所示，塔架外壳3底部卡接在20104卡槽内并通过螺栓固定，
当升降组件2带动塔架组件3上升时，塔架外壳3不仅能对升降丝杆207 起防护作用，还能起到稳固作用，限位块208对塔架固定座206起限位作用，当高度上升到一定高度时，上塔架402的顶部会卡接在塔架固定座206的上表面。
工作原理：升降组件2安装在底座1的上部，塔架组件4安装在升降组件2的上部，塔架外壳3安装在塔架组件4的外侧，发电组件5安装在塔架组件4的上部；
升降组件2中的转轴203通过轴承安装在升降座201的内部，当伺服电机202转动时，带动固定在转轴203上的小斜齿轮204转动，小斜齿轮204 转动时就会带动与其啮合的大斜齿轮205转动，大斜齿轮205就会带动固定在其上方的升降丝杆207转动，塔架固定座206与升降丝杆207传动连接，当升降丝杆207转动时就会带动塔架固定座206的上升或者下降，由于塔架固定座206是固定在下塔架401的底部，当塔架固定座206的上升或者下降时就带动了下塔架401的上升或者下降，同时带动安装在下塔架401上方的上塔架402的上升或者下降，升降丝杆207顶部固定的限位块208对塔架固定座206起到限位作用，当上升到一定高度时塔架外壳3的顶部会卡接在塔架固定座206的上部，塔架外壳3不仅能对升降丝杆207起保护作用，还能对塔架组件4起到稳固作用，塔架组件4的高度的调节直接影响的是风机的高度，高度越高，吸风能力越强；
轮毂502安装在导流罩501内部，底架505安装在机舱504内部，大齿轮507固定在上塔架402的顶部，通过两组偏航电机508分别带动两组小齿轮506的转动，当两组偏航电机508转动时就会带动两组小齿轮506围绕与其啮合的大齿轮507转动，以此能够根据风向调整发电组件5的方向，当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能；
风速传感器513能够对所处巷道的风速风量进行实时显示。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种能够调节高度的风力发电装置，包括底座(1)、升降组件(2)、塔架外壳(3)、塔架组件(4)和发电组件(5)，其特征在于：所述升降组件(2)通过螺栓固定在底座(1)的上部，所述升降组件(2)的上端与塔架外壳(3)的底部卡接，所述塔架组件(4)安装在塔架外壳(3)的内侧，所述发电组件(5)安装在塔架组件(4)的顶部。
2.根据权利要求1所述的一种能够调节高度的风力发电装置，其特征在于：所述升降组件(2)包括升降座(201)、伺服电机(202)、齿轮变速箱(203)、塔架固定座(204)、升降丝杆(205)和限位块(206)，所述升降座(201)通过螺栓固定在底座(1)上，所述伺服电机(202)设置在升降座(201)的外侧，所述伺服电机(202)的输出轴与齿轮变速箱(203)的一端通过联轴器连接，所述齿轮变速箱(203)的输出轴与升降丝杆(205)的一端通过联轴器连接，齿轮变速箱(203)通过螺栓固定在升降座(201)的内部，所述升降丝杆(205)另一端与限位块(206)通过螺纹连接，所述塔架固定座(204)与升降丝杆(205)传动连接。
3.根据权利要求2所述的一种能够调节高度的风力发电装置，其特征在于：所述塔架组件(4)包括下塔架(401)和上塔架(402)，所述上塔架(402)安装在下塔架(401)的上部，所述下塔架(401)的底部与塔架固定座(204)通过螺栓固定。
4.根据权利要求1所述的一种能够调节高度的风力发电装置，其特征在于：所述发电组件(5)包括导流罩(501)、轮毂(502)、叶片(503)、机舱(504)、底架(505)、小齿轮(506)、大齿轮(507)、偏航电机(508)、电气柜(509)、散热装置(510)、发电机(511)、行星齿轮增速箱(512)和风速传感器(513)，所述轮毂(502)通过螺栓在导流罩(501)的内部，三组所述叶片(503)分别与导流罩(501)过盈连接，三组所述叶片(503)等角设置在轮毂(502)的外圆周上，三组所述叶片(503)分别与轮毂(502)通过螺栓固定，所述导流罩(501)与机舱(504)通过螺栓连接，所述底架(505)通过螺栓固定在机舱(504)的内部，所述大齿轮(507)设置在底架(505)的底部，两组所述小齿轮(506)分别与大齿轮(507)啮合，两组所述偏航电机(508)分别设置在底架(505)的上部，两组所述偏航电机(508)的输出轴分别穿过底架(505)与两组小齿轮(506)通过键连接，所述电气柜(509)通过螺栓固定在底架(505)的上部一侧，所述散热装置(510)通过螺栓固定在底架(505)的上部另一侧，所述发电机(511)设置在电气柜(509)和散热装置(510)之间，所述发电机(511)通过螺栓固定在底架(505)上，所述发电机(511)的轴与行星齿轮增速箱(512)通过联轴器连接，所述行星齿轮增速箱(512)的轴与轮毂(502)连接，所述风速传感器(513)通过螺栓固定在机舱(504)的上部，且风速传感器(513)通过导线与电气柜(509)电性连接。
5.根据权利要求2所述的一种能够调节高度的风力发电装置，其特征在于：所述升降座(201)包括内腔(20101)、转轴孔(20102)、通孔(20103)和卡槽(20104)，所述内腔(20101)设置在升降座(201)的底部，两组所述转轴孔(20102)对称设置在内腔(20101)内部，所述通孔(20103)设置在升降座(201)的上表面中心，所述卡槽(20104)设置在升降座(201)的上表面。
6.根据权利要求4所述的一种能够调节高度的风力发电装置，其特征在于：所述导流罩(501)包括导流罩内腔(50101)、弧面(50102)和叶片安装孔(50103)，所述导流罩内腔(50101)设置在导流罩(501)的内部，所述弧面(50102)设置在导流罩(501)的外侧，三组所述叶片安装孔(50103)等角分布在导流罩(501)的外侧。
7.根据权利要求4所述的一种能够调节高度的风力发电装置，其特征在于：所述轮毂(502)包括安装座(50201)、叶片安装座(50202)和柱体(50203)，所述安装座(50201)设置在柱体(50203)的一侧，三组所述叶片安装座(50202)等角分布在柱体(50203)的圆周上。
8.根据权利要求2所述的一种能够调节高度的风力发电装置，其特征在于：所述塔架外壳(3)包括卡接端(301)和限位端(302)，所述卡接端(301)设置在塔架外壳(3)的底部，所述限位端(302)设置在塔架外壳(3)的上端，所述卡接端(301)与升降座(201)卡接并通过螺栓固定，所述限位端(302)与塔架固定座(206)活动接触。
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