CN111396256A - 一种具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，包括主体、发电机、发电轴和若干发电机构，还包括防积雪机构和散热机构，所述散热机构包括传动组件和两个散热组件，所述散热组件包括滤网和清扫单元，所述清扫单元包括第一轴承、转轴和若干刮杆，所述防积雪机构包括挡板、第一弹簧、两个支杆、两个推板和两个驱动组件，该具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备通过散热机构，实现了散热的功能，防止主体内过热而损坏发电机，提高了设备的可靠性，通过防积雪机构，实现了挡雪的功能，使得雨雪不会积聚在风叶上，防止风叶有积雪而影响发电效率。

Description

一种具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备
技术领域
本发明涉及新能源领域，特别涉及一种具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备。
背景技术
垂直轴风力发电机，是一种将风能转变为机械能，再转变为电能的低转速风力发电机。利用风力发电，向蓄电池充电蓄存电能。它普遍适用于风能条件好，远离电网，或电网不正常的地区，供给照明、电视机、探照灯、放像、通讯设备和电动工具用电。
现有的垂直轴风力发电机通常是没有防护装置的，导致雨雪容易积聚在风叶上，增加了风叶的重量，导致风叶转动速度减小，从而降低了发电效率，不仅如此，现有的垂直轴风力发电机在进行发电工作时，发电机会产生较多的热量，导致主体内过热而损坏，降低了现有的垂直轴风力发电机的可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，包括主体、发电机、发电轴和若干发电机构，所述发电机固定在主体内的底部，所述主体的上方设有通孔，所述发电机与发电轴的一端连接，所述发电轴的另一端穿过通孔设置在主体的上方，所述发电机构周向均匀设置在发电轴的另一端，所述发电机构包括连杆和风叶，所述连杆的两端分别与发电轴的另一端与风叶固定连接，还包括防积雪机构和散热机构，所述主体的两侧均设有开口，所述散热机构与防积雪机构连接；
所述散热机构包括传动组件和两个散热组件，所述传动组件与发电轴的靠近发电机的一端连接，所述散热组件与开口一一对应，所述散热组件与防积雪机构连接；
所述散热组件包括滤网和清扫单元，所述滤网与开口匹配，所述滤网与开口的内壁固定连接，所述清扫单元与传动组件连接，所述清扫单元包括第一轴承、转轴和若干刮杆，所述第一轴承固定在主体的靠近开口的一侧的内壁上，所述滤网上设有小孔，所述转轴的一端与传动组件连接，所述转轴的另一端穿过小孔设置在主体的外部，所述转轴与第一轴承的内圈固定连接，所述刮杆周向均匀固定在转轴的另一端上，所述刮杆与滤网抵靠，所述转轴的另一端与防积雪机构连接；
所述防积雪机构包括挡板、第一弹簧、两个支杆、两个推板和两个驱动组件，所述挡板的两端分别通过两个支杆固定在主体的上方，所述风叶设置在挡板和主体之间，所述第一弹簧的两端分别与两个推板的一侧连接，所述推板抵靠在挡板的上方，两个驱动组件分别设置在主体内的两侧，所述驱动组件与推板一一对应，所述驱动组件与推板的另一侧连接，所述驱动组件与转轴一一对应，所述驱动组件与转轴连接。
作为优选，为了传递动力，所述传动组件包括第一锥齿轮和两个第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与发电轴固定连接，两个第二锥齿轮分别与两个转轴的远离刮杆的一端固定连接，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合。
作为优选，为了限制推板的移动方向，所述防积雪机构还包括支架，所述支架的形状为U形，所述支架的两端均固定在挡板的上方，所述推板上设有穿孔，所述支架穿过穿孔，所述支架与穿孔匹配，所述推板与支架滑动连接。
作为优选，为了防止推板晃动，所述穿孔的截面形状为方形。
作为优选，为了提供动力，所述驱动组件包括固定盒、进气管、出气管、驱动单元、连接单元、转板和两个固定杆，所述固定盒固定在主体内的底部，所述主体的靠近开口的一侧设有进气口，所述进气管的一端与进气口的内壁固定连接，所述进气管的另一端与固定盒的上方连通，所述固定盒的下方通过出气管与主体的外部连通，所述驱动单元设置在固定盒的内部，所述驱动单元通过连接单元与推板连接，所述转板抵靠在主体的靠近进气口的一侧上，所述转板的形状为半圆环形，所述转板与转轴同轴设置，所述固定杆的两端分别与转板和转轴固定连接，所述转板的外径与内径之差大于进气管的内径的两倍。
作为优选，为了使得推板移动，所述驱动单元包括连接轴、两个第二轴承、两个扭转弹簧和若干桨叶，两个第二轴承分别固定在固定盒的两侧的内壁上，所述连接轴的两端分别与两个第二轴承的内圈固定连接，所述桨叶周向均匀固定在连接轴上，所述连接轴的靠近滤网的一端与连接单元连接，两个扭转弹簧分别设置在连接轴的两端，所述扭转弹簧与第二轴承一一对应，所述扭转弹簧的两端分别与第二轴承的外圈和连接轴连接。
作为优选，为了带动推板移动，所述连接单元包括圆盘、连接线和转杆，所述固定盒的靠近滤网的一侧和主体的靠近滤网的一侧均设有装配孔，所述转杆的一端穿过装配孔与连接轴固定连接，所述转杆的另一端与圆盘固定连接，所述连接线的一端卷绕在圆盘上，所述连接线的另一端与推板固定连接。
作为优选，为了改变连接线的方向，所述连接单元还包括定滑轮，两个定滑轮分别固定在挡板的两侧上，所述连接线的远离圆盘的一端绕过定滑轮与推板连接。
作为优选，为了使得第二锥齿轮转动流畅，所述第一锥齿轮上涂有润滑脂。
作为优选，为了提升清洁效果，所述刮杆的靠近滤网的一侧设有毛刷。
本发明的有益效果是，该具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备通过散热机构，实现了散热的功能，防止主体内过热而损坏发电机，提高了设备的可靠性，与现有的散热机构相比，该散热机构还可以清理滤网，减小了滤网堵塞的几率，提高了设备的实用性，通过防积雪机构，实现了挡雪的功能，使得雨雪不会积聚在风叶上，防止风叶有积雪而影响发电效率，与现有的防积雪机构相比，该防积雪机构与散热机构为一体联动机构，实用性更高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备的结构示意图；
图2是图1的A部放大图；
图3是图1的B部放大图；
图4是本发明的具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备的驱动组件的侧视图；
图中：1.主体，2.风叶，3.连杆，4.发电轴，5.发电机，6.第一锥齿轮，7.第二锥齿轮，8.转轴，9.刮杆，10.滤网，11.固定杆，12.转板，13.进气管，14.出气管，15.固定盒，16.连接轴，17.桨叶，18.扭转弹簧，19.转杆，20.圆盘，21.连接线，22.推板，23.第一弹簧，24.挡板，25.支杆，26.支架，27.定滑轮。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，包括主体1、发电机5、发电轴4和若干发电机构，所述发电机5固定在主体1内的底部，所述主体1的上方设有通孔，所述发电机5与发电轴4的一端连接，所述发电轴4的另一端穿过通孔设置在主体1的上方，所述发电机构周向均匀设置在发电轴4的另一端，所述发电机构包括连杆3和风叶2，所述连杆3的两端分别与发电轴4的另一端与风叶2固定连接，还包括防积雪机构和散热机构，所述主体1的两侧均设有开口，所述散热机构与防积雪机构连接；
PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。
该具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备通过散热机构，实现了散热的功能，防止主体1内过热而损坏发电机5，提高了设备的可靠性，通过防积雪机构，实现了挡雪的功能，使得雨雪不会积聚在风叶2上，防止风叶2有积雪而影响发电效率。
如图1-2所示，所述散热机构包括传动组件和两个散热组件，所述传动组件与发电轴4的靠近发电机5的一端连接，所述散热组件与开口一一对应，所述散热组件与防积雪机构连接；
所述散热组件包括滤网10和清扫单元，所述滤网10与开口匹配，所述滤网10与开口的内壁固定连接，所述清扫单元与传动组件连接，所述清扫单元包括第一轴承、转轴8和若干刮杆9，所述第一轴承固定在主体1的靠近开口的一侧的内壁上，所述滤网10上设有小孔，所述转轴8的一端与传动组件连接，所述转轴8的另一端穿过小孔设置在主体1的外部，所述转轴8与第一轴承的内圈固定连接，所述刮杆9周向均匀固定在转轴8的另一端上，所述刮杆9与滤网10抵靠，所述转轴8的另一端与防积雪机构连接；
当风吹过设备时，风叶2转动，使得发电轴4转动，从而带动发电机5工作，实现了风能发电的功能，外界的空气通过滤网10的除杂后进入主体1的内部，实现了给主体1内部降温的功能，防止主体1内过热而损坏发电机5，提高了设备的可靠性，发电轴4转动时，带动传动组件工作，使得转轴8转动，从而带动刮杆9转动，将粘附在滤网10上的灰尘杂质刮落，减小了滤网10堵塞的几率。
如图1、图3和图4所示，所述防积雪机构包括挡板24、第一弹簧23、两个支杆25、两个推板22和两个驱动组件，所述挡板24的两端分别通过两个支杆25固定在主体1的上方，所述风叶2设置在挡板24和主体1之间，所述第一弹簧23的两端分别与两个推板22的一侧连接，所述推板22抵靠在挡板24的上方，两个驱动组件分别设置在主体1内的两侧，所述驱动组件与推板22一一对应，所述驱动组件与推板22的另一侧连接，所述驱动组件与转轴8一一对应，所述驱动组件与转轴8连接。
通过挡板24的遮挡，使得雨雪不会积聚在风叶2上，减小了风叶2的重量，防止风叶2有积雪而影响发电效率，且转轴8转动时，带动驱动组件工作，可以带动两个推板22向相互远离的方向移动，从而可以将挡板24上方的积雪推落，防止积雪过重而损坏挡板24，提高了设备的实用性。
作为优选，为了传递动力，所述传动组件包括第一锥齿轮6和两个第二锥齿轮7，所述第一锥齿轮6与发电轴4固定连接，两个第二锥齿轮7分别与两个转轴8的远离刮杆9的一端固定连接，所述第一锥齿轮6与第二锥齿轮7啮合。
发电轴4转动时，带动第一锥齿轮6转动，通过第一锥齿轮6与第二锥齿轮7的啮合，使得第二锥齿轮7转动，从而带动转轴8转动，使得刮杆9转动，将粘附在滤网10上的灰尘杂质刮落，减小了滤网10堵塞的几率。
作为优选，为了限制推板22的移动方向，所述防积雪机构还包括支架26，所述支架26的形状为U形，所述支架26的两端均固定在挡板24的上方，所述推板22上设有穿孔，所述支架26穿过穿孔，所述支架26与穿孔匹配，所述推板22与支架26滑动连接。
作为优选，为了防止推板22晃动，所述穿孔的截面形状为方形。
通过设置支架26，限制了推板22的移动方向，使得推板22移动时更加的稳定，通过将穿孔设置为方形孔，使得推板22移动时不会发生晃动，提高了推板22移动时的稳定性。
作为优选，为了提供动力，所述驱动组件包括固定盒15、进气管13、出气管14、驱动单元、连接单元、转板12和两个固定杆11，所述固定盒15固定在主体1内的底部，所述主体1的靠近开口的一侧设有进气口，所述进气管13的一端与进气口的内壁固定连接，所述进气管13的另一端与固定盒15的上方连通，所述固定盒15的下方通过出气管14与主体1的外部连通，所述驱动单元设置在固定盒15的内部，所述驱动单元通过连接单元与推板22连接，所述转板12抵靠在主体1的靠近进气口的一侧上，所述转板12的形状为半圆环形，所述转板12与转轴8同轴设置，所述固定杆11的两端分别与转板12和转轴8固定连接，所述转板12的外径与内径之差大于进气管13的内径的两倍。
作为优选，为了使得推板22移动，所述驱动单元包括连接轴16、两个第二轴承、两个扭转弹簧18和若干桨叶17，两个第二轴承分别固定在固定盒15的两侧的内壁上，所述连接轴16的两端分别与两个第二轴承的内圈固定连接，所述桨叶17周向均匀固定在连接轴16上，所述连接轴16的靠近滤网10的一端与连接单元连接，两个扭转弹簧18分别设置在连接轴16的两端，所述扭转弹簧18与第二轴承一一对应，所述扭转弹簧18的两端分别与第二轴承的外圈和连接轴16连接。
作为优选，为了带动推板22移动，所述连接单元包括圆盘20、连接线21和转杆19，所述固定盒15的靠近滤网10的一侧和主体1的靠近滤网10的一侧均设有装配孔，所述转杆19的一端穿过装配孔与连接轴16固定连接，所述转杆19的另一端与圆盘20固定连接，所述连接线21的一端卷绕在圆盘20上，所述连接线21的另一端与推板22固定连接。
作为优选，为了改变连接线21的方向，所述连接单元还包括定滑轮27，两个定滑轮27分别固定在挡板24的两侧上，所述连接线21的远离圆盘20的一端绕过定滑轮27与推板22连接。
转轴8转动时，通过固定杆11带动转板12转动，当转板12转动至不再遮盖进气口时，便于外界的空气通过进气管13进入固定盒15的内部，使得空气打在桨叶17上，使得桨叶17转动，从而带动连接轴16转动，使得扭转弹簧18发生形变，带动转杆19转动，使得圆盘20转动，收紧连接线21，带动两个推板22向相互远离的方向移动，拉伸第一弹簧23，当转板12转动至遮盖进气口时，外界的空气无法进入固定盒15的内部，通过扭转瘫痪的回复力，使得连接轴16反向转动，从而带动圆盘20反向转动，放长连接线21，通过第一弹簧23的回复力，使得两个推板22向相互靠近的方向移动，从而通过推板22的来回移动将挡板24上方的积雪推落，防止积雪过重而损坏挡板24，提高了设备的实用性。
作为优选，为了使得第二锥齿轮7转动流畅，所述第一锥齿轮6上涂有润滑脂，减小了第一锥齿轮6与第二锥齿轮7之间的摩擦力，使得第二锥齿轮7转动时更加流畅。
作为优选，为了提升清洁效果，所述刮杆9的靠近滤网10的一侧设有毛刷。
当风吹过设备时，风叶2转动，使得发电轴4转动，从而带动发电机5工作，实现了风能发电的功能，外界的空气通过滤网10的除杂后进入主体1的内部，实现了给主体1内部降温的功能，防止主体1内过热而损坏发电机5，提高了设备的可靠性，发电轴4转动时，带动第一锥齿轮6转动，通过第一锥齿轮6与第二锥齿轮7的啮合，使得转轴8转动，从而带动刮杆9转动，将粘附在滤网10上的灰尘杂质刮落，减小了滤网10堵塞的几率。转轴8转动时，通过固定杆11带动转板12转动，当转板12转动至不再遮盖进气口时，便于外界的空气通过进气管13进入固定盒15的内部，使得空气打在桨叶17上，使得桨叶17转动，从而带动连接轴16转动，使得扭转弹簧18发生形变，带动转杆19转动，使得圆盘20转动，收紧连接线21，带动两个推板22向相互远离的方向移动，拉伸第一弹簧23，当转板12转动至遮盖进气口时，外界的空气无法进入固定盒15的内部，通过扭转瘫痪的回复力，使得连接轴16反向转动，从而带动圆盘20反向转动，放长连接线21，通过第一弹簧23的回复力，使得两个推板22向相互靠近的方向移动，从而通过推板22的来回移动将挡板24上方的积雪推落，防止积雪过重而损坏挡板24，提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备通过散热机构，实现了散热的功能，防止主体1内过热而损坏发电机5，提高了设备的可靠性，与现有的散热机构相比，该散热机构还可以清理滤网10，减小了滤网10堵塞的几率，提高了设备的实用性，通过防积雪机构，实现了挡雪的功能，使得雨雪不会积聚在风叶2上，防止风叶2有积雪而影响发电效率，与现有的防积雪机构相比，该防积雪机构与散热机构为一体联动机构，实用性更高。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，包括主体（1）、发电机（5）、发电轴（4）和若干发电机构，所述发电机（5）固定在主体（1）内的底部，所述主体（1）的上方设有通孔，所述发电机（5）与发电轴（4）的一端连接，所述发电轴（4）的另一端穿过通孔设置在主体（1）的上方，所述发电机构周向均匀设置在发电轴（4）的另一端，所述发电机构包括连杆（3）和风叶（2），所述连杆（3）的两端分别与发电轴（4）的另一端与风叶（2）固定连接，其特征在于，还包括防积雪机构和散热机构，所述主体（1）的两侧均设有开口，所述散热机构与防积雪机构连接；
所述散热机构包括传动组件和两个散热组件，所述传动组件与发电轴（4）的靠近发电机（5）的一端连接，所述散热组件与开口一一对应，所述散热组件与防积雪机构连接；
所述散热组件包括滤网（10）和清扫单元，所述滤网（10）与开口匹配，所述滤网（10）与开口的内壁固定连接，所述清扫单元与传动组件连接，所述清扫单元包括第一轴承、转轴（8）和若干刮杆（9），所述第一轴承固定在主体（1）的靠近开口的一侧的内壁上，所述滤网（10）上设有小孔，所述转轴（8）的一端与传动组件连接，所述转轴（8）的另一端穿过小孔设置在主体（1）的外部，所述转轴（8）与第一轴承的内圈固定连接，所述刮杆（9）周向均匀固定在转轴（8）的另一端上，所述刮杆（9）与滤网（10）抵靠，所述转轴（8）的另一端与防积雪机构连接；
所述防积雪机构包括挡板（24）、第一弹簧（23）、两个支杆（25）、两个推板（22）和两个驱动组件，所述挡板（24）的两端分别通过两个支杆（25）固定在主体（1）的上方，所述风叶（2）设置在挡板（24）和主体（1）之间，所述第一弹簧（23）的两端分别与两个推板（22）的一侧连接，所述推板（22）抵靠在挡板（24）的上方，两个驱动组件分别设置在主体（1）内的两侧，所述驱动组件与推板（22）一一对应，所述驱动组件与推板（22）的另一侧连接，所述驱动组件与转轴（8）一一对应，所述驱动组件与转轴（8）连接。
2.如权利要求1所述的具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，其特征在于，所述传动组件包括第一锥齿轮（6）和两个第二锥齿轮（7），所述第一锥齿轮（6）与发电轴（4）固定连接，两个第二锥齿轮（7）分别与两个转轴（8）的远离刮杆（9）的一端固定连接，所述第一锥齿轮（6）与第二锥齿轮（7）啮合。
3.如权利要求1所述的具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，其特征在于，所述防积雪机构还包括支架（26），所述支架（26）的形状为U形，所述支架（26）的两端均固定在挡板（24）的上方，所述推板（22）上设有穿孔，所述支架（26）穿过穿孔，所述支架（26）与穿孔匹配，所述推板（22）与支架（26）滑动连接。
4.如权利要求3所述的具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，其特征在于，所述穿孔的截面形状为方形。
5.如权利要求1所述的具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，其特征在于，所述驱动组件包括固定盒（15）、进气管（13）、出气管（14）、驱动单元、连接单元、转板（12）和两个固定杆（11），所述固定盒（15）固定在主体（1）内的底部，所述主体（1）的靠近开口的一侧设有进气口，所述进气管（13）的一端与进气口的内壁固定连接，所述进气管（13）的另一端与固定盒（15）的上方连通，所述固定盒（15）的下方通过出气管（14）与主体（1）的外部连通，所述驱动单元设置在固定盒（15）的内部，所述驱动单元通过连接单元与推板（22）连接，所述转板（12）抵靠在主体（1）的靠近进气口的一侧上，所述转板（12）的形状为半圆环形，所述转板（12）与转轴（8）同轴设置，所述固定杆（11）的两端分别与转板（12）和转轴（8）固定连接，所述转板（12）的外径与内径之差大于进气管（13）的内径的两倍。
6.如权利要求5所述的具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，其特征在于，所述驱动单元包括连接轴（16）、两个第二轴承、两个扭转弹簧（18）和若干桨叶（17），两个第二轴承分别固定在固定盒（15）的两侧的内壁上，所述连接轴（16）的两端分别与两个第二轴承的内圈固定连接，所述桨叶（17）周向均匀固定在连接轴（16）上，所述连接轴（16）的靠近滤网（10）的一端与连接单元连接，两个扭转弹簧（18）分别设置在连接轴（16）的两端，所述扭转弹簧（18）与第二轴承一一对应，所述扭转弹簧（18）的两端分别与第二轴承的外圈和连接轴（16）连接。
7.如权利要求6所述的具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，其特征在于，所述连接单元包括圆盘（20）、连接线（21）和转杆（19），所述固定盒（15）的靠近滤网（10）的一侧和主体（1）的靠近滤网（10）的一侧均设有装配孔，所述转杆（19）的一端穿过装配孔与连接轴（16）固定连接，所述转杆（19）的另一端与圆盘（20）固定连接，所述连接线（21）的一端卷绕在圆盘（20）上，所述连接线（21）的另一端与推板（22）固定连接。
8.如权利要求7所述的具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，其特征在于，所述连接单元还包括定滑轮（27），两个定滑轮（27）分别固定在挡板（24）的两侧上，所述连接线（21）的远离圆盘（20）的一端绕过定滑轮（27）与推板（22）连接。
9.如权利要求2所述的具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，其特征在于，所述第一锥齿轮（6）上涂有润滑脂。
10.如权利要求1所述的具有防积雪功能的垂直轴风力发电设备，其特征在于，所述刮杆（9）的靠近滤网（10）的一侧设有毛刷。
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CN117231443A (zh) * 2023-11-16 2023-12-15 湖南九宇新材料有限公司 一种风力发电叶片叶根挡板

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