CN111692048A - 一种高效率的风力发电装置及其风力发电方法 - Google Patents

一种高效率的风力发电装置及其风力发电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效率的风力发电装置及其风力发电方法,包括固定塔座、升降塔杆、发电机组和升降动态适应装置,所述固定塔座内包含有活动腔,所述升降塔杆的底端密封滑动设置在所述活动腔内,且所述升降塔杆的顶端设置有发电机组,所述活动腔通过升降塔杆的密封端构成有杆腔和无杆腔,且所述无杆腔上开设有液压油进出油口,所述液压油进出油口连接于液压***上,能够调整风轮的高度位置,提升风力发电的效率。

Description

一种高效率的风力发电装置及其风力发电方法
技术领域
本发明属于风力发电领域,特别涉及一种高效率的风力发电装置及其风力发电方法。
背景技术
风力发电设备是将风能转换为机械能,机械能带动转子旋转,最终输出交流电的电力设备,近年来,风力发电设备作为动力源替代人力、畜力,对生产力的发展发挥着重要作用。风力资源分布广泛而丰富,由于不同季节,甚至在不同时段中,风力在不同高度,其风力资源区别较大,但是目前的风力发电设备的叶片高度为固定不可调节式,不能随时处于风力资源最大的位置上,实现资源利用最大化,故造成能源的浪费,发电效率较低。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种高效率的风力发电装置及其风力发电方法,能够调整风轮的高度位置,提升风力发电的效率。
技术方案:为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种高效率的风力发电装置,包括固定塔座、升降塔杆、发电机组和升降动态适应装置,所述固定塔座内包含有活动腔,所述升降塔杆的底端密封滑动设置在所述活动腔内,且所述升降塔杆的顶端设置有发电机组,所述活动腔通过升降塔杆的密封端构成有杆腔和无杆腔,且所述无杆腔上开设有液压油进出油口,所述液压油进出油口连接于液压***上;所述升降动态适应装置包括动态驱动组件和对应于所述动态驱动组件设置的调节组件,所述动态驱动组件随动于发电机组的高速转轴设置,所述动态驱动组件驱动调节组件调节所述液压***的进油或出油动作。
进一步的,所述动态驱动组件包括离心驱动组件和滑动座,所述离心驱动组件的转轴随动于高速转轴设置,所述滑动座设置在离心驱动组件的离心方向上,且所述滑动座通过离心驱动组件离心动作在离心方向上滑动位移设置,所述调节组件包括活动杆,所述活动杆的两端分别间距设置有微动开关,所述活动杆对应于滑动座设置,且所述活动杆通过滑动座在两微动开关内动态位移调节。
进一步的,所述离心驱动组件包括传动杆、离心座、离心筒体和离心动杆,所述传动杆的一端通过齿轮组与高速转轴传动设置,且所述传动杆的另一端设置有离心座,所述离心座的外环壁面上水平圆周阵列设置有若干离心筒体,所述离心筒体内活动穿设有离心动杆,所述离心动杆的一端通过弹性体连接于离心筒体内,且另一端为自由端并对应于滑动座设置。
进一步的,所述滑动座为楔形块状结构,所述滑动座的底面为斜楔面,且斜楔面的小端朝向活动杆设置,所述滑动座上在垂直于滑动方向上贯通开设有滑动导向槽,所述滑动导向槽的长度方向沿滑动座的滑动方向设置,所述滑动导向槽内穿设有导向支撑杆,所述导向支撑杆固定设置。
进一步的,所述调节组件还包括支撑架,所述活动杆竖向导向滑动设置在所述支撑架上,所述活动杆的杆体上对应于滑动座开设有穿孔;所述活动杆通过滑动座伸入至穿孔内并下压位移。
进一步的,所述活动杆的底端设置有位移导向杆,且所述位移导向杆活动穿设在支撑架上,所述位移导向杆上套设有复位弹簧,所述活动杆通过复位弹簧向上复位位移。
进一步的,所述微动开关包括出油触动开关和进油触动开关,所述出油触动开关对应间距设置在活动杆的下方,所述进油触动开关对应间距设置在所述活动杆的上方;在高速转轴的转动速度超过预设转速的状态下,所述液压***通过出油触动开关导通并使得无杆腔出油,所述升降塔杆下降;在高速转轴的低速转动的状态下,所述液压***通过进油触动开关导通并使得无杆腔进油,所述升降塔杆上升。
一种高效率的风力发电装置的发电方法,包括以下步骤:
S1:在高速转轴的低速转动的状态下,所述离心驱动组件低速转动,滑动座与离心驱动组件分离,所述活动杆抵压在进油触动开关上,所述液压***通过进油触动开关导通并使得无杆腔进油,所述升降塔杆上升;
S2:在高速转轴的在预设范围内转动的状态下,所述离心驱动组件离心转动,滑动座通过离心驱动组件驱动位移,且所述活动杆通过滑动座的位移脱离于进油触动开关,所述无杆腔内稳压,所述升降塔杆位置保持;
S3:在高速转轴的转动速度超过预设转速的状态下,所述离心驱动组件高速转动,滑动座通过离心驱动组件中的离心部件驱动位移,滑动座驱动活动杆向出油触动开关的一侧位移并抵压出油触动开关,所述液压***通过出油触动开关导通并使得无杆腔出油,所述升降塔杆和发电机组下降,风叶的高度降低,直至高速转轴的转动速度在预设转转速范围内。
有益效果:本发明通过升降塔杆和固定塔杆的分体式结构,能够对发电机组进行升降调节,以在不同的时段、季节对风轮进行高度位置调节,以使其能够有较大风受风量,保证高效发电,且通过液压***对升降塔杆进行升降调节,其结构简单,操作方便。
附图说明
附图1为本发明的整体结构主视图;
附图2为本发明的整体结构的内部示意图;
附图3为本发明的升降动态适应装置的放大示意图;
附图4为本发明的调节组件的结构放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至附图4所示,一种高效率的风力发电装置,包括固定塔座1、升降塔杆2、发电机组3和升降动态适应装置4,所述固定塔座1内包含有活动腔5,所述升降塔杆2的底端密封滑动设置在所述活动腔5内,且所述升降塔杆2的顶端设置有发电机组3,所述活动腔5通过升降塔杆2的密封端构成有杆腔和无杆腔,且所述无杆腔上开设有液压油进出油口,所述液压油进出油口连接于液压***7上,所述升降塔杆2通过液压***7进行升降调节,所述固定塔座1的顶端设置于有锁紧机构6,所述锁紧机构6对升降后的升降塔杆2进行锁紧夹持,以保证其稳定性。
所述升降动态适应装置4包括动态驱动组件10和对应于所述动态驱动组件10设置的调节组件11,所述升降动态适应装置4设置在发电机组3的底部,所述动态驱动组件10随动于发电机组3的高速转轴8设置,所述动态驱动组件10可感应和检测高速转轴8以及风轮的转动速度快慢,通过其转动速度的快慢来使得液压***7是否介入工作,所述动态驱动组件10驱动调节组件11选择性的调节所述液压***7的进油或出油动作,以实现升降塔杆2的升降动作。
如附图2和附图3所示,所述动态驱动组件10包括离心驱动组件12和滑动座13,所述离心驱动组件12的转轴随动于高速转轴8设置,所述离心驱动组件12水平面内设置,所述滑动座13设置在离心驱动组件12的离心方向上,且所述滑动座13通过离心驱动组件12离心动作在离心方向上滑动位移设置,所述调节组件11包括活动杆14,所述活动杆14的两端分别间距设置有微动开关15,所述活动杆14对应于滑动座13设置,且所述活动杆14通过滑动座13在两微动开关15内动态位移调节。通过活动杆14抵触对应的微动开关,以启动液压***对活动腔5进行出油或进油动作。
所述微动开关15包括出油触动开关15a和进油触动开关15b,所述出油触动开关15a对应间距设置在活动杆14的下方,所述进油触动开关15b对应间距设置在所述活动杆14的上方;在高速转轴8的转动速度超过预设转速的状态下,所述液压***7通过出油触动开关15a导通并使得无杆腔出油,所述升降塔杆2下降;在高速转轴8的低速转动的状态下,所述液压***7通过进油触动开关15b导通并使得无杆腔进油,所述升降塔杆2上升。
如附图3和附图4所示,所述离心驱动组件12包括传动杆20、离心座21、离心筒体22和离心动杆23,所述传动杆20的一端通过齿轮组与高速转轴8传动设置,所述高速转轴8上设置有第一锥齿轮,所述传动杆20的一端设置有第二锥齿轮,两锥齿轮啮合传动设置,所述传动杆20转动在发电机组3的机体外壳上,且所述传动杆20的另一端设置有离心座21,所述离心座21的外环壁面上水平圆周阵列设置有若干离心筒体22,所述离心筒体22内活动穿设有离心动杆23,所述离心动杆23的一端通过弹性体24连接于离心筒体22内,所述弹性体34为弹簧,且US哦豁苏离心动杆23的另一端为自由端并对应于滑动座13设置。在离心座21高速转动时,离心动杆23向离心筒体22外部伸出,并驱动滑动座13位移。
所述滑动座13为楔形块状结构,所述滑动座13的底面为斜楔面,且斜楔面的小端朝向活动杆14设置,所述滑动座13上在垂直于滑动方向上贯通开设有滑动导向槽16,所述滑动导向槽16的长度方向沿滑动座13的滑动方向设置,所述滑动导向槽16内穿设有导向支撑杆17,所述导向支撑杆17固定设置在机体外壳上,在离心动杆23位移时,驱动滑动座13沿导向槽16位移。
所述调节组件还包括支撑架19,所述活动杆14竖向导向滑动设置在所述支撑架19上,所述活动杆14的杆体上对应于滑动座13开设有穿孔20;所述活动杆14通过滑动座13伸入至穿孔内20并下压位移,当滑动座13的斜楔面接触与穿孔20时,能驱动活动杆14下移,所述活动杆14的底端设置有位移导向杆26,且所述位移导向杆26活动穿设在支撑架19上,所述位移导向杆26上套设有复位弹簧27,所述活动杆14通过复位弹簧27向上复位位移,当滑动座脱离于穿孔时,所述活动杆14在复位弹簧27的作用下回弹。
一种高效率的风力发电装置的发电方法,包括以下步骤:
S1:在高速转轴8的低速转动的状态下,所述离心驱动组件低速转动,滑动座13与离心驱动组件分离,所述活动杆14抵压在进油触动开关15b上,所述液压***7通过进油触动开关15b导通并使得无杆腔进油,所述升降塔杆2上升;
S2:在高速转轴8的在预设范围内转动的状态下,所述离心驱动组件离心转动,滑动座13通过离心驱动组件驱动位移,且所述活动杆14通过滑动座13的位移脱离于进油触动开关15b,所述无杆腔内稳压,所述升降塔杆位置保持;
S3:在高速转轴8的转动速度超过预设转速的状态下,所述离心驱动组件高速转动,滑动座13通过离心驱动组件中的离心部件驱动位移,滑动座13驱动活动杆向出油触动开关的一侧位移并抵压出油触动开关15a,所述液压***7通过出油触动开关15a导通并使得无杆腔出油,所述升降塔杆2和发电机组3下降,风叶的高度降低,直至高速转轴8的转动速度在预设转转速范围内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高效率的风力发电装置,其特征在于:包括固定塔座(1)、升降塔杆(2)、发电机组(3)和升降动态适应装置(4),所述固定塔座(1)内包含有活动腔(5),所述升降塔杆(2)的底端密封滑动设置在所述活动腔(5)内,且所述升降塔杆(2)的顶端设置有发电机组(3),所述活动腔(5)通过升降塔杆(2)的密封端构成有杆腔和无杆腔,且所述无杆腔上开设有液压油进出油口,所述液压油进出油口连接于液压***(7)上;所述升降动态适应装置(4)包括动态驱动组件(10)和对应于所述动态驱动组件(10)设置的调节组件(11),所述动态驱动组件(10)随动于发电机组(3)的高速转轴(8)设置,所述动态驱动组件(10)驱动调节组件(11)调节所述液压***(7)的进油或出油动作。
2.根据权利要求1所述的一种高效率的风力发电装置,其特征在于:所述动态驱动组件(10)包括离心驱动组件(12)和滑动座(13),所述离心驱动组件(12)的转轴随动于高速转轴(8)设置,所述滑动座(13)设置在离心驱动组件(12)的离心方向上,且所述滑动座(13)通过离心驱动组件(12)离心动作在离心方向上滑动位移设置,所述调节组件(11)包括活动杆(14),所述活动杆(14)的两端分别间距设置有微动开关(15),所述活动杆(14)对应于滑动座(13)设置,且所述活动杆(14)通过滑动座(13)在两微动开关(15)内动态位移调节。
3.根据权利要求2所述的一种高效率的风力发电装置,其特征在于:所述离心驱动组件(12)包括传动杆(20)、离心座(21)、离心筒体(22)和离心动杆(23),所述传动杆(20)的一端通过齿轮组与高速转轴(8)传动设置,且所述传动杆(20)的另一端设置有离心座(21),所述离心座(21)的外环壁面上水平圆周阵列设置有若干离心筒体(22),所述离心筒体(22)内活动穿设有离心动杆(23),所述离心动杆(23)的一端通过弹性体(24)连接于离心筒体(22)内,且另一端为自由端并对应于滑动座(13)设置。
4.根据权利要求2所述的一种高效率的风力发电装置,其特征在于:所述滑动座(13)为楔形块状结构,所述滑动座(13)的底面为斜楔面,且斜楔面的小端朝向活动杆(14)设置,所述滑动座(13)上在垂直于滑动方向上贯通开设有滑动导向槽(16),所述滑动导向槽(16)的长度方向沿滑动座(13)的滑动方向设置,所述滑动导向槽(16)内穿设有导向支撑杆(17),所述导向支撑杆(17)固定设置。
5.根据权利要求4所述的一种高效率的风力发电装置,其特征在于:所述调节组件还包括支撑架(19),所述活动杆(14)竖向导向滑动设置在所述支撑架(19)上,所述活动杆(14)的杆体上对应于滑动座(13)开设有穿孔(20);所述活动杆(14)通过滑动座(13)伸入至穿孔内(20)并下压位移。
6.根据权利要求4所述的一种高效率的风力发电装置,其特征在于:所述活动杆(14)的底端设置有位移导向杆(26),且所述位移导向杆(26)活动穿设在支撑架(19)上,所述位移导向杆(26)上套设有复位弹簧(27),所述活动杆(14)通过复位弹簧(27)向上复位位移。
7.根据权利要求2所述的一种高效率的风力发电装置,其特征在于:所述微动开关(15)包括出油触动开关(15a)和进油触动开关(15b),所述出油触动开关(15a)对应间距设置在活动杆(14)的下方,所述进油触动开关(15b)对应间距设置在所述活动杆(14)的上方;在高速转轴(8)的转动速度超过预设转速的状态下,所述液压***(7)通过出油触动开关(15a)导通并使得无杆腔出油,所述升降塔杆(2)下降;在高速转轴(8)的低速转动的状态下,所述液压***(7)通过进油触动开关(15b)导通并使得无杆腔进油,所述升降塔杆(2)上升。
8.根据权利要求2至7任一项所述的一种高效率的风力发电装置的发电方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:在高速转轴(8)的低速转动的状态下,所述离心驱动组件低速转动,滑动座(13)与离心驱动组件分离,所述活动杆(14)抵压在进油触动开关(15b)上,所述液压***(7)通过进油触动开关(15b)导通并使得无杆腔进油,所述升降塔杆(2)上升;
S2:在高速转轴(8)的在预设范围内转动的状态下,所述离心驱动组件离心转动,滑动座(13)通过离心驱动组件驱动位移,且所述活动杆(14)通过滑动座(13)的位移脱离于进油触动开关(15b),所述无杆腔内稳压,所述升降塔杆位置保持;
S3:在高速转轴(8)的转动速度超过预设转速的状态下,所述离心驱动组件高速转动,滑动座(13)通过离心驱动组件中的离心部件驱动位移,滑动座(13)驱动活动杆向出油触动开关的一侧位移并抵压出油触动开关(15a),所述液压***(7)通过出油触动开关(15a)导通并使得无杆腔出油,所述升降塔杆(2)和发电机组(3)下降,风叶的高度降低,直至高速转轴(8)的转动速度在预设转转速范围内。
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