CN114810496A - 一种多角度旋转的风力发电*** - Google Patents

一种多角度旋转的风力发电*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种多角度旋转的风力发电***，包括包括塔杆，所述塔杆的上端固连机舱；所述机舱内部设有发电组件；所述发电组件的一端延伸至机舱外部并转动连接呈环形分布设置的叶片；所述叶片的一端固连整流罩；所述塔杆外圆面上端固连风向标；所述塔杆的上端与机舱的连接位置固连角度调整机构，用于对机舱及叶片所在的发电平台进行角度调整。本发明通过设置角度调整机构，可以实现风力发电装置自动的实现风向的跟踪并进行转向，相比较现有技术而言，具有较高的自动化程度，较为适合风力发电占地面积大，运维检修较为困难的场景，能够降低工作人员的劳动强度同时提高风力发电装置的发电效率。

Description

一种多角度旋转的风力发电***
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种多角度旋转的风力发电***。
背景技术
把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据风车技术，大约是每秒三米的微风速度，便可以开始发电。
现如今风力发电装置应用十分广泛，但现有的风力发电平台大多是固定的安装在风力塔上端，叶片朝向较为固定，而风力风向会随着季节的变化而变化，在风力风向发生变化的情况下，发电叶片不能进行便捷的转动调节，使之对准风向，这就使得风力发电装置的效率变低，现有技术也有一些利用电机去带动实现发电平台角度调节的技术，但由于风力发电占地范围较大，运维人员同时看管的区域也较大，无法实现及时对每一座风力发电装置进行精准的调节，存在风力发电装置转向机构自动化程度较低的问题。
为此，提出一种多角度旋转的风力发电***。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多角度旋转的风力发电***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多角度旋转的风力发电***，包括塔杆，所述塔杆的上端固连机舱；所述机舱内部设有发电组件；所述发电组件的一端延伸至机舱外部并转动连接呈环形分布设置的叶片；所述叶片的一端固连整流罩；所述塔杆外圆面上端固连风向标；
所述塔杆的上端与机舱的连接位置固连角度调整机构，用于对机舱及叶片所在的发电平台进行角度调整；所述角度调整机构内部上端与机舱连接位置还设有线缆防护机构，用于在旋转过程中对线路进行保护。
优选的，所述角度调整机构包括与塔杆上端固连的连接板；所述连接板的上端固连壳体；所述壳体内底部一端设置偏航***模块；所述壳体内底部另一端固连偏航电机；所述偏航电机的输出轴固连蜗杆；所述蜗杆上端啮合连接蜗轮；所述蜗轮的外表面一端中间位置固连转轴；所述转轴的外圆面远离转轴的位置贯穿固连第二锥齿轮；所述转轴的另一端固连轴承且通过轴承与壳体侧壁转动连接；所述第二锥齿轮的一侧啮合连接第一锥齿轮；所述第一锥齿轮的上端固连连接管；所述连接管的外圆面上侧固连法兰且通过法兰与机舱底壁固连；所述连接管的外圆面中间位置设有托举机构并通过托举机构实现与壳体的转动连接；所述线缆防护机构设置于连接管内部；所述壳体内侧壁后侧固连锁定机构，用于对蜗轮进行锁定。
优选的，所述蜗轮与蜗杆的传动比范围为100-200之间，且蜗杆为单头。
优选的，所述第一锥齿轮与连接板的中心位置均开设通孔。
优选的，所述托举机构包括固连于连接管外圆面下侧的转盘以及固连于壳体内表面上端的环状支撑块；所述环状支撑块的内部开设有活动槽；所述活动槽内表面上下两侧开设有均匀分布的滚槽；所述转盘的上下表面边缘对应滚槽的位置转动连接均匀分布的滚珠；所述转盘通过滚珠及滚槽与环状支撑块转动连接。
优选的，所述锁定机构包括固连于壳体内侧壁后侧的安装板；所述安装板的一端固连连杆；所述连杆的一端固连U型架；所述U型架的U型内表面两侧对称固连两根电动伸缩杆；两根所述电动伸缩杆的一端均固连摩擦块。
优选的，所述摩擦块为橡胶材质的构件，且摩擦块与电动伸缩杆的一端通过螺纹进行连接。
优选的，所述线缆防护机构包括固连于连接管内圆面底部的固定块；所述固定块的上表面中间位置贯穿设有若干缆线；所述缆线外圆面靠近固定块的上端位置均固连限位块；所述固定块上表面边缘位置固连均匀分布的复位弹簧；所述复位弹簧的上端共同固连上活动板；所述缆线的上端贯穿上活动板；所述缆线外圆面靠近上活动板的位置均固连锁紧块；所述锁紧块外圆面通过螺纹与上活动板固连。
优选的，所述复位弹簧处于原长状态时，所述缆线位于上活动板与固定块之间的部分为多层折叠的弯曲态。
优选的，所述固定块上表面不同缆线之间固连匀布的隔板，所述隔板的高度与复位弹簧处于原长状态时相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过设置角度调整机构，可以实现风力发电装置自动的实现风向的跟踪并进行转向，相比较现有技术而言，具有较高的自动化程度，较为适合风力发电占地面积大，运维检修较为困难的场景，能够降低工作人员的劳动强度同时提高风力发电装置的发电效率。
2、本发明通过设置线缆防护机构，可以保证在角度调整机构工作时，风电机组内部的缆线不会由于拉伸扭转而断裂，同时，固定块上表面不同缆线之间固连匀布的隔板，可以将不同缆线之间隔开，防止处于折叠弯曲状态的缆线相互打结，保证机构的正常工作。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的机舱及角度调整机构连接状态的剖面结构视图；
图3为本发明的角度调整机构结构视图；
图4为本发明的角度调整机构中的局部立体结构视图；
图5为本发明的托举机构结构视图；
图6为本发明的图3中A-A向结构视图；
图7为本发明的锁定机构结构视图；
图8为本发明的线缆防护机构结构视图。
图中：1、塔杆；2、整流罩；3、叶片；4、机舱；5、风向标；7、发电组件；8、角度调整机构；81、壳体；82、连接板；83、通孔；84、偏航***模块；85、蜗轮；86、第一锥齿轮；87、第二锥齿轮；88、连接管；89、法兰；810、轴承；811、转轴；812、蜗杆；813、偏航电机；9、锁定机构；91、安装板；92、连杆；93、U型架；94、电动伸缩杆；95、摩擦块；10、托举机构；101、环状支撑块；102、滚槽；103、活动槽；104、转盘；105、滚珠；11、线缆防护机构；111、固定块；112、限位块；113、隔板；114、复位弹簧；115、上活动板；116、锁紧块；117、缆线。
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。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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图8，本发明提供一种多角度旋转的风力发电***技术方案：
一种多角度旋转的风力发电***，如图1至图2所示，包括塔杆1，所述塔杆1的上端固连机舱4；所述机舱4内部设有发电组件7；所述发电组件7的一端延伸至机舱4外部并转动连接呈环形分布设置的叶片3；所述叶片3的一端固连整流罩2；所述塔杆1外圆面上端固连风向标5；
所述塔杆1的上端与机舱4的连接位置固连角度调整机构8，用于对机舱4及叶片3所在的发电平台进行角度调整；所述角度调整机构8内部上端与机舱4连接位置还设有线缆防护机构11，用于在旋转过程中对线路进行保护。
针对现如今发电叶片不能进行便捷的转动调节，使之对准风向，使得风力发电装置的效率较低和现有技术无法实现及时对每一座风力发电装置进行精准的调节，存在风力发电装置转向机构自动化程度较低的问题，本发明通过设置角度调整机构8，可以实现风力发电装置自动的实现风向的跟踪并进行转向，相比较现有技术而言，具有较高的自动化程度，较为适合风力发电占地面积大，运维检修较为困难的场景，能够降低工作人员的劳动强度同时提高风力发电装置的发电效率。
作为本发明的一种实施方式，如图3及图4所示，所述角度调整机构8包括与塔杆1上端固连的连接板82；所述连接板82的上端固连壳体81；所述壳体81内底部一端设置偏航***模块84；所述壳体81内底部另一端固连偏航电机813；所述偏航电机813的输出轴固连蜗杆812；所述蜗杆812上端啮合连接蜗轮85；所述蜗轮85的外表面一端中间位置固连转轴811；所述转轴811的外圆面远离转轴811的位置贯穿固连第二锥齿轮87；所述转轴811的另一端固连轴承810且通过轴承810与壳体81侧壁转动连接；所述第二锥齿轮87的一侧啮合连接第一锥齿轮86；所述第一锥齿轮86的上端固连连接管88；所述连接管88的外圆面上侧固连法兰89且通过法兰89与机舱4底壁固连；所述连接管88的外圆面中间位置设有托举机构10并通过托举机构10实现与壳体81的转动连接；所述线缆防护机构11设置于连接管88内部；所述壳体81内侧壁后侧固连锁定机构9，用于对蜗轮85进行锁定。
如图3及图4所示，所述蜗轮85与蜗杆812的传动比范围为100-200之间，且蜗杆812为单头。
如图3所示，所述第一锥齿轮86与连接板82的中心位置均开设通孔83。
角度调整机构8在工作时，首先，风向标5接收每一个风向都有一个相应的脉冲输出信号，该脉冲输出信号会传输至偏航***模块84，偏航***模块84经过对数据的分析确定要调节的偏航方向和偏航角度，而后偏航***模块84将偏航信号传递至偏航电机813，偏航电机813接收到信号后，开始启动工作，带动蜗杆812进行转动，进而带动与蜗杆812啮合连接的蜗轮85进行转动，蜗轮85与蜗杆812的传动比范围为100-200之间，大的传动比可以使得蜗轮85与蜗杆812组成的机构具有减速作用，将偏航电机813的高速转换为蜗轮85的低速转动，进而实现精准的角度调节，蜗轮85与转轴811固连，而转轴811又与第二锥齿轮87固连，在蜗轮85的带动下，第二锥齿轮87开始转动，同时转轴811的一端通过轴承810与壳体81侧壁转动连接，第二锥齿轮87的转动与之啮合连接的第一锥齿轮86开始转动，而第一锥齿轮86上端与连接管88固连，连接管88上端与风电平台固连，最终实现带动风电平台的转动，实现角度调节。
作为本发明的一种实施方式，如图5所示，所述托举机构10包括固连于连接管88外圆面下侧的转盘104以及固连于壳体81内表面上端的环状支撑块101；所述环状支撑块101的内部开设有活动槽103；所述活动槽103内表面上下两侧开设有均匀分布的滚槽102；所述转盘104的上下表面边缘对应滚槽102的位置转动连接均匀分布的滚珠105；所述转盘104通过滚珠105及滚槽102与环状支撑块101转动连接。
工作时，角度调整机构8由于上端直接与风电平台的机舱4进行固连，而连接管88本身由于需要转动而无法进行固定支撑，导致角度调整机构8缺乏支撑，失去稳定性，而通过设置托举机构10，可以利用环状支撑块101配合转盘104实现对风电平台的支撑，同时，由于环状支撑块101与转盘104之间通过滚珠105及滚槽102进行连接，进而也能顺利保证连接管88带动风电平台进行转动。
作为发明的一种实施方式，如图7所示，所述锁定机构9包括固连于壳体81内侧壁后侧的安装板91；所述安装板91的一端固连连杆92；所述连杆92的一端固连U型架93；所述U型架93的U型内表面两侧对称固连两根电动伸缩杆94；两根所述电动伸缩杆94的一端均固连摩擦块95。
如图7所示，所述摩擦块95为橡胶材质的构件，且摩擦块95与电动伸缩杆94的一端通过螺纹进行连接。
角度调整机构8在对风电平台进行角度调节之后，偏航电机813不再进行工作，由于此时风电平台缺乏定位机构，在受到风力的作用下，会出现风电平台的自由转动，进而导致角度调整机构8的调节效果较差，本发明通过设置锁定机构9，在角度调整机构8工作完毕实现了角度调节之后，锁定机构9开始工作，U型架93两侧的电动伸缩杆94启动，开始伸长，带动摩擦块95对蜗轮85进行固定，进而能够防止风电平台在受到风力的作用下，出现自由转动的问题，提高了角度调整机构8的调节效果，而摩擦块95与电动伸缩杆94的一端通过螺纹进行连接，则可以保证在摩擦块95磨损后，方便的进行更换，保证锁定机构9的正常工作，进而保证角度调整机构8的调节效果。
作为本发明的一种实施方式，如图8所示，所述线缆防护机构11包括固连于连接管88内圆面底部的固定块111；所述固定块111的上表面中间位置贯穿设有若干缆线117；所述缆线117外圆面靠近固定块111的上端位置均固连限位块112；所述固定块111上表面边缘位置固连均匀分布的复位弹簧114；所述复位弹簧114的上端共同固连上活动板115；所述缆线117的上端贯穿上活动板115；所述缆线117外圆面靠近上活动板115的位置均固连锁紧块116；所述锁紧块116外圆面通过螺纹与上活动板115固连。
如图8所示，所述复位弹簧114处于原长状态时，所述缆线117位于上活动板115与固定块111之间的部分为多层折叠的弯曲态。
如图8所示，所述固定块111上表面不同缆线117之间固连匀布的隔板113，所述隔板113的高度与复位弹簧114处于原长状态时相同。
由于风力发电装置内部存在较多的线缆，在利用角度调整机构8对风力平台进行角度调整时，线缆会出现扭转拉长的现象，容易导致线缆断裂，影响风力发电装置的正常工作，本发明通过设置线缆防护机构11，在角度调整机构8工作时，由于缆线117上端通过锁紧块116与上活动板115固连，在风电平台转动拉伸缆线117时，缆线117会带动上活动板115上移，进而带动复位弹簧114拉伸，而缆线117位于上活动板115与固定块111之间的部分为多层折叠的弯曲态，即缆线117存在预留的拉伸长度，能够满足风电平台转动所需要的缆线117拉伸，在风电平台转动停止后，复位弹簧114会根据转动状态恢复至一定形变，方便缆线117形成多层折叠的弯曲态，而角度调整机构8达到最大转动角度后，缆线117伸长长度在复位弹簧114形变范围内，保证复位弹簧114不会被损坏，同时，固定块111上表面不同缆线117之间固连匀布的隔板113，可以将不同缆线117之间隔开，防止处于折叠弯曲状态的缆线117相互打结，保证机构的正常工作。
使用方法：首先，风向标5接收每一个风向都有一个相应的脉冲输出信号，该脉冲输出信号会传输至偏航***模块84，偏航***模块84经过对数据的分析确定要调节的偏航方向和偏航角度，而后偏航***模块84将偏航信号传递至偏航电机813，偏航电机813接收到信号后，开始启动工作，带动蜗杆812进行转动，进而带动与蜗杆812啮合连接的蜗轮85进行转动，蜗轮85与蜗杆812的传动比范围为100-200之间，大的传动比可以使得蜗轮85与蜗杆812组成的机构具有减速作用，将偏航电机813的高速转换为蜗轮85的低速转动，进而实现精准的角度调节，蜗轮85与转轴811固连，而转轴811又与第二锥齿轮87固连，在蜗轮85的带动下，第二锥齿轮87开始转动，同时转轴811的一端通过轴承810与壳体81侧壁转动连接，第二锥齿轮87的转动与之啮合连接的第一锥齿轮86开始转动，而第一锥齿轮86上端与连接管88固连，连接管88上端与风电平台固连，最终实现带动风电平台的转动，实现角度调节。
该文中出现的电器元件均通过变压器与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，本发明所提供的产品型号只是为本技术方案依据产品的结构特征进行的使用，其产品会在购买后进行调整与改造，使之更加匹配和符合本发明所属技术方案，其为本技术方案一个最佳应用的技术方案，其产品的型号可以依据其需要的技术参数进行替换和改造，其为本领域所属技术人员所熟知的，因此，本领域所属技术人员可以清楚的通过本发明所提供的技术方案得到对应的使用效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种多角度旋转的风力发电***，包括塔杆(1)，
所述塔杆(1)的上端固连机舱(4)；所述机舱(4)内部设有发电组件(7)；所述发电组件(7)的一端延伸至机舱(4)外部并转动连接呈环形分布设置的叶片(3)；所述叶片(3)的一端固连整流罩(2)；所述塔杆(1)外圆面上端固连风向标(5)；
其特征在于，
所述塔杆(1)的上端与机舱(4)的连接位置固连角度调整机构(8)，用于对机舱(4)及叶片(3)所在的发电平台进行角度调整；所述角度调整机构(8)内部上端与机舱(4)连接位置还设有线缆防护机构(11)，用于在旋转过程中对线路进行保护。
2.根据权利要求1所述的一种多角度旋转的风力发电***，其特征在于：所述角度调整机构(8)包括与塔杆(1)上端固连的连接板(82)；所述连接板(82)的上端固连壳体(81)；所述壳体(81)内底部一端设置偏航***模块(84)；所述壳体(81)内底部另一端固连偏航电机(813)；所述偏航电机(813)的输出轴固连蜗杆(812)；所述蜗杆(812)上端啮合连接蜗轮(85)；所述蜗轮(85)的外表面一端中间位置固连转轴(811)；所述转轴(811)的外圆面远离转轴(811)的位置贯穿固连第二锥齿轮(87)；所述转轴(811)的另一端固连轴承(810)且通过轴承(810)与壳体(81)侧壁转动连接；所述第二锥齿轮(87)的一侧啮合连接第一锥齿轮(86)；所述第一锥齿轮(86)的上端固连连接管(88)；所述连接管(88)的外圆面上侧固连法兰(89)且通过法兰(89)与机舱(4)底壁固连；所述连接管(88)的外圆面中间位置设有托举机构(10)并通过托举机构(10)实现与壳体(81)的转动连接；所述线缆防护机构(11)设置于连接管(88)内部；所述壳体(81)内侧壁后侧固连锁定机构(9)，用于对蜗轮(85)进行锁定。
3.根据权利要求2所述的一种多角度旋转的风力发电***，其特征在于：所述蜗轮(85)与蜗杆(812)的传动比范围为100-200之间，且蜗杆(812)为单头。
4.根据权利要求2所述的一种多角度旋转的风力发电***，其特征在于：所述第一锥齿轮(86)与连接板(82)的中心位置均开设通孔(83)。
5.根据权利要求2所述的一种多角度旋转的风力发电***，其特征在于：所述托举机构(10)包括固连于连接管(88)外圆面下侧的转盘(104)以及固连于壳体(81)内表面上端的环状支撑块(101)；所述环状支撑块(101)的内部开设有活动槽(103)；所述活动槽(103)内表面上下两侧开设有均匀分布的滚槽(102)；所述转盘(104)的上下表面边缘对应滚槽(102)的位置转动连接均匀分布的滚珠(105)；所述转盘(104)通过滚珠(105)及滚槽(102)与环状支撑块(101)转动连接。
6.根据权利要求2所述的一种多角度旋转的风力发电***，其特征在于：所述锁定机构(9)包括固连于壳体(81)内侧壁后侧的安装板(91)；所述安装板(91)的一端固连连杆(92)；所述连杆(92)的一端固连U型架(93)；所述U型架(93)的U型内表面两侧对称固连两根电动伸缩杆(94)；两根所述电动伸缩杆(94)的一端均固连摩擦块(95)。
7.根据权利要求6所述的一种多角度旋转的风力发电***，其特征在于：所述摩擦块(95)为橡胶材质的构件，且摩擦块(95)与电动伸缩杆(94)的一端通过螺纹进行连接。
8.根据权利要求1所述的一种多角度旋转的风力发电***，其特征在于：所述线缆防护机构(11)包括固连于连接管(88)内圆面底部的固定块(111)；所述固定块(111)的上表面中间位置贯穿设有若干缆线(117)；所述缆线(117)外圆面靠近固定块(111)的上端位置均固连限位块(112)；所述固定块(111)上表面边缘位置固连均匀分布的复位弹簧(114)；所述复位弹簧(114)的上端共同固连上活动板(115)；所述缆线(117)的上端贯穿上活动板(115)；所述缆线(117)外圆面靠近上活动板(115)的位置均固连锁紧块(116)；所述锁紧块(116)外圆面通过螺纹与上活动板(115)固连。
9.根据权利要求8所述的一种多角度旋转的风力发电***，其特征在于：所述复位弹簧(114)处于原长状态时，所述缆线(117)位于上活动板(115)与固定块(111)之间的部分为多层折叠的弯曲态。
10.根据权利要求8所述的一种多角度旋转的风力发电***，其特征在于：所述固定块(111)上表面不同缆线(117)之间固连匀布的隔板(113)，所述隔板(113)的高度与复位弹簧(114)处于原长状态时相同。
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