一种风力发电机的制作方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
一种风力发电机
技术领域
[0001]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】
[0002]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】
[0003]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。
[0004]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。
[0005]优选地:所述伞齿轮为螺旋伞齿轮。
[0006]优选地:所述变速箱及发电机为一组以上。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]优选地:所述垂直传动轴制动装置为两组。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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，制动系统处于制动状态时，制动片伸出，与垂直传动轴摩擦产生制动力。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]本发明主要针对年平均功率风速较高的地区。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的结构示意图。
[0020]图2为本发明风叶检测装置的结构示意图。
[0021 ]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。
[0022]
【具体实施方式】
[0023]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I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。
[0024]发电机工作时，风叶I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。
[0025]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。
[0026]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I同轴，风叶I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I调向完成，从而实现风叶I的360度调向。
【主权项】
1.一种风力发电机，包括风叶(I)、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(I)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。
【文档编号】F03D17/00GK106014870SQ201610604237
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】王鸿翔
【申请人】王鸿翔