一种高层建筑消防安全供电设备的制作方法

本发明涉及高层建筑新能源技术领域，特别是一种高层建筑消防安全供电设备。

背景技术：

随着社会的发展和科技的进步，高层建筑受到了人们的喜爱，其占地面小，而容积大，特别适用于商业和住宅建筑，而由于高层建筑内用户较多，因而用电量很大，需要专用的配电设备，而现有的供电设备不具备外部补偿，因而需要大量的电力供给，会给高层建筑的供电网路带来大量的负担，甚至在极端情况下会引发高层建筑消防安全问题，而高层建筑的楼顶面积开阔，其高度较高因而风力较大，十分适合风力发电，而现有的高层建筑由于设备体积的限制，降低了高层建筑平台的利用率，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种高层建筑消防安全供电设备，解决了现有的供电设备不具备外部补偿，因而需要大量的电力供给，而高层建筑的楼顶面积开阔，其高度较高因而风力较大，十分适合风力发电，而现有的高层建筑由于设备体积的限制，降低了高层建筑平台的利用率的问题。

实现上述目的本发明的技术方案为：一种高层建筑消防安全供电设备，包括备用电源、稳压器以及发电机组，所述发电机组安装于楼顶，所述发电机组连接有风力发电单元，所述稳压器安装于发电机组上，所述备用电源安装于建筑内且与稳压器连接；

所述风力发电单元包括：风力收集机构以及转换机构；

所述风力收集机构包括：若干结构相同的风力驱动结构、单向加速结构以及稳定支撑结构；

所述转换机构包括：减速结构以及防护结构；

所述稳定支撑结构安装于建筑天台上，所述单向加速结构安装于稳定支撑结构上，若干所述风力驱动结构安装于建筑天台上，且若干所述风力驱动结构分别与单向加速结构相互联动，所述减速结构安装于单向加速结构端部且与发电机组的输入端相连接，所述防护结构安装于建筑天台上且笼罩与发电机组以及减速结构外侧。

所述单向加速结构包括：外套筒、一对结构相同的减阻轴承、旋转杆、若干结构相同的单向飞轮以及若干结构相同的螺钉；

所述外套筒轴向水平布置于建筑天台上，一对所述减阻轴承安装于外套筒两端中心，所述旋转杆嵌装于一对所述减阻轴承内，若干所述单向飞轮套装于旋转杆上且间隔相同距离排布，所述外套筒两侧壁面与外套筒的筒型直管段为分体安装、且通过若干所述螺钉固定于外套筒两端。

所述稳定支撑结构包括：若干混凝土砌块、若干结构相同的压板、若干对结构相同的紧固螺栓以及若干结构相同的橡皮套；

若干所述混凝土砌块安装于建筑天台上，若干所述混凝土砌块上开设有若干结构相同的放置槽，所述外套筒放置于若干所述放置槽内，若干所述压板为弧形结构且两端延伸出若干对相同的水平支脚，若干所述压板骑跨于外套筒上，且若干所述压板两端分别开设有若干对结构相同的插孔，若干对所述紧固螺栓插装于若干对所述插孔内且螺纹安装于若干所述混凝土砌块上，若干所述橡皮套安装于若干所述压板下方。

所述风力收集结构包括：机壳、固定轴、若干结构相同的桨叶、圆盘、短柱、连杆、固定轨、冲杆、升降杆以及摩擦块；

所述机壳竖直安装于外套筒上且与若干所述单向飞轮位置匹配，所述固定轴活动安装于机壳上端，若干所述桨叶安装于固定轴外露于机壳一端，所述圆盘安装于固定轴一端上，所述短柱安装于圆盘上且其与连杆一端活动连接，所述固定轨竖直安装于机壳内，所述冲杆活动安装于固定轨内，且冲杆上端与连杆另一端活动连接，所述升降杆活动安装于机壳内竖直空腔中且与冲杆下端连接，所述升降杆下端具有摩擦块，所述外套筒与机壳接触的垂直位置开设有一对结构相同的通孔，所述摩擦块穿过通孔与单向飞轮接触。

所述减速结构包括：外壳、从动轴、从动齿轮、主动轴以及主动齿轮；

所述外壳安装建筑天台上，所述从动轴与从动齿轮连接，所述主动轴与主动齿轮连接，所述主动齿轮与从动齿轮上下并列排布且相互啮合，所述从动轴以及主动轴分别从外壳两侧穿出，所述主动轴通过联轴器与旋转杆端部连接，所述从动轴与发电机组输入轴连接。

所述防护结构包括：若干结构相同的支杆、防雨棚以及避雷针；

若干所述支杆分别安装于发电机组以及减速结构四周，所述防雨棚安装于若干所述支杆上，所述避雷针安装于防雨棚上。

所述单向飞轮包括：单向棘轮、内套、外护套、滑环轴承以及单向棘齿；

所述外护套通过滑环轴承套装于旋转杆上，所述内套套装于旋转杆上且位于外护套内，所述外护套内壁面上设有单向棘齿，所述单向棘轮套装于内套上且与单向棘齿单向啮合，所述摩擦块与外护套相互接触，所述内套与旋转管为固定连接。

所述摩擦块为横截面为门型结构的长条形板块。

所述从动齿轮与主动齿轮的齿数比大于2。

所述主动轴以及旋转杆端部通过联轴器连接。

利用本发明的技术方案制作的高层建筑供电设备，结构新颖，基于高层建筑楼顶空旷的情况，充分利用其高处风大的优势，将现有的风力发电设备进行小型化，满足楼顶安装的条件，分别利用连杆原理以及单向棘轮的原理，通过将多组风力驱动结构并联加速转动一根主轴，使其输出的转速更加快速，并且填补相互之间的动力空白期，从而提供稳定的转速输出，用来驱动发电机组，既充分利用了楼顶空间和风能，又具有结构简单安装生产方便的优势。

附图说明

图1为本发明所述一种高层建筑消防安全供电设备的主视结构示意图。

图2为本发明所述一种高层建筑消防安全供电设备的风力收集结构的剖视复位状态结构示意图。

图3为本发明所述一种高层建筑消防安全供电设备的风力收集机构的剖视下压状态结构示意图。

图4为本发明所述一种高层建筑消防安全供电设备的单向加速结构俯视剖视结构示意图。

图5为本发明所述一种高层建筑消防安全供电设备的单向加速结构侧视结构示意图。

图6为本发明所述一种高层建筑消防安全供电设备的减速结构侧视结构示意图。

图7为本发明所述一种高层建筑消防安全供电设备的风力驱动结构剖视后视局部结构示意图。

图8为本发明所述一种高层建筑消防安全供电设备的风力驱动结构剖视主视局部俯视结构示意图。

图9为本发明图3所述一种高层建筑消防安全供电设备的局部放大结构示意图。

图10为本发明图2所述一种高层建筑消防安全供电设备的局部放大结构示意图。

图中：1、备用电源；2、稳压器；3、发电机组；4、外套筒；5、减阻轴承；6、旋转杆；7、单向飞轮；8、螺钉；9、混凝土砌块；10、压板；11、紧固螺栓；12、橡皮套；13、机壳；14、固定轴；15、桨叶；16、圆盘；17、短柱；18、连杆；19、固定轨；20、冲杆；21、升降杆；22、摩擦块；23、外壳；24、从动轴；25、从动齿轮；26、主动轴；27、主动齿轮；28、支杆；29、防雨棚；30、避雷针；31、联轴器；7a1、单向棘轮；7a2、内套；7a3、外护套；7a4、滑环轴承；7a5、单向棘齿。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-10所示，一种高层建筑消防安全供电设备，包括备用电源1、稳压器2以及发电机组3，所述发电机组3安装于楼顶，所述发电机组3连接有风力发电单元，所述稳压器2安装于发电机组3上，所述备用电源1安装于建筑内且与稳压器2连接；所述风力发电单元包括：风力收集机构以及转换机构；所述风力收集机构包括：若干结构相同的风力驱动结构、单向加速结构以及稳定支撑结构；所述转换机构包括：减速结构以及防护结构；所述稳定支撑结构安装于建筑天台上，所述单向加速结构安装于稳定支撑结构上，若干所述风力驱动结构安装于建筑天台上，且若干所述风力驱动结构分别与单向加速结构相互联动，所述减速结构安装于单向加速结构端部且与发电机组3的输入端相连接，所述防护结构安装于建筑天台上且笼罩与发电机组3以及减速结构外侧；所述单向加速结构包括：外套筒4、一对结构相同的减阻轴承5、旋转杆6、若干结构相同的单向飞轮7以及若干结构相同的螺钉8；所述外套筒4轴向水平布置于建筑天台上，一对所述减阻轴承5安装于外套筒4两端中心，所述旋转杆6嵌装于一对所述减阻轴承5内，若干所述单向飞轮7套装于旋转杆6上且间隔相同距离排布，所述外套筒4两侧壁面与外套筒4的筒型直管段为分体安装、且通过若干所述螺钉8固定于外套筒4两端；所述稳定支撑结构包括：若干混凝土砌块9、若干结构相同的压板10、若干对结构相同的紧固螺栓11以及若干结构相同的橡皮套12；若干所述混凝土砌块9安装于建筑天台上，若干所述混凝土砌块9上开设有若干结构相同的放置槽，所述外套筒4放置于若干所述放置槽内，若干所述压板10为弧形结构且两端延伸出若干对相同的水平支脚，若干所述压板10骑跨于外套筒4上，且若干所述压板10两端分别开设有若干对结构相同的插孔，若干对所述紧固螺栓11插装于若干对所述插孔内且螺纹安装于若干所述混凝土砌块9上，若干所述橡皮套12安装于若干所述压板10下方；所述风力收集结构包括：机壳13、固定轴14、若干结构相同的桨叶15、圆盘16、短柱17、连杆18、固定轨19、冲杆20、升降杆21以及摩擦块22；所述机壳13竖直安装于外套筒4上且与若干所述单向飞轮7位置匹配，所述固定轴14活动安装于机壳13上端，若干所述桨叶15安装于固定轴14外露于机壳13一端，所述圆盘16安装于固定轴14一端上，所述短柱17安装于圆盘16上且其与连杆18一端活动连接，所述固定轨19竖直安装于机壳13内，所述冲杆20活动安装于固定轨19内，且冲杆20上端与连杆18另一端活动连接，所述升降杆21活动安装于机壳13内竖直空腔中且与冲杆20下端连接，所述升降杆21下端具有摩擦块22，所述外套筒4与机壳13接触的垂直位置开设有一对结构相同的通孔，所述摩擦块22穿过通孔与单向飞轮7接触；所述减速结构包括：外壳23、从动轴24、从动齿轮25、主动轴26以及主动齿轮27；所述外壳23安装建筑天台上，所述从动轴24与从动齿轮25连接，所述主动轴26与主动齿轮27连接，所述主动齿轮27与从动齿轮25上下并列排布且相互啮合，所述从动轴24以及主动轴26分别从外壳23两侧穿出，所述主动轴26通过联轴器31与旋转杆6端部连接，所述从动轴24与发电机组3输入轴连接；所述防护结构包括：若干结构相同的支杆28、防雨棚29以及避雷针30；若干所述支杆28分别安装于发电机组3以及减速结构四周，所述防雨棚29安装于若干所述支杆28上，所述避雷针30安装于防雨棚29上；所述单向飞轮7包括：单向棘轮7a1、内套7a2、外护套7a3、滑环轴承7a4以及单向棘齿7a5；所述外护套7a3通过滑环轴承7a4套装于旋转杆6上，所述内套7a2套装于旋转杆6上且位于外护套7a3内，所述外护套7a3内壁面上设有单向棘齿7a5，所述单向棘轮7a1套装于内套7a2上且与单向棘齿7a5单向啮合，所述摩擦块22与外护套7a3相互接触，所述内套7a2与旋转管为固定连接；所述摩擦块22为横截面为门型结构的长条形板块；所述从动齿轮25与主动齿轮27的齿数比大于2；所述主动轴26以及旋转杆6端部通过联轴器31连接。

本实施方案的特点为，包括备用电源1、稳压器2以及发电机组3，发电机组3安装于楼顶，发电机组3连接有风力发电单元，稳压器2安装于发电机组3上，备用电源1安装于建筑内且与稳压器2连接；风力发电单元包括：风力收集机构以及转换机构；风力收集机构包括：若干结构相同的风力驱动结构、单向加速结构以及稳定支撑结构；转换机构包括：减速结构以及防护结构；稳定支撑结构安装于建筑天台上，单向加速结构安装于稳定支撑结构上，若干风力驱动结构安装于建筑天台上，且若干风力驱动结构分别与单向加速结构相互联动，减速结构安装于单向加速结构端部且与发电机组3的输入端相连接，防护结构安装于建筑天台上且笼罩与发电机组3以及减速结构外侧；该高层建筑供电设备，结构新颖，基于高层建筑楼顶空旷的情况，充分利用其高处风大的优势，将现有的风力发电设备进行小型化，满足楼顶安装的条件，分别利用连杆原理以及单向棘轮的原理，通过将多组风力驱动结构并联加速转动一根主轴，使其输出的转速更加快速，并且填补相互之间的动力空白期，从而提供稳定的转速输出，用来驱动发电机组，既充分利用了楼顶空间和风能，又具有结构简单安装生产方便的优势。

通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。

实施例：根据说明书附图1-10可知，本案为一种高层建筑消防安全供电设备，包括备用电源1、稳压器2以及发电机组3，发电机组3安装于楼顶，发电机组3连接有风力发电单元，稳压器2安装于发电机组3上，备用电源1安装于建筑内且与稳压器2连接，在具体实施过程中，通过风力发电单元将分能转换为机械能，通过发电机组3将机械能转换为电能从而经过稳压器2稳压将电能存储到备用电源1中，有效缓解高层建筑供电的压力；

风力发电单元包括：风力收集机构以及转换机构；

根据说明书附图1-10可知，上述风力收集机构包括：若干结构相同的风力驱动结构、单向加速结构以及稳定支撑结构；转换机构包括：减速结构以及防护结构，其连接关系以及位置关系如下；

稳定支撑结构安装于建筑天台上，单向加速结构安装于稳定支撑结构上，若干风力驱动结构安装于建筑天台上，且若干风力驱动结构分别与单向加速结构相互联动，减速结构安装于单向加速结构端部且与发电机组3的输入端相连接，防护结构安装于建筑天台上且笼罩与发电机组3以及减速结构外侧；

在具体实施过程中，稳定支撑结构用于固定单向加速结构，通过若干风力驱动结构驱动单向加速结构的轴转动，若干风力驱动结构并接，使其转速提高，从而提高输出速度，通过单向加速结构与减速结构连接，从而提高输出扭矩，进而带动发电机组3转动，从而输出电能，进而存储备用；

根据说明书附图1-10可知，上述风力收集结构包括：机壳13、固定轴14、若干结构相同的桨叶15、圆盘16、短柱17、连杆18、固定轨19、冲杆20、升降杆21以及摩擦块22，其连接关系以及位置关系如下；

机壳13竖直安装于外套筒4上且与若干单向飞轮7位置匹配，固定轴14活动安装于机壳13上端，若干桨叶15安装于固定轴14外露于机壳13一端，圆盘16安装于固定轴14一端上，短柱17安装于圆盘16上且其与连杆18一端活动连接，固定轨19竖直安装于机壳13内，冲杆20活动安装于固定轨19内，且冲杆20上端与连杆18另一端活动连接，升降杆21活动安装于机壳13内竖直空腔中且与冲杆20下端连接，升降杆21下端具有摩擦块22，外套筒4与机壳13接触的垂直位置开设有一对结构相同的通孔，摩擦块22穿过通孔与单向飞轮7接触，摩擦块22为横截面为门型结构的长条形板块；

根据说明书附图1-10可知，单向加速结构包括：外套筒4、一对结构相同的减阻轴承5、旋转杆6、若干结构相同的单向飞轮7以及若干结构相同的螺钉8，其连接关系以及位置关系如下；

外套筒4轴向水平布置于建筑天台上，一对减阻轴承5安装于外套筒4两端中心，旋转杆6嵌装于一对减阻轴承5内，若干单向飞轮7套装于旋转杆6上且间隔相同距离排布，外套筒4两侧壁面与外套筒4的筒型直管段为分体安装、且通过若干螺钉8固定于外套筒4两端；

根据说明书附图1-10可知，单向飞轮7包括：单向棘轮7a1、内套7a2、外护套7a3、滑环轴承7a4以及单向棘齿7a5，其连接关系以及位置关系如下；

外护套7a3通过滑环轴承7a4套装于旋转杆6上，内套7a2套装于旋转杆6上且位于外护套7a3内，外护套7a3内壁面上设有单向棘齿7a5，单向棘轮7a1套装于内套7a2上且与单向棘齿7a5单向啮合，摩擦块22与外护套7a3相互接触，内套7a2与旋转管为固定连接；

在具体实施过程中，机壳13间隔相同间距布置于外套筒4上，固定轴14通过轴承活动安装于机壳13顶端，其在受到风力吹拂的情况下，其上的扇叶带动固定好走转动，进而带动圆盘16转动，圆盘16上的短柱17随之转动，短柱17与连杆18活动连接，连杆18带动冲杆20在固定轨19内上下往复运动，从而带动升降杆21上下往复运动，进而推动摩擦块22上下往复运动，由于摩擦块22的上下往复运动，使其推动单向飞轮7的外护套7a3转动，进而使得外护套7a3上的单向棘齿7a5与单向棘轮7a1卡接，从而带动单向棘轮7a1转动，使其带动内套7a2转动，由于单向棘轮7a1的特性，当摩擦块22向下运动时，单向棘齿7a5随之向下运动卡接单向棘齿7a5，当其向上运动时，单向棘齿7a5与单向棘轮7a1不卡接，进而内套7a2不会反转，使旋转杆6始终朝着一个方向旋转，由于多个风力驱动结构并排驱动多个单向飞轮7，有效填补各自的工作空白区间，加快旋转杆6的转速，从而更稳定和高效快速的输出机械能，旋转杆6输出的机械能通过减速结构减速，对发电机组3进行驱动；

根据说明书附图1-10可知，上述减速结构包括：外壳23、从动轴24、从动齿轮25、主动轴26以及主动齿轮27，其连接关系以及位置关系如下；

外壳23安装建筑天台上，从动轴24与从动齿轮25连接，主动轴26与主动齿轮27连接，主动齿轮27与从动齿轮25上下并列排布且相互啮合，从动轴24以及主动轴26分别从外壳23两侧穿出，主动轴26通过联轴器31与旋转杆6端部连接，从动轴24与发电机组3输入轴连接；

在具体实施过程中，主动轴26以及旋转杆6端部通过联轴器31连接，使得旋转杆6的旋转运动带动主动轴26转动，主动轴26带动主动齿轮27转动，使其与从动齿轮25啮合，带动从动齿轮25转动，进而驱动从动轴24转动，需要指出的是从动齿轮25与主动齿轮27的齿数比大于2，提高从动轴24输出的扭矩，使其能带动发电机组3转动；

根据说明书附图1-10可知，上述稳定支撑结构包括：若干混凝土砌块9、若干结构相同的压板10、若干对结构相同的紧固螺栓11以及若干结构相同的橡皮套12，其连接关系以及位置关系如下；

若干混凝土砌块9安装于建筑天台上，若干混凝土砌块9上开设有若干结构相同的放置槽，外套筒4放置于若干放置槽内，若干压板10为弧形结构且两端延伸出若干对相同的水平支脚，若干压板10骑跨于外套筒4上，且若干压板10两端分别开设有若干对结构相同的插孔，若干对紧固螺栓11插装于若干对插孔内且螺纹安装于若干混凝土砌块9上，若干橡皮套12安装于若干压板10下方；

混凝土砌块9提供了外套筒4的放置平台，其上的放置槽形状与外套筒4形状贴合，进而通过若干压板10对外套筒4进行扣装固定，两侧设有紧固螺栓11与混凝土砌块9连接，方便检修拆装，通过橡胶套增强二者连接的紧密程度，从而加固外套筒4，使其安装更加稳定；

根据说明书附图1-10可知，防护结构包括：若干结构相同的支杆28、防雨棚29以及避雷针30，其连接关系以及位置关系如下；

若干支杆28分别安装于发电机组3以及减速结构四周，防雨棚29安装于若干支杆28上，避雷针30安装于防雨棚29上；

通过支杆28与风雨棚配合，避免发电机组3遭受雨水的侵蚀，利用避雷针30进行防雷，增强安全性；

综上所述总体可知，该高层建筑供电设备，结构新颖，基于高层建筑楼顶空旷的情况，充分利用其高处风大的优势，将现有的风力发电设备进行小型化，满足楼顶安装的条件，分别利用连杆18原理以及单向棘轮7a1的原理，通过将多组风力驱动结构并联加速转动一根主轴，使其输出的转速更加快速，并且填补相互之间的动力空白期，从而提供稳定的转速输出，用来驱动发电机组3，既充分利用了楼顶空间和风能产生电能补偿高层建筑的用电，又具有结构简单安装生产方便的优势。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。