一种具有限速机构的风力发电设备的制作方法

1.本发明涉及风力发电设备领域，具体的说是一种具有限速机构的风力发电设备。


背景技术：

2.风力发电是指把风的动能转为电能。风能是一种清洁无公害的可再生能源能源，很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等，利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。
3.普通风力发电设备一般只有一组叶片，且叶片角度固定，不能调节，在短时间风速突然增加时，容易发生叶片转速突然加快，从而导致转舱内温度过高，而为叶片减速时一般采用电磁刹车或机械刹车等；当风速长时间保持较大风速时，电磁刹车或机械刹车更容易导致机舱内温度过高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种具有限速机构的风力发电设备，解决普通风力发电设备一般只有一组叶片，且叶片角度固定，不能调节，在短时间风速突然增加时，容易发生叶片转速突然加快，从而导致转舱内温度过高，而为叶片减速时一般采用电磁刹车或机械刹车等；当风速长时间保持较大风速时，电磁刹车或机械刹车更容易导致机舱内温度过高的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有限速机构的风力发电设备，包括塔架，塔架顶部安装有转舱，转舱中部水平安装有传动轴，且传动轴一端位于转舱内，另一端位于转舱外，传动轴位于转舱外一端安装有第二叶片，第二叶片靠近传动轴的一端开设有传动齿，传动轴上也对应开设有传动齿，第二叶片上的传动齿与传动轴上的传动齿啮合，第二叶片与转舱之间设有第一叶片，第一叶片与传动轴连接，第二叶片表面积大于第一叶片的表面积；转舱靠近第一叶片一侧的外壁上设有支撑机构；转舱靠近第一叶片一侧的外壁还设有弹簧触发机构。
6.优选的，支撑机构包括第一电磁铁，第一电磁铁固定连接于转舱靠近第一叶片一侧的内壁上，第一电磁铁下方设有滑块，滑块与第一电磁铁配合，滑块与转舱内壁滑动连接，转舱对应滑块的位置开设有支撑杆槽，支撑杆槽内设有支撑杆，支撑杆一端与滑块抵接，支撑杆另一端固定连接有第一推板，支撑杆外侧套设有复位弹簧，复位弹簧一端与第一推板固定连接，另一端与转舱外壁固定连接；第一推板远离复位弹簧的一侧设有第一滚轮，第一滚轮中部转动连接有第一转轴，第一转轴两端均固定连接有第一连杆，第一连杆另一端与第一推板固定连接，第一滚轮与第一叶片底座抵接。
7.优选的，转舱内部侧壁上还固定连接有气囊壳体，气囊壳体内部设有气囊，气囊壳体开口处安装有触点开关，气囊与触点开关抵接。
8.优选的，弹簧触发机构包括弹簧开关，弹簧开关一端与转舱外壁固定连接，弹簧开
关另一端设有第二滚轮，第二滚轮中部转动连接有第二转轴，第二转轴两端均固定连接有第二连杆，第二连杆另一端固定连接有第二推板，第二推板与弹簧开关抵接。
9.优选的，第一叶片靠近传动轴的一端固定连接有第一叶片轴，第一叶片轴外侧转动连接有第一叶片轴套，第一叶片轴套外壁固定连接有第一叶片底座；传动轴表面开设有滑槽，第一叶片底座通过滑槽与传动轴滑动连接。
10.优选的，第一叶片底座中部开设有凸块槽，凸块槽内设有第二电磁铁和第三电磁铁，第二电磁铁和第三电磁铁分别位于第一叶片轴套两侧，第一叶片轴套对应第二电磁铁和第三电磁铁的位置开设有转动槽，转动槽内设有凸块，凸块与第二电磁铁和第三电磁铁配合。
11.优选的，触点开关与第二电磁铁和第三电磁铁电性连接，且第二电磁铁接通的瞬间第三电磁铁关闭，第三电磁铁接通的瞬间第二电磁铁关闭。
12.优选的，弹簧开关与转向电机电性连接。
13.优选的，第一叶片底座水平滑动时先与第一滚轮抵接，再与第二滚轮抵接。
14.本发明的有益效果：1.通过设置第二电磁铁和第三电磁铁吸引凸块，从而使第一叶片的受力方向改变，在风速低的时候作为发电的辅助动力，增加设备的效率，在风速过高的时候自动旋转第一叶片，将发电的辅助动力变为阻力，从而对传动轴进行减速，不仅避免传动轴转速过快，还可以避免在长时间风速较高时导致机械刹车长时间工作导致转舱内温度过高。
15.2.通过设置弹簧触发机构、支撑机构和转向电机，当风力持续增大时，可以控制转向电机工作，转向电机带动转舱整体发生旋转，从而使第一叶片和第二叶片侧对着风向，减少第一叶片和第二叶片受力面积，降低转速，从而降低转舱内的温度，增加设备的使用寿命。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
17.图1为本发明的整体结构示意图。
18.图2为本发明所示图1的剖视图。
19.图3为本发明所示图2的a部放大示意图。
20.图4为本发明所示的第一叶片底座的剖视图。
21.图5为本发明图3所示弹簧触发机构的结构示意图。
22.图6为本发明图3所示支撑机构的结构示意图。
23.图中：1、塔架；2、转舱；3、第一叶片；4、第二叶片；5、传动轴；6、第一电磁铁；7、滑块；8、气囊壳体；9、触点开关；10、气囊；11、第一叶片底座；12、弹簧触发机构；13、支撑机构；14、转向电机；15、第一叶片轴；16、第一叶片轴套；17、凸块槽；18、凸块；19、第二电磁铁；20、第三电磁铁；21、滑槽；22、第一滚轮；23、第一转轴；24、第一连杆；25、第一推板；26、弹簧开关；27、第二滚轮；28、第二转轴；29、第二连杆；30、支撑杆；31、支撑杆槽；32、第二推板；33、复位弹簧。
具体实施方式
24.下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
25.如图1
‑
图6所示，本发明所述的一种具有限速机构的风力发电设备，包括：塔架1，塔架1顶部安装有转舱2，转舱2中部水平安装有传动轴5，且传动轴5一端位于转舱2内，另一端位于转舱2外，传动轴5位于转舱2外一端安装有第二叶片4，第二叶片4靠近传动轴5的一端开设有传动齿，传动轴5上也对应开设有传动齿，第二叶片4上的传动齿与传动轴5上的传动齿啮合，第二叶片4与转舱2之间设有第一叶片3，第一叶片3与传动轴5连接，第二叶片4表面积大于第一叶片3的表面积；转舱2靠近第一叶片3一侧的外壁上设有支撑机构13；转舱2靠近第一叶片3一侧的外壁还设有弹簧触发机构12。
26.作为本发明的一种技术优化方案，支撑机构13包括第一电磁铁6，第一电磁铁6固定连接于转舱2靠近第一叶片3一侧的内壁上，第一电磁铁6下方设有滑块7，滑块7与第一电磁铁6配合，滑块7与转舱2内壁滑动连接，转舱2对应滑块7的位置开设有支撑杆槽31，支撑杆槽31内设有支撑杆30，支撑杆30一端与滑块7抵接，支撑杆30另一端固定连接有第一推板25，支撑杆30外侧套设有复位弹簧33，复位弹簧33一端与第一推板25固定连接，另一端与转舱2外壁固定连接；第一推板25远离复位弹簧33的一侧设有第一滚轮22，第一滚轮22中部转动连接有第一转轴23，第一转轴23两端均固定连接有第一连杆24，第一连杆24另一端与第一推板25固定连接，第一滚轮22与第一叶片底座11抵接。
27.作为本发明的一种技术优化方案，转舱2内部侧壁上还固定连接有气囊壳体8，气囊壳体8内部设有气囊10，气囊壳体8开口处安装有触点开关9，气囊10与触点开关9抵接。通过设置气囊壳体8、气囊10和触点开关9，可以在转舱2内温度升高时触发触点开关9。
28.作为本发明的一种技术优化方案，弹簧触发机构12包括弹簧开关26，弹簧开关26一端与转舱2外壁固定连接，弹簧开关26另一端设有第二滚轮27，第二滚轮27中部转动连接有第二转轴28，第二转轴28两端均固定连接有第二连杆29，第二连杆29另一端固定连接有第二推板32，第二推板32与弹簧开关26抵接。当风力增大至预设程度时，第一叶片底座11移动至与第二滚轮27抵接，第二滚轮27通过第二转轴28和四根第二连杆29沿水平方向推动第二推板32，第二推板32向靠近转舱2方向移动从而挤压弹簧开关26，使弹簧开关26打开。
29.作为本发明的一种技术优化方案，第一叶片3靠近传动轴5的一端固定连接有第一叶片轴15，第一叶片轴15外侧转动连接有第一叶片轴套16，第一叶片轴套16外壁固定连接有第一叶片底座11；传动轴5表面开设有滑槽21，第一叶片底座11通过滑槽21与传动轴5滑动连接。通过设置第一叶片轴15、第一叶片轴套16、第一叶片底座11和滑槽21，在风速较大时，第一叶片3可以进行水平方向的移动。
30.作为本发明的一种技术优化方案，第一叶片底座11中部开设有凸块槽17，凸块槽17内设有第二电磁铁19和第三电磁铁20，第二电磁铁19和第三电磁铁20分别位于第一叶片轴套16两侧，第一叶片轴套16对应第二电磁铁19和第三电磁铁20的位置开设有转动槽，转动槽内设有凸块18，凸块18与第二电磁铁19和第三电磁铁20配合。通过设置第二电磁铁19
和第三电磁铁20吸引凸块18，从而使第一叶片3的受力方向改变，在风速低的时候作为发电的辅助动力，增加设备的效率，在风速过高的时候旋转第一叶片3，将发电的辅助动力变为阻力，从而对传动轴5进行减速，不仅避免传动轴5转速过快，还可以避免在长时间风速较高时导致机械刹车长时间工作导致转舱2内温度过高。
31.作为本发明的一种技术优化方案，触点开关9与第二电磁铁19和第三电磁铁20电性连接，且第二电磁铁19接通的瞬间第三电磁铁20关闭，第三电磁铁20接通的瞬间第二电磁铁19关闭。通过触点开关9控制第二电磁铁19和第三电磁铁20，当转舱2内的温度升高时，可以自动旋转第一叶片3，实现对传动轴5的减速，从而降低转舱2内的温度。
32.作为本发明的一种技术优化方案，弹簧开关26与转向电机14电性连接。当风力增大至预设程度时，弹簧开关26触发，弹簧开关26控制转向电机14工作，转向电机14带动转舱2整体发生旋转，从而使第一叶片3和第二叶片4侧对着风向，减少第一叶片3和第二叶片4受力面积，降低转速，从而降低转舱2内的温度，增加设备的使用寿命。
33.作为本发明的一种技术优化方案，第一叶片底座11水平滑动时先与第一滚轮22抵接，再与第二滚轮27抵接。第一叶片底座11水平滑动时先与第一滚轮22抵接，防止在风速未达到预设值时，第一叶片底座11发生水平方向的滑动时先与第二滚轮27抵接，触发弹簧开关26控制转向电机14工作，使转舱2进行转向，从而导致设备的发电效率降低。
34.工作原理：在使用过程中，风速较小时，第二叶片4在风的作用下转动，将动力传递给传动轴5，传动轴5通过变速箱带动发电机进行发电，第一叶片3此时受力方向和第二叶片4相同，第二电磁铁19吸引凸块18，所以第一叶片3此时也在风的作用下转动，将动力传递给传动轴5，是发电的辅助动力，增加设备的效率；当风速加快时，第一叶片3和第二叶片4转速同时加快，转舱2内的温度逐渐升高；气囊10内的气体受热膨胀，气囊10一端顺着气囊壳体8有开口的一端向外延伸，当转舱2内的温度达到预设温度时，气囊10与触点开关9抵接，将触点开关9打开，第二电磁铁19关闭，不再吸引凸块18，第三电磁铁20打开并吸引凸块18，由于凸块18与第一叶片轴15固定连接，所以在第三电磁铁20吸引凸块18时，第一叶片轴15也同时旋转180
°
，此时第一叶片3的受力方向与第二叶片4相反，第一叶片3在风的作用下会给传动轴5一个旋转方向的反作用力，是传动轴5旋转的阻力,防止第二叶片4转速继续加快，还避免在长时间风速较高时导致机械刹车长时间工作导致转舱2内温度过高。
35.第一叶片3在风的作用下旋转时，有向转舱2方向发生水平位移的趋势，此时第一叶片3带动第一叶片轴15和第一叶片轴套16沿传动轴5旋转，由于第一叶片轴套16与第一叶片底座11固定连接，所以第一叶片底座11也会水平移动，第一叶片底座11水平滑动时先与第一滚轮22抵接，再与第二滚轮27抵接，因此当第一叶片底座11向转舱2的方向移动与第一滚轮22抵接时，第一叶片底座11带动第一滚轮22旋转，同时向转舱2方向推动第一滚轮22，第一滚轮22通过第一转轴23和四根第一连杆24推动第一推板25，第一推板25向转舱2方向推动支撑杆30，由于支撑杆30另一端与滑块7抵接，阻止支撑杆30移动，所以第一叶片3不会发生水平方向的位移；在气囊10与触点开关9抵接的同时，第一电磁铁6也接通，第一电磁铁6吸引滑块7，滑块7向上滑动，与支撑杆30脱离接触状态；当风力持续增大，第一叶片3受到的水平方向推力增加，第一叶片3带动第一叶片轴15、第一叶片轴套16和第一叶片底座11沿水平方向向转舱2移动，第一叶片底座11向转舱2方向推动第一滚轮22，第一滚轮22通过第一转轴23和第
一连杆24推动第一推板25，第一推板25挤压复位弹簧33，同时推动支撑杆30；当风力增大至预设程度时，第一叶片底座11移动至与第二滚轮27抵接，第二滚轮27通过第二转轴28和四根第二连杆29沿水平方向推动第二推板32，第二推板32向靠近转舱2方向移动从而挤压弹簧开关26，使弹簧开关26打开，弹簧开关26控制转向电机14工作，转向电机14带动转舱2整体发生旋转，从而使第一叶片3和第二叶片4侧对着风向，减少第一叶片3和第二叶片4受力面积，降低转速，从而降低转舱2内的温度，增加设备的使用寿命。
36.当转舱2内的温度下降至正常水平时，气囊10不再与触点开关9接触，第三电磁铁20关闭，第二电磁铁19打开并吸引凸块18，使凸块18带动第一叶片轴15旋转180
°
，从而让第一叶片3的受力方向与第二叶片4相同，增加设备的效率。
37.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。