一种收集中高空风能的风力发电装置的制作方法

1.本发明涉及风力发电装置技术领域，具体为一种收集中高空风能的风力发电装置。


背景技术：

2.风能作为一种清洁的、没有公害的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，其蕴量巨大，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，风力发电是把风的动能转为电能，利用风力发电非常环保，且能够产生的电能非常巨大，因此越来越多的国家更加重视风力发电，在我国西部地区，风力发电技术已经得到广泛的应用。
3.当前的风力发电装置在使用时，通常是通过内部设置的发电机冷却装置对风力发电机组进行降温，无法利用中高空的冷空气提高风力发电装置内的散热效果；且目前的风力发电装置内通常设置有相应的发电机组件降速装置，以防因风力较大而引起发电机组件转速过快，导致发电机组件损坏，但是该类型的降速装置需要依靠电力进行驱动，无法在发电机组件转速过快时自动对其进行降速，从而降低了该风力发电装置内部组件使用的安全性；同时当前的风力发电装置在通过降速装置降速时，无法对降速装置的内部进行快速降温处理，从而降低了降速装置内部组件的使用寿命。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种收集中高空风能的风力发电装置，以解决上述背景技术中提出的相关问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种收集中高空风能的风力发电装置，包括支撑柱，所述支撑柱的顶端安装有主体机舱，且主体机舱内底部一端的中间位置处安装有轴承座，所述轴承座的内侧安装有主转轴，所述主转轴的一端穿过主体机舱并安装有扇叶组件，所述主体机舱的内底部安装有安装底座，且安装底座顶部的中间位置处安装有齿轮箱，所述主转轴靠近齿轮箱的一端与齿轮箱的输出端传动连接，所述安装底座顶部远离扇叶组件的一端安装有发电机组件，所述发电机组件的输入端安装有连接轴，且连接轴远离发电机组件的一端与齿轮箱的输出端传动连接，所述主体机舱内顶部靠近发电机组件的一端安装有发电机冷却组件，所述发电机冷却组件的顶部安装有双头驱动电机，所述主体机舱的内顶部和外侧共同设置有进风组件，所述主体机舱内部远离扇叶组件的一端设置有排风组件，所述安装底座顶部的中间位置处安装有与连接轴相互配合的自动降速组件，所述安装底座顶部和主体机舱内部的两侧共同设置有与自动降速组件相互配合的辅助降温组件；
6.所述自动降速组件包括安装凹槽、弹簧、弧形刹车片、空心柱、转动盘、安装环和环形刹车盘，所述连接轴的外侧安装有转动盘，且转动盘的外圈部位均匀开设有安装凹槽，所述安装凹槽的内部设置有空心柱，所述空心柱的内底部安装有弹簧，且弹簧的另一端与安装凹槽的内部固定连接，所述空心柱的外侧安装有弧形刹车片，所述安装底座顶部的中间
位置处安装有安装环，且安装环的内侧安装有与弧形刹车片相互配合的环形刹车盘。
7.优选的，所述排风组件包括隔板、转动板、第一通孔、第一扇形通孔、第一转动杆、第二扇形通孔、环形齿条、传动齿轮和第二转动杆，所述主体机舱内部远离扇叶组件的一端安装有隔板，且隔板的表面均匀开设有第一通孔，所述隔板远离扇叶组件一端的中间位置处设置有第一转动杆，所述第一转动杆外侧远离隔板的一端安装有转动板，且转动板的非中心位置处均匀开设有第一扇形通孔，所述转动板的外圈安装有环形齿条，所述主体机舱远离扇叶组件一端的中间位置处均匀开设有与第一扇形通孔相互配合的第二扇形通孔，所述双头驱动电机远离扇叶组件一端的输出端安装有第二转动杆，且第二转动杆外侧远离双头驱动电机的一端安装有与环形齿条相互啮合的传动齿轮。
8.优选的，所述进风组件包括进气通孔、套仓、连接齿轮、连接块、移动块和螺纹杆，所述主体机舱的外侧套设有套仓，所述主体机舱两侧靠近扇叶组件的一端对称均匀开设有与套仓相互配合的进气通孔，所述主体机舱内部的顶端设置有两组螺纹杆，且两组螺纹杆的外侧共同螺纹设置有移动块，两组所述螺纹杆外侧靠近扇叶组件的一端对称安装有相互啮合的连接齿轮，一组所述螺纹杆远离扇叶组件的一端与双头驱动电机的一组输出端传动连接，所述移动块的两侧对称安装有连接块，且连接块远离移动块的一侧穿过主体机舱与套仓的内侧固定连接。
9.优选的，所述辅助降温组件包括抽气泵、第二通孔、进气仓、输气管、环形仓和喷气孔，所述主体机舱内两侧的中间位置处对称安装有进气仓，且进气仓的外侧均匀开设有第二通孔，所述安装底座顶部一侧的中间位置处安装有抽气泵，所述抽气泵的输入端与两组进气仓的内部连通，所述抽气泵的输出端安装有输气管，所述输气管远离抽气泵的一端安装有环形仓，且环形仓固定安装在安装环的一端，所述环形仓靠近安装环的一端均匀开设有喷气孔。
10.优选的，所述进气通孔的内部设置有第一过滤网，而第二扇形通孔的内部设置有第二过滤网。
11.优选的，所述主体机舱两侧的顶部和底部对称开设有滑槽，且滑槽的内部设置有滑块，而滑块的外侧与套仓的内部固定连接。
12.优选的，所述主体机舱两侧靠近扇叶组件的一端对称安装有限位条，且限位条远离扇叶组件的一端设置有与套仓相互配合的密封条。
13.优选的，所述进气仓的横截面呈直角三角形结构，所述第二通孔位于进气仓的斜面上。
14.优选的，所述支撑柱共由四组支撑管组成，且相邻两组支撑管之间通过法兰盘固定连接。
15.优选的，所述第一扇形通孔和第二扇形通孔皆设置有五组，且第一扇形通孔和第二扇形通孔的形状大小完全相同。
16.与现有技术相比，本发明提供了一种收集中高空风能的风力发电装置，具备以下有益效果：
17.1、本发明通过进风组件、主体机舱、轴承座、齿轮箱、发电机组件、排风组件、双头驱动电机、发电机冷却组件和限位条的配合使用，在齿轮箱和发电机组件内部的温度升高时，控制双头驱动电机带动螺纹杆转动，带动套仓在主体机舱外侧靠近扇叶组件的一端向
另一端移动，从而将主体机舱两侧的进气通孔全部暴露出来，使得中高空的冷空气进入到主体机舱的内部，对主体机舱内部的组件进行风吹降温，而双头驱动电机的另一端驱动轴带动第二转动杆转动，使得第一扇形通孔与第二扇形通孔完全重合，使得进气通孔吹进来的冷空气在对齿轮箱和发电机组件进行风吹降温后从第一扇形通孔和第二扇形通孔流回外界环境中，配合发电机冷却组件可以极大地提高主体机舱内部相关组件的散热效果。
18.2、本发明通过齿轮箱、安装底座、发电机组件、连接轴和自动降速组件的配合使用，在发电机组件通过连接轴带动发电机组件转速增快时，连接轴带动转动盘也快速转动，转动盘外圈的多组弧形刹车片受到的离心力变大时，弹簧逐渐被拉长，使得转动盘逐渐贴近环形刹车盘的内侧，通过弧形刹车片和环形刹车盘的相互作用，可以自动对连接轴进行降速，从而达到降低并限制发电机组件的转速，实现对发电机组件的保护，提高了整个风力发电装置内部组件的使用安全性。
19.3、本发明通过主体机舱、安装底座和辅助降温组件的配合使用，在自动降速组件对连接轴进行降速时，因环形刹车盘和弧形刹车片相互摩擦产生了大量的热量，而此时控制抽气泵将进气通孔流进的冷空气吸进进气仓的内部，之后通过输气管输送到环形仓的内部，之后从喷气孔喷到环形刹车盘和弧形刹车片上，对两者进行风吹降温，可以极大地提高自动降速组件的散热效果，从而有助于提高自动降速组件对连接轴的降速限速效果，且也能提高自动降速组件内部组件的使用寿命。
附图说明
20.图1为本发明的侧视图；
21.图2为本发明主体机舱内部的侧视剖视图；
22.图3为本发明主体机舱的内部示意图；
23.图4为本发明主体机舱的后视图；
24.图5为本发明进气仓的立体示意图；
25.图6为本发明转动盘的立体示意图；
26.图7为本发明图2的a处剖视放大图；
27.图8为本发明图2的b处放大图。
28.图中：1、扇叶组件；2、主转轴；3、支撑柱；4、进风组件；401、进气通孔；402、套仓；403、连接齿轮；404、连接块；405、移动块；406、螺纹杆；5、主体机舱；6、轴承座；7、齿轮箱；8、安装底座；9、发电机组件；10、排风组件；101、隔板；102、转动板；103、第一通孔；104、第一扇形通孔；105、第一转动杆；106、第二扇形通孔；107、环形齿条；108、传动齿轮；109、第二转动杆；11、双头驱动电机；12、发电机冷却组件；13、辅助降温组件；131、抽气泵；132、第二通孔；133、进气仓；134、输气管；135、环形仓；136、喷气孔；14、连接轴；15、自动降速组件；151、安装凹槽；152、弹簧；153、弧形刹车片；154、空心柱；155、转动盘；156、安装环；157、环形刹车盘；16、限位条。
具体实施方式
29.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。
30.请参阅图1
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8，本发明提供一种技术方案：一种收集中高空风能的风力发电装置，包括支撑柱3，支撑柱3的顶端安装有主体机舱5，且主体机舱5内底部一端的中间位置处安装有轴承座6，轴承座6的内侧安装有主转轴2，主转轴2的一端穿过主体机舱5并安装有扇叶组件1，主体机舱5的内底部安装有安装底座8，且安装底座8顶部的中间位置处安装有齿轮箱7，主转轴2靠近齿轮箱7的一端与齿轮箱7的输出端传动连接，安装底座8顶部远离扇叶组件1的一端安装有发电机组件9，发电机组件9的输入端安装有连接轴14，且连接轴14远离发电机组件9的一端与齿轮箱7的输出端传动连接，主体机舱5内顶部靠近发电机组件9的一端安装有发电机冷却组件12，发电机冷却组件12的顶部安装有双头驱动电机11，主体机舱5的内顶部和外侧共同设置有进风组件4，主体机舱5内部远离扇叶组件1的一端设置有排风组件10，安装底座8顶部的中间位置处安装有与连接轴14相互配合的自动降速组件15，安装底座8顶部和主体机舱5内部的两侧共同设置有与自动降速组件15相互配合的辅助降温组件13；
31.自动降速组件15包括安装凹槽151、弹簧152、弧形刹车片153、空心柱154、转动盘155、安装环156和环形刹车盘157，连接轴14的外侧安装有转动盘155，且转动盘155的外圈部位均匀开设有安装凹槽151，安装凹槽151的内部设置有空心柱154，空心柱154的内底部安装有弹簧152，且弹簧152的另一端与安装凹槽151的内部固定连接，空心柱154的外侧安装有弧形刹车片153，安装底座8顶部的中间位置处安装有安装环156，且安装环156的内侧安装有与弧形刹车片153相互配合的环形刹车盘157。
32.进一步地，排风组件10包括隔板101、转动板102、第一通孔103、第一扇形通孔104、第一转动杆105、第二扇形通孔106、环形齿条107、传动齿轮108和第二转动杆109，主体机舱5内部远离扇叶组件1的一端安装有隔板101，且隔板101的表面均匀开设有第一通孔103，隔板101远离扇叶组件1一端的中间位置处设置有第一转动杆105，第一转动杆105外侧远离隔板101的一端安装有转动板102，且转动板102的非中心位置处均匀开设有第一扇形通孔104，转动板102的外圈安装有环形齿条107，主体机舱5远离扇叶组件1一端的中间位置处均匀开设有与第一扇形通孔104相互配合的第二扇形通孔106，双头驱动电机11远离扇叶组件1一端的输出端安装有第二转动杆109，且第二转动杆109外侧远离双头驱动电机11的一端安装有与环形齿条107相互啮合的传动齿轮108，利用双头驱动电机11带动第二转动杆109转动，从而控制第一扇形通孔104与第二扇形通孔106完全重合，使得进气通孔401吹进来的冷空气在对齿轮箱7和发电机组件9进行风吹降温后从第一扇形通孔104和第二扇形通孔106流回外界环境中。
33.进一步地，进风组件4包括进气通孔401、套仓402、连接齿轮403、连接块404、移动块405和螺纹杆406，主体机舱5的外侧套设有套仓402，主体机舱5两侧靠近扇叶组件1的一端对称均匀开设有与套仓402相互配合的进气通孔401，主体机舱5内部的顶端设置有两组螺纹杆406，且两组螺纹杆406的外侧共同螺纹设置有移动块405，两组螺纹杆406外侧靠近扇叶组件1的一端对称安装有相互啮合的连接齿轮403，一组螺纹杆406远离扇叶组件1的一端与双头驱动电机11的一组输出端传动连接，移动块405的两侧对称安装有连接块404，且连接块404远离移动块405的一侧穿过主体机舱5与套仓402的内侧固定连接，利用双头驱动
电机11带动螺纹杆406转动，带动套仓402在主体机舱5外侧靠近扇叶组件1的一端向另一端移动，从而将主体机舱5两侧的进气通孔401全部暴露出来，有利于外界冷空气通过进气通孔401进入到主体机舱5的内部。
34.进一步地，辅助降温组件13包括抽气泵131、第二通孔132、进气仓133、输气管134、环形仓135和喷气孔136，主体机舱5内两侧的中间位置处对称安装有进气仓133，且进气仓133的外侧均匀开设有第二通孔132，安装底座8顶部一侧的中间位置处安装有抽气泵131，抽气泵131的输入端与两组进气仓133的内部连通，抽气泵131的输出端安装有输气管134，输气管134远离抽气泵131的一端安装有环形仓135，且环形仓135固定安装在安装环156的一端，环形仓135靠近安装环156的一端均匀开设有喷气孔136，有助于提高对自动降速组件15内部的降温效果。
35.进一步地，进气通孔401的内部设置有第一过滤网，而第二扇形通孔106的内部设置有第二过滤网，避免较大的异物通过进气通孔401或第二扇形通孔106进入到主体机舱5的内部。
36.进一步地，主体机舱5两侧的顶部和底部对称开设有滑槽，且滑槽的内部设置有滑块，而滑块的外侧与套仓402的内部固定连接，有助于提高套仓402移动过程中的稳定性。
37.进一步地，主体机舱5两侧靠近扇叶组件1的一端对称安装有限位条16，且限位条16远离扇叶组件1的一端设置有与套仓402相互配合的密封条，有助于提高套仓402与限位条16的紧贴程度，避免外界空气通过进气通孔401进入到主体机舱5的内部。
38.进一步地，进气仓133的横截面呈直角三角形结构，第二通孔132位于进气仓133的斜面上，有助于从进气通孔401进入的冷空气吹向齿轮箱7和发电机组件9的外侧进行风吹降温。
39.进一步地，支撑柱3共由四组支撑管组成，且相邻两组支撑管之间通过法兰盘固定连接，有助于将主体机舱5稳定的支撑起来。
40.进一步地，第一扇形通孔104和第二扇形通孔106皆设置有五组，且第一扇形通孔104和第二扇形通孔106的形状大小完全相同，通过控制第一扇形通孔104和第二扇形通孔106的重合程度，从而控制主体机舱5内部实际排风口的大小。
41.实施例1，如图1、2、3、4、6和8所示，当需要进一步提高主体机舱5内部组件的散热效果时，先控制双头驱动电机11带动螺纹杆406转动，由于螺纹杆406外侧的螺纹作用，迫使移动块405逐渐向远离扇叶组件1的一端移动，而移动块405通过连接块404带动套仓402也逐渐向远离扇叶组件1的一端移动，从而将主体机舱5两侧的进气通孔401全部暴露出来，使得中高空的冷空气进入到主体机舱5的内部，对主体机舱5内部的组件进行风吹降温，而双头驱动电机11的另一端驱动轴带动第二转动杆109转动，而第二转动杆109通过传动齿轮108和环形齿条107的传动，带动转动板102转动，在进气通孔401完全暴露出来时，第一扇形通孔104和第二扇形通孔106也完全重合，使得进气通孔401吹进来的冷空气在对齿轮箱7和发电机组件9进行风吹降温后从第一扇形通孔104和第二扇形通孔106流回到外界环境中，实现对主体机舱5内部组件的风吹降温。
42.实施例2，如图2、3、5和7所示，若是外界的风力较大，扇叶组件1通过主转轴2带动齿轮箱7快速转动，而齿轮箱7带动发电机组件9转速过快时，连接轴14带动转动盘155也快速转动，转动盘155外圈的多组弧形刹车片153受到的离心力变大时，弹簧152逐渐被拉长，
空心柱154从安装凹槽151的内部逐渐伸出，使得转动盘155逐渐贴近环形刹车盘157的内侧，而通过弧形刹车片153和环形刹车盘157的相互作用，可以自动对连接轴14进行降速，从而达到降低并限制发电机组件9的转速，实现对发电机组件9的保护，过程中控制抽气泵131将进气通孔401流进的冷空气吸进进气仓133的内部，之后通过输气管134输送到环形仓135的内部，之后从喷气孔136喷到环形刹车盘157和弧形刹车片153上，对两者进行风吹降温，而当外界为雨雾天气时，则控制套仓402重新将进气通孔401全部遮住。
43.工作原理：使用前将装置接通电源，在晴天使用该风力发电装置时，通过控制双头驱动电机11带动螺纹杆406转动，而两组螺纹杆406通过连接齿轮403的传动而共同转动，由于螺纹杆406外侧的螺纹作用，迫使移动块405逐渐向远离扇叶组件1的一端移动，而移动块405通过连接块404带动套仓402也逐渐向远离扇叶组件1的一端移动，从而将主体机舱5两侧的进气通孔401全部暴露出来，使得中高空的冷空气进入到主体机舱5的内部，对主体机舱5内部的组件进行风吹降温，而双头驱动电机11的另一端驱动轴带动第二转动杆109转动，而第二转动杆109通过传动齿轮108和环形齿条107的传动，带动转动板102转动，在进气通孔401完全暴露出来时，第一扇形通孔104和第二扇形通孔106也完全重合，使得进气通孔401吹进来的冷空气在对齿轮箱7和发电机组件9进行风吹降温后从第一扇形通孔104和第二扇形通孔106流回到外界环境中，从而实现对主体机舱5内部组件的风吹降温；当齿轮箱7带动发电机组件9转速过快时，连接轴14带动转动盘155也快速转动，转动盘155外圈的多组弧形刹车片153受到的离心力变大时，弹簧152逐渐被拉长，空心柱154从安装凹槽151的内部逐渐伸出，使得转动盘155逐渐贴近环形刹车盘157的内侧，而通过弧形刹车片153和环形刹车盘157的相互作用，可以自动对连接轴14进行降速，从而达到降低并限制发电机组件9的转速，实现对发电机组件9的保护，过程中控制抽气泵131将进气通孔401流进的冷空气吸进进气仓133的内部，之后通过输气管134输送到环形仓135的内部，之后从喷气孔136喷到环形刹车盘157和弧形刹车片153上，对两者进行风吹降温，可以极大地提高自动降速组件15的散热效果，从而有助于提高自动降速组件15对连接轴14的降速限速效果。
44.最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。