安全稳定风力发电装置的制作方法

1.本发明属于风电设备技术领域，尤其涉及一种安全稳定风力发电装置。


背景技术：

2.风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。其工作原理是，风轮在风力的作用下旋转，把风能转变为风轮轴的机械能，之后带动发电机转动发电。
3.现有的风机基本是将发电机设置在机头箱里，机头箱位于塔体的顶部。由于发电过程中会产生大量的热量，而机头箱内相对封闭的空间不利于散热。一旦温度过高引起火灾，在高空中难以救援。
4.综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。


技术实现要素：

5.针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种安全稳定风力发电装置，通过在风轮轴上设置进气主道，在发电机轴上设置出风主道；将外部的低温气流引入到机头箱内部，直接对转子进行风冷。实现了对发热源的直接且有效的冷却，降温效果明显，保障了设备的安全稳定的运转。
6.为了实现上述目的，本发明提供一种安全稳定风力发电装置，包括机头箱，安装有风轮，所述风轮具有风轮轴；
7.发电机，设置在机头箱内部且传动连接风轮，用于将风能转化为电能；所述发电机具有发电机轴；
8.传动件，设置在机头箱内部，用于连接风轮轴及发电机轴；
9.所述机头箱靠近发电机的箱壁上均匀布设有若干散热孔；发电机在运转过程中所产生的热量从散热孔散出；
10.风轮轴的内部开设有进气主道，所述进气主道垂直连接若干进气支道；每一进气支道的连接对称设置在进气支道两侧的第一进气岔道和第二进气岔道；所述第一进气岔道和第二进气岔道延伸到风轮轴表面的端口均位于机头箱的外部；
11.所述发电机具有相互活动套接的转子和定子，所述转子套设在发电机轴上；所述发电机轴的中心位置开设有出风主道，所述出风主道连通若干出风支道；所述出风主道靠近风轮轴的一端设有进气口，另一端封闭；
12.所述第一进气岔道和第二进气岔道与进气支道的夹角均为钝角，且第一进气岔道和第二进气岔道与进气支道的连接位置均设有单向门；所述第一进气岔道和第二进气岔道的内壁上设有用于限制单向门行程的挡块。
13.根据本发明的安全稳定风力发电装置，具有散热孔的箱壁的外部设有半球形的集风罩；所述集风罩具有朝向散热孔的宽口和背向散热孔的窄口；集风罩宽口的直径大于机头箱的直径；气流从集风罩的宽口吹入，再从窄口吹出，在散热孔出产生一定的负吸作用，
促进机头箱内热空气的散出。
14.根据本发明的安全稳定风力发电装置，所述出风主道的进气口的截面形状为喇叭形。
15.根据本发明的安全稳定风力发电装置，所述发电机轴还连接有搅气轮。
16.根据本发明的安全稳定风力发电装置，所述单向门的端部设有配重块。
17.根据本发明的安全稳定风力发电装置，所述传动件包括相互转动套接的外套筒及内套筒，且外套筒及内套筒之间夹设有若干滚珠；滚珠均与外套筒及内套筒均呈刚性抵接；所述内套筒的两端分别连接风轮轴及发电机轴。
18.根据本发明的安全稳定风力发电装置，所述滚珠为钢制滚珠，且经过调质处理。
19.本发明通过的目的在于提供一种安全稳定风力发电装置，通过在风轮轴上设置进气主道，在发电机轴上设置出风主道；将外部的低温气流引入到机头箱内部，直接对转子进行风冷。实现了对发热源的直接且有效的冷却，降温效果明显，保障了设备的安全稳定的运转。
附图说明
20.图1是本发明的结构示意图；
21.图2是图1中传动件的结构示意图；
22.图3是图2中a向的结构示意图；
23.图4是图1中b-b向的一工作状态的结构示意图；
24.图5是图4中a区域的结构示意图；
25.图6是图1中b-b向的一工作状态的结构示意图；
26.图中：1-机头箱，11-集风罩，12-散热孔；2-风轮，21-风轮轴，22-进气主道，23-进气支道，231-第一进气岔道，232-第二进气岔道；3-发电机，31-发电机轴，32-转子，33-定子，34-出风主道，341-出风支道；35-搅气轮；4-传动件，41-滚珠，42-外套筒，43-内套筒。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.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”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
29.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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等
术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
33.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
34.参见图1，本发明提供了一种安全稳定风力发电装置，包括
35.机头箱1，安装有风轮2，所述风轮2具有风轮轴21；
36.发电机3，设置在机头箱1内部且传动连接风轮2，用于将风能转化为电能；所述发电机3具有发电机轴31；
37.传动件4，设置在机头箱1内部，用于连接风轮轴21及发电机轴31；
38.结合图2，所述机头箱1靠近发电机3的箱壁上均匀布设有若干散热孔12；发电机3在运转过程中所产生的热量从散热孔12散出；
39.更好的，具有散热孔12的箱壁的外部设有半球形的集风罩11；所述集风罩11具有朝向散热孔12的宽口和背向散热孔12的窄口；集风罩11宽口的直径大于机头箱1的直径；气流从集风罩11的宽口吹入，再从窄口吹出，在散热孔12出产生一定的负吸作用，促进机头箱1内热空气的散出，及时降低发电机3的温度。
40.结合图4，本发明的风轮轴21的内部开设有进气主道22，所述进气主道22垂直连接若干进气支道23；每一进气支道23的连接对称设置在进气支道23两侧的第一进气岔道231和第二进气岔道232；所述第一进气岔道231和第二进气岔道232延伸到风轮轴21表面的端口均位于机头箱1的外部；
41.通过第一进气岔道231或第二进气岔道232将外部的气流引入到进气主道22中，从进气主道22的出气口吹出。
42.参见图3，所述发电机3具有相互活动套接的转子32和定子33，所述转子32套设在发电机轴31上；所述发电机轴31的中心位置开设有出风主道34，所述出风主道34连通若干出风支道341；所述出风主道34靠近风轮轴21的一端设有进气口，另一端封闭；
43.外部的低温气流从风轮轴21的进气主道22吹出，并进入发电机轴31的出风主道34中，之后经过各出风支道341的分配吹向转子32；将转子32产生的热量带走，实现了对发热源的及时降温。
44.更好的，所述出风主道34的进气口的截面形状为喇叭形。进一步的，所述发电机轴31还连接有搅气轮35。发电机轴31转动时，带动搅气轮35转动，促进热空气的散出。
45.参见图5，所述第一进气岔道231和第二进气岔道232与进气支道23的夹角均为钝角，优选为95-100
°
。且第一进气岔道231和第二进气岔道232与进气支道23的连接位置均设有单向门25；所述第一进气岔道231和第二进气岔道232的内壁上设有用于限制单向门25行程的挡块252；
46.当风轮2按图5所示的方向转动时，第一进气岔道231的端口迎向转动方向，外部空气从第一进气岔道231；此时第二进气岔道232的单向门25在转动离心力的作用下处于关闭状态，第一进气岔道231的单向门25在转动离心力的作用下处于打开状态。气流从第一进气岔道231进入到进气支道23中；各进气支道23中的气流最终汇集到进气主道22中。
47.反之，当风轮2按图6所示的方向转动时，第一进气岔道231的单向门25在转动离心力的作用下处于关闭状态，此时第二进气岔道232的单向门25在转动离心力的作用下处于打开状态。气流从第二进气岔道232进入到进气支道23中。
48.更好的，单向门25的端部设有配重块251，便于在离心力的作用下转动开合。
49.作为一种实施例，结合图3，所述传动件4包括相互转动套接的外套筒42及内套筒43，且外套筒42及内套筒43之间夹设有若干滚珠41；滚珠41均与外套筒42及内套筒43均呈刚性抵接，实现了内套筒43相对于外套筒42的平稳转动。
50.优选的，所述滚珠41为钢制滚珠，且经过调质处理。其具有较好的强度及韧性，既能保证内套筒43的转动，又能避免在压力作用下出现开裂。
51.所述内套筒43的两端分别连接风轮轴21及发电机轴31。
52.综上所述，本发明提供了一种安全稳定风力发电装置，通过在风轮轴上设置进气主道，在发电机轴上设置出风主道；将外部的低温气流引入到机头箱内部，直接对转子进行风冷。实现了对发热源的直接且有效的冷却，降温效果明显，保障了设备的安全稳定的运转。
53.当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。