一种立式风力发电机的制作方法

1.本实用新型涉及发电机技术领域，尤其涉及一种立式风力发电机。


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。风力发电机一般有风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。
3.风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。因风量不稳定，故其输出的是13～25v变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220v市电，才能保证稳定使用。
4.而继水平轴风力发电机之后，垂直轴风力发电机因其安全性高、噪音小、抗风能力强、所需空间小等优点被广泛关注，垂直轴风力发电机采用垂直叶片和长支点设计，并且主要受力点集中于轮毂，因此叶片脱落、断裂和叶片飞出等问题得到了较好的解决；采用了水平面旋转，使得噪音得到极大的降低；水平旋转和长支点设计原理，使得它受风压力小，可以抵抗更高速度的风力；由于其设计结构和运转原理的不同，比其他形式风力发电具有更小的回转半径，节省了空间，同时提高了效率；启动风速低于其他形式的风力发电机，发电功率的上升幅度较平缓，使其可以更大限度地利用风力资源从而获得更大的发电总量，提高了风电设备使用的经济性。
5.现有风力发电设备均是通过风直接吹动叶片，再通过叶片带动发电，并没有可以保护立式风机不会因风力过大而损坏的功能或者结构。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够对风进行导向，并可以保护立式风机不会因风力过大而损坏的立式风力发电机。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种立式风力发电机，包括：底座；
8.立式风机，立式风机可旋转地设置于所述底座上；
9.发电机，发电机设置于所述底座内，并与立式风机连接；通过立式风机的转动，可带动发电机转动，从而实现发电；
10.导风组件，导风组件可转动地设置于所述底座上，导风组件设有两个或两个以上，环形阵列于所述立式风机外侧；用于将外侧的风进行导向，使其吹向立式风机；
11.限位组件，限位组件与所述导风组件数量对应，设置于所述导风组件一侧，用于限制导风组件的打开角度；使得导风组件打开到最大角度时，抵靠住限位组件，使得导风组件能够克服风的压力，将其导向至立式风机；
12.硅油风扇离合器，硅油风扇离合器设置于立式风机顶部，并与立式风机连接；
13.减速器，减速器设置于所述硅油风扇离合器顶部，并于所述硅油风扇离合器连接；
14.主动齿轮，主动齿轮安装于所述减速器输出轴上；
15.从动齿轮，从动齿轮设置于所述导风组件顶部，并与所述主动齿轮啮合；主动齿轮齿数小于从动齿轮的齿数，再加上减速器的使用，从而增大力矩并减速，使得立式风机能够带动导风组件；
16.其中，减速器和硅油风扇离合器均为现有技术，在此不再赘述；减速器优选采用由行星轮架、齿圈、外壳和端盖等组成的行星齿轮减速器，其体积小，减速比大，输入输出可同轴设置。当然，根据实际情况及成本等考虑，该减速器也可以采用其它样式或形式的，其作用主要是减速增矩；
17.当风力过大，如台风到来的时候，立式风机在大风的压力下会快速转动，当转速达到一定程度后，硅油风扇离合器会逐渐闭合，从而带动其上的减速器转动，经减速器减速后，再带动位于减速器输出轴上的主动齿轮转动，从而带动从动齿轮转动，进而将导风组件逐渐闭合，风力越大，导风组件闭合角度就越大，直至完全闭合。风力过大时，导风组件完全闭合，可以保护装置不会因为风力过大或被风吹起的其他物体磕碰而损坏。
18.优选地，所述立式风机包括位于中心的风机转轴、设置于风机转轴上叶片和用于将风机转轴安装在底座上的第二端盖，立式风机通过风机转轴与发电机和硅油风扇离合器连接。
19.优选地，所述导风组件包括导风转轴、设置于导风转轴上的导风板和用于将导风转轴安装在底座上的第一端盖，从动齿轮设置在导风转轴上。
20.优选地，所述硅油风扇离合器外侧连接有安装块，所述减速器输入轴连接于所述安装块上。
21.优选地，所述限位组件上开有上下贯穿的限位槽，限位组件中部开有卡合槽，所述卡合槽下侧面上设置有可旋转的卡块，所述卡合槽下侧面上还开有卡合孔，所述卡合孔内设有顶杆；当风力过大而使导风组件完全闭合后，导风组件最远端内侧边缘会接触卡块的一端，并带动卡块转动一定角度，使得卡块另一端会伸出并靠近导风组件最远端外侧边缘，同时顶杆向上顶出，阻挡卡块反向旋转，从而将导风组件锁住，使其不会因硅油风扇离合器松开而重新打开；大风过去后，工作人员将顶杆往下推，然后卡块即可反向转动一定角度，使得导风组件可以重新打开，由于顶杆的顶力作用，在不受外力或受到较小外力(如风对卡块压力，由于卡块较小，且位置处于较内侧，其压力较小)作用时，卡块位置可以保持不变化，从而便于对导风组件进行下一次锁定。
22.优选地，所述卡块上设置有卡块转轴，卡块转轴安装在限位组件上，卡块可围绕卡块转轴旋转；所述顶杆下侧设置有弹簧。
23.优选地，还包括有顶板和顶盖，所述顶板设置于所述限位组件顶端，所述硅油风扇离合器设置于所述顶板上，所述顶板上还设置有第一端盖，用于固定安装导风转轴的另一端；从而保证立式风机和导风组件运行平稳。
24.优选地，所述导风组件上还设有一根或一根以上导向条；进一步对风力进行导向。
25.优选地，所述立式风机上设有与导向条位置对应的隔板，所述隔板安装于所述限位组件上，并开有避开导风组件的槽口。
26.优选地，所述导风组件设有三个；此时，导风组件可以导风的面积较大，同时立式风机在风力作用下能提供足够的力克服导风组件受到的风压力将其闭合，并且闭合后可以完全护住立式风机。
27.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
28.通过该导风组件的设置，使得风力发电机在工作时，可以将某一个方向吹过来的风进行导向，使更多的风吹向立式风机的叶片，从而增加立式风机受到的风力大小，更大限度地利用风力资源，获得更大的发电总量。当风力过大时，导风组件闭合可以保护立式风机不会因风力过大而损坏。
29.通过限位组件的设置，使得导风组件处于适合的打开角度，并且可以在导风组件闭合后，将其锁住，防止导风组件异常打开导致损坏。
30.通过硅油风扇离合器柔性控制导风组件打开的角度，可以防止导风组件因开闭过快或者力量过大而损坏，通过减速器再加上小主动齿轮与大从动齿轮的设置，可以有效降低立式风机带动导风组件收拢的速度，使得装置运行平稳，不易损坏，同时可以增大力矩，使得立式风机可以带动导风组件。
附图说明
31.为了更清楚的说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本实用新型实施例的立体结构示意图；
33.图2为本实用新型实施例内部的立体结构示意图；
34.图3为本实用新型图2中a处的局部放大图；
35.图4为本实用新型实施例另一视角内部立体结构示意图；
36.图5为本实用新型实施例导风板闭合顶视示意图；
37.图6为本实用新型实施例2的立体结构示意图；
38.图7为本实用新型实施例2的内部立体结构示意图；
39.图8为本实用新型实施例硅油风扇离合器及减速器局部爆炸示意图。
40.附图中的标记为：1-底座，11-顶板，12-顶盖，2-导风组件，21-导风转轴，22-导风板，23-第一端盖，24-导向条，3-立式风机，31-风机转轴，32-叶片，33-第二端盖，34-隔板，341-槽口，4-限位组件，41-限位槽，42-卡合槽，43-卡合孔，44-卡块，441-卡块转轴，45-顶杆，451-弹簧，5-发电机，6-硅油风扇离合器，61-安装块，7-主动齿轮，8-从动齿轮，9-减速器，91-行星轮架，92-齿圈，93-外壳，94-端盖。
具体实施方式
41.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本实用新型具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，以进一步阐述本实用新型，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的样式。
42.实施例1
43.如图1-5所示，一种立式风力发电机，包括：
44.底座1；
45.立式风机3，立式风机3可旋转地设置于底座1上；
46.发电机5，发电机5设置于底座1内，并与立式风机3连接；
47.导风组件2，导风组件2可转动地设置于底座1上，导风组件2设有三个，环形阵列于立式风机3外侧；
48.限位组件4，限位组件4也设有三个，设置于导风组件2一侧，用于限制导风组件2的打开角度；
49.硅油风扇离合器6，硅油风扇离合器6设置于立式风机3顶部，并与立式风机3连接；
50.减速器9，减速器9设置于所述硅油风扇离合器6顶部，并于所述硅油风扇离合器6连接；
51.主动齿轮7，主动齿轮7安装于所述减速器9输出轴上；
52.从动齿轮8，从动齿轮8有三个，分别设置于三个导风组件2顶部，并与主动齿轮7啮合，主动齿轮7齿数小于从动齿轮8的齿数。
53.其中，立式风机3包括位于中心的风机转轴31、设置于风机转轴31上的八个弧形叶片32和用于将风机转轴31安装在底座1上的第二端盖33，立式风机3通过风机转轴31与发电机5和硅油风扇离合器6连接；
54.导风组件2包括导风转轴21、设置于导风转轴21上的弧形的导风板22和用于将导风转轴21安装在底座1上的第一端盖23，从动齿轮8设置在导风转轴21上；
55.硅油风扇离合器6外侧连接有安装块61，所述减速器9输入轴连接于所述安装块61上；
56.如图8所示，所述减速器9采用行星齿轮减速器，其由行星轮架91、齿圈92、外壳93和端盖94等组成。当然，该减速器也可以采用其它样式的，可以根据实际需求进行选取；
57.限位组件4上开有上下贯穿的限位槽41，限位组件4中部开有卡合槽42，卡合槽42下侧面上设置有可旋转的“凹”型的卡块44，卡合槽42下侧面上还开有圆形卡合孔43，卡合孔43内设有“t”型的顶杆45；
58.卡块44上设置有卡块转轴441，卡块转轴441安装在限位组件4上，卡块44可围绕卡块转轴441旋转；顶杆45下侧设置有弹簧451；
59.顶板11设置于限位组件4顶端，硅油风扇离合器6设置于顶板11上，顶板11上还设置有第一端盖23，用于固定安装导风转轴21的另一端。
60.在正常的风力情况下使用时，导风组件2的导风板22处于最大打开状态，其在风力压力的作用下，外侧边缘抵在限位组件4上，从而可以将某一个方向吹过来的风进行导向，使更多的风吹向立式风机3，由于有三个呈环形阵列的导风组件2，只要有风吹过，总有一个或者两个导风组件2能够对风进行导向，从而增加立式风机3受到的风力大小，从而更大限度地利用风力资源，获得更大的发电总量；
61.此时，限位组件4中的卡块44靠外一端缩回，靠内的一端伸出部分位于限位槽41内，并且顶杆45在弹簧451作用下顶住卡块44，使其位置相对保持不动。
62.当风力增大时，立式风机3转速加快，其转速达到一定程度后，会使得硅油风扇离
合器6逐渐闭合，从而带动减速器9转动并减速，再由减速器9带动主动齿轮7转动，从而带动从动齿轮8，进而带动导风板22向内闭合一定角度，此时减小了导风组件2可导向的风，立式风机3转速会有所降低，从而使硅油风扇离合器6松动一点，导风板22又会张开一点，不断循环往复，使得立式风机3受到的风力在一定范围内，从而保证其不受损坏。
63.当风力过大，不适宜风力发电时，比如，台风来临时，立式风机3转速受到大风而急速转动，进而带动硅油风扇离合器6柔性闭合，进而通过减速器9减速后带动主动齿轮7转动，从而带动从动齿轮8转动，进而带动导风板22闭合，直至导风板22最外端的内侧抵住限位槽41，此时，立式风机3被导风组件2包围，不受风力，从而减速并停止转动，硅油风扇离合器6松开；
64.此时，卡块44靠内的一侧由于受到导风板22的推力而向内缩，在卡块转轴441的作用下，卡块44靠外的一侧则外伸，使得顶杆45在弹簧451的作用下向上伸出，阻止卡块44反向转动，从而使得卡块44锁住导风板22，使其不能向外打开，闭合状态时，导风板22与卡块44位置如图5中虚线导风板22’与卡块44’所示。
65.等台风过境，需要重新使用时，工作人员手动压下顶杆45，克服弹簧451的力，再打开导风板22，使得卡块44转动并使卡块44靠外一端缩回，靠内的一端伸出部分位于限位槽41内，此时，再松开顶杆45，顶杆45在弹簧451作用下向上顶住卡块44，使其位置相对保持不动。
66.实施例2
67.本实施例是在实施例1的基础上，增加了导向条24和隔板34。进一步对风进行导向，从而更加高效的利用风吹动时向上或向下的分力。如图6-7所示：
68.其中，导风组件2上的导向条24设置有三个，并且其由外之内倾斜向下；立式风机3上的隔板34设置有两个，均安装于限位组件4上，并开有避开导风组件2的槽口341；最底下的导向条24直接与底座1对应，当风力上下分量较大时，通过导向条24的设置，可以一定程度上使其化为吹向立式风机3的风。
69.以上描述了本实用新型的主要技术特征和基本原理及相关优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本实用新型的构思或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将上述具体实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
70.此外，应当理解，虽然本说明书按照各实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种立式风力发电机，包括：底座(1)；立式风机(3)，立式风机(3)可旋转地设置于所述底座(1)上；发电机(5)，发电机(5)设置于所述底座(1)内，并与立式风机(3)连接；其特征在于，还包括有：导风组件(2)，导风组件(2)可转动地设置于所述底座(1)上，导风组件(2)设有两个或两个以上，环形阵列于所述立式风机(3)外侧；限位组件(4)，限位组件(4)与所述导风组件(2)数量对应，设置于所述导风组件(2)一侧，用于限制导风组件(2)的打开角度；硅油风扇离合器(6)，硅油风扇离合器(6)设置于立式风机(3)顶部，并与立式风机(3)连接；减速器(9)，减速器(9)设置于所述硅油风扇离合器(6)顶部，并于所述硅油风扇离合器(6)连接；主动齿轮(7)，主动齿轮(7)安装于所述减速器(9)输出轴上；从动齿轮(8)，从动齿轮(8)设置于所述导风组件(2)顶部，并与所述主动齿轮(7)啮合，主动齿轮(7)齿数小于从动齿轮(8)的齿数。2.根据权利要求1所述的一种立式风力发电机，其特征在于，所述立式风机(3)包括位于中心的风机转轴(31)、设置于风机转轴(31)上叶片(32)和用于将风机转轴(31)安装在底座(1)上的第二端盖(33)，立式风机(3)通过风机转轴(31)与发电机(5)及硅油风扇离合器(6)连接。3.根据权利要求2所述的一种立式风力发电机，其特征在于，所述导风组件(2)包括导风转轴(21)、设置于导风转轴(21)上的导风板(22)和用于将导风转轴(21)安装在底座(1)上的第一端盖(23)，从动齿轮(8)设置在导风转轴(21)上。4.根据权利要求3所述的一种立式风力发电机，其特征在于，所述硅油风扇离合器(6)外侧连接有安装块(61)，所述减速器(9)输入轴连接于所述安装块(61)上。5.根据权利要求4所述的一种立式风力发电机，其特征在于，所述限位组件(4)上开有上下贯穿的限位槽(41)，限位组件(4)中部开有卡合槽(42)，所述卡合槽(42)下侧面上设置有可旋转的卡块(44)，所述卡合槽(42)下侧面上还开有卡合孔(43)，所述卡合孔(43)内设有顶杆(45)。6.根据权利要求5所述的一种立式风力发电机，其特征在于，所述卡块(44)上设置有卡块转轴(441)，卡块转轴(441)安装在限位组件(4)上，卡块(44)可围绕卡块转轴(441)旋转；所述顶杆(45)下侧设置有弹簧(451)。7.根据权利要求6所述的一种立式风力发电机，其特征在于，还包括有顶板(11)和顶盖(12)，所述顶板(11)设置于所述限位组件(4)顶端，所述硅油风扇离合器(6)设置于所述顶板(11)上，所述顶板(11)上还设置有第一端盖(23)，用于固定安装导风转轴(21)的另一端。8.根据权利要求7所述的一种立式风力发电机，其特征在于，所述导风组件(2)上还设有一根或一根以上导向条(24)。9.根据权利要求8所述的一种立式风力发电机，其特征在于，所述立式风机(3)上设有与导向条(24)位置对应的隔板(34)，所述隔板(34)安装于所述限位组件(4)上，并开有避开
导风组件(2)的槽口(341)。10.根据权利要求1-9任一所述的一种立式风力发电机，其特征在于，所述导风组件(2)设有三个。

技术总结
本实用新型公开了一种立式风力发电机，包括：底座，可旋转地设置于底座上的立式风机，设置于底座内并与立式风机连接的发电机，可转动地设置于底座上并环形阵列于立式风机外侧的导风组件，设置于导风组件一侧，用于限制导风组件的打开角度的限位组件，设置于立式风机顶部并与立式风机连接的硅油风扇离合器，安装于硅油风扇离合器外侧的减速器，安装于减速器输出轴的主动齿轮，设置于导风组件顶部并与主动齿轮啮合的从动齿轮。通过该导风组件的设置，使得风力发电机在工作时，可以将某一个方向吹过来的风进行导向，使更多的风吹向立式风机的叶片，从而增加立式风机受到的风力大小，更大限度地利用风力资源，获得更大的发电总量。获得更大的发电总量。获得更大的发电总量。


技术研发人员：叶秋霞
受保护的技术使用者：叶秋霞
技术研发日：2022.11.10
技术公布日：2023/7/4