一种强风下自动过载保护的风力发电设备

技术领域

本发明涉及风力发电机相关，具体为一种强风下自动过载保护的风力发电设备。

背景技术

风能是一种清洁无公害的的可再生能源能源，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，目前我国的风电厂大多分布在西北，然而西北的很多诸如风沙侵蚀等因素并不是非常适合风力发电，然而南方沿海地区风速不平稳，多变且常有台风，风力发电设备的设置较为麻烦。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种强风下自动过载保护的风力发电设备，解决风力发电设备防强风甚至台风等问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

本发明的一种强风下自动过载保护的风力发电设备，包括底座、伸缩机构和主机，所述主机中设有变速腔、位于所述变速腔下端与所述变速腔连通的移动腔、位于所述移动腔下侧的横锥齿轮腔、位于所述横锥齿轮腔左侧且与所述横锥齿轮腔连通的竖锥齿轮腔、位于所述变速腔左侧的斜锥齿轮腔和位于所述斜锥齿轮腔下端与所述斜锥齿轮腔连通的传动腔，所述传动腔上腔壁内固定连接有发电机且所述发电机动力连接有发电机轴，所述发电机轴向下伸入至所述传动腔中并固定连接有小齿轮，所述传动腔合适位置上下腔壁之间转动连接有加速器轴且所述加速器轴上固定连接有与所述小齿轮啮合的大齿轮，所述加速器轴上还固定连接有小锥齿轮，所述斜锥齿轮腔前后腔壁之间合适位置转动连接有变速轴且所述变速轴上固定连接有与所述小锥齿轮啮合的大锥齿轮，所述变速轴右端向右延伸进入至所述变速腔中并转动连接在所述变速腔的右腔壁上，所述变速轴在所述变速腔中从右向左依次固定连接有若干阶梯齿轮，所述阶梯齿轮齿数从右至左越来越大多但单独齿的数据完全相同，所述阶梯齿轮们在所述变速腔中排布均匀且在所述变速腔左侧部分留出合适的空缺，所述竖锥齿轮腔左右腔壁之间转动连接有小传动轴且所述小传动轴在所述竖锥齿轮腔中固定连接有传动锥齿轮，所述小传动轴右端延伸进入主机并在所述移动腔左腔壁内固定连接有花键座，所述花键座与所述主机之间为转动连接，所述花键座右侧一部分伸入至所述移动腔中并固定连接有主轴，所述主轴上滑动连接有可与所述阶梯齿轮们啮合的移动齿轮，所述移动齿轮左端面内设有花键槽，所述移动齿轮左端面与所述移动腔左腔壁之间滑动连接有长弹簧，所述移动齿轮右端固定连接有中空的叶片轴，所述叶片轴右端固定连接有叶片。

进一步地，所述伸缩机构包括从下至上越来越大的若干个伸缩套，所述伸缩套中均设有伸缩套腔，上一个所述伸缩套下侧部分滑动连接在下一个所述伸缩套的所述伸缩套腔中，且上一个所述伸缩套的下端与下一个所述伸缩套的所述伸缩套腔的下腔壁之间固定连接有伸缩弹簧，所述底座中设有伸缩腔，最下面的一个所述伸缩套的下侧部分滑动连接在所述伸缩腔中，且最下面的一个所述伸缩套的下端与所述伸缩腔下端面之间固定连接有压力弹簧，所述主机下端转动连接有旋转套，且所述旋转套下端固定连接有转接管，所述转接管下侧部分滑动连接在最上面的一个所述伸缩套中的所述伸缩套腔中并固定连接有伸缩弹簧。

进一步地，所述横锥齿轮腔上下腔壁合适位置之间转动连接有丝杠轴且所述丝杠轴在所述横锥齿轮腔中部分固定连接有与所述传动锥齿轮啮合的从动锥齿轮，所述丝杠轴下端穿过所述主机延伸至所述主机外部进入所述转接管中间中空部分，所述丝杠轴下端固定连接有丝杠，所述丝杠从所述转接管中间中空部分向下延伸穿过若干所述伸缩套中的伸缩套腔至所述伸缩腔，所述伸缩腔下腔壁内合适位置固定连接有地基管，且所述地基管中上侧固定连接有螺纹块，所述丝杠穿过螺纹块并与所述螺纹块传动螺纹连接，所述丝杠下端固定连接有防掉套。

进一步地，所述主机左端合适位置固定连接有风向舵，所述底座中设有环形的开口向上的容纳腔，所述容纳腔的下腔壁内设有排水口。

本发明的有益效果 ：该装置结构简单，造价便宜，当设备感受到风力的改变时，会自动转换装置内的传动比，搭配出较为合理的传动效率以提高对风能资源的利用率，在风速过大可能会造成伤害时，装置会自动进入让空转的模式，最大程度的减小阻力来降低伤害，当遇到台风或更危险的风情况时，装置还会自动缩入底座中避风，整个过程无需人为看管，对南方等气候多变的环境的适应性较强。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图 1 是本发明实施例的结构示意图；

图 2 是本发明实施例图1中A处的放大结构示意图；

图 3 是本发明实施例图1中B处的放大结构示意图；

图 4 是本发明实施例图1中C处的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-4对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

结合附图1-4所述的一种强风下自动过载保护的风力发电设备，包括底座11、伸缩机构13和主机12，所述主机12中设有变速腔22、位于所述变速腔22下端与所述变速腔22连通的移动腔23、位于所述移动腔23下侧的横锥齿轮腔18、位于所述横锥齿轮腔18左侧且与所述横锥齿轮腔18连通的竖锥齿轮腔19、位于所述变速腔22左侧的斜锥齿轮腔21和位于所述斜锥齿轮腔21下端与所述斜锥齿轮腔21连通的传动腔20，所述传动腔20上腔壁内固定连接有发电机24且所述发电机24动力连接有发电机轴25，所述发电机轴25向下伸入至所述传动腔20中并固定连接有小齿轮26，所述传动腔20合适位置上下腔壁之间转动连接有加速器轴28且所述加速器轴28上固定连接有与所述小齿轮26啮合的大齿轮27，所述加速器轴28上还固定连接有小锥齿轮29，所述斜锥齿轮腔21前后腔壁之间合适位置转动连接有变速轴30且所述变速轴30上固定连接有与所述小锥齿轮29啮合的大锥齿轮31，所述变速轴30右端向右延伸进入至所述变速腔22中并转动连接在所述变速腔22的右腔壁上，所述变速轴30在所述变速腔22中从右向左依次固定连接有若干阶梯齿轮33，所述阶梯齿轮33齿数从右至左越来越大多但单独齿的数据完全相同，所述阶梯齿轮33们在所述变速腔22中排布均匀且在所述变速腔22左侧部分留出合适的空缺，所述竖锥齿轮腔19左右腔壁之间转动连接有小传动轴40且所述小传动轴40在所述竖锥齿轮腔19中固定连接有传动锥齿轮41，所述小传动轴40右端延伸进入主机12并在所述移动腔23左腔壁内固定连接有花键座38，所述花键座38与所述主机12之间为转动连接，所述花键座38右侧一部分伸入至所述移动腔23中并固定连接有主轴36，所述主轴36上滑动连接有可与所述阶梯齿轮33们啮合的移动齿轮34，所述移动齿轮34左端面内设有花键槽35，所述移动齿轮34左端面与所述移动腔23左腔壁之间滑动连接有长弹簧37，所述移动齿轮34右端固定连接有中空的叶片轴39，所述叶片轴39右端固定连接有叶片15。

有益地，所述伸缩机构13包括从下至上越来越大的若干个伸缩套47，所述伸缩套47中均设有伸缩套腔48，上一个所述伸缩套47下侧部分滑动连接在下一个所述伸缩套47的所述伸缩套腔48中，且上一个所述伸缩套47的下端与下一个所述伸缩套47的所述伸缩套腔48的下腔壁之间固定连接有伸缩弹簧49，所述底座11中设有伸缩腔17，最下面的一个所述伸缩套47的下侧部分滑动连接在所述伸缩腔17中，且最下面的一个所述伸缩套47的下端与所述伸缩腔17下端面之间固定连接有压力弹簧54，所述主机12下端转动连接有旋转套44，且所述旋转套44下端固定连接有转接管45，所述转接管45下侧部分滑动连接在最上面的一个所述伸缩套47中的所述伸缩套腔48中并固定连接有伸缩弹簧49。

有益地，所述横锥齿轮腔18上下腔壁合适位置之间转动连接有丝杠轴43且所述丝杠轴43在所述横锥齿轮腔18中部分固定连接有与所述传动锥齿轮41啮合的从动锥齿轮42，所述丝杠轴43下端穿过所述主机12延伸至所述主机12外部进入所述转接管45中间中空部分，所述丝杠轴43下端固定连接有丝杠46，所述丝杠46从所述转接管45中间中空部分向下延伸穿过若干所述伸缩套47中的伸缩套腔48至所述伸缩腔17，所述伸缩腔17下腔壁内合适位置固定连接有地基管50，且所述地基管50中上侧固定连接有螺纹块51，所述丝杠46穿过螺纹块51并与所述螺纹块51传动螺纹连接，所述丝杠46下端固定连接有防掉套52。

有益地，所述主机12左端合适位置固定连接有风向舵14，所述底座11中设有环形的开口向上的容纳腔16，所述容纳腔16的下腔壁内设有排水口53。

整个装置的机械动作的顺序 ：

1 ：正常状态下，压力弹簧54与所以伸缩弹簧49均舒张，伸缩机构13伸至最长，主机12升高，长弹簧37舒张使移动齿轮34位于行程最右侧，移动齿轮34与最右侧的阶梯齿轮33啮合；

2 ：起风后，风向舵14会感受到风向受力带动主机12旋转使叶片15正对着风向，叶片15旋转带动叶片轴39,叶片轴39旋转通过移动齿轮34传动阶梯齿轮33转动，阶梯齿轮33带动变速轴30转动通过大锥齿轮31和小锥齿轮29传动加速器轴28,加速器轴28通过大齿轮27和小齿轮26传动发电机轴25,发电机轴25转动使发电机24开始发电，当风速变大时，叶片15在旋转同时受到风的轴向推力，使叶片轴39推动移动齿轮34压缩长弹簧37向左移动一定距离，移动齿轮34移动位置与对应的阶梯齿轮33啮合传动从而改变传动比；

3 ：当发生台风等风速过大时，移动齿轮34移动到与变速腔22中空缺对应的位置，不与任何阶梯齿轮33啮合，从而移动齿轮34和叶片轴39空转，叶片15也空转降低阻力，使叶片15受到风的推力降至最低，当风力足够大时，移动齿轮34移动到最左端极限位置花键槽35与花键座38配合，使移动齿轮34带动花键座38旋转传动小传动轴40,小传动轴40通过传动锥齿轮41和从动锥齿轮42传动丝杠轴43,丝杠轴43带动丝杠46旋转，螺纹块51使旋转的丝杠46向下移动，使丝杠46带动整个主机12向下移动，此时伸缩机构13收缩，伸缩弹簧49和压力弹簧54被压缩，主机12下降风向舵14和叶片15进入容纳腔16中避风。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。