一种多桨叶风力发电机

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体为一种多桨叶风力发电机。

背景技术

风力发电原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电，目前，风能转换系统大多数采用的是横轴式风力发电机，即在水平轴上安装三个桨叶，依靠风力与叶片迎风面斜度产生推力，带动发电机旋转的形式实现发电；

在风力较大时，作用到叶片的作用力增大，使得叶片旋转速度随之增大，发电机的输入功率就会变大，输出电压和频率升高，但是当风力等级过高时，会导致发电机电机轴的旋转转速过快，严重影响发电机的使用寿命，且在风力发电的过程中，发电机会产生大量的热量，若不对发电机进行散热将会影响发电机的正常工作甚至影响发电机的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种多桨叶风力发电机，用以解决上述提出的当风力等级过高时，会导致发电机电机轴的旋转转速过快，严重影响发电机的使用寿命和在风力发电的过程中，发电机会产生大量的热量，若不对发电机进行散热将会影响发电机的正常工作甚至影响发电机的使用寿命中的至少一项技术问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种多桨叶风力发电机，包括底板，底板的上端安装有支架，支架的上端安装有工作壳，工作壳内部的工作腔一中设有发电机，发电机的电机轴通过增速散热机构与转动轴一连接，转动轴一贯穿工作壳的前端与转动筒固定连接，工作壳与转动筒转动连接，转动筒的内部设有空腔，空腔中固定设有电机，电机与锥齿轮一固定连接，锥齿轮一周向均匀啮合有若干锥齿轮二，若干锥齿轮二与若干固定轴一一对应固定连接，固定轴贯穿空腔的侧端与桨叶固定连接。

优选的，发电机与安装板一固定连接，安装板一固定安装在工作壳内部的工作腔一中，工作壳内部还设有工作腔二，工作腔一和工作腔二之间连通有环形槽。

优选的，增速散热机构包括齿套，齿套与环形槽转动连接，工作腔一中的齿套连接有齿圈一，齿圈一周向啮合有三个齿轮一，齿轮一与连接轴一固定连接，齿轮一与齿轮三啮合，齿轮三与齿轮四啮合，齿轮四与电机轴固定连接，齿轮三通过连接轴二与扇叶固定连接，连接轴一和连接轴二均与工作腔一的前端转动连接，工作腔二中的齿套通过固定板与转动轴一固定连接。

优选的，空腔中设有锁紧机构，锁紧机构包括限位锥齿轮，限位锥齿轮周向对应啮合有若干锥齿轮二，限位锥齿轮与滑动板固定连接，滑动板周向均匀布设有若干连接杆，连接杆与粗糙弧形块固定连接，粗糙弧形块与固定轴对应配合，滑动板与空腔滑动连接，滑动板远离限位锥齿轮的一端与磁块固定连接，磁块与电磁块对应设置，电磁块固定设置在空腔中，滑动板和空腔之间固定设有若干弹簧杆。

优选的，固定轴和转动筒之间转动设有密封套。

优选的，工作腔一连通有通风机构，通风机构包括工作壳侧端设置的进气口，进气口处对应倾斜设有过滤网，工作壳的后端设有出气口，出气口中转动设有转动轴二，转动轴二与出风板固定连接，进气口、工作腔一和出气口依次连通。

优选的，还包括清洁机构，清洁机构包括齿轮二，齿轮二与齿套外部安装的齿圈二啮合，齿轮二与蜗杆固定连接，蜗杆与蜗轮对应啮合，蜗轮与导向杆固定连接，导向杆上设有弧形槽，弧形槽与滑动套中的导向球滑动连接，滑动套套设在导向杆上，滑动套与凸块固定连接，凸块与凹槽滑动连接，且凸块和凹槽之间固定设有弹簧一，凹槽设置在滑块中，滑块与滑动腔滑动连接，滑块穿过滑动腔与滑动块一固定连接，滑动块一与工作壳滑动连接，滑动块一的下端连接有滑动块二，滑动块二的水平端与清洁刷固定连接，滑动块二的竖直端与清洁刷之间固定设有弹簧二，清洁刷对应设置在过滤网的上侧。

优选的，清洁机构还包括与过滤网固定连接的滑动板，滑动板与工作壳滑动连接，过滤网与倾斜块一固定连接，倾斜块一的倾斜端与倾斜块二的倾斜端滑动连接，倾斜块一和倾斜块二滑动设置在滑槽中，倾斜块二远离倾斜块一的一端与安装板二固定连接，安装板二与导向杆转动连接，导向杆远离安装板二的一端与伸缩块转动连接，伸缩块固定设置在工作腔一的侧端。

优选的，底板的下端连接有固定机构，固定机构包括底座上端设置的安装孔，安装孔中滑动设有密封板一，且安装孔与底板下端的固定柱配合，固定柱的左右两端对称设有固定槽，安装孔的左右两侧对称连通有密封槽，密封槽通过通路三与密封腔一连通，密封腔一通过通路二与密封腔二连通，密封腔二的前后两侧对称设有螺纹套，螺纹套与固定螺栓的螺纹段对应螺纹连接，固定螺栓与底板上的固定孔螺纹连接，密封腔一通过通路一与安装孔连通。

优选的，固定机构还包括密封槽中滑动设置的固定块，固定块与固定槽对应配合，固定块远离支架的一端通过推动杆与密封板二固定连接，密封板二与密封槽滑动连接，固定块和固定槽之间固定设有弹簧三，固定块的上端设有卡孔，卡孔与固定螺栓的圆柱段配合，固定螺栓的圆柱段穿过开口进入密封槽中，开口连通设置在密封腔二和密封槽之间，且固定螺栓的圆柱段与配合块一前后分布的圆孔对应配合，配合块一与密封腔二滑动连接，配合块一和密封腔二之间固定设有若干弹簧四，配合块一的倾斜端与配合块二的倾斜端滑动连接，配合块二滑动设置在密封腔二中。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

1.增速散热机构的设置，将增速功能和散热功能结合在一起，节省了空间，在对电机轴进行增速时同步对发电机进行散热；

2.电机带动锥齿轮一转动，锥齿轮一带动锥齿轮二转动，锥齿轮二带动固定轴转动，固定轴带动桨叶以固定轴为圆心进行转动，对桨叶的迎风角度进行调节，使电机轴的转速保持在目标转速，保证了发电机的安全运行。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作壳和转动筒内部示意图；

图3为本发明的转动筒内部结构示意图；

图4为本发明的转动筒内部侧视结构示意图；

图5为本发明的工作壳内部侧视结构示意图；

图6为图5中的A区域放大结构示意图；

图7为本发明的固定机构结构示意图；

图8为图7中的B区域放大结构示意图。

图中：1、支架；2、底板；3、桨叶；4、转动筒；5、工作壳；6、电机；7、锥齿轮一；8、锥齿轮二；9、固定轴；10、密封套；11、电磁块；12、磁块；13、滑动板；14、弹簧杆；15、限位锥齿轮；16、连接杆；17、粗糙弧形块；18、空腔；19、固定孔；20、转动轴一；21、发电机；22、出风板；23、安装板一；24、齿套；25、转动轴二；26、齿轮一；27、齿轮四；28、齿轮三；29、扇叶；30、弧形槽；31、齿轮二；32、蜗杆；33、蜗轮；34、进气口；35、过滤网；36、滑动块一；37、倾斜块二；38、滑槽；39、安装板二；40、固定板；41、滑动腔；42、滑块；43、伸缩块；44、导向杆；45、滑动套；46、凸块；47、弹簧一；48、清洁刷；49、滑动块二；50、弹簧二；51、滑动板；52、底座；53、密封板一；54、安装孔；55、通路一；56、密封板二；57、固定块；58、密封槽；59、弹簧三；60、密封腔一；61、密封腔二；62、通路二；63、配合块二；64、螺纹套；65、配合块一；66、固定螺栓；67、通路三；68、固定槽；69、工作腔一；70、倾斜块一。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供如下实施例

实施例1

本发明实施例提供了一种多桨叶风力发电机，如图1-图4所示，包括底板2，底板2的上端安装有支架1，支架1的上端安装有工作壳5，工作壳5内部的工作腔一69中设有发电机21，发电机21的电机轴通过增速散热机构与转动轴一20连接，转动轴一20贯穿工作壳5的前端与转动筒4固定连接，工作壳5与转动筒4转动连接，转动筒4的内部设有空腔18，空腔18中固定设有电机6，电机6与锥齿轮一7固定连接，锥齿轮一7周向均匀啮合有若干锥齿轮二8，若干锥齿轮二8数量为三个，若干锥齿轮二8与若干固定轴9一一对应固定连接，固定轴9贯穿空腔18的侧端与桨叶3固定连接；

发电机21与安装板一23固定连接，安装板一23固定安装在工作壳5内部的工作腔一69中，工作壳5内部还设有工作腔二，工作腔一69和工作腔二之间连通有环形槽；

增速散热机构包括齿套24，齿套24与环形槽转动连接，工作腔一69中的齿套24连接有齿圈一，齿圈一周向啮合有三个齿轮一26，齿轮一26与连接轴一固定连接，齿轮一26与齿轮三28啮合，齿轮三28与齿轮四27啮合，齿轮四27与电机轴固定连接，齿轮三28通过连接轴二与扇叶29固定连接，连接轴一和连接轴二均与工作腔一69的前端转动连接，工作腔二中的齿套24通过固定板40与转动轴一20固定连接。

上述技术方案的有益效果为：

在风力带动桨叶3旋转时，桨叶3带动转动筒4转动，转动筒4带动转动轴一20转动，转动轴一20带动增速散热机构中的固定板40转动，固定板40带动齿套24转动，环形槽对齿套24的转动起到导向作用，齿套24的齿圈一带动齿轮一26转动，齿轮一26带动齿轮三28转动，齿轮三28带动齿轮四27转动，齿轮四27带动发电机21的电机轴转动，使得发电机21开始工作，齿套24中的齿圈一、齿轮一26、齿轮三28和齿轮四27构成增速组件，能够增加电机轴的转速，且齿轮三28转动时还带动扇叶29转动，扇叶29分布在发电机21的上侧和左右两侧，扇叶29转动时能够增加发电机21表面的空气流速，对发电机21进行散热，增速散热机构的设置，将增速功能和散热功能结合在一起，节省了空间，在对电机轴进行增速时同步对发电机21进行散热，解决了在风力发电的过程中，发电机会产生大量的热量，若不对发电机进行散热将会影响发电机的正常工作甚至影响发电机的使用寿命的技术问题；

电机6带动锥齿轮一7转动，锥齿轮一7带动锥齿轮二8转动，锥齿轮二8带动固定轴9转动，固定轴9带动桨叶3以固定轴9为圆心进行转动，对桨叶3的迎风角度进行调节，从而改变了桨叶3及其连接的转动筒4的转速，使电机轴的转速保持在目标转速，电机轴目标转速为发电机21额定功率下所需的电机轴转速，当风力等级过高使得发电机21的电机轴转速过大时，控制电机6工作，通过改变桨叶3的迎风角度来降低电机轴的转速，对发电机21起到保护作用，解决了当风力等级过高时，会导致发电机电机轴的旋转转速过快，严重影响发电机的使用寿命的技术问题。

实施例2

在实施例1的基础上，如图1-图3所示，空腔18中设有锁紧机构，锁紧机构包括限位锥齿轮15，限位锥齿轮15周向对应啮合有若干锥齿轮二8，限位锥齿轮15与滑动板13固定连接，滑动板13周向均匀布设有若干连接杆16，连接杆16与粗糙弧形块17固定连接，粗糙弧形块17与固定轴9对应配合，滑动板13与空腔18滑动连接，滑动板13远离限位锥齿轮15的一端与磁块12固定连接，磁块12与电磁块11对应设置，电磁块11固定设置在空腔18中，滑动板13和空腔18之间固定设有若干弹簧杆14；

固定轴9和转动筒4之间转动设有密封套10。

上述技术方案的有益效果为：

限位锥齿轮15设置在空腔18的前侧，锥齿轮一7设置在空腔18的后侧，在桨叶3的迎风角度保持固定时，限位锥齿轮15和锥齿轮二8保持啮合，对锥齿轮二8进行限位，使得桨叶3与转动筒4之间保持固定，限位锥齿轮15的设置提高了对锥齿轮二8的限位效果，粗糙弧形块17与固定轴9配合，粗糙弧形块17为半圆块，且在半圆块的半圆腔内设置一粗糙层，增加粗糙弧形块17和固定轴9之间的摩擦力，提高了固定轴9和粗糙弧形块17之间的限位效果，进一步提高了桨叶3与转动筒4之间的稳固效果，若电机6工作时，首先对电磁块11通电，电磁块11和磁块12之间的吸附力带动滑动板13滑动，滑动板13带动限位锥齿轮15与锥齿轮二8脱离啮合、粗糙弧形块17与固定轴9脱离啮合，弹簧杆压缩，此时锥齿轮一7转动时能够带动锥齿轮二8转动，用于实现桨叶3迎风角度的调节，在桨叶3的迎风角度调节完毕，电机6停止工作后，对电磁块11断电，在弹簧杆14的弹性作用下限位锥齿轮15和粗糙弧形块17恢复原位，重新对锥齿轮二8和固定轴9进行限位，锁紧机构的设置，对桨叶3进行锁紧，避免风力过大导致桨叶3和转动筒4之间发生相对转动，也避免仅通过电机6和锥齿轮一7对锥齿轮二8进行限位，容易使电机6和锥齿轮一7发生损坏，密封套10的设置，避免外界的灰尘杂质进入空腔18中，影响空腔18中零部件的使用寿命。

实施例3

在实施例1的基础上，如图1-图5所示，工作腔一69连通有通风机构，通风机构包括工作壳5侧端设置的进气口34，进气口34处对应倾斜设有过滤网35，工作壳5的后端设有出气口，出气口中转动设有转动轴二25，转动轴二25与出风板22固定连接，出风板22倾斜设置，进气口34、工作腔一69和出气口依次连通。

上述技术方案的有益效果为：

通过设置进气口34和出气口，使得工作腔一69中的空气循环流动，方便对发电机21进行散热，通过设置过滤网35，避免外界的灰尘杂质进入工作腔一69中，影响工作腔一69中零部件的使用寿命，在出气口设置出风板22，出风板22倾斜设置，仅在工作腔一69中的空气排出外界时出风板22能够发生转动，而外界的空气无法通过出气口进入工作腔一69中，出风板22的设置对空气的流动方向起到导向作用，使得空气能够依次沿着进气口34、工作腔一69和出气口流通。

实施例4

在实施例3的基础上，如图5-图6所示，还包括清洁机构，清洁机构包括齿轮二31，齿轮二31与齿套24外部安装的齿圈二啮合，齿轮二31与蜗杆32固定连接，蜗杆32转动设置在工作腔一69中，蜗杆32与蜗轮33对应啮合，蜗轮33与导向杆44固定连接，导向杆44上设有弧形槽30，弧形槽30与滑动套45中的导向球滑动连接，滑动套45套设在导向杆44上，滑动套45与凸块46固定连接，凸块46与凹槽滑动连接，且凸块46和凹槽之间固定设有弹簧一47，凹槽设置在滑块42中，滑块42与滑动腔41滑动连接，滑块42穿过滑动腔41与滑动块一36固定连接，滑动块一36与工作壳5滑动连接，滑动块一36的下端连接有滑动块二49，滑动块二49的水平端与清洁刷48固定连接，滑动块二49的竖直端与清洁刷48之间固定设有弹簧二50，清洁刷48对应设置在过滤网35的上侧；

清洁机构还包括与过滤网35固定连接的滑动板51，滑动板51与工作壳5滑动连接，过滤网35与倾斜块一70固定连接，倾斜块一70的倾斜端与倾斜块二37的倾斜端滑动连接，倾斜块一70和倾斜块二37滑动设置在滑槽38中，滑槽38和滑动腔41均设置在工作壳5设有进气口34的一端，倾斜块二37远离倾斜块一70的一端与安装板二39固定连接，安装板二39与导向杆44转动连接，导向杆44远离安装板二39的一端与伸缩块43转动连接，伸缩块43固定设置在工作腔一69的侧端。

上述技术方案的有益效果为：

初始状态下蜗杆32与蜗轮33未啮合，若过滤网35上积附的灰尘过多，在重力作用下过滤网35向下移动，滑动板51沿着工作壳5滑动，对过滤网35的移动起到导向作用，过滤网35向下移动时带动倾斜块一70向下移动，倾斜块一70带动倾斜块二37向着工作腔一69的方向移动，倾斜块一70带动导向杆44移动，导向杆44带动蜗轮33与蜗杆32啮合、导向杆44带动滑动套45移动并带动伸缩块43伸长，滑动套45带动凸块46沿着凹槽滑动，弹簧一47拉伸，在蜗轮33与蜗杆32啮合后，随着齿套24转动，齿套24带动齿圈二转动，齿圈二带动齿轮二31转动，齿轮二31带动蜗杆32转动，蜗杆32带动蜗轮33转动，蜗轮33带动导向杆44转动，导向杆44的弧形槽30转动，使得导向球上下移动，导向球带动滑动套45上下移动，滑动套45通过凸块46、滑块42带动滑动块一36上下滑动，滑动块一36通过滑动块二49带动清洁刷48上下移动，清洁刷48对过滤网35上积附的灰尘进行清洁，保证了进气口34的顺利进气，过滤网35倾斜设置，对灰尘的清扫起到导向作用，避免清扫的灰尘落入进气口34，同时在清洁刷48与过滤网35接触时会进行左右移动，弹簧二50的设置，既保证了清洁刷48能够自由进行左右移动，在弹簧二50的弹性作用下也能够增加清洁刷48与过滤网35之间的接触摩擦力，提高了对过滤网35的清洁效果，上述清洁机构的设置，在过滤网35上灰尘达到一定量后清洁机构能够自动随着齿套24的转动进行工作，对过滤网35进行自动清洁，避免过滤网35灰尘过多影响到进气口34的进气，也无需单独设置电器件进行驱动，降低了成本，避免了资源浪费。

实施例5

在实施例1的基础上，如图1、图6-图8所示，底板2的下端连接有固定机构，固定机构包括底座52上端设置的安装孔54，安装孔54中滑动设有密封板一53，且安装孔54与底板2下端的固定柱配合，固定柱的左右两端对称设有固定槽68，安装孔54的左右两侧对称连通有密封槽58，密封槽58通过通路三67与密封腔一60连通，密封腔一60通过通路二62与密封腔二61连通，密封腔二61的前后两侧对称设有螺纹套64，螺纹套64与固定螺栓66的螺纹段对应螺纹连接，固定螺栓66与底板2上的固定孔19螺纹连接，密封腔一60通过通路一55与安装孔54连通；

固定机构还包括密封槽58中滑动设置的固定块57，固定块57与固定槽68对应配合，固定块57远离支架1的一端通过推动杆与密封板二56固定连接，密封板二56与密封槽58滑动连接，固定块57和固定槽68之间固定设有弹簧三59，固定块57的上端设有卡孔，卡孔与固定螺栓66的圆柱段配合，固定螺栓66的圆柱段穿过开口进入密封槽58中，开口连通设置在密封腔二61和密封槽58之间，且固定螺栓66的圆柱段与配合块一65前后分布的圆孔配合，配合块一65与密封腔二61滑动连接，配合块一65和密封腔二61之间固定设有若干弹簧四，配合块一65的倾斜端与配合块二63的倾斜端滑动连接，配合块二63滑动设置在密封腔二61中。

上述技术方案的有益效果为：

底座52固定在风力发电机的安装地面，在将本发明的风力发电机安装在底座52上时，首先将固定柱插入安装孔54中进行定位，固定柱带动密封板一53沿着安装孔54滑动，将密封板一53和安装孔54构成的空间中的空气通过通路一55压入密封腔一60中，此时密封腔一60中的气压变大，直到密封板一53不再移动，此时固定槽68与固定块57刚好对应，初始状态下固定块57在密封槽58中，由于密封腔一60中的气压变大，气体通过通路三67送入密封槽58中，使得密封槽58中的气压变大，密封板二56通过推动杆推动固定块57移动一定距离，弹簧三59开始拉伸，此时将固定螺栓66与底板2和底座52配合，底座52中的螺纹套64与固定螺栓66螺纹连接，固定螺栓66的螺纹段外径大于圆孔内径，固定螺栓66的圆柱段直径小于圆孔内径，在固定螺栓66的圆柱段和配合块一65的圆孔配合后推动配合块一65向下移动，弹簧四压缩，使得配合块二63进行移动，配合块二63将密封槽58中的空气通过通路二62、密封腔一60和通路三67送入密封槽58中，继续通过密封板二56推动固定块57移动，直到固定块57与固定槽68完全配合，此时卡孔与开口对应连通，随着固定螺栓66和配合块一65的继续向下移动，此时配合块二63继续移动，使得密封槽58中的气压更大，同时固定螺栓66与固定块57的卡孔配合，进一步提高了固定块57与固定槽68的配合稳定性，固定块57与固定槽68的配合连接，使得固定柱稳固设置在安装孔54中，从而完成了底板2与底座52的连接，提高了风力发电机与底座52的连接稳定性；

拆卸风力发电机时，将固定螺栓66拧出，在弹簧四的弹性作用下配合块一65恢复原位，带动配合块二63恢复原位，此时密封腔一60中的气压减小，此时在弹簧三59的弹性作用下固定块57向着密封槽58方向移动一定距离，密封槽58中的空气通过通路三67、密封腔一60和通路二62进入密封腔二61中，固定块57与固定槽68不再完全配合，向上拉出固定柱时更加省力，固定块57和密封槽58为弧形结构，方便固定柱的拉出，且随着固定柱的拉出，固定柱将固定块57挤入密封槽58中，并在弹簧三59的弹性作用下使固定块57恢复原位，此时密封槽58中的气体通过通路三67、密封腔一60和通路一55进入安装孔54中，使得密封板一53恢复原位，底座52的设置，提高了风力发电机的固定效果，避免单独采用螺栓固定的方式，在长时间使用下若螺栓发生松动容易使风力发电机倾斜甚至倒塌。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。