本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電裝置領(lǐng)域，特別涉及一種便于安裝并可以在大風(fēng)天氣進(jìn)行自由收縮的風(fēng)力發(fā)電裝置。本發(fā)明適用于中型風(fēng)力發(fā)電裝置。

技術(shù)背景

在能源短缺而環(huán)境問題日益嚴(yán)重的今天，如何高效地利用風(fēng)能、太陽能、波浪能、潮汐能等自然資源發(fā)電，已成為世界關(guān)注的焦點(diǎn)。這些儲量大、可再生、有規(guī)律、無污染的自然能源將成為最具商業(yè)潛力與活力的綠色能源

隨著風(fēng)力發(fā)電裝置的大型化，風(fēng)力發(fā)電裝置葉片運(yùn)輸均采用超大型卡車，并且每輛只能運(yùn)輸一個(gè)葉片，這大大增加了運(yùn)輸成本；并且，這種運(yùn)輸方式極為不便，降低了整個(gè)風(fēng)力發(fā)電裝置平臺的安裝效率；風(fēng)力發(fā)電裝置有時(shí)會受到極端風(fēng)載的作用，隨即風(fēng)輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)會產(chǎn)生不平衡慣性力，這會激起風(fēng)力發(fā)電裝置葉片和機(jī)組的振動，從而影響整機(jī)結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。因此，研究和改善風(fēng)力發(fā)電裝置葉片結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性，具有十分重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了提供一種多功能組合式風(fēng)力發(fā)電裝置，解決風(fēng)力發(fā)電裝置葉片安裝問題以及在極端天氣情況下，受強(qiáng)烈風(fēng)載作用而引起的整機(jī)安全性和可靠性問題；提供一種新型的風(fēng)力發(fā)電裝置，輪轂與葉片安裝一體后可整體運(yùn)輸，這樣可以降低運(yùn)輸成本，提高運(yùn)輸效率，且槳轂、槳葉連接裝置是一種可調(diào)節(jié)傳動機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)大風(fēng)天氣自我保護(hù)，增強(qiáng)可靠性，安全性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種風(fēng)力發(fā)電裝置，包括艏部和機(jī)艙，其中，艏部包括前固體以及與其固定連接在一起的艏部殼體，葉片穿過艏部殼體與前固體連接，機(jī)艙內(nèi)設(shè)有齒輪箱、發(fā)電機(jī)及液壓油供給裝置；前固體通過低速軸與齒輪箱連接，齒輪箱另一側(cè)通過高速軸與發(fā)電機(jī)連接，發(fā)電機(jī)與儲電箱連接；

前固體上設(shè)有用于連接葉片的兩個(gè)移動滑柱和一個(gè)固定滑柱；葉片在前固體上具有正常工作時(shí)的第一狀態(tài)和非正常工作時(shí)的第二狀態(tài)；

第一液壓系統(tǒng)，用于將葉片展開為第一狀態(tài)，包括：滑塊、推拉桿以及油環(huán)，油環(huán)被一擋塊分割為左右對稱的兩個(gè)半環(huán)形腔體，每個(gè)半環(huán)形腔體中均通過推拉桿機(jī)構(gòu)與一滑塊連接，高壓油經(jīng)壓油供給裝置進(jìn)入兩個(gè)半環(huán)形腔體中，在油壓作用下，推拉桿機(jī)構(gòu)帶動滑塊沿半環(huán)形腔體向上運(yùn)動，滑塊帶動與移動滑柱相連的兩片葉片向上運(yùn)動，直到與移動滑柱相連的兩片葉片移動到第一狀態(tài)；

第二液壓系統(tǒng)，用于將葉片鎖定在第一狀態(tài)，包括，后鎖體、滑動桿缸，活塞桿、液壓缸及強(qiáng)力彈簧，其中，液壓缸上設(shè)有進(jìn)、出油口，后鎖體的中心處固定連接活塞桿，活塞桿另一端通過強(qiáng)力彈簧與液壓缸缸底連接，后鎖體上位于活塞桿的兩側(cè)固定連接滑動桿缸，液壓油供給裝置將液壓油通過進(jìn)、出油口泵進(jìn)液壓缸，推動活塞桿及滑動桿缸在缸體中向前運(yùn)動，活塞桿及滑動桿缸推動后鎖體向前運(yùn)動與第一狀態(tài)下的前固體對接，將前固體上的葉片鎖定；

當(dāng)液壓油供給裝置關(guān)閉時(shí)，液壓缸中活塞桿由于強(qiáng)力彈簧作用帶動后鎖體隨之向后移動，前固體上與兩個(gè)移動滑柱相連的葉片在重力下自動下滑至第二狀態(tài)。

前固體左右兩側(cè)對稱設(shè)置的葉片在第二狀態(tài)時(shí)呈交錯布置。

所述前固體左側(cè)弧形開口所在曲面沿開口上端到下端，曲面是逐漸高于固定滑柱的長度，前固體右側(cè)弧形開口所在曲面沿開口上端到下端逐漸低于固定滑柱的長度，并且左側(cè)弧形開口上端和右側(cè)弧形開口上端在同一平面內(nèi)。

后鎖體可滑動地設(shè)置在艏部殼體內(nèi)，并且后鎖體上與前固體相鄰的一側(cè)具有一凸部，當(dāng)葉片處于第一狀態(tài)時(shí)，所述凸部卡設(shè)于兩個(gè)移動滑柱與固定滑柱之間。

所述推拉桿機(jī)構(gòu)包括：推拉桿，推拉桿一端與滑塊固定連接，另一端設(shè)有推拉桿凸臺，推拉桿凸臺卡在半環(huán)形腔體中，并且可在半環(huán)形腔體中上下移動。

所述還包括一感應(yīng)式傳感器，用于檢測葉片是否為第一狀態(tài)，所述感應(yīng)式傳感器與液壓油供給裝置信號連接。

所述低速軸下方設(shè)有剎車閘。

所述機(jī)艙的后部連接有尾部舵裝置，機(jī)艙內(nèi)設(shè)有偏轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，包括：控制器、電機(jī)，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、錐齒輪及行架結(jié)構(gòu)，其中，尾部舵裝置將風(fēng)向信號傳送給控制器，控制器與電機(jī)電連接，電機(jī)通過渦輪渦桿機(jī)構(gòu)與錐齒輪傳動連接，錐齒輪底部通過桁架結(jié)構(gòu)與機(jī)艙底部固定連接。

還包括太陽能板，所述太陽能板與儲電箱連接。

本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電裝置，其主要優(yōu)點(diǎn)與有益效果具體是：

1.充分利用了自然界的綠色能源，如太陽能、風(fēng)能。把這兩種清潔能源利用裝置集中在一個(gè)平臺，形成同一平臺多功能發(fā)電。

2.與傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電裝置相比，本發(fā)明通過葉片、輪轂一體化的方式大大降低了安裝的難度，可在總體吊裝、拆卸、維修時(shí)，自動升降葉片，提高工程效率。

3.與傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電裝置相比，由于葉片、輪轂可一體化，所以可進(jìn)行整體運(yùn)輸，減少了運(yùn)輸成本。

4.本發(fā)明通過傳動裝置可以自動升降葉片，便可以在極端天氣降下葉片，進(jìn)行保護(hù)，這樣可降低風(fēng)力發(fā)電裝置葉片和機(jī)組的振動，從而提高整機(jī)結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。

5.本發(fā)明提供一種簡單的偏航方式，可在風(fēng)向改變的情況下，自動調(diào)整角度，這使得風(fēng)力發(fā)電裝置能夠始終充分利用風(fēng)力，獲得充足的清潔能源。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的外觀結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的機(jī)艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置圖；

圖3是本發(fā)明艏部風(fēng)輪內(nèi)部傳動裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3左視圖；

圖5為圖3右視圖；

圖6是風(fēng)力發(fā)電裝置處保護(hù)狀態(tài)時(shí)葉片布置示意圖；

圖7是風(fēng)力發(fā)電裝置在工作狀態(tài)下葉片布置示意圖；

圖8是第一液壓系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖9是第二液壓系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖10是圖9的側(cè)視圖；

圖中：1.風(fēng)機(jī)艏部，2.機(jī)艙，3.尾部舵裝置，4.太陽能板，5.風(fēng)葉，6.塔柱,

7.剎車閘，8.低速軸，9.齒輪箱，10.高速軸，11.發(fā)電機(jī)，12.儲電箱，13.錐齒輪，14.油箱，15.雙向齒輪泵，16.電磁閥，17.蝸輪蝸桿，18.電機(jī)，19.油管，20.移動滑柱，21.固定滑柱，22.凸臺，23.后鎖體，24.前固體，25.滑塊，26.右開口所在曲面，27.左開口所在曲面，28.液壓系統(tǒng)一，281.進(jìn)、出油口，282.液壓缸，283.活塞桿，284.滑動桿缸，285.強(qiáng)力彈簧，29.液壓系統(tǒng)二，291.推拉桿，292.油環(huán)，293.推拉桿凸臺，294.腔體一，295.腔體二。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體較佳實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1所示，本發(fā)明主要由艏部1，機(jī)艙2、尾部舵裝置3、可收縮式太陽能板4組成。

如圖2所示,本發(fā)明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由電機(jī)18、蝸輪蝸桿17、錐齒輪13組成，電機(jī)軸通過聯(lián)軸器與蝸輪蝸桿連接，蝸輪帶動錐齒輪，利用錐齒輪的特殊結(jié)構(gòu)形式與另一豎直平面的錐齒輪嚙合，另一錐齒輪與機(jī)艙底部通過桁架結(jié)構(gòu)固定連接。

如圖2所示，本發(fā)明風(fēng)能轉(zhuǎn)換設(shè)備主要由剎車閘7、低速軸8、齒輪箱9、高速軸10、發(fā)電機(jī)11組成。

如圖3所示，本發(fā)明第一液壓系統(tǒng)，包括移動滑柱20、固定滑柱21、凸臺22、后鎖體23、前固體24、滑塊25。前固體與殼體螺栓固定，后鎖體與殼體之間滑動連接，可進(jìn)行前后移動，移動滑柱20與開口之間通過滑軌連接，并且移動滑柱20可在滑軌中自轉(zhuǎn)，以保證移動滑柱下落時(shí)，風(fēng)葉如圖4所示放置，且移動滑柱可自動鎖死，使它只能沿滑軌運(yùn)動，以保證風(fēng)葉向上運(yùn)動時(shí)，帶動移動滑柱沿開口向上移動，風(fēng)葉與移動滑柱之間，通過銷釘固定，移動滑柱可沿著滑軌在開口中上下移動，前固體左右兩側(cè)弧形開口所在曲面是不規(guī)則曲面，左側(cè)弧形開口所在曲面沿左側(cè)弧形開口上端到下端，曲面是逐漸高于固定滑柱的長度，右側(cè)弧形開口所在曲面沿右側(cè)弧形開口上端到下端逐漸低于固定滑柱的長度，并且，左側(cè)弧形開口上端與右側(cè)弧形開口上端在同一平面內(nèi)，這一曲面設(shè)計(jì)可使得風(fēng)葉葉片在第二狀態(tài)時(shí)可交錯布置。

本風(fēng)力發(fā)電裝置，在運(yùn)輸前，可將艏部外殼、前固體、葉片進(jìn)行安裝，前固體與外殼通過螺栓固定，將葉片與移動滑柱通過銷釘固定。后鎖體與機(jī)艙前端連接。

在運(yùn)輸時(shí)，將葉片通過移動滑柱統(tǒng)一滑至下方，葉片如圖4所示放置，將艏部外殼、前固體、葉片組成的艏部整體，通過特種車進(jìn)行一次性運(yùn)輸。

本發(fā)明在吊裝前，將葉片用銷釘固定在滑柱上，然后將葉片沿凹槽滑移至如圖4所示位置。然后將整個(gè)艏部吊裝與機(jī)艙接合，當(dāng)液壓油供給裝置開啟后，液壓油通過雙向齒輪泵和電磁閥進(jìn)入風(fēng)力發(fā)電裝置艏部第一液壓系統(tǒng)和第二液壓系統(tǒng)，第一液壓系統(tǒng)中，兩個(gè)滑塊沿滑道向上運(yùn)動，帶動風(fēng)葉向上運(yùn)動，風(fēng)葉帶動移動滑柱沿開口向上運(yùn)動，到達(dá)卡槽后自動鎖死；當(dāng)風(fēng)葉卡入頂部卡槽內(nèi)后，感應(yīng)式傳感器發(fā)出信號，由第二液壓系統(tǒng)帶動后鎖體向前運(yùn)動并將凸臺卡入前固體后端開口內(nèi)，完成對接，進(jìn)而固定住移動滑柱，完成自動安裝，如圖5所示。

本發(fā)明在遇到惡劣天氣時(shí)，自動關(guān)閉液壓油供給裝置，第一液壓系統(tǒng)中的左右兩滑塊會自動向下滑動，葉片由于失去固定約束，便會下落，同時(shí)，第二液壓系統(tǒng)中的后鎖體也會因?yàn)橐簤合到y(tǒng)的關(guān)閉而向后移動，移動滑柱向下滑落，使得整個(gè)風(fēng)葉下滑至如圖4所示的保護(hù)狀態(tài)。

作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，在風(fēng)向變化時(shí)，尾部舵裝置將信號傳遞給控制器，控制器控制電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動蝸桿轉(zhuǎn)動，蝸桿與蝸輪斜齒嚙合，并帶動蝸輪，蝸輪軸與錐齒輪通過鍵連接，并與另一平面錐齒輪嚙合，該錐齒輪底部通過桁架結(jié)構(gòu)與機(jī)艙底部固定連接，進(jìn)而可帶動整個(gè)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動，使得風(fēng)葉始終垂直于風(fēng)向，達(dá)到充分利用風(fēng)能的效果。

液壓系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)方案如下：

第一液壓系統(tǒng)工作原理：

如圖9所示，第一液壓系統(tǒng)28由滑動桿缸284，活塞桿283，液壓缸282，進(jìn)、出油口281，強(qiáng)力彈簧285組成。其中，活塞桿283與后鎖體23固定連接，活塞在液壓缸282中可進(jìn)行滑動，滑動桿缸284一端與后鎖體23固定連接，另一端可在缸體中滑動。

當(dāng)液壓油供給裝置供油時(shí)，油通過雙向齒輪泵15，從油箱14中泵油，經(jīng)電磁閥16、進(jìn)、出油口281進(jìn)入液壓缸282，高壓油充滿油缸后，推動活塞桿283向前運(yùn)動，滑動桿缸284在缸體中向前運(yùn)動，進(jìn)而活塞桿283推動后鎖體23向前運(yùn)動。

當(dāng)液壓油供給裝置關(guān)閉時(shí)，雙向齒輪泵15將高壓油回收泵入油箱14，液壓缸282中活塞桿283由于強(qiáng)力彈簧285作用下恢復(fù)至原來的狀態(tài),后鎖體23隨之向后移動。

第二液壓系統(tǒng)工作原理：

如圖10所示，第二液壓系統(tǒng)由滑塊25、推拉桿291，油環(huán)292、推拉桿凸臺293、腔體一294、腔體二295組成。其中，推拉桿左端與滑塊固定連接，右端為推拉桿凸臺293，卡在油環(huán)292中，并且可在油環(huán)292中上下移動。

當(dāng)液壓油供給裝置供油時(shí)時(shí)，高壓油經(jīng)齒輪泵15、電磁閥16分別進(jìn)入腔體一294，腔體二295中，然后推動推拉桿凸臺293移動，因推拉桿291與滑塊25相連，所以滑塊25沿著圓弧向上運(yùn)動，并帶動風(fēng)葉向上運(yùn)動，直至到卡槽后停止運(yùn)動。

當(dāng)液壓油供給裝置關(guān)閉時(shí)，高壓油泵回油箱，滑塊因此滑移至原位置。

以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本發(fā)明并不僅僅限于上述實(shí)施方式中的具體詳細(xì)，本發(fā)明的多種等同變化，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。