一种海洋风力发电机的保护装置的制作方法

本发明属于风力发电设备技术领域，涉及一种海洋风力发电机的保护装置。

背景技术：

海洋具有丰富的风能，且海洋空间开阔便于风能的利用，目前大多采用的是固定在海洋中的支柱支撑的风力叶轮进行发电。然而，在台风等恶劣天气条件下，由于无法调节风力发电机，巨大风力直接冲击风力发电机的叶轮、支柱，这导致将风力发电机损坏。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种海洋风力发电机的保护装置，本发明所要解决的技术问题是：在台风等恶劣天气条件下，如何避免巨大的风力对风力发电机造成损坏。

本发明通过下列技术方案来实现：一种海洋风力发电机的保护装置，包括风力发电机，以及：

筒形外壳，其轴向上具有气流通道，所述风力发电机安装在筒形外壳内；所述筒形外壳前端的左右两侧上各开设有一缺口；

两块挡板，每块所述挡板各活动设置在一缺口中；每块所述挡板上沿着长度方向开设有至少一个长条形的滑槽，所述滑槽的长度方向平行于筒形外壳轴线；所述滑槽中滑动设置有滑块，所述滑块经铰链铰接在缺口的底部上；

壳体，其固设在筒形外壳的下侧面上；所述壳体内滑动设置有两个以壳体前后方向的中线对称设置的连接块，每个所述连接块的滑动方向均与壳体前后方向的中线形成有锐角b；每个所述连接块各经前后滑动设置在壳体上的连接架与一块挡板固定连接；所述壳体中还设置有能够驱动两个连接块同步滑动的驱动机构；所述连接块滑动时经连接架和滑块带动挡板伸出和缩进气流通道中。

在上述的一种海洋风力发电机的保护装置中，还包括圆柱形的桩腿，所述桩腿上设置有安装组件，所述安装组件依次包括l形固定架、第一铰接杆和第二铰接杆，所述l形固定架的竖杆固设在桩腿上，所述l形固定架的横杆与第一铰接杆一端铰接，所述第一铰接杆另一端与第二铰接杆一端铰接，所述第二铰接杆另一端铰接有滑动设置在桩腿上的沉浮筒；所述第一铰接杆与壳体固定连接。

在上述的一种海洋风力发电机的保护装置中，所述桩腿上套设有滑套，所述滑套与沉浮筒固定连接；所述沉浮筒经沉浮筒安装板与第二铰接杆铰接。

在上述的一种海洋风力发电机的保护装置中，所述驱动机构包括滑动设置在壳体内的伸缩杆，所述伸缩杆位于壳体前后方向的中线上；所述伸缩杆前端伸出壳体外且端部固设有风力驱动板，后端伸入壳体内且端部固设有滑动设置在壳体底部上的驱动块，且驱动块滑动方向平行于壳体前后方向的中线；所述驱动块与每个连接块之间均设置有第一连杆；每根所述第一连杆一端铰接在驱动块上，另一端铰接在连接块上；所述驱动块连接有复位机构，外力经风力驱动板带动驱动块，驱动块压缩复位机构，在外力撤消后，复位机构能够带动驱动块恢复到原来位置。

在上述的一种海洋风力发电机的保护装置中，所述风力驱动板上侧边沿低于气流通道最低点，所述风力驱动板下侧边沿高于l形固定架。

在上述的一种海洋风力发电机的保护装置中，所述复位机构包括固设在壳体内的齿条安装壳，所述齿条安装壳的长度方向与壳体前后方向的一致，所述齿条安装壳内滑动设置有齿条，并且所述齿条一端伸入齿条安装壳内，齿条另一端伸出齿条安装壳外；所述齿条安装壳内还设有复位弹簧；所述复位弹簧一端抵压在齿条安装壳底部，另一端抵压在齿条伸入齿条安装壳内的端部上；所述驱动块具有齿面，所述齿面经传动机构与齿条传动连接。

在上述的一种海洋风力发电机的保护装置中，所述齿条安装壳底部上设有压力传感器，所述壳体中设置有蓄电池和控制器，所述压力传感器通过蓄电池与控制器电连接；所述沉浮筒通过蓄电池与控制器电连接；所述蓄电池与风力发电机电连接。

在上述的一种海洋风力发电机的保护装置中，所述风力驱动板与伸缩杆之间形成有钝角a。

在上述的一种海洋风力发电机的保护装置中，所述传动机构包括转动设置在壳体中的枢轴，所述枢轴轴线垂直于壳体的底部；所述枢轴上同轴固设有第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮与齿面啮合连接，所述第二齿轮与齿条啮合连接。

在上述的一种海洋风力发电机的保护装置中，所述第一齿轮的齿数小于第二齿轮的齿数。

与现有技术相比，本装置具有以下优点：

1、挡板邻近筒形外壳的一侧伸入气流通道中并且靠近筒形外壳的内壁，而挡板远离筒形外壳的一侧伸出筒形外壳外。此时，两块挡板与筒形外壳之间形成有喇叭状的结构，该喇叭状的结构在风力小时有效提高空气通过气流通道中的流速，从而提高风力发电机的发电效率。

驱动机构同时带动两个连接块分别在各自的u形杆上滑动，连接块从u形杆的前端滑动至u形杆的后端，并且连接块经连接架带动挡板。挡板远离筒形外壳的一侧在连接架带动下向筒形外壳后端运动，同时也逐渐缩进气流通道中；而挡板邻近筒形外壳的一侧逐渐伸入气流通道中。在这过程中，滑块从滑槽的一端滑动至滑槽的另外一端，挡板绕着滑块上的铰链转动。此时，两个挡板遮蔽筒形外壳的前端开口，有效减小空气进入气流通道中，从而避免风力发电机损坏。

2、沉浮筒通过吸入和排出海水，改变沉浮筒的重力，使沉浮筒沿着桩腿在海水中下沉和上浮。沉浮筒下沉和上浮时，沉浮筒经第二铰链带动第一铰链上下转动，第一铰链经壳体带动筒形外壳绕着l形固定架上的铰接点上下转动。该结构使筒形外壳旋转，使筒形外壳轴线作平行于桩腿轴线以及垂直于桩腿轴线之间变化，并且还改变筒形外壳的高度，根据风力大小等天气状况及时调节风力发电机的角度和高度，从而避免巨大的风力造成风力发电机损坏以及有效降低巨大的风力对桩腿产生的摇晃。

3、风力经风力驱动板带动伸缩杆缩进壳体内。伸缩杆带动驱动块，驱动块压缩复位机构并使复位机构产生反作用力，同时也带动两根第一连杆运动。两根第一连杆各经连接块带动连接架，连接架带动挡板，使两个挡板遮蔽筒形外壳的前端开口，避免风力发电机损坏。另外，风力也对挡板生产向后的作用力，该作用力经连接架传递到连接块上，辅助连接块运动，从而有助于提高两块挡板遮蔽筒形外壳前端开口的速率。当风力驱动板受到的风力小于复位机构产生的反作用力时，复位机构带动驱动块逐渐恢复到原来位置。上述结构中将风力作为动力，实现本装置的自动防护功能。

4、当筒形外壳轴线垂直于桩腿的轴线时，风力经风力驱动板带动伸缩杆缩进壳体中；当筒形外壳轴线平行于桩腿的轴线时，风力也始终经风力驱动板带动伸缩杆缩进壳体中。该结构使风力驱动板始终受到风力的作用，进一步提高本装置的自动防护功能。

附图说明

图1是本发明的结构侧视图。

图2是本发明的结构剖视图。

图3是本发明工作时的结构示意图。

图4是图1中a-a处的结构示意图。

图5是图2中b-b处的结构剖视图。。

图6是图2中c处的局部放大图。

图7是本发明中的挡板另一工作示意图。

图8是图4中d处的局部放大图

图中，1、桩腿；11、安装组件；111、l形固定架；112、第一铰接杆；113、第二铰接杆；2、风力发电机；21、筒形外壳；211、气流通道；22、缺口；3、风力驱动板；31、伸缩杆；32、驱动块；321、齿面；33、u形杆；34、连接块；35、第一连杆；4、壳体；41、通槽；42、蓄电池；43、控制器；44、压力传感器；5、挡板；51、连接架；52、滑槽；53、滑块；6、齿条安装壳；61、齿条；62、枢轴；63、第一齿轮；64、第二齿轮；65、复位弹簧；7、沉浮筒；71、沉浮筒安装板；72、滑套。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

参照图1至图5以及图7和图8，一种海洋风力发电机的保护装置，包括风力发电机2，以及：

筒形外壳21，其轴向上具有气流通道211，所述风力发电机2安装在筒形外壳21内；所述筒形外壳21前端的左右两侧上各开设有一缺口22；

两块挡板5，每块所述挡板5各活动设置在一缺口22中；每块所述挡板5上沿着长度方向开设有至少一个长条形的滑槽52，所述滑槽52的长度方向平行于筒形外壳2轴线；所述滑槽52中滑动设置有滑块53，所述滑块53经铰链铰接在缺口2的底部上；

壳体4，其固设在筒形外壳21的下侧面上，所述壳体4内固设有两个u形杆33，两个所述u形杆33以壳体4前后方向的中线对称设置；每个u形杆33均与壳体4前后方向的中线形成有锐角b；每个所述u形杆33上均滑动设置有连接块34，所述壳体4左右两侧壁上均开设有长条形的通槽41，每个所述通槽41中均前后滑动设置有连接架51，每个所述连接块34各经连接架51与一块挡板5固定连接；所述壳体4中还设置有能够驱动两个连接块34同步滑动的驱动机构；所述连接块34滑动时经连接架51和滑块53带动挡板5伸出和缩进气流通道211中。

本装置在良好的天气条件下，风力驱动风力发电机2正常发电。由于驱动机构的作用，每个连接块34均在各自u形杆33的前端。此时，连接块34经连接架51和铰链带动挡板5，并且滑块53滑动至滑槽52的一端部；挡板5邻近筒形外壳21的一侧伸入气流通道211中并且靠近筒形外壳21的内壁，而挡板5远离筒形外壳21的一侧伸出筒形外壳21外。每块挡板5与筒形外壳21轴线之间均形成有夹角c，并且该夹角c的最大角度为135度。此时，两块挡板5与筒形外壳21之间形成有喇叭状的结构，该喇叭状的结构在风力小时有效提高空气通过气流通道211中的流速，从而提高风力发电机2的发电效率。

本装置在恶劣的天气条件下，例如面临台风等巨大风力时，启闭驱动机构。驱动机构同时带动两个连接块34分别在各自的u形杆33上滑动，连接块34从u形杆33的前端滑动至u形杆33的后端，并且连接块34经连接架51带动挡板5。挡板5远离筒形外壳21的一侧在连接架51带动下向筒形外壳21后端运动，同时也逐渐缩进气流通道211中；而挡板5邻近筒形外壳21的一侧逐渐伸入气流通道211中。在这过程中，滑块53从滑槽52的一端滑动至滑槽52的另外一端，挡板5绕着滑块53上的铰链转动，夹角c逐渐减小。夹角c的最小角度为30度。此时，两个挡板5遮蔽筒形外壳21的前端开口，有效减小空气进入气流通道211中，从而避免风力发电机2损坏。

参照图1，优选地，每块所述挡板5邻近筒形外壳21的一侧呈弧形。

夹角c达到最大角度时，滑块53滑动至滑槽52的一端部，此时，挡板5邻近筒形外壳21的一侧恰好位于凹槽22中，从而有助于提高风力发电机2的工作效率。

优选地，锐角b的角度为45度。

锐角b的设置有助于挡板5伸出和缩进气流通道211中。

参照图1至图3，具体来说，还包括圆柱形的桩腿1，所述桩腿1上设置有安装组件11，所述安装组件11依次包括l形固定架111、第一铰接杆112和第二铰接杆113，所述l形固定架111的竖杆固设在桩腿1上，所述l形固定架111的横杆与第一铰接杆112一端铰接，所述第一铰接杆112另一端与第二铰接杆113一端铰接，所述第二铰接杆113另一端铰接有滑动设置在桩腿1上的沉浮筒7；所述第一铰接杆112与壳体4固定连接。

沉浮筒7工作时，沉浮筒7通过吸入和排出海水，改变沉浮筒7的重力，使沉浮筒7沿着桩腿1在海水中下沉和上浮。沉浮筒7下沉和上浮时，沉浮筒7经第二铰链113带动第一铰链112上下转动，第一铰链112经壳体4带动筒形外壳21绕着l形固定架111上的铰接点上下转动。该结构使筒形外壳21旋转，使筒形外壳21轴线作平行于桩腿1轴线以及垂直于桩腿1轴线之间变化，并且还改变筒形外壳21的高度，根据风力大小等天气状况及时调节风力发电机2的角度和高度，从而避免巨大的风力造成风力发电机2损坏以及有效降低巨大的风力对桩腿1产生的摇晃。

参照图1至图3，具体来说，所述桩腿1上套设有滑套72，所述滑套72与沉浮筒7固定连接；所述沉浮筒7经沉浮筒安装板71与第二铰接杆113铰接。

沉浮筒7吸入和排出海水时，沉浮筒7经滑套72在桩腿1上下沉和上浮。沉浮筒7和滑套72的设置有助于调节沉浮筒7的高度。

参照图2、图3、图5和图6，具体来说，所述驱动机构包括滑动设置在壳体4内的伸缩杆31，所述伸缩杆31位于壳体4前后方向的中线上；所述伸缩杆31前端伸出壳体4外且端部固设有风力驱动板3，后端伸入壳体4内且端部固设有滑动设置在壳体4底部上的驱动块32，且驱动块32滑动方向平行于壳体4前后方向的中线；所述驱动块32与每个连接块34之间均设置有第一连杆35；每根所述第一连杆35一端铰接在驱动块32上，另一端铰接在连接块34上；所述驱动块32连接有复位机构，外力经风力驱动板3带动驱动块32，驱动块32压缩复位机构，在外力撤消后，复位机构能够带动驱动块32恢复到原来位置。

本装置在恶劣的天气条件下，例如面临台风等巨大的风力时，风力经风力驱动板3带动伸缩杆31缩进壳体4内。伸缩杆31带动驱动块32，驱动块32压缩复位机构并使复位机构产生反作用力，同时也带动两根第一连杆35运动。两根第一连杆35各经连接块34带动连接架51，连接架51带动挡板5，使两个挡板5遮蔽筒形外壳21的前端开口，避免风力发电机2损坏。另外，风力也对挡板5生产向后的作用力，该作用力经连接架51传递到连接块34上，辅助连接块34运动，从而有助于提高两块挡板5遮蔽筒形外壳21前端开口的速率。当风力驱动板3受到的风力小于复位机构产生的反作用力时，复位机构带动驱动块32逐渐恢复到原来位置。上述结构中将风力作为动力，实现本装置的自动防护功能。

参照图1至图3，具体来说，所述风力驱动板3上侧边沿低于气流通道211最低点，所述风力驱动板3下侧边沿高于l形固定架111。

该结构有助于降低风力驱动板3对风力发电机2的影响。

参照图2和图6，具体来说，所述复位机构包括固设在壳体4内的齿条安装壳6，所述齿条安装壳6的长度方向与壳体4前后方向的一致，所述齿条安装壳6内滑动设置有齿条61，并且所述齿条61一端伸入齿条安装壳6内，齿条61另一端伸出齿条安装壳6外；所述齿条安装壳6内还设有复位弹簧65；所述复位弹簧65一端抵压在齿条安装壳6底部，另一端抵压在齿条61伸入齿条安装壳6内的端部上；所述驱动块32具有齿面321，所述齿面321经传动机构与齿条61传动连接。

驱动块32经齿面321和传动机构带动齿条61运动，齿条61压缩复位弹簧65并使复位弹簧65产生作用力；当风力减小后，由复位弹簧65产生的作用力使驱动块32恢复到原来位置。

参照图2、图3和图6，具体来说，所述齿条安装壳6底部上设有压力传感器44，所述壳体4中设置有蓄电池42和控制器43，所述压力传感器44通过蓄电池42与控制器43电连接；所述沉浮筒7通过蓄电池42与控制器43电连接；所述蓄电池42与风力发电机2电连接。

复位弹簧65被压缩产生作用力时，压力传感器44将该作用力转变为电信号并传递给控制器43。控制器43向沉浮筒7发送电信号，使沉浮筒7吸入或者排出海水，从而改变风力发电机2的角度和高度。该结构使筒形外壳21自动旋转，进一步实现本装置的自动防护功能。

参照图2和图7，具体来说，所述风力驱动板3与伸缩杆31之间形成有钝角a。钝角a的角度为135度。

当筒形外壳21轴线垂直于桩腿1的轴线时，风力经风力驱动板3带动伸缩杆31缩进壳体4中；当筒形外壳21轴线平行于桩腿1的轴线时，风力也始终经风力驱动板3带动伸缩杆31缩进壳体4中。该结构使风力驱动板3始终受到风力的作用，进一步提高本装置的自动防护功能。

参照图6，具体来说，所述传动机构包括转动设置在壳体4中的枢轴62，所述枢轴62轴线垂直于壳体4的底部；所述枢轴62上同轴固设有第一齿轮63和第二齿轮64；所述第一齿轮63与齿面321啮合连接，所述第二齿轮64与齿条61啮合连接。

驱动块32经齿面321带动第一齿轮63转动，第一齿轮63经枢轴62和第二齿轮64带动齿条61，从而使齿条61压缩复位弹簧65。

参照图6，具体来说，所述第一齿轮63的齿数小于第二齿轮64的齿数。

该结构使齿条61的运动距离大于驱动块32运动的距离，增大复位弹簧65的形变量，从而使复位弹簧65产生的作用力大大增加，在风力减小后，有助于驱动块32恢复到原来位置。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。