CN118346524A - 循环散热型风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环散热型风力发电机，涉及发电机技术领域，旨在解决现有的部分风力发电机存在因散热效率不佳进而影响整体使用寿命的问题。其技术方案要点是：包括底杆以及设置在底杆顶部的机体，机体包括自内向外依次设置的转子、定子线圈和机壳，转子的输出轴上固定连接有驱动扇叶，机壳上设有位于其内外两侧的循环散热结构，循环散热结构与转子的输出轴传动连接，位于机壳内侧的循环散热结构与定子线圈外侧相抵且缠绕在定子线圈的周壁上。本发明通过结构的设置加强了风力发电机整体的散热性能，进而确保结构整体的使用寿命和使用稳定性更好。

Description

循环散热型风力发电机

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，更具体地说，它涉及一种循环散热型风力发电机。

背景技术

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。

发电机的原理是依靠线圈切割磁场产生电流，线圈中产生电流，将风能转化为电能，在该过程中一部分的电能会因为阻抗的存在而转化为热量，如果热量不能及时散掉的话将容易造成线圈的温度升高，线圈温度升高之后除了会降低发电机的效率，同时还会降低线圈的寿命，现有的部分风力发电机仅通过表面与流动空气之间的热交换来进行散热，散热效率较低，依然容易出现风力发电机工作的过程中出现温度过高的情况，因而设置一种结构来解决现有的部分风力发电机存在因散热效率不佳进而影响整体使用寿命的问题。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种循环散热型风力发电机。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：该循环散热型风力发电机，包括底杆以及设置在底杆顶部的机体，所述机体包括自内向外依次设置的转子、定子线圈和机壳，所述转子的输出轴上固定连接有驱动扇叶，所述机壳上设有位于其内外两侧的循环散热结构，所述循环散热结构与转子的输出轴传动连接，位于机壳内侧的所述循环散热结构与定子线圈外侧相抵且缠绕在定子线圈的周壁上。

本发明进一步设置为：所述循环散热结构包括内部中空且缠绕在定子线圈外侧的螺旋管，所述螺旋管的两端均穿出机壳，位于一侧的所述螺旋管上连通有散热盘管，所述螺旋管和散热盘管内均填充有冷却液。

本发明进一步设置为：所述机壳的底部固定连接有支撑管，所述支撑管内套设有顶端自支撑管内穿出的连接杆，所述连接杆与支撑管的连接段设有轴承，所述连接杆的顶部固定连接有导电滑环柱，所述机壳内固定连接有用于接通导电滑环柱和定子线圈的导电座，所述连接杆的底部与底杆的顶部固定连接。

本发明进一步设置为：所述支撑管的底部固定连接有支撑板，所述支撑板的顶面上固定连接有第一支撑块，所述第一支撑块上转动连接有水平设置的第一转动轴，所述第一转动轴与转子的输出轴上均固定连接有链轮，两个所述链轮之间传动连接有链条，位于第一支撑块上方的所述支撑管的管壁上固定连接有第二支撑块，所述第二支撑块上转动连接有第一往复丝杆，所述第一往复丝杆与第一转动轴相互靠近的一侧均固定连接有相互啮合的锥齿轮，所述第二支撑块上固定连接有与第一往复丝杆转动连接的第一支撑架，所述第一往复丝杆上传动连接有第一推动滑块，所述第一支撑架上开设有第一导向滑槽，所述第一推动滑块上固定连接有在第一导向滑槽内滑动的第一导向滑块。

本发明进一步设置为：所述第一支撑架上固定连接有竖向设置的第一活塞管，所述第一活塞管内滑动连接有与第一推动滑块固定连接的第一活塞推杆，所述第一活塞管的顶部连通第一出液单向阀，靠近顶端的所述第一活塞管上连通有第一进液单向阀，所述第一出液单向阀的出液端与螺旋管相互连通，所述第一进液单向阀的进液端与散热盘管相互连通。

本发明进一步设置为：位于支撑板上方的所述支撑管上固定连接有第三支撑块，所述第三支撑块上固定连接有第二支撑架，所述第二支撑架上转动连接有第二往复丝杆，所述第二往复丝杆上传动连接有第二推动滑块，所述第二支撑架上开设有第二导向滑槽，所述第二推动滑块上固定连接有在第二导向滑槽内滑动的第二导向滑块，所述第二往复丝杆的底部穿至支撑板的下方且固定连接有第一齿轮，所述底杆上固定连接有与第一齿轮相互啮合的第二齿轮，远离驱动扇叶一侧的所述机壳上固定连接有尾翼。

本发明进一步设置为：所述第二支撑架上固定连接有竖向设置的第二活塞管，所述第二活塞管内滑动连接有与第二推动滑块固定连接的第二活塞推杆，所述第二活塞管的顶部连通有第二出液单向阀，靠近顶部的所述第二活塞管上连通有第二进液单向阀，所述第二出液单向阀的出液端连通有第一散热管，所述第一散热管的另一端与第一出液单向阀顶部的螺旋管相互连通，所述第二进液单向阀的进液端连通有第二散热管，所述第二散热管的另一端与散热盘管相互连通。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

该设置确保驱动扇叶在驱动转子进行转动的过程中会带动循环散热结构进行工作，通过循环散热结构将机壳内的热量带出并在机壳外散失，无需额外增加动力源的同时加强结构整体的散热稳定性，进而确保结构整体的散热功能以及使用稳定性更好，同时将循环散热结构与转子之间设置为传动连接的结构可以确保结构整体在发电并散热时，循环散热结构便已经在进行相应的散热工作，确保循环散热结构整体的散热效果更加及时以及稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图1中B处的放大图；

图4为本发明的结构示意图二；

图5为图4中C处的放大图；

图6为本发明的剖视图；

图7为图6中D处的放大图；

图8为图6中E处的放大图；

图9为图6中F处的放大图；

图10为图6中G处的放大图；

图11为图6中H处的放大图。

图中：1、底杆；2、转子；3、定子线圈；4、机壳；5、驱动扇叶；6、螺旋管；7、散热盘管；8、支撑管；9、连接杆；10、轴承；11、导电滑环柱；12、导电座；13、支撑板；14、第一支撑块；15、第一转动轴；16、链轮；17、链条；18、第二支撑块；19、第一往复丝杆；20、锥齿轮；21、第一支撑架；22、第一推动滑块；23、第一导向滑槽；24、第一导向滑块；25、第一活塞管；26、第一活塞推杆；27、第一出液单向阀；28、第一进液单向阀；29、第三支撑块；30、第二支撑架；31、第二往复丝杆；32、第二推动滑块；33、第二导向滑槽；34、第二导向滑块；35、第一齿轮；36、第二齿轮；37、尾翼；38、第二活塞管；39、第二活塞推杆；40、第二出液单向阀；41、第二进液单向阀；42、第一散热管；43、第二散热管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

该循环散热型风力发电机，如图1所示，包括底杆1以及设置在底杆1顶部的机体，借助设置的底杆1用于实现对机体的稳定支撑和抬升，一方面确保机体所处的位置更加稳定，进而确保机体发电的过程可以稳定实现，另一方面通过对机体的抬升，使得机体可以被高处的流动空气所驱动，进一步确保机体发电的功能更加稳定；

如图1、图6和图7所示，机体包括自内向外依次设置的转子2、定子线圈3和机壳4，设置的机壳4用于实现对各个部分的稳定支撑和限位作用，同时还实现对定子线圈3以及转子2的包覆和保护作用，机壳4设置为铜合金材质，利用铜合金具有的导热以及散热性好的特点来加强结构整体的散热性能，进而可以减少结构整体工作的过程中产生的热量对于结构整体使用寿命以及使用稳定性的影响，转子2的输出轴上通过螺栓锁紧的方式固定连接有驱动扇叶5，驱动扇叶5的包括三个均匀分布的叶片，当流动的空气吹至驱动扇叶5处时会带动驱动扇叶5进行转动，驱动扇叶5转动会带动与其固定连接的转子2进行转动，转子2转动的过程中通过与定子线圈3的共同作用会进行线圈切割磁感线，进而实现发电的目的；

如图1、图6和图7所示，机壳4上设有位于其内外两侧的循环散热结构，循环散热结构与转子2的输出轴传动连接，位于机壳4内侧的循环散热结构与定子线圈3外侧相抵且缠绕在定子线圈3的周壁上，该设置确保循环散热结构可以稳定自定子线圈3处吸热并将热量借助循环散热结构内的循环将热量带走并散热，将循环散热结构设置为与转子2的输出轴传动连接的结构，该设置确保驱动扇叶5在驱动转子2进行转动的过程中会带动循环散热结构进行工作，通过循环散热结构可以机壳4内的热量带出并在机壳4外散失，无需额外增加动力源的同时加强结构整体的散热稳定性，进而确保结构整体的散热功能以及使用稳定性更好，同时将循环散热结构与转子2之间设置为传动连接的结构可以确保结构整体在发电并散热时，循环散热结构便已经在进行相应的散热工作，确保循环散热结构整体的散热效果更加及时以及稳定。

如图4-图7所示，循环散热结构包括内部中空且缠绕在定子线圈3外侧的螺旋管6，螺旋管6的两端均穿出机壳4，位于一侧的螺旋管6上连通有散热盘管7，螺旋管6和散热盘管7内均填充有冷却液，冷却液设置为水与防冻液混合液，螺旋管6和散热盘管7均设置为铜合金，利用铜合金具有的吸热和散热性好的特点来进一步加强结构整体的吸热和散热性能，借助设置的螺旋管6的螺旋可以增大螺旋管6以及循环散热结构整体与定子线圈3间的热交换面积，确保循环散热结构可以更好地将机壳4内部的热量进行吸收并带走，实现对结构整体的稳定保护，通过设置的散热盘管7可以延长热的冷却液在机壳4外侧流动的时间，延长热的冷却液的冷却时间，使得热的冷却液可以被充分冷却，使得机壳4内的热量可以被稳定带出并在机壳4外侧散失掉。

如图6-图11所示，机壳4的底部通过焊接的方式固定连接有支撑管8，支撑管8内套设有顶端自支撑管8内穿出的连接杆9，连接杆9与支撑管8的连接段设有轴承10，借助连接杆9以及轴承10的共同作用实现支撑管8和机壳4与连接杆9的转动连接，该设置确保机壳4和支撑管8可以相对于连接杆9进行周向转动，连接杆9的顶部固定连接有导电滑环柱11，机壳4内固定连接有用于接通导电滑环柱11和定子线圈3的导电座12，借助设置的导电座12以及导电滑环柱11的共同作用使得机壳4以及其底部相对于连接杆9转动的过程中，导电座12与导电滑环柱11始终保持接通的状态，导电座12上固定连接有沿竖向分布且正对导电滑环柱11的三个弧形铜块，三个弧形铜块分别与定子线圈3的三个输出线接通，导电滑环柱11的上固定连接有正对弧形铜块的三个铜环，连接杆9内部中空，三个铜环分别与三根导线接通且三根导线的另一端均穿至连接杆9内，连接杆9的底部与底杆1的顶部通过焊接的方式进行固定连接，该设置确保底杆1可以实现对连接杆9稳定的支撑和限位作用。

如图1、图2、图6和图7所示，支撑管8的底部通过焊接的方式固定连接有支撑板13，支撑板13的顶面上通过焊接的方式固定连接有第一支撑块14，第一支撑块14上转动连接有水平设置的第一转动轴15，第一转动轴15与转子2的输出轴上均通过焊接的方式固定连接有链轮16，两个链轮16之间传动连接有链条17，该设置确保转子2的在转动的过程中可以带动与其固定连接的链轮16进行转动，链轮16转动会带动链条17进行移动，进而带动另一侧的链轮16以及第一转动轴15进行转动，实现对第一转动轴15的稳定驱动，位于第一支撑块14上方的支撑管8的管壁上通过焊接的方式固定连接有第二支撑块18，第二支撑块18上转动连接有第一往复丝杆19，第一往复丝杆19与第一转动轴15相互靠近的一侧均通过焊接的方式固定连接有相互啮合的锥齿轮20，通过相互啮合的锥齿轮20使得第一转动轴15转动的过程中会带动第一往复丝杆19进行转动，实现对第一往复丝杆19的稳定驱动，第二支撑块18上通过焊接的方式固定连接有与第一往复丝杆19转动连接的第一支撑架21，借助设置的第一支撑架21实现对第一往复丝杆19的稳定支撑和限位作用，进而确保第一往复丝杆19转动的过程更加平稳顺畅，第一往复丝杆19上传动连接有第一推动滑块22，第一支撑架21上开设有第一导向滑槽23，第一推动滑块22上通过焊接的方式固定连接有在第一导向滑槽23内滑动的第一导向滑块24，通过第一导向滑块24在第一导向滑槽23内的滑动可以实现对第一推动滑块22转动自由度的限制，进而在转动的第一往复丝杆19的驱动作用下，使得第一推动滑块22可以沿竖向往复滑移。

如图1、图2、图6、图8和图9所示，第一支撑架21上通过焊接的方式固定连接有竖向设置的第一活塞管25，第一活塞管25设置为铜合金，第一活塞管25内滑动连接有与第一推动滑块22固定连接的第一活塞推杆26，第一活塞推杆26包括刚性杆，刚性杆的顶部通过焊接的方式进行固定连接的刚性片，刚性片的顶部通过粘接剂粘接的方式固定连接有弹性块，弹性块的材质设置为丁基橡胶，利用该类材料具有的耐磨以及弹性好的特点来确保弹性块的结构和功能更加稳定，通过第一活塞推杆26与第一活塞管25的共同作用可以实现对冷却液的稳定抽吸，借助第一推动滑块22的移动可以带动第一活塞推杆26往复滑移，进而可以将冷却液吸入到第一活塞管25并将吸入到第一活塞管25内的冷却液送出，第一活塞管25的顶部连通第一出液单向阀27，靠近顶端的第一活塞管25上连通有第一进液单向阀28，第一出液单向阀27的出液端与螺旋管6相互连通，第一进液单向阀28的进液端与散热盘管7相互连通，借助设置的第一出液单向阀27以及第一进液单向阀28，使得第一活塞推杆26在向下移动的过程中，第一进液单向阀28打开，第一出液单向阀27关闭，在第一活塞管25和第一活塞推杆26的共同作用下，使得散热盘管7内被冷却完的冷却液会被稳定抽入到第一活塞管25内，当第一活塞推杆26在向上移动的过程中，第一进液单向阀28关闭，第一出液单向阀27打开，使得第一活塞管25内的冷却液被重新送入到螺旋管6内，实现冷却液的循环流动，进而确保结构整体的散热性可以稳定实现。

如图1、图3、图6和图11所示，位于支撑板13上方的支撑管8上通过焊接的方式固定连接有第三支撑块29，第三支撑块29上通过焊接的方式固定连接有第二支撑架30，第二支撑架30上转动连接有第二往复丝杆31，第二往复丝杆31上传动连接有第二推动滑块32，第二支撑架30上开设有第二导向滑槽33，第二推动滑块32上固定连接有在第二导向滑槽33内滑动的第二导向滑块34，通过第二导向滑块34在第二导向滑槽33内的滑动可以实现对第二推动滑块32转动过程的稳定限位，进而在第二往复丝杆31转动的过程中可以带动第二推动滑块32沿竖向方向往复滑动，第二往复丝杆31的底部穿至支撑板13的下方且通过焊接的方式固定连接有第一齿轮35，底杆1上通过焊接的方式固定连接有与第一齿轮35相互啮合的第二齿轮36，远离驱动扇叶5一侧的机壳4上通过焊接的方式固定连接有尾翼37，借助设置的尾翼37使得结构整体在风向改变的过程中可以实现驱动扇叶5的偏转，同时在该过程中支撑板13会相对于底杆1进行转动，该过程中由于第二齿轮36为固定的结构，因而通过第一齿轮35与第二齿轮36间的相互啮合会带动第一齿轮35进行转动，通过第一齿轮35的转动来带动第二往复丝杆31，通过第二往复丝杆31的转动来带动第二推动滑块32进行稳定的滑移，进而实现对结构整体偏转过程中产生的动能的回收和再利用。

如图1-图9所示，第二支撑架30上通过焊接的方式固定连接有竖向设置的第二活塞管38，第二活塞管38设置为铜材，第二活塞管38内滑动连接有与第二推动滑块32固定连接的第二活塞推杆39，第二活塞推杆39与第一活塞推杆26的结构以及材质均一致，该设置确保第二推动滑块32在移动的过程中会带动第二活塞推杆39进行往复移动，通过第二活塞推杆39以及第二活塞管38的共同作用可以实现对冷却液的稳定抽吸和送出，第二活塞管38的顶部连通有第二出液单向阀40，靠近顶部的第二活塞管38上连通有第二进液单向阀41，第二出液单向阀40的出液端连通有第一散热管42，第一散热管42的另一端与第一出液单向阀27顶部的螺旋管6相互连通，第二进液单向阀41的进液端连通有第二散热管43，第二散热管43的另一端与散热盘管7相互连通，第一散热管42和第二散热管43的材质均设置为铜材，进而在冷却液流经第一散热管42和第二散热管43的过程中可以与外界进行稳定的热交换，当第二活塞推杆39向下移动的过程中，第二进液单向阀41打开，第二出液单向阀40闭合，此时冷却液被抽入到第二活塞管38内，反之，第二进液单向阀41闭合，第二出液单向阀40打开，使得第二活塞管38内的冷却液被推出，实现冷却液更好的循环，使得冷却液中的热量可以更好地散失，进一步加强结构整体的散热和冷却性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种循环散热型风力发电机，包括底杆(1)以及设置在底杆(1)顶部的机体，所述机体包括自内向外依次设置的转子(2)、定子线圈(3)和机壳(4)，所述转子(2)的输出轴上固定连接有驱动扇叶(5)，其特征在于：所述机壳(4)上设有位于其内外两侧的循环散热结构，所述循环散热结构与转子(2)的输出轴传动连接，位于机壳(4)内侧的所述循环散热结构与定子线圈(3)外侧相抵且缠绕在定子线圈(3)的周壁上。

2.根据权利要求1所述的循环散热型风力发电机，其特征在于：所述循环散热结构包括内部中空且缠绕在定子线圈(3)外侧的螺旋管(6)，所述螺旋管(6)的两端均穿出机壳(4)，位于一侧的所述螺旋管(6)上连通有散热盘管(7)，所述螺旋管(6)和散热盘管(7)内均填充有冷却液。

3.根据权利要求2所述的循环散热型风力发电机，其特征在于：所述机壳(4)的底部固定连接有支撑管(8)，所述支撑管(8)内套设有顶端自支撑管(8)内穿出的连接杆(9)，所述连接杆(9)与支撑管(8)的连接段设有轴承(10)，所述连接杆(9)的顶部固定连接有导电滑环柱(11)，所述机壳(4)内固定连接有用于接通导电滑环柱(11)和定子线圈(3)的导电座(12)，所述连接杆(9)的底部与底杆(1)的顶部固定连接。

4.根据权利要求3所述的循环散热型风力发电机，其特征在于：所述支撑管(8)的底部固定连接有支撑板(13)，所述支撑板(13)的顶面上固定连接有第一支撑块(14)，所述第一支撑块(14)上转动连接有水平设置的第一转动轴(15)，所述第一转动轴(15)与转子(2)的输出轴上均固定连接有链轮(16)，两个所述链轮(16)之间传动连接有链条(17)，位于第一支撑块(14)上方的所述支撑管(8)的管壁上固定连接有第二支撑块(18)，所述第二支撑块(18)上转动连接有第一往复丝杆(19)，所述第一往复丝杆(19)与第一转动轴(15)相互靠近的一侧均固定连接有相互啮合的锥齿轮(20)，所述第二支撑块(18)上固定连接有与第一往复丝杆(19)转动连接的第一支撑架(21)，所述第一往复丝杆(19)上传动连接有第一推动滑块(22)，所述第一支撑架(21)上开设有第一导向滑槽(23)，所述第一推动滑块(22)上固定连接有在第一导向滑槽(23)内滑动的第一导向滑块(24)。

5.根据权利要求4所述的循环散热型风力发电机，其特征在于：所述第一支撑架(21)上固定连接有竖向设置的第一活塞管(25)，所述第一活塞管(25)内滑动连接有与第一推动滑块(22)固定连接的第一活塞推杆(26)，所述第一活塞管(25)的顶部连通第一出液单向阀(27)，靠近顶端的所述第一活塞管(25)上连通有第一进液单向阀(28)，所述第一出液单向阀(27)的出液端与螺旋管(6)相互连通，所述第一进液单向阀(28)的进液端与散热盘管(7)相互连通。

6.根据权利要求5所述的循环散热型风力发电机，其特征在于：位于支撑板(13)上方的所述支撑管(8)上固定连接有第三支撑块(29)，所述第三支撑块(29)上固定连接有第二支撑架(30)，所述第二支撑架(30)上转动连接有第二往复丝杆(31)，所述第二往复丝杆(31)上传动连接有第二推动滑块(32)，所述第二支撑架(30)上开设有第二导向滑槽(33)，所述第二推动滑块(32)上固定连接有在第二导向滑槽(33)内滑动的第二导向滑块(34)，所述第二往复丝杆(31)的底部穿至支撑板(13)的下方且固定连接有第一齿轮(35)，所述底杆(1)上固定连接有与第一齿轮(35)相互啮合的第二齿轮(36)，远离驱动扇叶(5)一侧的所述机壳(4)上固定连接有尾翼(37)。

7.根据权利要求6所述的循环散热型风力发电机，其特征在于：所述第二支撑架(30)上固定连接有竖向设置的第二活塞管(38)，所述第二活塞管(38)内滑动连接有与第二推动滑块(32)固定连接的第二活塞推杆(39)，所述第二活塞管(38)的顶部连通有第二出液单向阀(40)，靠近顶部的所述第二活塞管(38)上连通有第二进液单向阀(41)，所述第二出液单向阀(40)的出液端连通有第一散热管(42)，所述第一散热管(42)的另一端与第一出液单向阀(27)顶部的螺旋管(6)相互连通，所述第二进液单向阀(41)的进液端连通有第二散热管(43)，所述第二散热管(43)的另一端与散热盘管(7)相互连通。