中心點避雷的風力發(fā)電路燈的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種中心點避雷的風力發(fā)電路燈，屬于風電清潔能源技術領域。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中的風力發(fā)電路燈，由于沒有中心點避雷裝置，風力發(fā)電機的定子繞組容易被雷電沖擊，存在運行不夠安全的缺陷，特別在南方雷雨季節(jié)，露天風雨中潮濕的發(fā)電機絕緣電阻降低，一但雷電所至，輕則定子繞組絕緣擊穿短路或軸承電弧卡死，重則引暴自燃，為此目前多采用設立獨立避雷針來解決，不足之處是獨立避雷針不僅設置麻煩成本提高，而且獨立避雷針與發(fā)電機之間有一定的間隔距離，難以解決萬無一失的防雷保護效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，采用以下技術方案:
[0004]一種中心點避雷的風力發(fā)電路燈，包括:燈座10上設置燈柱6，燈柱6外側分別設燈具8、控制箱9，燈柱6的頂端設置發(fā)電機5，發(fā)電機的外轉子依次與第三風輪4、第二風輪
3、第一風輪2連接，導線7連接發(fā)電機5的定子繞組5041后引至控制箱9，經(jīng)電源調(diào)制后由控制箱9的輸出接口連接燈具8或網(wǎng)絡攝像頭，特征是:風輪2頂端設有中心點避雷裝置1，由:金屬管104或不銹圓鋼制成避雷針101，上端設絕緣軸承103以后穿出金屬防雨罩102頂端并焊接固定，避雷針101下端通過第一風輪2、第二風輪3、第三風輪4中的立管205與發(fā)電機5的主軸505固定，其中，絕緣軸承103外圓絕緣體與立管205內(nèi)壁輕微接觸利于中心點定位；中心點避雷裝置I的高度須大于風輪2的半徑，使被保護體處在以頂點為中心的弧形圈度數(shù)下的保護范圍內(nèi)，利用發(fā)電機主軸505與燈柱6金屬管直接固定以后的良好導電性能，直接連接燈座10下按照國家標準規(guī)范的接地線或接地網(wǎng)；設置成功后的中心點避雷裝置為不動體，屹立在風力發(fā)電機中心的制高點上，守護著旋轉中的風輪，有效保護了風輪中發(fā)電機的定子繞組和滾珠軸承不受雷電沖擊，確保風力發(fā)電機安全運行。
[0005]所述發(fā)電機5可以是任何外轉子發(fā)電機，作為優(yōu)選，最好使用垂直軸外轉子行星齒輪增速永磁無鐵芯線圈發(fā)電機，由:發(fā)電機主軸505分別通過軸承連接第一端蓋501、第二端蓋502和第三端蓋503，設在第二端蓋502和第三端蓋503中間的定子繞組5041與第一永磁塊5022、第二永磁塊5032之間留有氣隙，第二端蓋502外圓設防塵套5023、內(nèi)圓設太陽齒輪，太陽齒輪與固定在主軸505上的行星架5011下端設置的2h個行星齒輪5012齒合，行星齒輪5012另一側與設在第一端蓋501下端的齒圈齒合構成，導線7連接發(fā)電機5的定子繞組5041后通過主軸505中的管路引至控制箱9，由控制箱9上的輸出接口連接燈具8或網(wǎng)絡攝像頭，上述垂直軸外轉子行星齒輪增速永磁無鐵芯線圈發(fā)電機的優(yōu)點是:第二端蓋502與防塵套5023連接以后構成儲液器，使行星齒輪系統(tǒng)直接浸置在潤滑油5013中運行，降低齒輪摩擦噪聲，提高冷卻系數(shù)和使用壽命，同時將外轉子發(fā)電機與行星齒輪增速器融于一體，不僅減少發(fā)電機的重量和體積，提高發(fā)電機轉速，增強發(fā)電效果，而且在發(fā)電機5的主軸505上端可供設置中心點避雷裝置1，其中，h為自然數(shù)。
[0006]所述第一風輪2由2N個能順風向自動開合的半月形立式風斗或半月形立式風斗按X層次組合而成，其中N或X為自然數(shù)，當X設為兩層配置時:第一層的第I風斗201和對稱的第2風斗202，第二層的第3風斗203和對稱第4風斗204，各自固定在立管205上，其中第一定位盤206通過立管205設置在第一層風斗的弧形靜片的上端，第二定位盤207通過立管設置在第一層風斗的弧形靜片的和第二層風斗的弧形靜片的中間，第三定位盤208通過立管與第二層風斗的弧形靜片的下端連接以后，設置在立管205的底端，將上下兩層4個風斗按各占90度的定位角度通過定位盤定位調(diào)整后與立管205固定，其中，底端的第三定位盤208中設若干螺孔供連接第二風輪3時使用。
[0007]所述定位盤為圓形金屬薄片，盤面上刻有360度分度線供設置風斗時定位，中心設圓孔或圓環(huán)凸子供與立管205焊接或螺絲、拉鉚釘固定。
[0008]所述的第二風輪3為渦輪式球形風輪，由金屬薄板材料壓制成渦旋角度的弧形葉片302，每個弧形葉片的葉面內(nèi)外邊緣設有供機內(nèi)或機外氣流推動旋轉的弧形凹凸肋槽，G個弧形葉片的下端按圓周均布圍成圓形固定在球圍303上，上端按角度均布固定在第一防雨蓋301的四周，組成足夠機械強度的順時針旋轉的渦輪式球形風輪，其中G為自然數(shù)，第一防雨蓋301中設若干螺孔供第三風輪4連接時使用。
[0009]所述的第三風輪4設置在第二風輪3的內(nèi)部，同樣為渦輪式球形風輪，由金屬薄板材料壓制成渦旋角度的弧形葉片402，每個弧形葉片的葉面內(nèi)外邊緣設有供機內(nèi)或機外氣流推動旋轉的弧形凹凸肋槽，G個弧形葉片的下端按圓周均布圍成圓形固定在球圍403上，上端按角度均布固定在第二防雨蓋401的四周，組成足夠機械強度的順時針旋轉的渦輪式球形風輪，其中G為自然數(shù)，第二防雨蓋401中設若干螺孔供發(fā)電機外轉子或傳動機構連接時使用。
[0010]所述設置在第二風輪3與內(nèi)部的第三風輪4兩風輪連接時，需要選擇好斜度的最佳點，將第三風輪4渦旋角度出風口向著第二風輪3渦旋角度的弧形葉片內(nèi)側，以延長出風軌道和渦旋角度，防止自然界惡劣天氣時風風雨雨對渦輪式球形風輪內(nèi)部的侵蝕，而且能助長風輪旋轉，解決了長期以來由于使用一個渦輪式球形風輪，導致出風口氣流角度與自然界風能氣流逆向抵觸，降低風輪旋轉速度的缺陷，同時將發(fā)電機5安裝在第二風輪3和第三風輪4兩風輪內(nèi)部頂端，不僅避免風雨侵蝕而且通風散熱傳動靈敏。
[0011]所述的第四風輪304，設置在第二風輪3下側加高后的球圍303上，將球圍的高度均分為F層，每層設置2個風斗或者K個弧形風葉，風斗按順時針旋轉方向180度對稱角度設置，層與層之間的風斗角度要結合第一風輪I的風斗層數(shù)統(tǒng)籌設計，上下相互岔開排列的計算公式為360度/X+F，其中X為第一風輪I的層數(shù)，E為第四風輪4的層數(shù)，相加的和為總層數(shù)，除得的商為每對風斗在風輪圓周中所占的角度度數(shù)，其中K為自然數(shù)。
[0012]所述燈座10為三足鼎立的金屬燈座或水泥預制燈座，燈座腳外壁包裝金屬薄板，制成內(nèi)部空心上下貫通的圓寶塔形狀，金屬薄板下端留有空間作為進風口，利用地面暖氣向上升騰和拔風原理，使燈座和燈柱管道內(nèi)空氣向上流動，推動風輪旋轉，在燈座10上連接符合防雷規(guī)范的接地線；需要指出的是，中心點避雷裝置I引至接地線之間未通過焊接固定的點位要設輔助跨越金屬線以確保良好接地或者將發(fā)電機主軸505的螺栓固定處設輔助跨越電線直接與接地網(wǎng)連接。
[0013]所述控制箱9中設有CPU程序軟件控制系統(tǒng)，包含:功率檢測電路、轉速檢測電路、電壓調(diào)制電路、輸出程序控制電路、光電管控制路燈停開電路，過流保護電路，或自動或手動緊急停止開關，以及蓄電池和快速充電電路的電器元件，以滿足發(fā)電機可以根據(jù)外界風力大小變化自動控制發(fā)電機按程序發(fā)電，確保運行安全；或者在控制箱9中設置網(wǎng)絡攝像頭接口，可以根據(jù)用戶需求在燈具旁邊設置網(wǎng)絡攝像頭，與計算機或智能手機聯(lián)網(wǎng)，可自動攝像、保存或隨時監(jiān)視來往車輛和行人情況以及中心點避雷裝置風力發(fā)電路燈的運行情況構成物聯(lián)網(wǎng)安全防護監(jiān)控體系的網(wǎng)絡路燈。
[0014]所述燈柱6由鋼管一體或分段制作兩種方法:一體制作時，鋼管頂端設頂蓋供安裝發(fā)電機5，頂蓋下側設出風口，燈柱鋼管下端與燈座10固定；分段制作時，由金屬材料加工制成上有出風口的空心燈柱頭，燈柱頭頂端中心開孔固定發(fā)電機5的主軸505，發(fā)電機主軸505上端與中心點避雷裝置I下端的金屬管104或圓鋼制成避雷針102固定，發(fā)電機5的第一端蓋501通過第三定位盤208中設若干螺孔與第一風輪、第二風輪、第三風輪固定，燈柱頭下端與燈柱鋼管上端套接固定；其中所說的出風口為橢圓形或鴨嘴形，出風口口徑大小要根據(jù)燈柱鋼管的進風直徑和拔風高度計算而定。
[0015]有益效果:
[0016]本設計的中心點避雷裝置風力發(fā)電路燈，包括燈柱6上端設有出風口，利用內(nèi)通風的拔風力，使得地面氣流通過機座10和燈柱6內(nèi)孔從出風口排出，推動風輪中的渦輪式球形風輪第三風輪4和第二風輪3，連動第一風輪2、第四風輪304旋轉，使自然界風源從上、中、下外部和機座10內(nèi)部全方位推動風輪旋轉發(fā)電，使發(fā)電能力倍增；設有中心點避雷裝置以后有效保護了風輪中發(fā)電機的定子繞組不受雷電沖擊，確保風力發(fā)電機的運行安全，可在控制箱9上端設置網(wǎng)絡攝像頭，與計算機或智能手機聯(lián)網(wǎng)構成物聯(lián)網(wǎng)路燈系統(tǒng)，自動攝像或隨時監(jiān)視來往車輛和行人情況，成為物聯(lián)網(wǎng)安全體系的路燈。
[0017]本設計適用于城市、農(nóng)村、公路、山區(qū)、邊疆等需要露天照明的地方，如果在全國以致全球都使用，對于緩解目前與日俱增的現(xiàn)代化城鎮(zhèn)化建設中的用電量和安全監(jiān)控來說，具有事半功倍的效果。
【附圖說明】
[0018]附圖1、一種中心點避雷裝置風力發(fā)電路燈的結構原理剖視示意圖。
[0019]附圖2、一種第一風輪配置中心點避雷裝置的結構示意圖。
[0020]附圖3、一種第一風輪配置中心點避雷裝置的結構俯視圖。
[0021]附圖4、一種第二風輪的結構示意圖。
[0022]附圖5、一種第三風輪的結構不意圖。
[0023]附圖6、一種垂直軸外轉子行星齒輪增速永磁無鐵芯線圈發(fā)電機的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]作為優(yōu)選，實施例一:附圖1，一種中心點避雷裝置風力發(fā)電路燈的結構原理剖視示意圖。
[0025]圖中:1.中心點避雷裝置，2.第一風輪，3.第二風輪，4.第三風輪，5.發(fā)電機，6.燈柱，7.導線，8.燈具，9.控制箱，10.燈座。
[0026]實施例二:附圖2，一種第一風輪配置中心點避雷裝置的結構示意圖。
[0027]作為優(yōu)選，圖中:中心點避雷裝置I由:101.避雷針，用不銹圓鋼制成，焊接在不銹鋼防雨罩102的頂端，避雷針下端與設有絕緣軸承103的不銹鋼金屬管104焊接固定，金屬管104通過第一風輪2中的不銹鋼立管205與發(fā)電機5的主軸505固定，其中絕緣軸承103外圓與立管205內(nèi)