CN101338734B - 储能式风力发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种储能式风力发电装置,包括发电机、涡轮减速机、支架和风叶,涡轮减速机上设有涡轮输出轴,发电机上设有发电机轴,涡轮输出轴和发电机轴通过联轴器连接,手动离合器和钢丝绳轮固定在支架上,在钢丝绳轮上缠绕有纲丝绳,纲丝绳又通过定滑轮以及动滑轮固定在龙门架上,动滑轮下面连接有重物;风叶通过风叶支架固定在双向动力输入轴上,在双向动力输入轴设有顺时针主动齿轮和逆时针主动齿轮,定向动力输出齿轮固定在单向动力输出轴上,单向动力输出轴与涡轮减速机连接。本装置设计合理、结构简单、投入成本不高、适用范围广,动力输入可以是任意方向,动力输出是固定方向,储能使用方便可靠、节能环保无污染。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机。
背景技术
目前,广泛应用的风力发电机为水平轴风力发电机,制作成本高,尤其对大型风力发电机,需特别安装设备,费用大。而且当风力不足时,一些连接风车的用电设备就不能正常运转。现有的技术大多数都是在风叶上进行改造,不能从根本解决问题,而且不能将风能储存起来,在风能和电能之间不能进行有效的转换。
发明内容
本发明的目的是提供一种储能式风力发电装置,将风能储存起来,在风能和电能之间进行有效的转换,环保节能,效率高。
实现本发明目的的技术方案是一种储能式风力发电装置,包括发电机、涡轮减速机、支架和风叶,其特征是涡轮减速机上设有涡轮输出轴,发电机上设有发电机轴,涡轮输出轴和发电机轴通过联轴器连接,手动离合器和钢丝绳轮固定在支架上,在钢丝绳轮上缠绕有纲丝绳,纲丝绳又通过定滑轮以及动滑轮固定在龙门架上,动滑轮下面连接有重物;风叶通过风叶支架固定在双向动力输入轴上,在双向动力输入轴设有顺时针主动齿轮和逆时针主动齿轮,顺时针主动齿轮与定向动力输出齿轮啮合,逆时针主动齿轮与过渡齿轮啮合,过渡齿轮又与定向动力输出齿轮啮合,定向动力输出齿轮固定在单向动力输出轴上,单向动力输出轴与涡轮减速机连接。
在钢丝绳轮上设有纲丝绳轮手动刹车装置,在发电机轴上设有离心自调式衡速器和平衡甩轮。
在龙门架上设有滑道。
在顺时针主动齿轮和逆时针主动齿轮上分别设有止逆销,止逆销通过弹簧固定在双向动力输入轴上。
本发明的优越性:
本装置设计合理、结构简单、适用范围广,不仅包括常年风力持续的地方,还包括风力间断时有时无的地方、重物取材广泛,可以是沙石、泥土、水等、龙门架结构简单,可以是悬崖峭壁等有落差的地方,动力输入可以是任意方向,动力输出是固定方向,储能使用方便可靠、节能环保无污染。
本装置投入成本不高,适应范围广,是一种解决能源问题的有效措施,值得广泛推广。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的局部剖视图。
具体实施方式
如图1所示,风叶20通过风叶支架30固定在双向动力输入轴25上,在顺时针主动齿轮21和逆时针主动齿轮22上分别设有止逆销27,止逆销27通过弹簧29固定在双向动力输入轴25上。在龙门架15上设有滑道19。在钢丝绳轮4上设有纲丝绳轮手动刹车装置5,在发电机轴6上设有离心自调式衡速器9和平衡甩轮10。涡轮减速机1上设有涡轮输出轴28,发电机11上设有发电机轴6,涡轮输出轴28和发电机轴6通过联轴器8连接,手动离合器2和7钢丝绳轮4固定在支架3上,在钢丝绳轮4上缠绕有纲丝绳12,纲丝绳12又通过定滑轮14和13以及动滑轮16固定在龙门架15上,动滑轮16下面连接有重物18,。龙门架15上设有钢丝绳固定点17。
如图2所示,在双向动力输入轴25设有顺时针主动齿轮21和逆时针主动齿轮22,顺时针主动齿轮21与定向动力输出齿轮23啮合,逆时针主动齿轮22与过渡齿轮24啮合,过渡齿轮24又与定向动力输出齿轮23啮合,定向动力输出齿轮23固定在单向动力输出轴26上,单向动力输出轴26与涡轮减速机1连接。
当自然风力从360度任意方向吹入竖立的风叶20时,风叶20受压带动双向动力输入轴25转动,双向动力输入轴25的转动方式分以下两种情况:
如图2所示,当双向动力输入轴25按顺时针方向转动时,顺时针主动齿轮21在止逆销27的作用下顺时针方向转动,带动定向动力输出齿轮23逆时针方向转动,单向动力输出轴26沿逆时针方向输出;同时,定向动力输出齿轮23带动过渡齿轮24顺时针方向转动,过渡齿轮24带动逆时针主动齿轮22按逆时针方向转动,由于双向动力输入轴25沿顺时针方向转动,在止逆销27的作用下,逆时针主动齿轮22空转。逆时针主动齿轮22的空转保证了双向动力输入轴25按顺时针方向正常转动。
当双向动力输入轴25按逆时针方向转动时,逆时针主动齿轮22在止逆销27的作用下逆时针方向转动,过渡齿轮24沿顺时针方向转动,带动定向动力输出齿轮23逆时针方向转动,单向动力输出轴26还是沿逆时针方向输出;同时,定向动力输出齿轮23逆时针转动,带动顺时针主动齿轮21顺时针转动,由于双向动力输入轴25沿逆时针方向转动,在止逆销27的作用下,顺时针主动齿轮21空转。顺时针主动齿轮21的空转保证了双向动力输入轴25按顺时针方向正常转动。
总之,不论双向动力输入轴25按顺时针还是逆时针方向转动,本装置都能保证单向动力输出轴26按逆时针方向输出,从而获得单方向转动力输出,再驱动涡杆带动涡轮减速机1,该涡轮减速机1有自行制动原理,也就是说,涡杆只能带动涡轮转动,而涡轮不能带动涡杆转动。涡轮减速机1降低了转数而增大了扭矩,涡轮输出轴28通过手动离合器2带动纲丝绳轮4转动,此时手动离合器2处在闭合状态而纲丝绳轮手动刹车装置5处在开启位置,手动离合器7处在分离位置,联轴器8、离心自调式衡速器9、惯性甩轮10、发电机11处在停止状态,当钢丝绳轮4受力转动带动纲丝绳12在绳轮上缠绕,钢丝绳通过定滑轮13、定滑轮14和动滑轮16,将设置在龙门架15内的重物18沿滑道19逐步提升,重物18升空的过程是克服地球引力的过程。当重物18升至设定的高度时,储能过程结速。此时关紧手动刹车装置5,分离手动离合器2,机械停止运行。
要获得能量时,先闭合手动离合器7,松开手动刹车装置5,使重物18在地球引力的作用下沿滑道19向下运动,在此过程中纲丝绳12通过动滑轮16、定滑轮14和13带动纲丝绳轮4,使缠绕在纲丝绳轮4上的纲丝绳放开,由于手动离合器7处在闭合状态,所以纲丝绳轮4带动联轴器8将转动力传给发电机11,获得电能。在发电过程中,为了保证转数稳定,在发电机轴6上设置了离心自调式衡速器9,防止重物18下降过程转数过快,并设置了平衡甩轮10用以保证匀速运转,保证发电质量。
Claims (4)
1.一种储能式风力发电装置,包括发电机(11)、涡轮减速机(1)、支架(3)和风叶(20),其特征是涡轮减速机(1)上设有涡轮输出轴(28),发电机(11)上设有发电机轴(6),涡轮输出轴(28)和发电机轴(6)通过联轴器(8)连接,手动离合器(2)和(7)钢丝绳轮(4)固定在支架(3)上,在钢丝绳轮(4)上缠绕有纲丝绳(12),纲丝绳(12)又通过定滑轮(14)和(13)以及动滑轮(16)固定在龙门架(15)上,动滑轮(16)下面连接有重物(18);风叶(20)通过风叶支架(30)固定在双向动力输入轴(25)上,在双向动力输入轴(25)设有顺时针主动齿轮(21)和逆时针主动齿轮(22),顺时针主动齿轮(21)与定向动力输出齿轮(23)啮合,逆时针主动齿轮(22)与过渡齿轮(24)啮合,过渡齿轮(24)又与定向动力输出齿轮(23)啮合,定向动力输出齿轮(23)固定在单向动力输出轴(26)上,单向动力输出轴(26)与涡轮减速机(1)连接。
2.如权利要求1所述的储能式风力发电装置,其特征是在钢丝绳轮(4)上设有纲丝绳轮手动刹车装置(5),在发电机轴(6)上设有离心自调式衡速器(9)和平衡甩轮(10)。
3.如权利要求1所述的储能式风力发电装置,其特征是在龙门架(15)上设有滑道(19)。
4.如权利要求1所述的储能式风力发电装置,其特征是在顺时针主动齿轮(21)和逆时针主动齿轮(22)上分别设有止逆销(27),止逆销(27)通过弹簧(29)固定在双向动力输入轴(25)上。
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