CN102725518A - 风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风力发电装置，特别是，本发明中的风力发电装置包括：外壳，其能够随着风向转动地设置于从地面隔离预定高度竖立设置的支柱的上部；第三发电单元，其设置于上述外壳的内壁面的一侧；以及第四发电单元，其设置于上述外壳的内壁面的另一侧。根据本发明的风力发电装置，在设置在支柱的上部的外壳的内部设置包括定子和转子的一对发电单元，通过相对于风向向相反方向旋转的翼片的旋转力来启动一对发电单元，以提高发电效率，在设置线圈作为定子的情况下，无需设置用于提取电力的另外的集电环，因此能够减少负荷进而提高发电效率，并且，还具有用于向发电单元相互之间提供旋转力的动力传递单元，来提高用于旋转转子的主轴的旋转速度，具有提高发电效率的效果。

Description

风力发电装置
技术领域
本发明涉及风力发电装置，更详细地，涉及一种在设置在支柱的上部的外壳的内部设置包括定子和转子的一对发电单元，通过相对于风向向相反方向旋转的翼片的旋转力来启动一对发电单元，以能够提高发电效率的风力发电装置。
背景技术
当前，随着作为化石燃料的石油的价格高涨，面临对环境的污染，对于用风力生成电力并且不会产生任何环境污染物质的风力发电机的关注度逐渐增加。
通常，风力发电机构成为，用风力使翼片旋转来使轴旋转，在该轴设置永久磁铁作为转子，在发电机的内部设置线圈作为与转子对应的定子。
由于这种结构的风力发电机通过风力使永久磁铁旋转并在线圈中感应电流，因此在提高发电效率上存在限制。
发明内容
技术问题
因此，为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种在一个外壳的内部内设一对发电单元，通过在外壳的前、后端分别设置的翼片的旋转力使上述一对发电单元同时启动，以提高发电效率的风力发电机。
本发明的另一目的在于，使一对发电单元相互补偿旋转力，以提高发电效率。
解决问题的手段
为了达到上述目的，本发明的特征在于，包括：外壳，其能够随着风向转动地设置于从地面隔离预定高度竖立设置的支柱的上部；第一发电单元，其构成为在上述外壳的内部的一侧沿水平方向轴承结合第一主轴，在第一主轴的末端结合借助风力旋转以使第一主轴旋转的第一主翼，在上述第一主轴设置线圈或永久磁铁以构成第一转子，在外壳的内壁面设置永久磁铁或线圈作为与第一转子对应的第一定子；第二发电单元，其构成为在上述外壳的内部的另一侧沿水平方向轴承结合第二主轴，在第二主轴的末端结合借助风力旋转以使第二主轴旋转的第二主翼，在上述第二主轴设置线圈或永久磁铁以构成第二转子，在外壳的内壁面设置永久磁铁或线圈作为与第二转子对应的第二定子。
发明的效果
根据本发明，在设置在支柱的上部的外壳的内部设置包括定子和转子的一对发电单元，通过相对于风向向相反方向旋转的翼片的旋转力来启动一对发电单元，以提高发电效率，在设置线圈作为定子的情况下，无需设置用于提取电力的另外的集电环，因此能够减少负荷进而提高发电效率，并且，还具有用于向发电单元相互之间提供旋转力的动力传递单元，来提高使转子旋转的主轴的旋转速度，具有提高发电效率的效果。
附图说明
图1是表示本发明的风力发电装置的第一实施例的图。
图2和图3是表示本发明的第一实施例的变形的实施状态的图。
图4是表示本发明的第二实施例的图。
附图标记的说明
1：外壳
2：支柱
3：第一发电单元
4：第二发电单元
31：第一主轴
32：第一主翼
33：第一定子
34：第一转子
35：第一线圈
36：第一永久磁铁
41：第二主轴
42：第二主翼
43：第二定子
44：第二转子
45：第二线圈
46：第二永久磁铁
100：第三发电单元
200：第四发电单元
具体实施方式
以下，参照图1至图4对本发明的优选实施例进行说明。
在对本发明的说明中，所使用的术语是考虑到本发明中的功能而进行定义的，不能被理解为限定本发明的技术构成要素的含义。
图1至图3示出了本发明的第一实施例，其特征在于，包括：外壳1，其能够随着风向转动地设置于从地面隔离预定高度竖立设置的支柱2的上部；第一发电单元3，其构成为在上述外壳1的内部的一侧沿水平方向轴承结合第一主轴31，在第一主轴31的末端结合借助风力旋转以使第一主轴31旋转的第一主翼32，在上述第一主轴31设置线圈或永久磁铁以构成第一转子34，在外壳1的内壁面设置永久磁铁或线圈作为与第一转子34对应的第一定子33；第二发电单元4，其构成为在上述外壳1的内部的另一侧沿水平方向轴承结合第二主轴41，在第二主轴31的末端结合借助风力旋转以使第二主轴41旋转的第二主翼42，在上述第二主轴41设置线圈或永久磁铁以构成第二转子44，在外壳1的内壁面设置永久磁铁或线圈作为与第二转子44对应的第二定子43。
在如上构成的第一实施例中，在一个外壳1的内部分别内设第一发电单元3和第二发电单元4，以实现更加有效的发电。
这是指，将第一发电单元3内设在外壳1的左侧一端，将第二发电单元4内设在外壳1的右侧一端，如图1所示，作为第一发电单元3的第一转子34，将第一永久磁铁36设置于第一主轴31，作为与第一转子34对应的第一定子33，在外壳1的内壁面上设置与第一永久磁铁36相向的第一线圈35，同样地，作为第二发电单元4的第二定子43，将第二线圈45设置于外壳1的右侧内壁，在第二主轴41的外侧设置第二永久磁铁46以构成第二转子44。
第一主轴31插入于外壳1的左侧，第一主轴31的一端被支承在结合于外壳1的一端的轴承38，第一主轴31的另一端通过轴承39与结合于设置在外壳1的中间部的第一支承件37，在第一主轴31的外侧结合借助风力旋转的第一主翼32。
第二主轴41插入于外壳1的右侧，第二主轴41的一端被支承在结合于外壳1的另一端的轴承48，第二主轴41的另一端通过轴承49结合于设置在外壳1的中间部的第二支承件47，在该第二主轴41的外侧设置借助风力相对于第一主翼32向相反方向旋转的第二主翼42。
在设置有如图1所示的风力发电机的状态下，当风力从图上的左侧吹送时，第一主翼32借助该风力向一方向旋转，第二主翼42向相反方向旋转，由此，第一主轴31和第二主轴41分别旋转的同时使第一转子及第二转子34、44旋转，从而使作为第一定子及第二定子33、43的第一线圈及第二线圈35、45中感应电流而进行发电。
在如图1所示的风力发电机的情况下，由于在一个外壳1的内部内设两个发电单元，因此与以往相比能够提高发电效率，并且，由于作为定子的线圈不进行旋转而固定，由此无需在轴上设置用于提取电力的集电环，由此能够减少负荷并提高发电效率。
图2是第一实施例的变形的实施例，是适用永久磁铁36、46作为定子33、43并适用线圈35、45作为转子34、44的实施例，图3是第一实施例的另一变形的实施例，由线圈35构成第一发电单元3的定子33，由永久磁铁36构成转子34，由永久磁铁46构成第二发电单元4的定子43，由线圈45构成转子44。
此外，虽未详细图示出，如图3的虚线部分所示，可以在第一主轴及第二主轴31、41之间设置用于提高旋转速度的增速单元。
图4表示本发明的第二实施例，其特征在于，包括：外壳1，其能够随着风向转动地设置于从地面隔离预定高度竖立设置的支柱2的上部；第三发电单元3，其构成为在上述外壳1的内部的一侧沿水平方向轴承108、109结合中空形的第三主轴101，在第三主轴101的末端结合借助风力旋转以使第三主轴101旋转的第三主翼102，在上述第三主轴101设置线圈或永久磁铁以构成第三转子104，在外壳1的内壁面设置永久磁铁或线圈作为与第三转子104对应的第三定子103，在第三主轴101的内部轴承112结合第三内轴110，在该第三内轴110的末端设置相对于风向向与第三主翼102的旋转方向相反的方向旋转的同时使第三内轴110相对于第三主轴101向相反方向旋转的第三辅翼111，将上述第三内轴110的旋转力传递给第四发电单元4的第四主轴201，以增大第四发电单元4的发电效率；第四发电单元4，其构成为在上述外壳1的内部的另一侧沿水平方向轴承208、209结合中空形的第四主轴201，在第四主轴201的末端结合借助风力相对于第三主翼102向相反方向旋转以使第四主轴201旋转的第四主翼202，在上述第四主轴201设置线圈或永久磁铁以构成第四转子204，在外壳1的内壁面设置永久磁铁或线圈作为与第四转子204对应的第四定子203，在第四主轴201的内部轴承212结合第四内轴210，在该第四内轴210的末端设置相对于风向向与第三主翼102的旋转方向相反的方向旋转的同时使第四内轴210相对于第四主轴201向相反方向旋转的第四辅翼211，将上述第四内轴210的旋转力传递给第三发电单元3的第三主轴101，以增大第三发电单元3的发电效率。
在上述构成中，轴承109、209以分别设置于在外壳1的内壁面分别设置的第三支承件107和第四支承件207的状态起到以使第三主轴101及第四主轴201能够旋转的方式支承第三主轴101及第四主轴201的内侧端的作用。
另一方面，作为将上述第三内轴110的旋转力传递给第四主轴201的结构构成为，在第四主轴201的内侧末端形成第四齿轮部218，在第三内轴110的内侧末端结合第三驱动齿轮113，在外壳1的内侧沿水平方向设置能够旋转地被第三支承件117支承的第三传动轴114，在该第三传动轴114的两端分别设置与第三驱动齿轮113啮合旋转的第一传动齿轮115以及与第四齿轮部218啮合旋转的第二传动齿轮116，作为将第四内轴210的旋转力传递给第三主轴101的结构构成为，在第三主轴101的内侧末端形成第三齿轮部118，在第四内轴210的内侧末端结合第四驱动齿轮213，在外壳1的内侧沿水平方向设置能够旋转地被第四支承件217支承的第四传动轴214，在该第四传动轴214的两端分别设置与第四驱动齿轮213啮合旋转的第三传动齿轮215以及与第三齿轮部118啮合旋转的第四传动齿轮216。
以下，对如上所述构成的本发明的第二实施例的动作进行说明。
假设风从图上的左侧吹送，第三主翼102相对于该风向向顺时针方向旋转，第四主翼202向逆时针方向旋转，则随着第三主翼102借助从左侧吹送的风向顺时针方向旋转，第四主翼202向逆时针方向旋转，设置有该翼片102、202的第三主轴101和第四主轴201向相反方向旋转的同时分别使第三发电单元100的第三转子104和第四发电单元200的第四转子204进行旋转，在第三定子及第四定子103、203中生成电力。
此时，第三辅翼111向作为与第三主翼102的旋转方向相反的方向的逆时针方向旋转的同时使第三内轴110向逆时针方向旋转，该第三内轴110的旋转力以第三驱动齿轮113、第一传动齿轮115、第三传动轴114、第二传动齿轮116、第四齿轮部218的顺序传递给第四主轴201，有助于增大第四主轴201的旋转速度，由此，能够提高第四发电单元200的发电效率。
并且，第四辅翼211向作为与第四主翼202的旋转方向相反的方向的顺时针方向旋转的同时使第四内轴210向顺时针方向进行旋转，该第四内轴210的旋转力以第四驱动齿轮213、第三传动齿轮215、第四传动轴214、第四传动齿轮216、第三齿轮部118的顺序传递给第三主轴101，有助于增大第三主轴101的旋转速度，由此，能够提高第三发电单元100的发电效率。

Claims (3)

1.一种风力发电装置，其特征在于，包括：
外壳(1)，其能够随着风向转动地设置于从地面隔离预定高度竖立设置的支柱(2)的上部；
第三发电单元(3)，其构成为在所述外壳(1)的内部的一侧沿水平方向轴承结合中空形的第三主轴(101)，在第三主轴(101)的末端结合借助风力旋转以使第三主轴(101)旋转的第三主翼(102)，在所述第三主轴(101)设置线圈或永久磁铁以构成第三转子(104)，在外壳(1)的内壁面设置永久磁铁或线圈作为与第三转子(104)对应的第三定子(103)，在第三主轴(101)的内部轴承(112)结合第三内轴(110)，在该第三内轴(110)的末端设置相对于风向向与第三主翼(102)的旋转方向相反的方向旋转的同时使第三内轴(110)相对于第三主轴(101)向相反方向旋转的第三辅翼(111)，将所述第三内轴(110)的旋转力传递给第四发电单元(4)的第四主轴(201)，以增大第四发电单元(4)的发电效率；
第四发电单元(4)，其构成为在所述外壳(1)的内部的另一侧沿水平方向轴承结合中空形的第四主轴(201)，在第四主轴(201)的末端结合借助风力相对于第三主翼(102)向相反方向旋转以使第四主轴(201)旋转的第四主翼(202)，在所述第四主轴(201)设置线圈或永久磁铁以构成第四转子(204)，在外壳(1)的内壁面设置永久磁铁或线圈作为与第四转子(204)对应的第四定子(203)，在第四主轴(201)的内部轴承(212)结合第四内轴(210)，在该第四内轴(210)的末端设置相对于风向向与第三主翼(102)的旋转方向相反的方向旋转的同时使第四内轴(210)相对于第四主轴(201)向相反方向旋转的第四辅翼(211)，将所述第四内轴(210)的旋转力传递给第三发电单元(3)的第三主轴(101)，以增大第三发电单元(3)的发电效率。
2.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，作为将第三内轴(110)的旋转力传递给第四主轴(201)的结构构成为，在第四主轴(201)的内侧末端形成第四齿轮部(218)，在第三内轴(110)的内侧末端结合第三驱动齿轮(113)，在外壳(1)的内侧沿水平方向设置能够旋转地被第三支承件(117)支承的第三传动轴(114)，在该第三传动轴(114)的两端分别设置与第三驱动齿轮(113)啮合旋转的第一传动齿轮(115)以及与第四齿轮部(218)啮合旋转的第二传动齿轮(116)。
3.根据权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于，作为将第四内轴(210)的旋转力传递给第三主轴(101)的结构构成为，在第三主轴(101)的内侧末端形成第三齿轮部(118)，在第四内轴(210)的内侧末端结合第四驱动齿轮(213)，在外壳(1)的内侧沿水平方向设置能够旋转地被第四支承件(217)支承的第四传动轴(214)，在该第四传动轴(214)的两端分别设置与第四驱动齿轮(213)啮合旋转的第三传动齿轮(215)以及与第三齿轮部(118)啮合旋转的第四传动齿轮(216)。
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