CN103321829B - 配重摆动单风叶风能发电机 - Google Patents

配重摆动单风叶风能发电机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种风叶结构简单且制造方便、单风叶采风、使风能发电设备安装方便的一种配重摆动单风叶风能发电机，包括风叶、风叶动力配重、发电机、主轴、空芯传动轴、左立柱、右立柱、第一单向传动器、第二单向传动器、换向齿轮、内齿传动齿轮，其特征在于：主轴与发电机的轴同体连接，发电机固定安装在右立柱上，第一单向传动器内圈安装在主轴上，第一单向传动器的外圈与空芯传动轴一端内圈固定连接，空芯传动轴通过第一单向传动器和轴承活动连接在主轴外面，轴承内圈与主轴连接，风叶动力配重竖直向下，其上端与空芯传动轴外圈下端连接，风叶通过风叶柄竖直向上安装在空芯传动轴外圈的上端，风叶与风叶柄同体连接。

Description

配重摆动单风叶风能发电机
技术领域
本发明涉及风能发电设备，特别是涉及一种配重摆动单风叶风能发电机。
背景技术
风能作为大自然绿色再生动力源，越来越受到世界各国的高度重视, 世界各国利用风力发电已取得很大成就，但是要使风通过风叶带动发电机转动发电，风的速度至少要达到5米/秒以上,并且,目前的风能发电机风叶是多片式采风转动，风叶制造难度大，风电设备的体积庞大、制造成本与安装要求过高制约了风能的充分利用与普及，尤其是在微风时目前公知的风能发电机存在难以起动或输出功力不足的技术难题，高风速时风叶失速控制系统制造成本巨大也是目前风能发电的技术瓶颈，因此使风能发电得不到很好应用和推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种风叶结构简单且制造方便、单风叶采风、风叶的面积即是采风面积、能在微风的吹动下有功率输出，并且不需要风叶失速控制系统和风叶转换攻角控制装置，使风能发电设备安装方便的一种配重摆动单风叶风能发电机。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：配重摆动单风叶风能发电机，包括风叶、风叶动力配重、发电机、主轴、空芯传动轴、左立柱、右立柱、第一单向传动器、第二单向传动器、换向齿轮、内齿传动齿轮，其特征在于：主轴与发电机的轴同体连接，主轴两端装有轴承，两端轴承的外圈分别与右立柱、左立柱上端连接，发电机固定安装在右立柱上，第一单向传动器内圈安装在主轴上，第一单向传动器的外圈与空芯传动轴一端内圈固定连接，空芯传动轴的另一端装有轴承，轴承内圈与主轴连接，空芯传动轴通过第一单向传动器和轴承活动连接在主轴外面，风叶动力配重竖直向下，其上端与空芯传动轴外圈下端连接，风叶通过风叶柄竖直向上安装在空芯传动轴外圈的上端，风叶与风叶柄同体连接，主传动齿轮安装在空芯传动轴一端外圈上，换向齿轮与主传动齿轮啮合，换向齿轮的内圈与第二单向传动器外圈固定连接，第二单向传动器内圈与过桥轴一端固定连接，过桥轴的中间装有轴承，轴承的外圈与左立柱连接，传动齿轮固定安装在过桥轴的另一端，内齿传动齿轮与传动齿轮啮合，内齿传动齿轮固定安装在主轴一端上。
进一步地，主传动齿轮安装在空芯传动轴一端外圈上，换向齿轮与主传动齿轮啮合，换向齿轮固定连接在过桥轴的一端，过桥轴的中间装有轴承，轴承的外圈与左立柱连接，第二单向传动器内圈安装在过桥轴的另一端，第二单向传动器外圈与传动齿轮外圈连接，内齿传动齿轮与传动齿轮啮合，内齿传动齿轮安装在主轴一端上。
进一步地，风叶动力配重的重量大于风叶与风叶柄的总重量，这样才能在无风状态下，风叶动力配重以自身重量竖直向下，风叶竖直向上且位于风叶动力配重上方。
进一步地，所述第一单向传动器为单向轴承。
进一步地，所述第二单向传动器为单向轴承。
安装风叶柄的目的是以杠杆传递省力原理，使本发明能在风速小于每秒3米时能使风叶摆动。
本发明的工作原理是这样的，无风时，风叶动力配重的重量大于风叶和风叶柄的总重量，风叶竖直向上。
当风吹向与图3中所示箭头一致方向时，风叶摆动带动与风叶同体连接的空芯传动轴旋转，空芯传动轴的旋转使安装在空芯传动轴内一端的第一单向传动器的做反作用力使主轴转动，因主轴与发电机轴同体连接，带动了发电机转动发电。同时风叶动力配重与风叶向反方向向上提升，吸收了一部分风能。因本发明与现有技术风能发电机风叶结构不一样，风叶采风原理也不一样，本发明是以风叶正面采风形式，所以风叶的面积即是采风面积，而且根据本人长年观察，大自然风都是以阵风形式吹，所以风叶在失去风的作用时在风叶动力配重的重力作用下，风叶与风叶动力配重同时摆向另一方向，使与空芯传动轴外圈一端同体连接的主传动齿轮旋转，主传动齿轮的旋转带动与主传动齿轮啮合的换向齿轮旋转，再通过换向齿轮内安装的第二单向传动器的反作用力，通过过桥轴的传动使传动齿轮旋转，传动齿轮旋转带动与其啮合的内齿传动齿轮旋转，因内齿传动齿轮连接在主轴一端上，因此内齿传动齿轮旋转也带动主轴按同一方向旋转，使发电机转动发电。
当风吹向与图3中所示箭头反方向时，风叶摆动带动与风叶同体连接空芯传动轴旋转，同时风叶动力配重与风叶向反方向向上提升，使与空芯传动轴外圈一端同体连接的主传动齿轮旋转，主传动齿轮的旋转带动与主传动齿轮啮合的换向齿轮旋转，再通过换向齿轮内安装的第二单向传动器的反作用力，通过过桥轴的传动使传动齿轮旋转，传动齿轮旋转带动与其啮合的内齿传动齿轮旋转，因内齿传动齿轮连接在主轴一端上，因此内齿传动齿轮旋转也带动主轴按同一方向旋转，使发电机转动发电。风叶在失去风的作用时在风叶动力配重的重力作用下，风叶动力配重向下运动，同时风叶摆向另一方向，风叶摆动带动与风叶同体连接的空芯传动轴旋转，空芯传动轴的旋转使安装在空芯传动轴内一端的第一单向传动器产生反作用力使主轴转动，因主轴与发电机轴同体连接，带动了发电机转动发电。
这样风叶在风的作用下和风叶动力配重自身重量储能和释放作用，风叶与风叶动力配重不断摆动使主轴始终按同一方向转动达到本发明的目的。
当风速超过每秒17米以上时，风叶与风叶动力配重被风吹成水平，风的戗风面只有在风叶动力配重底部一面，风叶动力配重底部风阻力较小，所以每秒17米以上的风只是把风叶与风叶动力配重吹成水平，一旦风速减小，因风叶动力配重的重量大于风叶与风叶柄的总重量，这样使风叶动力配重以自身重量立即向下摆动、风叶向上摆动，风能发电机不会被强风吹停或造成设备损坏，达到本发明的目的。
附图说明
图1为本发明实施例一结构原理图。
图2为本发明实施例二结构原理图。
图3为本发明实施例风吹向风叶来回摆动原理图。
图4为本发明实施例风叶被强风所吹安全原理图。
具体实施方式
实施例一：参看图1，图3和图4，配重摆动单风叶风能发电机，包括风叶1、风叶动力配重14、发电机5、主轴8、空芯传动轴3、左立柱13、右立柱2、第一单向传动器4、第二单向传动器12、换向齿轮9、内齿传动齿轮6，其特征在于：主轴8与发电机5的轴同体连接，主轴8两端装有轴承，两端轴承的外圈分别与右立柱2、左立柱13上端连接，发电机5固定安装在右立柱2上，第一单向传动器4内圈安装在主轴8上，第一单向传动器4的外圈与空芯传动轴3一端内圈固定连接，空芯传动轴3的另一端装有轴承，轴承内圈与主轴8连接，空芯传动轴3通过第一单向传动器4和轴承活动连接在主轴8外面，风叶动力配重14竖直向下，其上端与空芯传动轴3下端连接，风叶1通过风叶柄15竖直向上安装在空芯传动轴3外圈的上端，风叶1与风叶柄15同体连接，主传动齿轮7安装在空芯传动轴3一端外圈上，换向齿轮9与主传动齿轮7啮合，换向齿轮9的内圈与第二单向传动器12外圈固定连接，第二单向传动器12内圈与过桥轴11一端固定连接，过桥轴11的中间装有轴承，轴承的外圈与左立柱13连接，传动齿轮10固定安装在过桥轴11的另一端，内齿传动齿轮6与传动齿轮10啮合，内齿传动齿轮6固定安装在主轴8一端上。
实施例二：参看图2，主传动齿轮7安装在空芯传动轴3一端外圈上，换向齿轮9与主传动齿轮7啮合，换向齿轮9固定连接在过桥轴11的一端，过桥轴11的中间装有轴承、轴承的外圈与左立柱13连接，第二单向传动器12内圈安装在过桥轴11的另一端，第二单向传动器12外圈与传动齿轮10外圈连接，内齿传动齿轮6与传动齿轮10啮合，内齿传动齿轮6安装在主轴8一端上。
进一步地，风叶动力配重14的重量大于风叶1与风叶柄15相和总重量，这样才能使风叶动力配重14以自身重量使终垂直向下、风叶1使终垂直在风叶动力配重14上端。
进一步地，所述第一单向传动器4为单向轴承。
进一步地，所述第二单向传动器12为单向轴承。
安装风叶柄15的目的是以杠杆传递省力原理，使本发明能在风速小于每秒3米时能使风叶摆动。

Claims (5)

1.配重摆动单风叶风能发电机，包括风叶（1）、风叶柄（15）、风叶动力配重（14）、发电机（5）、主轴（8）、空芯传动轴（3）、左立柱（13）、右立柱（2）、第一单向传动器（4）、第二单向传动器（12）、换向齿轮（9）、内齿传动齿轮（6），其特征在于：主轴（8）与发电机（5）的轴同体连接，主轴（8）两端装有轴承，两端轴承的外圈分别与右立柱（2）、左立柱（13）上端连接，发电机（5）固定安装在右立柱（2）上，第一单向传动器（4）内圈安装在主轴（8）上，第一单向传动器（4）的外圈与空芯传动轴（3）一端内圈固定连接，空芯传动轴（3）的另一端装有轴承，轴承内圈与主轴（8）连接；空芯传动轴（3）通过第一单向传动器（4）和轴承活动连接在主轴（8）外面；风叶动力配重（14）竖直向下，其上端与空芯传动轴（3）下端连接；风叶（1）通过风叶柄（15）竖直向上安装在空芯传动轴（3）外圈的上端，风叶（1）与风叶柄（15）同体连接；主传动齿轮（7）安装在空芯传动轴（3）一端外圈上，换向齿轮（9）与主传动齿轮（7）啮合，换向齿轮（9）的内圈与第二单向传动器（12）外圈固定连接，第二单向传动器（12）内圈与过桥轴（11）一端固定连接，过桥轴（11）的中间装有轴承，轴承的外圈与左立柱（13）连接，传动齿轮（10）固定安装在过桥轴（11）的另一端，内齿传动齿轮（6）与传动齿轮（10）啮合，内齿传动齿轮（6）固定安装在主轴（8）一端上。
2.配重摆动单风叶风能发电机，包括风叶（1）、风叶柄（15）、风叶动力配重（14）、发电机（5）、主轴（8）、空芯传动轴（3）、左立柱（13）、右立柱（2）、第一单向传动器（4）、第二单向传动器（12）、换向齿轮（9）、内齿传动齿轮（6），其特征在于：主轴（8）与发电机（5）的轴同体连接，主轴（8）两端装有轴承，两端轴承的外圈分别与右立柱（2）、左立柱（13）上端连接，发电机（5）固定安装在右立柱（2）上，第一单向传动器（4）内圈安装在主轴（8）上，第一单向传动器（4）的外圈与空芯传动轴（3）一端内圈固定连接，空芯传动轴（3）的另一端装有轴承，轴承内圈与主轴（8）连接；空芯传动轴（3）通过第一单向传动器（4）和轴承活动连接在主轴（8）外面；风叶动力配重（14）竖直向下，其上端与空芯传动轴（3）下端连接；风叶（1）通过风叶柄（15）竖直向上安装在空芯传动轴（3）外圈的上端，风叶（1）与风叶柄（15）同体连接；主传动齿轮（7）安装在空芯传动轴（3）一端外圈上，换向齿轮（9）与主传动齿轮（7）啮合，换向齿轮（9）固定连接在过桥轴（11）的一端，过桥轴（11）的中间装有轴承、轴承的外圈与左立柱（13）连接，第二单向传动器（12）内圈安装在过桥轴（11）的另一端，第二单向传动器（12）外圈与传动齿轮（10）外圈连接，内齿传动齿轮（6）与传动齿轮（10）啮合，内齿传动齿轮（6）安装在主轴（8）一端上。
3.根据权利要求1或2所述的配重摆动单风叶风能发电机，其特征在于：风叶动力配重（14）的重量大于风叶（1）与风叶柄（15）相和总重量。
4.根据权利要求1或2所述的配重摆动单风叶风能发电机，其特征在于：第一单向传动器（4）为单向轴承。
5.根据权利要求1或2所述的配重摆动单风叶风能发电机，其特征在于：第二单向传动器（12）为单向轴承。
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