CN103321836B - 风叶下垂式单风叶风能发电机 - Google Patents

风叶下垂式单风叶风能发电机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种传动结构简单，使风能发电机制造、安装简单的一种风叶下垂式单风叶风能发电机，包括风叶、发电机、主轴、空芯传动轴、主同步轮、从同步轮、同步带、左立柱、右立柱、第一单向传动器、第二单向传动器，其特征在于：主轴与发电机轴同体连接，发电机安装在右立柱上，第一单向传动器内圈通过轴销安装在主轴上，第一单向传动器的外圈与空芯传动轴一端内圈连接，空芯传动轴安装在主轴外面，空芯传动轴的另一端装有轴承，风叶安装在空芯传动轴外圈上，主同步轮安装在空芯传动轴一端外圈上，从同步连接在过桥轴一端上，从同步轮与主同步轮的传动通过同步带连接传动，第二单向传动器内圈安装在过桥轴的另一端。

Description

风叶下垂式单风叶风能发电机
技术领域
本发明涉及风能发电设备，特别是涉及一种风叶下垂式单风叶风能发电机。
背景技术
随着社会的进步与发展，能源短缺现象日趋严重，此时，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，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，尤其是在风速小于3/米秒时目前公知的风能发电机存在难以起动的技术难题，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技术瓶颈，使风能发电得不到很好应用和推广。申请号为200510003199.4的专利公开了一种摆动式风力装置，尽管采用了单风叶，但结构与风叶攻角控制原理比较复杂。
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，提供一种传动结构简单，单风叶采风，风叶采风面积大，能在小于2米/秒的风的吹动下有功率输出，并且不需要风叶失速控制系统与风叶攻角控制装置，使风能发电机制造、安装简单的一种风叶下垂式单风叶风能发电机。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：风叶下垂式单风叶风能发电机，包括风叶、发电机、主轴、空芯传动轴、主同步轮、从同步轮、同步带、左立柱、右立柱、第一单向传动器、第二单向传动器，其特征在于：主轴与发电机轴同体连接，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，发电机安装在右立柱上，第一单向传动器内圈通过轴销安装在主轴上，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，风叶安装在空芯传动轴外圈上，主同步轮安装在空芯传动轴一端外圈上，从同步轮通过轴销连接在过桥轴一端上，从同步轮与主同步轮的传动方式通过同步带连接传动，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通过轴销安装在过桥轴的另一端，第二单向传动器外圈与换向齿轮内圈固定连接，换向齿轮与传动齿轮啮合，传动齿轮通过轴销安装在主轴一端上。
进一步地，第二单向传动器外圈与从同步轮内圈固定连接，第二单向传动器内圈通过轴销连与过桥轴一端连接，从同步轮与主同步轮的传动方式通过同步带连接传动，过桥轴的中间装有轴承、轴承的外圈与左立柱连接，换向齿轮通过轴销连接在过桥轴的另一端，换向齿轮与传动齿轮啮合，传动齿轮通过轴销安装在主轴一端上。
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。
本发明的工作原理是这样的，风叶在没有风时，风叶以自身的重量向下与地面垂直。
当风吹向与图3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固定安装在空芯传动轴内一端的第一单向传动器产生反旋转作用力使主轴转动，因主轴与发电机轴同体连接、带动了发电机转动发电。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，所以采风面积即是风叶的面积，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以自身重量立即摆向另一个方向，使与空芯传动轴外圈一端同体连接的主同步轮旋转，主同步轮的旋转通过同步带带动从同步轮旋转，从同步轮旋转带动过桥轴转动，同时使与过桥轴一端连接的第二单向传动器产生反旋转作力，带动与其外圈连接的换向齿轮转动，因传动齿轮与换向齿轮啮合，传动齿轮又连接在主轴的一端上，这样把风叶自身重量摆动旋转力通过主轴传递到发电机上，使发电机转动发电。
当风吹向与图3所示箭头反方向时，风叶摆动带动与风叶同体连接的空芯传动轴旋转，使与空芯传动轴外圈一端同体连接的主同步轮旋转，主同步轮的旋转通过同步带带动从同步轮旋转，从同步轮旋转带动过桥轴转动，同时使与过桥轴一端连接的第二单向传动器产生的反旋转作力带动与其外圈连接的换向齿轮转动，因传动齿轮与换向齿轮啮合，传动齿轮连接在主轴的一端上，主轴又以发电机轴同体相连使发电机转动发电。当风叶在失去风的作用时以自身重量立即摆向另一个方向，风叶摆动带动与风叶同体连接空芯传动轴旋转，空芯传动轴的旋转使固定安装在空芯传动轴内一端第一单向传动器的做反旋转作用力使主轴转动，因主轴与发电机轴同体连接、这样把风叶自身重量摆动旋转力通过主轴传递到发电机上，带动了发电机转动发电。
风叶在风的作用下和自身重量的惯性，风叶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，风叶被风吹成水平，风的戗风面只有在空芯传动轴一面，空芯传轴是圆形结构戗风阻力较小，所以每秒17米以上的风只是把风叶吹成水平，不会造成风叶损坏，达到本发明的目的。
附图说明
图1为本发明实施例一结构视图。
图2为本发明实施例二结构视图。
图3为本发明实施例风吹向风叶时风叶来回摆动视图。
图4为本发明实施例风叶被强风所吹安全视图。
具体实施方式
参看图1，风叶下垂式单风叶风能发电机，包括风叶1、发电机5、主轴9、空芯传动轴3、主同步轮6、从同步轮12、同步带14、左立柱7、右立柱2、第一单向传动器4、第二单向传动器11，其特征在于：主轴9与发电机5的轴同体连接，主轴9两端装有轴承，两端轴承的外圈分别与右立柱2、左立柱7上端连接，发电机5安装在右立柱2上，第一单向传动器4内圈通过轴销安装在主轴9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1安装在空芯传动轴3外圈上，主同步轮6安装在空芯传动轴3一端外圈上，从同步轮12通过轴销连接在过桥轴13一端上，从同步轮12与主同步轮6的传动方式通过同步带14连接转动，过桥轴13的中间装有轴承、轴承的外圈与左立柱7连接，第二单向传动器11内圈通过轴销安装在过桥轴13的另一端，第二单向传动器11外圈与换向齿轮10内圈固定连接，换向齿轮10与传动齿轮齿8啮合，传动齿轮8通过轴销安装在主轴9一端上。
参看图2，风叶下垂式单风叶风能发电机，包括风叶1、发电机5、主轴9、空芯传动轴3、主同步轮6、从同步轮12、同步带14、左立柱7、右立柱2、第一单向传动器4、第二单向传动器11，其特征在于：主轴9与发电机5的轴同体连接，主轴9两端装有轴承，两端轴承的外圈分别与右立柱2、左立柱7上端连接，发电机5安装在右立柱2上，第一单向传动器4内圈通过轴销安装在主轴9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安装在主轴9外面，空芯传动轴3的另一端装有轴承，轴承内圈与主轴9连接，风叶1安装在空芯传动轴3外圈上，主同步轮6安装在空芯传动轴3一端外圈上，第二单向传动器11外圈与从同步轮12内圈固定连接，第二单向传动器11内圈通过轴销与过桥轴13一端连接，从同步轮12与主同步轮6的传动方式通过同步带14连接转动，过桥轴13的中间装有轴承、轴承的外圈与左立柱7连接，换向齿轮10通过轴销连接在过桥轴13的另一端，换向齿轮10与传动齿轮8齿啮合，传动齿轮8通过轴销安装在主轴9一端上。
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11为单向轴承。

Claims (4)

1.风叶下垂式单风叶风能发电机，包括风叶（1）、发电机（5）、主轴（9）、空芯传动轴（3）、主同步轮（6）、从同步轮（12）、同步带（14）、左立柱（7）、右立柱（2）、第一单向传动器（4）、第二单向传动器（11），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（7）上端连接，发电机（5）安装在右立柱（2）上；第一单向传动器（4）内圈通过轴销安装在主轴（9）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（9）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（9）外面；风叶（1）安装在空芯传动轴（3）外圈上；主同步轮（6）安装在空芯传动轴（3）一端外圈上；从同步轮（12）通过轴销连接在过桥轴（13）一端上，从同步轮（12）与主同步轮（6）的传动方式通过同步带（14）连接转动，过桥轴（13）的中间装有轴承、轴承的外圈与左立柱（7）连接；第二单向传动器（11）内圈通过轴销安装在过桥轴（13）的另一端，第二单向传动器（11）外圈与换向齿轮（10）内圈固定连接，换向齿轮（10）与传动齿轮齿（8）啮合，传动齿轮（8）通过轴销安装在主轴（9）一端上。
2.风叶下垂式单风叶风能发电机，包括风叶（1）、发电机（5）、主轴（9）、空芯传动轴（3）、主同步轮（6）、从同步轮（12）、同步带（14）、左立柱（7）、右立柱（2）、第一单向传动器（4）、第二单向传动器（11），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（7）上端连接，发电机（5）安装在右立柱（2）上；第一单向传动器（4）内圈通过轴销安装在主轴（9）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（9）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（9）外面；风叶（1）安装在空芯传动轴（3）外圈上；主同步轮（6）安装在空芯传动轴（3）一端外圈上；从同步轮（12）通过轴销连接在过桥轴（13）一端上，从同步轮（12）与主同步轮（6）的传动方式通过同步带（14）连接转动，过桥轴（13）的中间装有轴承、轴承的外圈与左立柱（7）连接；第二单向传动器（11）外圈与从同步轮（12）内圈固定连接，第二单向传动器（11）内圈通过轴销与过桥轴（13）一端连接，从同步轮（12）与主同步轮（6）的传动方式通过同步带（14）连接转动，过桥轴（13）的中间装有轴承、轴承的外圈与左立柱（7）连接，换向齿轮（10）通过轴销连接在过桥轴（13）的另一端，换向齿轮（10）与传动齿轮（8）齿啮合，传动齿轮（8）通过轴销安装在主轴（9）一端上。
3.根据权利要求1或2所述的风叶下垂式单风叶风能发电机，其特征在于：第一单向传动器（4）为单向轴承。
4.根据权利要求1或2所述的风叶下垂式单风叶风能发电机，其特征在于：第二单向传动器（11）为单向轴承。
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