CN103321844B - 单风叶风能发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种结构简单，单风叶采风，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，使风能发电机设备安装方便、制造简单的一种单风叶风能发电机。包括风叶、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，其特征在于：主轴与发电机轴同体连接，主轴两端分别装有轴承A和轴承B，两端轴承A和轴承B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A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，空芯传动轴安装在主轴外面，空芯传动轴的另一端装有轴承C，轴承C内圈与主轴连接，风叶安装在空芯传动轴外圈上。
Description
技术领域
本发明涉及风能发电设备，特别是涉及一种单风叶风能发电机。
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，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技术瓶颈，因此使风能发电得不到很好应用和推广。 申请号为200510003199.4的专利公开一种摆动式风力装置，尽管采用了单风叶，但风叶换向攻角控制原理机械结构比较复杂。
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，提供一种结构简单，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，使风能发电机设备安装方便、制造简单的一种单风叶风能发电机。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：单风叶风能发电机，包括风叶、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，其特征在于：主轴与发电机轴同体连接，主轴两端分别装有轴承A和轴承B，两端轴承A和轴承B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A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C，轴承C的内圈与主轴连接，空芯传动轴通过第一单向传动器和轴承C活动连接在主轴外面，风叶安装在空芯传动轴外圈上，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通过轴销B安装在过桥轴一端，过桥轴的中间装有轴承D，轴承D的外圈与左立柱连接，传动齿轮通过轴销C安装在过桥轴的另一端，内齿齿轮与传动齿轮啮合，内齿齿轮通过轴销D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，风叶在没有风时以自身的重量向下与地面垂直。
参看图1和图2，当风吹向与图2箭头一致方向时，风叶向上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，大自然风大都是以阵风形式吹，所以风叶在失去风的作用时以自身重量摆向另一个方向，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龄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齿轮旋转，因内齿齿轮连接在主轴一端上，因此内齿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2箭头反方向时，风叶向上摆动带动与风叶同体连接的空芯传动轴旋转，并带动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龄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齿轮旋转，因内齿齿轮连接在主轴一端上，因此带动发电机转动发电；风叶在失去风的作用时以自身重量摆向另一个方向时，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，空芯传动轴是圆形结构，故戗风阻力较小，所以每秒17米以上的风只是把风叶吹成水平，风能发电机不会被风吹停或造成设备损坏，达到本发明的目的。
附图说明
图1为本发明实施例结构原理图。
图2为本发明实施例风吹向风叶时风叶来回摆动视图。
图3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，图2和图3，单风叶风能发电机，包括风叶1、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11、换向齿轮12，其特征在于：主轴8与发电机5轴同体连接，主轴8两端分别装有轴承A和轴承B，两端轴承A和轴承B的外圈分别与右立柱2、左立柱13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A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C，轴承C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C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，主传动齿轮7安装在空芯传动轴3一端外圈上，换向齿轮12与主传动齿轮7啮合，换向齿轮12内圈与第二单向传动器11外圈固定连接，第二单向传动器11内圈通过轴销B安装在过桥轴10一端，过桥轴10的中间装有轴承D，轴承D的外圈与左立柱13连接，传动齿轮9通过轴销C安装在过桥轴10的另一端，内齿齿轮6与传动齿轮9啮合，内齿齿轮6通过轴销D安装在主轴8一端上。
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 (3)
1.单风叶风能发电机，包括风叶（1）、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（11）、换向齿轮（12），其特征在于：主轴（8）与发电机（5）轴同体连接，主轴（8）两端分别装有轴承A和轴承B，两端轴承A和轴承B的外圈分别与右立柱（2）、左立柱（13）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A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C，轴承C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C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；主传动齿轮（7）安装在空芯传动轴（3）一端外圈上；换向齿轮（12）与主传动齿轮（7）啮合，换向齿轮（12）内圈与第二单向传动器（11）外圈固定连接，第二单向传动器（11）内圈通过轴销B安装在过桥轴（10）一端；过桥轴（10）的中间装有轴承D，轴承D的外圈与左立柱（13）连接，传动齿轮（9）通过轴销C安装在过桥轴（10）的另一端，内齿齿轮（6）与传动齿轮（9）啮合；内齿齿轮（6）通过轴销D安装在主轴（8）一端上。
2.根据权利要求1所述的单风叶风能发电机，其特征在于：第一单向传动器（4）为单向轴承。
3.根据权利要求1所述的单风叶风能发电机，其特征在于：第二单向传动器（11）为单向轴承。
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