CN103321847B - 双柱式单风叶风能发电机 - Google Patents

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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、安装方便的一种双柱式单风叶风能发电机，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、主同步轮，风叶配重，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左立柱、右立柱连接，发电机固定安装在右立柱上，第一单向传动器内圈固定安装在主轴上，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可转动连接在主轴外面，风叶与风叶柄同体连接。

Description

双柱式单风叶风能发电机
技术领域
本发明涉及风能发电设备，特别是涉及一种双柱式单风叶风能发电机。
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双柱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：双柱式单风叶风能发电机，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、主同步轮，风叶配重。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左立柱、右立柱连接，发电机固定安装在右立柱上，第一单向传动器内圈固定安装在主轴上，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可转动连接在主轴外面，风叶与风叶柄同体连接，风叶柄一端与空芯传动轴外圈的上端固定连接，风叶配重与空芯传动轴外圈的下端固定连接，主传动齿轮固定安装在主轴的一端，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，该轴承的外圈与左立柱连接，从同步轮固定安装在过桥轴的另一端，主同步轮固定安装在空芯传动轴的一端上，主同步轮与从同步轮通过同步带连接。
进一步地，风叶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，风叶配重以自身重量竖直向下，风叶竖直向上且位于风叶配重上方。
进一步地，所述第一单向传动器可为单向轴承。
进一步地，所述第二单向传动器可为单向轴承。
当风吹向与图2所示箭头一致方向时，风叶摆动带动与风叶柄固定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。同时风叶配重向风叶反方向向上提升，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配重自身重力作用下，风叶与风叶配重同时摆向另一方向，使与空芯传动轴外圈一端固定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，旋转力通过过桥轴，再通过第二单向传动器的反作用力，使换向齿轮旋转，换向齿轮旋转带动与其啮合的主传动齿轮旋转，因主传动齿轮固定连接在主轴一端上，因此主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2中所示箭头反方向时，风叶摆动带动与风叶固定连接的空芯传动轴旋转，同时风叶配重向风叶反方向向上提升，使与空芯传动轴外圈一端固定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，旋转力通过过桥轴，再通过第二单向传动器的反作用力，使换向齿轮旋转，换向齿轮旋转带动与其啮合的主传动齿轮旋转，因主传动齿轮固定连接在主轴一端上，因此主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固定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配重自身重量储能和释放作用，风叶与风叶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，风叶与风叶配重被风吹成水平，风的戗风面只有在风叶配重底部一面，风叶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配重吹成水平，一旦风速减小，因风叶配重的重量大于风叶与风叶柄的总重量，这样使风叶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为本发明实施例风吹向风叶来回摆动原理图。
图3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
参看图1，图2和图3，双柱式单风叶风能发电机，包括风叶5、发电机4、主轴10、空芯传动轴2、左立柱8、右立柱1、第一单向传动器3、第二单向传动器13、换向齿轮12、主同步轮7，风叶配重16。其特征在于：主轴10与发电机4的轴同体连接，主轴10两端装有轴承，两端轴承的外圈分别与左立柱8、右立柱1连接，发电机4固定安装在右立柱1上，第一单向传动器3内圈固定安装在主轴10上，第一单向传动器3的外圈与空芯传动轴2一端内固定连接，空芯传动轴2的另一端装有轴承，轴承内圈与主轴10连接，空芯传动轴2通过第一单向传动器3和轴承可转动连接在主轴2外面，风叶5与风叶柄6同体连接，风叶柄6一端与空芯传动轴2外圈的上端固定连接，风叶配重16与空芯传动轴2外圈的下端固定连接，主传动齿轮9固定安装在主轴10的一端，换向齿轮12与主传动齿轮9啮合，换向齿轮12的内圈与第二单向传动器13外圈固定连接，第二单向传动器13内圈与过桥轴15一端固定连接，过桥轴15的中间装有轴承，该轴承的外圈与左立柱8连接，从同步轮14固定安装在过桥轴15的另一端，主同步轮7固定安装在空芯传动轴2的一端上，主同步轮7与从同步轮14通过同步带11连接。
进一步地，风叶配重16的重量大于风叶5与风叶柄6的总重量，这样才能在无风状态下，风叶配重16以自身重量竖直向下，风叶5竖直向上且位于风叶配重16上方。
进一步地，所述第一单向传动器3可为单向轴承。
进一步地，所述第二单向传动器13可为单向轴承。

Claims (4)

1.双柱式单风叶风能发电机，包括风叶（5）、发电机（4）、主轴（10）、空芯传动轴（2）、左立柱（8）、右立柱（1）、第一单向传动器（3）、第二单向传动器（13）、换向齿轮（12）、主同步轮（7），风叶配重（16），其特征在于：主轴（10）与发电机（4）的轴同体连接，主轴（10）两端装有轴承，两端轴承的外圈分别与左立柱（8）、右立柱（1）连接，发电机（4）固定安装在右立柱（1）上，第一单向传动器（3）内圈固定安装在主轴（10）上，第一单向传动器（3）的外圈与空芯传动轴（2）一端内固定连接，空芯传动轴（2）的另一端装有轴承，轴承内圈与主轴（10）连接，空芯传动轴（2）通过第一单向传动器（3）和轴承可转动连接在主轴（2）外面，风叶（5）与风叶柄（6）同体连接，风叶柄（6）一端与空芯传动轴（2）外圈的上端固定连接，风叶配重（16）与空芯传动轴（2）外圈的下端固定连接，主传动齿轮（9）固定安装在主轴（10）的一端，换向齿轮（12）与主传动齿轮（9）啮合，换向齿轮（12）的内圈与第二单向传动器（13）外圈固定连接，第二单向传动器（13）内圈与过桥轴（15）一端固定连接，过桥轴（15）的中间装有轴承，该轴承的外圈与左立柱（8）连接，从同步轮（14）固定安装在过桥轴（15）的另一端，主同步轮（7）固定安装在空芯传动轴（2）的一端上，主同步轮（7）与从同步轮（14）通过同步带（11）连接。
2.根据权利要求1所述的双柱式单风叶风能发电机，其特征在于，风叶配重（16）的重量大于风叶（5）与风叶柄（6）的总重量。
3.根据权利要求1或2所述的双柱式单风叶风能发电机，其特征在于，所述第一单向传动器（3）为单向轴承。
4.根据权利要求1或2所述的双柱式单风叶风能发电机，其特征在于，所述第二单向传动器（13）为单向轴承。
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