CN103321848B - 单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、安装方便的一种单柱式单风叶风能发电机，包括风叶、风叶配重、发电机、主轴、空芯传动轴、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：发电机轴与主轴同体连接，发电机通过机座固定安装在立柱的一侧，主轴近发电机端装有两组或多组轴承，以增大承受力，其轴承的外圈安装在立柱上，第二单向传动器内圈固定安装在主轴的一端上，第二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A，该轴承A内圈与主轴连接，空芯传动轴通过第二单向传动器和轴承A活动连接在主轴外面，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。

Description

单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，特别是涉及一种单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单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：单柱式单风叶风能发电机，包括风叶、风叶配重、发电机、主轴、空芯传动轴、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：发电机轴与主轴同体连接，发电机通过机座固定安装在立柱的一侧，主轴近发电机端装有两组或多组轴承，以增大承受力，其轴承的外圈安装在立柱上，第二单向传动器内圈固定安装在主轴的一端上，第二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A，该轴承A内圈与主轴连接，空芯传动轴通过第二单向传动器和轴承A活动连接在主轴外面，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空芯传动轴外圈近立柱的一端上，换向齿轮与主传动齿轮啮合，换向齿轮的内圈与第一单向传动器外圈固定连接，第一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B，该轴承B的外圈与立柱连接，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的一端上。传动齿轮和内齿传动齿轮位于机座内。
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二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的重力作用下，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传动齿轮旋转，主传动齿轮的旋转使与其啮合的换向齿轮旋转，通过第一单向传动器的反作用力并通过过桥轴，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，因内齿传动齿轮固定连接在主轴一端上，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传动齿轮旋转，主传动齿轮的旋转使与其啮合的换向齿轮旋转，通过第一单向传动器的反作用力并通过过桥轴，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，因内齿传动齿轮固定连接在主轴一端上，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，风叶与风叶配重的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二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带动发电机转动发电，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，风叶配重底部风的阻力较小，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，风能发电设备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， 单柱式单风叶风能发电机，包括风叶9、风叶配重14、发电机4、主轴12、空芯传动轴13、立柱1、第一单向传动器15、第二单向传动器11、换向齿轮16、内齿传动齿轮7，其特征在于：发电机4轴与主轴12同体连接，发电机4通过机座6固定安装在立柱1的一侧，主轴12近发电机4端装有两组或多组轴承5，以增大承受力，其轴承5的外圈安装在立柱1上，第二单向传动器11内圈固定安装在主轴12的一端上，第二单向传动器11的外圈与空芯传动轴13一端内圈固定连接，空芯传动轴13的另一端装有轴承A，该轴承A内圈与主轴12连接，空芯传动轴13通过第二单向传动器11和轴承A活动连接在主轴12外面，风叶9与风叶柄10同体连接,风叶柄10一端与空芯传动轴13外圈的上端固定连接，风叶配重14与空芯传动轴13外圈的下端固定连接，主传动齿轮8固定安装在空芯传动轴13外圈近立柱1的一端上，换向齿轮16与主传动齿轮8啮合，换向齿轮16的内圈与第一单向传动器外圈15固定连接，第一单向传动器15内圈与过桥轴2一端固定连接，过桥轴2的中间装有轴承B，该轴承B的外圈与立柱1连接，传动齿轮3固定安装在过桥轴2的另一端，内齿传动齿轮7与传动齿轮3啮合，内齿传动齿轮7固定安装在主轴12的一端上。传动齿轮3和内齿传动齿轮7位于机座6内。
进一步地，风叶配重14的重量大于风叶9与风叶柄10的总重量，这样才能在无风状态下，风叶配重14以自身重量竖直向下，风叶9竖直向上且位于风叶配重14上方。
进一步地，所述第一单向传动器15可为单向轴承。
进一步地，所述第二单向传动器11可为单向轴承。

Claims (5)

1.单柱式单风叶风能发电机，包括风叶（9）、风叶配重（14）、发电机（4）、主轴（12）、空芯传动轴（13）、立柱（1）、第一单向传动器（15）、第二单向传动器（11）、换向齿轮（16）、内齿传动齿轮（7），其特征在于：发电机（4）轴与主轴（12）同体连接，发电机（4）通过机座（6）固定安装在立柱（1）的一侧，主轴（12）近发电机（4）端装有两组或多组轴承（5），所述轴承（5）的外圈安装在立柱（1）上，第二单向传动器（11）内圈固定安装在主轴（12）的一端上，第二单向传动器（11）的外圈与空芯传动轴（13）一端内圈固定连接，空芯传动轴（13）的另一端装有轴承A，该轴承A内圈与主轴（12）连接，空芯传动轴（13）通过第二单向传动器（11）和轴承A活动连接在主轴（12）外面，风叶（9）与风叶柄（10）同体连接，风叶柄（10）一端与空芯传动轴（13）外圈的上端固定连接，风叶配重（14）与空芯传动轴（13）外圈的下端固定连接；主传动齿轮（8）固定安装在空芯传动轴（13）外圈近立柱（1）的一端上，换向齿轮（16）与主传动齿轮（8）啮合，换向齿轮（16）的内圈与第一单向传动器（15）外圈固定连接，第一单向传动器（15）内圈与过桥轴（2）一端固定连接，过桥轴（2）的中间装有轴承B，该轴承B的外圈与立柱（1）连接，传动齿轮（3）固定安装在过桥轴（2）的另一端，内齿传动齿轮（7）与传动齿轮（3）啮合，内齿传动齿轮（7）固定安装在主轴（12）的一端上。
2.根据权利要求1所述的单柱式单风叶风能发电机，其特征在于，传动齿轮（3）和内齿传动齿轮（7）位于机座（6）内。
3.根据权利要求1所述的单柱式单风叶风能发电机，其特征在于，风叶配重（14）的重量大于风叶（9）与风叶柄（10）的总重量。
4.根据权利要求1所述的单柱式单风叶风能发电机，其特征在于，所述第一单向传动器（15）为单向轴承。
5.根据权利要求1所述的单柱式单风叶风能发电机，其特征在于，所述第二单向传动器（11）为单向轴承。
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