CN103352804B - 立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、并使风能发电设备安装方便的一种立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、主同步轮，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A，以增大承受力，该轴承A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B，该轴承B内圈与主轴固定连接，空芯传动轴通过第二单向传动器和轴承B活动连接在主轴外面。

Description

立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，特别是涉及一种立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、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立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：立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、主同步轮，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A，以增大承受力，该轴承A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B，该轴承B内圈与主轴连接，空芯传动轴通过第二单向传动器和轴承B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C，该轴承C的外圈与立柱连接，传动同步轮固定安装在过桥轴的另一端，主同步轮固定安装在主轴的一端上，主同步轮通过同步带与传动同步轮可转运连接，主同步轮与传动同步轮位于机座内。
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。
本发明的转动原理是这样的，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摆动反方向向上提升，吸储了一部分风能。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，风叶与风叶配重分别摆向另一方向，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，使传动同步轮旋转，传动同步轮旋转通过同步带带动主同步轮旋转，因主同步轮固定连接在主轴一端上，因此主同步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摆动反方向向上提升，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，使传动同步轮旋转，传动同步轮旋转通过同步带带动主同步轮旋转，因主同步轮固定连接在主轴一端上，因此主同步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，立柱式单风叶风能发电机，包括风叶10、风叶配重15、发电机5、主轴14、空芯传动轴12、立柱1、第一单向传动器16、第二单向传动器13、换向齿轮17、主同步轮6，其特征在于：发电机5轴与主轴14同体连接，发电机5通过机座8固定安装在立柱1的一侧，主轴14近发电机5端装有两组或多组轴承A7，以增大承受力，该轴承A7的外圈安装在立柱1上，第二单向传动器13内圈固定安装在主轴14的一端上，第二单向传动器13的外圈与空芯传动轴12一端内圈固定连接，空芯传动轴12的另一端装有轴承B，该轴承B内圈与主轴14连接，空芯传动轴12通过第二单向传动器13和轴承B活动连接在主轴14外面，风叶10与风叶柄11同体连接，风叶柄11一端与空芯传动轴12外圈的上端固定连接，风叶配重15与空芯传动轴12外圈的下端固定连接。
主传动齿轮9固定安装在空芯传动轴12外圈1的一端上，换向齿轮17与主传动齿轮9啮合，换向齿轮17的内圈与第一单向传动器16外圈固定连接，第一单向传动器16内圈与过桥轴2一端固定连接，过桥轴2的中间装有轴承C，该轴承C的外圈与立柱1连接，传动同步轮3固定安装在过桥轴2的另一端，主同步轮6固定安装在主轴14的一端上，主同步轮6通过同步带4与传动同步轮3连接，主同步轮6与传动同步轮3位于机座8内。
进一步地，风叶配重15的重量大于风叶10与风叶柄11的总重量，这样才能在无风状态下，风叶配重15以自身重量竖直向下，风叶10竖直向上且位于风叶配重15上方。
进一步地，所述第一单向传动器16为单向轴承。
进一步地，所述第二单向传动器13为单向轴承。

Claims (4)

1.立柱式单风叶风能发电机，包括风叶（10）、风叶配重（15）、发电机（5）、主轴（14）、空芯传动轴（12）、立柱（1）、第一单向传动器（16）、第二单向传动器（13）、换向齿轮（17）、主同步轮（6），其特征在于：发电机（5）轴与主轴（14）同体连接，发电机（5）通过机座（8）固定安装在立柱（1）的一侧，主轴（14）近发电机（5）端装有两组或多组轴承A（7），该轴承A（7）的外圈安装在立柱（1）上，第二单向传动器（13）内圈固定安装在主轴（14）的一端上，第二单向传动器（13）的外圈与空芯传动轴（12）一端内圈固定连接，空芯传动轴（12）的另一端装有轴承B，该轴承B内圈与主轴（14）连接，空芯传动轴（12）通过第二单向传动器（13）和轴承B活动连接在主轴（14）外面，风叶（10）与风叶柄（11）同体连接，风叶柄（11）一端与空芯传动轴（12）外圈的上端固定连接，风叶配重（15）与空芯传动轴（12）外圈的下端固定连接，主传动齿轮（9）固定安装在空芯传动轴（12）外圈的一端上，换向齿轮（17）与主传动齿轮（9）啮合，换向齿轮（17）的内圈与第一单向传动器（16）外圈固定连接，第一单向传动器（16）内圈与过桥轴（2）一端固定连接，过桥轴（2）的中间装有轴承C，该轴承C的外圈与立柱（1）固定连接，传动同步轮（3）固定安装在过桥轴（2）的一端，主同步轮（6）固定安装在主轴（14）的另一端上，主同步轮（6）通过同步带（4）与传动同步轮（3）可转动连接，主同步轮（6）与传动同步轮（3）位于机座（8）内。
2.根据权利要求1所述的立柱式单风叶风能发电机，其特征在于，风叶配重（15）的重量大于风叶（10）与风叶柄（11）的总重量。
3.根据权利要求1或2所述的立柱式单风叶风能发电机，其特征在于，所述第一单向传动器（16）为单向轴承。
4.根据权利要求1或2所述的立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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