CN103557119A - 一种风、光发电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风、光发电机，包括发电机和若干叶片，所述叶片设置在所述发电机的转轴上，所述叶片上固定有光伏发电板，所述叶片的根部固定有连接轴，所述发电机的转轴上固定有弹簧机构，所述连接轴与所述弹簧机构连接。本发明提供的风、光发电机，通过在叶片上设置光伏发电板，充分利用风能和太阳能；并且还设置有弹簧机构使叶片变桨，通过简单的结构实现叶片变桨，降低了成本；使得叶片的迎风面积变化，避免叶片速度过快，损坏发电机或者叶片；同时通过弹簧机构变桨，使得叶片的转速均匀。通过在支撑塔上设置有若干个凹面反光镜，将照射到凹面反光镜上的光反射到光伏发电板上，充分利用太阳能和光伏发电板，提高发电效率。

Description

一种风、光发电机

技术领域

本发明属于发电技术领域，具体涉及一种风、光发电机。

背景技术

   风能和太阳能都是洁净、储量极其丰富的可再生资源。 风能发电就是利用自然风为动力，推动叶片旋转，带动发电机发电。当没有风时就不能发电，同时现有技术中，风力发电机的叶片有固定式和可变浆式，其中可变浆式的风力发电机可以通过叶片的变桨，使得叶片的迎风面积变化，起到提高发电量、保护叶片的目的。目前，叶片的变桨结构一般采用电机带动叶片变桨，变桨结构复杂，成本较高，同时要需要消耗电能。光能发电就是利用太阳能，太阳光照射在光伏板上产生光伏效应，进而产生电流。

发明内容

本发明的目的是提供一种风、光发电机，通过在叶片上设置光伏发电板，实现风能和太阳能发电的一体机，充分利用风能和太阳能；并且还设置有弹簧机构使叶片变桨，通过简单的结构实现叶片变桨，降低了成本。

为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种风、光发电机，包括发电机和若干叶片，所述叶片设置在所述发电机的转轴上，所述叶片上固定有光伏发电板，所述叶片的根部具有连接轴，所述发电机的转轴上固定有弹簧机构，所述连接轴与所述弹簧机构连接。

进一步的，所述弹簧机构包括套管和弹簧钢板，所述套管固定在所述发电机的转轴上，所述弹簧钢板位于所述套管内，所述弹簧钢板的外端固定在所述套管上，所述弹簧钢板的内端固定在所述连接轴上。

为了弹簧钢板与所述套管和连接轴的连接方便、牢固，所述弹簧机构还具有第一连接板和第二连接板，所述第一连接板的一端与所述弹簧钢板的外端固定，所述第一连接板的另一端与所述套管固定；所述第二连接板的一端与所述弹簧钢板的内端固定，所述第二连接板的另一端与所述连接轴固定。

进一步的，所述第一连接板和第二连接板与所述弹簧钢板是一体的。

为了对叶片的稳定以及变桨的限位，所述弹簧机构还设置有内套管，所述内套管固定在所述发电机转轴上，所述连接轴位于所述内套管内，在所述内套管上开设有一个通孔，所述第二连接板穿过所述通孔。

进一步的，所述通孔为所述内套管的圆周的1/4。

进一步的，在所述内套管与所述连接轴之间设置有轴承。

为了弹簧机构固定牢固、方便，所述发电机的转轴上固定有转盘，所述弹簧机构固定在所述转盘上。

进一步的，所述转盘上固定有支撑板，所述弹簧机构固定在支撑板上。

进一步的，在支撑板上开设有所述连接轴穿过的圆孔，在所述支撑板的圆孔周围还设置有凹槽；在连接轴的端部设置有径向的销孔，在销孔内设置有弹簧销，弹簧销的端部在凹槽内移动。

进一步的，在所述支撑板上开设有顶杆孔，当所述连接轴拆卸时，在所述顶杆孔内插入顶杆，推动所述弹簧销的端部进入所述销孔内。

为了叶片的牢固，在所述连接轴上还设置有轴承，所述轴承固定在轴承座上，所述轴承座固定在所述转盘上。

进一步的，所述光伏发电板固定在所述叶片的正面和背面上。

进一步的，所述光伏发电板覆盖所述叶片的外表面。

为了跟踪风向，提高风能发电量，所述发电机位于机壳内，所述机壳的尾部设置有风向尾翼，所述机壳可转动的连接在支撑塔上。

进一步的，所述支撑搭外侧固定有若干反光镜。

进一步的，所述机壳的上设置有凹面反光镜。

进一步的，所述叶片为三个或者三个以上。

进一步的，在所述发电机转轴上设置有集电环，所述集电环的外侧具有与输出电路连接的碳刷；所述光伏发电板的两极通过导线与所述集电环的内侧连接。

本发明提供的风、光发电机，通过在叶片上设置光伏发电板，实现风能和太阳能发电的一体机，充分利用风能和太阳能；并且还设置有弹簧机构使叶片变桨，通过简单的结构实现叶片变桨，降低了成本；使得叶片的迎风面积变化，避免叶片速度过快，损坏发电机或者叶片；同时通过弹簧机构变桨，使得叶片的转速均匀。通过设置转盘以及轴承使得叶片的固定牢固。通过在支撑塔上设置有若干个凹面反光镜，将照射到凹面反光镜上的光反射到光伏发电板上，充分利用太阳能和光伏发电板，提高发电效率。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1为本发明所提出的风、光发电机的第一个实施例的结构示意图；

图2为图1中分离后的结构示意图；

图3是图1中取下转盘罩后，转盘处的放大结构示意图；

图4是图3中A区域的放大结构示意图；

图5是图4中B-B向的放大结构示意图；

图6是图4中C向的放大结构示意图；

图7是本发明所提出的风、光发电机的第二个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “内”、 “外”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参阅图1-6，是本发明所提出的风、光发电机的第一个实施例，风、光发电机，包括发电机和若干叶片1，叶片1设置在发电机的转轴2上，叶片1的根部具有连接轴11，叶片1上固定有光伏发电板3，发电机的转轴2上固定有弹簧机构5，连接轴11与弹簧机构5连接。

通过在叶片1上设置光伏发电板3，实现风能和太阳能发电的一体机，充分利用风能和太阳能；而且可以利用同一输送电路将风能和太阳能发的电输出，降低了成本投入；并且在发电机的转轴2还设置有弹簧机构5，连接轴11与弹簧机构5连接，通过弹簧机构5使叶片1变桨，弹簧机构5结构简单，成本降低；使得叶片1的迎风面积变化，进而使得叶片1的受力发生变化，使得叶片1带动转轴2转动的速度变化，避免叶片速度过快，损坏发电机或者叶片；同时使得叶片1的转速均匀。

其中连接轴11与叶片1为一体结构。

参见图1所示，当叶片1的迎风面全部迎风，叶片1在风力的推动下可以顺时针旋转，从而带动发电机的转轴2旋转，使发电机发电；同时，连接轴11也受到来自叶片1顺时针的扭矩，连接轴11将扭矩传递给弹簧机构5。当叶片1受到的风力进一步增大时，叶片1带动发电机的转轴2旋转的速度进一步增加，当发电机的转轴2达到最大转速后，如再增加转速可能引起发电机的损坏或者叶片1受力过大的损坏；同时，弹簧机构5受到的扭矩也增加，使得弹簧机构5沿扭矩方向移动，使得连接轴11带动叶片1顺时针转动，此时叶片1的迎风面积变小，使得叶片1受到的风力变小，进而叶片1带动发电机的转轴2旋转的速度降低。当风力减小时，叶片1受到的风力减小，在弹簧机构5的作用下，连接轴11带动叶片1逆时针转动，使得叶片1的迎风面积增大。从而使得发电机转轴2转速均匀。

其中，弹簧机构5包括套管51和弹簧钢板52，套管51固定在发电机的转轴2上，弹簧钢板52位于套管51内，弹簧钢板52为螺旋状；弹簧钢板52的外端521固定在套管51上，弹簧钢板52的内端522固定在连接轴11上，参见图5所示。

连接轴11受到的扭矩传递到弹簧钢板52的内端522，当扭矩达到一定数值时内端522开始顺时针移动，使得叶片1的迎风面积变小；当风力减小，叶片1受到的扭矩变小时，弹簧钢板52逆时针方向复位，使得叶片1的迎风面积增大。

为了弹簧钢板52与套管51和连接轴11的连接方便、牢固，弹簧机构5还具有第一连接板53和第二连接板54。第一连接板53的一端与弹簧钢板52的外端521固定，第一连接板53的另一端与套管51固定。第二连接板54的一端与弹簧钢板52的内端522固定，第二连接板54的另一端与连接轴11固定，参见图5所示。本实施例中，第一连接板53和第二连接板54与弹簧钢板52是一体的。

为了对叶片1的稳定以及变桨的限位，使叶片1在正面迎风和侧面迎风之间变桨，弹簧机构5还设置有内套管55，内套管55固定在发电机转轴2上，连接轴11位于内套管内，在内套管55上开设有一个通孔551，第二连接板54穿过通孔551。通孔551占内套管55的圆周的1/4。这样第二连接板54只能在通孔551内移动，参见图5所示。

本实施例中，在内套筒55与连接轴11之间也设置有轴承。

为了弹簧机构固定牢固、方便，发电机的转轴2上固定有转盘6，弹簧机构5固定在支撑板61上，也就是套管51和内套管55固定在支撑板61上，支撑板61通过锁紧螺丝固定在转盘6上。为了叶片1的牢固，在连接轴11还设置有轴承111，轴承111的轴承座固定在转盘6上，也就是轴承111的内圈与连接轴11固定，轴承111的外圈与轴承座固定，参见图3、图4所示。

在其他实施例中，也可以在连接轴11上设置有两个轴承111。

为了进一步使得连接轴11稳定，在支撑板61上开设有连接轴11的端部穿过的圆孔，在连接轴11的端部设置有径向的销孔112，在销孔112内设置有弹簧销62，在支撑板61的圆孔周围还设置有凹槽611，弹簧销62的端部在凹槽611内移动，参见图6所示。

其他实施例中，也可以设置1个弹簧销62，或者设置多个弹簧销62。

当需要拆卸连接轴11时，需要将弹簧销62向销孔112内压紧，使得弹簧销62进入销孔112内，这样连接轴11从支撑板61上的圆孔中抽出。为了方便拆卸操作，在所述圆孔旁边的支撑板61开设两个孔，优选在叶片1没有变桨时弹簧销62所在的位置开设与弹簧销62同轴的孔。在孔内放入顶杆，当需要拆卸连接轴11时，向内推顶杆，使顶杆推动弹簧销62缩入销孔112内。

为了外观的美观，以及避免灰尘，转盘6的外侧设置有转盘罩9，转盘罩9固定在转盘6上，参见图1所示。

为了尽量利用太阳能，本实施例中，在叶片1的正面和背面都固定有光伏发电板3。

在其他实施例中，也可以在叶片1的外表面后设置后光伏发电板3，不管叶片1的方向太阳光都能照射到光伏发电板3上。

为了跟踪风向，提高风能发电量，发电机位于机壳7内，机壳7的尾部设置有风向尾翼71，并且机壳7可转动的连接在支撑塔8上。风吹到尾翼71上，使得机壳7相对于支撑塔8转动，使得叶片1的正面迎风，增加风能发电量，参见图1所示。

本实施例中，叶片1设置有三个。在其他实施例中，叶片1的个数可以为三个以上。

本实施例中，对转盘6的具体形状不做限制，可以采用能实现本发明中功能的任何形状。

为了将光伏发电板3发出的电传输，在发电机转轴2上设置有集电环，集电环的外侧具有与输出电路连接的碳刷；光伏发电板3的两极通过导线与集电环的内侧连接。

本发明对发电后的电量输送、存储不做限定，由于光伏发电板3发的直流电，发电机发的是直流电。为了使用同一输送电路，可以将发电机发出的电经过整流器变成直流电后直接连接蓄电池，光伏发电板3发出的电通过集电环和碳刷也连接到蓄电池；可以将发电机发出的电连接到电网，光伏发电板3发出的电通过集电环和碳刷，再通过逆变器后也连接到电网。

参阅图7，是本发明所提出的风、光发电机的第一个实施例，与第一个实施例的主要区别在于设置有反光镜；其他结构可以采用与第一个实施例相同的结构。

风、光发电机，包括发电机和若干叶片10，叶片10设置在发电机的转轴上，叶片10的根部固定有连接轴101，叶片10上固定有光伏发电板30，发电机的转轴上固定有弹簧机构，连接轴101与弹簧机构连接。

通过在叶片10上设置光伏发电板30，实现风能和太阳能发电的一体机，充分利用风能和太阳能；而且可以利用同一输送电路将风能和太阳能发的电输出，降低了成本投入；并且在发电机的转轴还设置有弹簧机构，连接轴101与弹簧机构连接，通过弹簧机构使叶片10变桨，弹簧机构结构简单，成本降低；使得叶片10的迎风面积变化，进而使得叶片10的受力发生变化，使得叶片10带动转轴转动的速度变化，避免叶片10速度过快，损坏发电机或者叶片；同时使得叶片10的转速均匀。

参见图7所示，当叶片10的迎风面全部迎风，叶片10在风力的推动下可以顺时针旋转，从而带动发电机的转轴旋转，使发电机发电；同时，连接轴101也受到来自叶片10顺时针的扭矩，连接轴101将扭矩传递给弹簧机构。当叶片10受到的风力进一步增大时，叶片10带动发电机的转轴旋转的速度进一步增加，当发电机的转轴达到最大转速后，如再增加转速可能引起发电机的损坏或者叶片10受力过大的损坏；同时，弹簧机构受到的扭矩也增加，使得弹簧机构沿扭矩方向移动，使得连接轴101带动叶片10顺时针转动，此时叶片10的迎风面积变小，使得叶片10受到的风力变小，进而叶片10带动发电机的转轴旋转的速度降低。当风力减小时，叶片10受到的风力减小，在弹簧机构的作用下，连接轴101带动叶片10逆时针转动，使得叶片10的迎风面积增大。从而使得发电机转轴转速均匀。

为了进一步提高光伏发电板30的发电量，在支撑搭80的外侧固定有若干反光镜801，以及设置有凹面反光镜901，将照射到反光镜801和901上的光反射到叶片10背面上的光伏发电板30上。在机壳70的上表面和左右侧面都设置有凹面反光镜702，将照射到凹面反光镜702上的光反射到叶片10背面上的光伏发电板30上。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1. 一种风、光发电机，包括发电机和若干叶片，所述叶片设置在所述发电机的转轴上，其特征在于，所述叶片上固定有光伏发电板，所述叶片的根部具有连接轴，所述发电机的转轴上固定有弹簧机构，所述连接轴与所述弹簧机构连接。

2. 根据权利要求1所述的风、光发电机，其特征在于，所述弹簧机构包括套管和弹簧钢板，所述套管固定在所述发电机的转轴上，所述弹簧钢板位于所述套管内，所述弹簧钢板的外端固定在所述套管上，所述弹簧钢板的内端固定在所述连接轴上。

3. 根据权利要求2所述的风、光发电机，其特征在于，所述弹簧机构还具有第一连接板和第二连接板，所述第一连接板的一端与所述弹簧钢板的外端固定，所述第一连接板的另一端与所述套管固定；所述第二连接板的一端与所述弹簧钢板的内端固定，所述第二连接板的另一端与所述连接轴固定。

4. 根据权利要求3所述的风、光发电机，其特征在于，所述弹簧机构还设置有内套管，所述内套管固定在所述发电机转轴上，所述连接轴位于所述内套管内，在所述内套管上开设有一个通孔，所述第二连接板穿过所述通孔。

5. 根据权利要求1至4任一项所述的风、光发电机，其特征在于，所述发电机的转轴上固定有转盘，所述弹簧机构固定在所述转盘上；在所述连接轴上还设置有轴承，所述轴承固定在轴承座上，所述轴承座固定在所述转盘上。

6. 根据权利要求5所述的风、光发电机，其特征在于，所述转盘上固定有支撑板，所述弹簧机构固定在支撑板上；在支撑板上开设有所述连接轴穿过的圆孔，在所述支撑板的圆孔周围还设置有凹槽；在连接轴的端部设置有径向的销孔，在销孔内设置有弹簧销，弹簧销的端部在凹槽内移动。

7. 根据权利要求1至4任一项所述的风、光发电机，其特征在于，所述发电机位于机壳内，所述机壳的尾部设置有风向尾翼，所述机壳可转动的连接在支撑塔上。

8. 根据权利要求7所述的风、光发电机，其特征在于，所述支撑搭外侧固定有若干反光镜，所述机壳的外表面上设置有凹面反光镜。

9. 根据权利要求1至4任一项所述的风、光发电机，其特征在于，所述光伏发电板覆盖所述叶片的外表面。

10.根据权利要求1至4任一项所述的风、光发电机，其特征在于，在所述发电机转轴上设置有集电环，所述集电环的外侧具有与输出电路连接的碳刷；所述光伏发电板的两极通过导线与所述集电环的内侧连接。

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