CN104847587A - 蜂窝式风力发电机 - Google Patents

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Abstract

一种蜂窝式风力发电机，包括至少两个叶轮、发电机，所述叶轮与发电机连接，所述发电机通过电缆输出电网，具体地，还包括蜂窝状载体、变速机构，所述蜂窝状载体设有容置室，其中容置室的数量与叶轮数量对应一致，所述叶轮设于容置室内并通过转轴固定，所述变速机构设有棘轮、传动机构、动力输出链，所述棘轮套接在转轴上，相邻的叶轮通过传动机构与棘轮连接，所述动力输出链内设有棘轮，与动力输出链相邻的叶轮通过传动机构和动力输出链连接，所述动力输出链与发电机连接。本发明具有占用体积小，制作成本低，发电量大，使用范围广的优点，符合国家提倡的新能源环保政策。

Description

蜂窝式风力发电机
技术领域
本发明涉及发电机领域，尤指一种蜂窝式风力发电机。
背景技术
随着社会经济的发展，电能已经成为了人们日常生活和工作中必不可少的能源。当前，我国电力的来源主要依靠火力发电和水力发电，其中火力发电是通过燃烧煤产生的热能驱动发电机转动发电，这种类型的发电机由于需要大量燃煤，容易造成雾霾，严重污染大气环境；而水力发电则是通过水的流动带动发电机转动发电，虽然不会产生大气污染，但是会受到地理条件的限制，需要在具有较大水位落差的水域上建坝蓄水才能实现发电，建造成本极高，占用的面积大，会对当地的生态环境造破坏。
随着我国节能环保政策的推进，风能发电逐渐被人们所重视。风力发电机是利用风力带动叶片旋转，促使发电机发电，其不会产生污染，不受地理条件限制，建造成本低，占用体积小，对生态环境几乎不会产生影响，因而受到国家的高度重视。当前的风力发电机存在以下缺点：1.大多都采用单发电机形式，该形式的风力发电机发电量较小，效率低，无法满足供电的要求，风能的利用率很低，需要建造多个风力发电机或设置在常年风力较大的地区才能满足供电要求，因而增加了建造成本；2.为了提高单个风力发电机的发电量及功率，人们将风力发电机的叶轮直径扩大，其直径最大能够达到40 米相当于15层楼的高度，这些大型风力发电机虽然能很大程度提高发电量，但是过大的风轮直径不仅给安装和运输带来极大的不便，同时也对安装风力发电机的场地有了一定的约束，且制造的成本高，不利于大规模的推广引用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种制作成本低，发电量大，使用范围广，占用体积小的蜂窝式风力发电机。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种蜂窝式风力发电机，包括至少两个叶轮、发电机，所述叶轮与发电机连接，所述发电机通过电缆输出电网，具体地，还包括蜂窝状载体、变速机构，所述蜂窝状载体设有容置室，其中容置室的数量与叶轮数量对应一致，所述叶轮设于容置室内并通过转轴固定，所述变速机构设有棘轮、传动机构、动力输出链，所述棘轮套接在转轴上，相邻的叶轮通过传动机构与棘轮连接，所述动力输出链内设有棘轮，与动力输出链相邻的叶轮通过传动机构和动力输出链连接，所述动力输出链与发电机连接。
具体地，所述传动机构为链条，相邻的叶轮通过链条套接在棘轮上连接，与动力输出链相邻的叶轮通过链条套接在棘轮上与动力输出链连接。
具体地，所述传动机构为皮带，相邻的叶轮通过皮带套接在棘轮上连接，与动力输出链相邻的叶轮通过皮带套接在棘轮上与动力输出链连接。
具体地，所述传动机构为齿轮，相邻的叶轮通过齿轮与棘轮啮合连接，与动力输出链相邻的叶轮通过齿轮和棘轮啮合与动力输出链连接。
具体地，所述传动机构包括齿轮和传动轴，其中所述齿轮连接在传动轴的两端，传动轴两端的齿轮分别与相邻叶轮的棘轮齿轮啮合，传动轴两端的齿轮分别与动力输出链的棘轮以及与动力输出链相邻的叶轮的棘轮啮合。
具体地，所述叶轮的直径相等。
具体地，所述叶轮的直径不相等。
本发明的有益效果在于：
1.本发明通过设置蜂窝状载体，将多个直径相等或不相等的叶轮像蜂窝一样设置安装在蜂窝状载体上，再将相邻的叶轮通过变速机构与发电机连接，及相邻的叶轮间通过棘轮和传动机构连接，各叶轮的动力叠加到动力输出链上，由动力输出链将动力传到发电机上，可实现微风发电，对风速的适应性强，适用范围广，不受地域限制，可以充分满足我国能源新规划中对于“分布式电站”的要求。
2.本发明结构简单，制造难度小，组装建设方便，且采用叶轮动力叠加的方式输出，通过多个体积小的叶轮即可实现高发电量，不需制作体积巨大的叶轮，克服了目前风力发电单机容量扩大难的瓶颈，具有可观的经济效益；
3.本发明以同样规格尺寸的叶轮生产加工，省去了开发一电站一设计，一机组一设计，一机组一加工规范等繁琐问题，适合规模加工生产，从而有效降低生产成本。
附图说明
图1 是本发明结构示意图；
图2 是本发明内部结构示意图；
图3 是本发明容置室结构示意图；
图4 是本发明的系统框图。
附图标号说明：1-叶轮；11-转轴；2-蜂窝状载体；21-容置室；3-棘轮；4-传动机构；5-动力输出链。
具体实施方式
请参阅图1-4所示，本发明关于一种蜂窝式风力发电机，包括至少两个叶轮1、发电机，所述叶轮1与发电机连接，所述发电机通过电缆输出电网，具体地，还包括蜂窝状载体2、变速机构，所述蜂窝状载体2设有容置室21，其中容置室21的数量与叶轮1数量对应一致，所述叶轮1设于容置室21内并通过转轴11固定，所述变速机构设有棘轮3、传动机构4、动力输出链5，所述棘轮3套接在转轴11上，相邻的叶轮1通过传动机构4与棘轮3连接，所述动力输出链5内设有棘轮3，与动力输出链5相邻的叶轮1通过传动机构4和动力输出链5连接，所述动力输出链5与发电机连接。
相较于现有的技术，本发明通过把多个叶轮1像蜂窝布置一样安装在蜂窝状载体2上，在将叶轮1的动力通过变速机构中的棘轮3和传动机构4叠加，将叠加的动力传至动力输出链5，再由动力输出链5把动力传至发电机发出电能，因此可在风力较弱的地区实现较大的发电量，提高发电率，不必考虑建造风力发电站当地风力资源大小的问题，适用范围广，可以充分满足我国能源新规划中对于“分布式电站”的要求；由于发电的动力是由多个叶轮1的动力叠加而成，因此可避免为增加发电量而制作体积巨大的叶轮1，克服了目前风力发电机单机容量扩大难的瓶颈且能够大大降低制作、运输、安装的难度及成本，结构简单，占用体积小。
具体地，所述传动机构4为链条，相邻的叶轮1通过链条套接在棘轮3上连接，与动力输出链5相邻的叶轮1通过链条套接在棘轮3上与动力输出链5连接。
采用上述方案，链条作为常用的传动机构4，不需精密的加工和精密的配合，使用方便，生产成本低，可有效实现叶轮1的动力叠加及将叠加的动力传至动力输出链5。
具体地，所述传动机构4为皮带，相邻的叶轮1通过皮带套接在棘轮3上连接，与动力输出链5相邻的叶轮1通过皮带套接在棘轮3上与动力输出链5连接。
采用上述方案，使用皮带作为传动机构4，生产成本更低，可实现叶轮1间动力的平稳叠加及传动，且传动过程产生噪音小。
具体地，所述传动机构4为齿轮，相邻的叶轮1通过齿轮与棘轮3啮合连接，与动力输出链5相邻的叶轮1通过齿轮和棘轮3啮合与动力输出链5连接。
采用上述方案，齿轮具有传动精确，体积小、效率高、寿命长等优点，采用齿轮作为传动机构4，可有效地提高叶轮1动力的叠加及传动的精度，提高发电率。
具体地，所述传动机构4包括齿轮和传动轴，其中所述齿轮连接在传动轴的两端，传动轴两端的齿轮分别与相邻叶轮1的棘轮3齿轮啮合，传动轴两端的齿轮分别与动力输出链5的棘轮3以及与动力输出链5相邻的叶轮1的棘轮3啮合。
采用上述方案，通过传动轴和齿轮配合的方式作为传动机构4，叶轮1动力的叠加及传动的精度更高，可更加有效地提高发电效率，特别适用于风力较弱的地区实现微风发电。
具体地，所述叶轮1的直径相等。
具体地，所述叶轮1的直径不相等。
下面通过具体的实施例对本发明作进一步的说明。
本发明适用范围广，可适合任何风速的区域，只需放置安装在具有空气流动的地区即可实现发电。通过变速机构中棘轮3和传动机构4可以把各叶轮1的动力叠加在一起，单个叶轮1在风力作用下转动，当动力输出链5的转速超过某个叶轮1转速时，棘轮3会使得该叶轮1脱离动力输出链5，当叶轮1转速大于动力输出链5的行进速度时，该动力则会驱动动力输出链5，另外由于空气具有柔性的原因，叶轮1通过棘轮3和传动机构4把动力叠加在一起时，其瞬间的动力不会对整个系统造成破坏。
作为进一步的改进，由于蜂窝状载体2的容置室21部分可以让风流过，其余部分可以起到挡风的作用，在风速较大的地区，可通过加大叶轮1的直径和容置室21的大小来减缓流速，增大发电量；如果区域风速低，可通过减少叶轮1直径和容置室21的尺寸，加大蜂窝状载体的面积，减少过风面积，使得流过叶轮1的风速增加，从而提高叶轮1转速，增大发电量。
作为进一步的改进，由于蜂窝状载体2的局部具有挡风作用，本发明可设计成体积较大的挡风体，设置的位置可以是城市，亦可以是郊外，可设计成规模的风力发电机群，在能够实现巨大发电量的同时，对于局部地区的防风、对沙漠地区固沙效果均为显著，且能有效保护生态环境。
作为进一步改进，本发明可根据具体的地区环境，设计适合当地环境的形状，如在沙漠或树林里，可做成树冠状；建在公路边可做成墙体状；建在城市中间可做成各种流线型的大厦或其他现代建筑物形状，以提高发电量和适应当地的风貌。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种蜂窝式风力发电机，包括至少两个叶轮、发电机，所述叶轮与发电机连接，所述发电机通过电缆送到电网，其特征在于，还包括蜂窝状载体、变速机构，所述蜂窝状载体设有容置室，其中容置室的数量与叶轮数量对应一致，所述叶轮设于容置室内并通过转轴固定，所述变速机构设有棘轮、传动机构、动力输出链，所述棘轮套接在转轴上，相邻的叶轮通过传动机构与棘轮连接，所述动力输出链内设有棘轮，与动力输出链相邻的叶轮通过传动机构和动力输出链连接，所述动力输出链与发电机连接。
2.根据权利要求1所述的蜂窝式风力发电机，其特征在于，所述传动机构为链条，相邻的叶轮通过链条套接在棘轮上连接，与动力输出链相邻的叶轮通过链条套接在棘轮上与动力输出链连接。
3.根据权利要求1所述的蜂窝式风力发电机，其特征在于，所述传动机构为皮带，相邻的叶轮通过皮带套接在棘轮上连接，与动力输出链相邻的叶轮通过皮带套接在棘轮上与动力输出链连接。
4.根据权利要求1所述的蜂窝式风力发电机，其特征在于，所述传动机构为齿轮，相邻的叶轮通过齿轮与棘轮啮合连接，与动力输出链相邻的叶轮通过齿轮和棘轮啮合与动力输出链连接。
5.根据权利要求1所述的蜂窝式风力发电机，其特征在于，所述传动机构包括齿轮和传动轴，其中所述齿轮连接在传动轴的两端，传动轴两端的齿轮分别与相邻叶轮的棘轮齿轮啮合，传动轴两端的齿轮分别与动力输出链的棘轮以及与动力输出链相邻的叶轮的棘轮啮合。
6.根据权利要求1所述的蜂窝式风力发电机，其特征在于，所述叶轮的直径相等。
7.根据权利要求1所述的蜂窝式风力发电机，其特征在于，所述叶轮的直径不相等。
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