CN105351149A - 侧风动力轮式发电机 - Google Patents

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Abstract

侧风动力轮式发电机，用于利用风力进行发电，包括发电机的转子和定子，发电机定子置于转子内，转子以定子的两端为轴，转动连接于定子上，转子外圆表面套装有风叶轮，风叶轮上罩有半包围的壳体，该壳体由定子的两端支撑；当壳体以定子的两端为轴，转动连接于定子上时，所述的壳体上固连有风向舵板，壳体与风叶轮之间装有半圆形调风罩，当定子的两端与壳体固连时，壳体的开口处与风管连通，风管的轴线方向垂直于定子的轴线方向，风叶轮上的叶片位于风管内，风管的两端口均为喇叭口形，两喇叭口上分别罩有滤网，风管的两端内壁分别设有凸沿，风管的进风端内装有用于控制进风量的调节装置。

Description

侧风动力轮式发电机
技术领域
本发明涉及风力发电设备领域，具体是提供一种侧风动力轮式发电机。
技术背景
常见的风力发电设备是水平轴风力发电机，水平轴风力发电机结构复杂机体高，导致其制造和维护的成本高、组装难度大，其使用的扇叶在旋转时需要迎风切割气流，风阻大，风能的利用效率低，且由于水平轴风力发电机自身结构的特点，无法集中风力，在风速过高时，就要停用，无法利用高速风流进行发电。
发明内容
本发明的目的是：提供一种侧风动力轮式发电机，本技术发电机对风能的利用效率高，相比水平轴风力发电机结构简单、成本低。
本发明的技术方案是：侧风动力轮式发电机，包括发电机的转子和定子，其特征在于：发电机定子置于转子内，转子以定子的两端为轴，转动连接于定子上，转子外圆表面套装有风叶轮，风叶轮上罩有半包围的壳体，该壳体由定子的两端支撑。
所述的壳体上固连有风向舵板，壳体以定子的两端为轴，转动连接于定子上。
壳体上装有风罩电机，风罩电机的动力输出轴上固装有第一齿轮，壳体与风叶轮之间装有半圆形调风罩，调风罩以定子的两端为轴，转动连接于定子两端，调风罩上固连有半圆形的齿圈，齿圈与第一齿轮啮合连接。
定子的两端与壳体固连，壳体的开口处与风管连通，风管的轴线方向垂直于定子的轴线方向，风叶轮上的叶片位于风管内，风管的两端口均为喇叭口形，两喇叭口上分别罩有滤网，风管的两端内壁分别设有凸沿，风管的进风端内装有用于控制进风量的调节装置。
所述的调节装置具有挡板电机和挡板，挡板电机与风管固连，挡板电机的动力输出轴上固装有第二齿轮，所述的风管上设有板孔，挡板位于板孔内与板孔活动连接，挡板上固连有齿条，齿条与第二齿轮啮合连接。
本发明的优点是：风叶轮被风力推动，带动发电机中的转子以定子为轴进行转动，能够发电，由于风叶轮是顺风的推力方向旋转，风叶轮产生的阻力相比水平轴风力发电机扇叶的阻力小，由于阻力小且沿周转动，本技术中的风叶轮高速旋转下也不会损坏，可利用高速风流进行发电，因此对风能的利用效率高；风叶轮直接固定在转子上，节省了传动、变速等机构，与水平轴风力发电机相比，本发明的侧风动力轮式发电机对风向无要求，且结构简单、成本低。
风罩电机能驱动调风罩转动，将位于壳体外的风叶遮罩在调风罩内，调节风叶的迎风面积，从而控制转子的转速，此结构代替了水平轴风力发电机的刹车系统和变速系统，节约了成本和维护费用；设置调节装置的目的同样也是为了控制转子的转速。
附图说明
图1是本发明侧风动力轮式发电机的结构示意图；
图2是本发明侧风动力轮式发电机的俯视图；
图3是本发明侧风动力轮式发电机的第二种结构示意图；
图4是本发明侧风动力轮式发电机的第三种结构示意图。
图中1壳体、2风叶轮、3转子、4风叶、5定子、6、壳体的开口处、7风向舵板、8定子轴、9电线、10轴承、11喇叭口、12风管、13翻板、14挡板电机、15齿条、16第二齿轮、17挡板、18滤网、19翻板电机、20凸沿、21调风罩、22风罩电机、23第一齿轮、24齿圈。
具体实施方式
侧风动力轮式发电机，其基础结构是：包括发电机的转子3和定子5，发电机定子置于转子内，即转子为外转子和内定子的发电机结构，转子以定子的两端为轴，转动连接于定子上，所述的定子的两端是定子中定子轴8两端的延伸段，转子外圆表面套装有风叶轮2，风叶轮由轮圈和绕轮圈外圆均布的若干风叶4组成，风叶轮上罩有半包围的壳体1，该壳体由定子的两端支撑。壳体为D形或U形等半包围的形状，壳体内壁与风叶轮的外圆随形，风叶轮与壳体之间设有间隙，发电机的转子的两端通过轴承10与定子的两端转动连接，使用时，使漏在壳体外的风叶轮一侧迎风，风推动风叶轮带动转子旋转，从而使发电机发电。
根据上述基本结构，本发明侧风动力轮式发电机还衍生有A型和B型。
A型：如图1、2所示，基于基础结构，所述的壳体上固连有风向舵板7，风向舵板的板面方向垂直于定子的轴线方向，壳体以定子的两端为轴，转动连接于定子上。定子两端的其中一端或两端延伸至壳体外并装有与风机站配套的固定安装架；上述结构在使用时，通过固定安装架将其装配在风机站的基座或基台上，此时定子是固定的，风向舵板受风力推动，带动壳体转向，使风叶轮露出的风叶部分迎风，风吹动风叶轮带动转子转动，从而使发电机发电，本型号可随风转动，自动捕捉风力，不限风向风速，适合安装在任何有风产生的地方。
如图4所示，为了控制上述结构中风叶轮的转速，在所述的壳体上装有风罩电机22，风罩电机的动力输出轴上固装有第一齿轮23，壳体与风叶轮之间装有半圆形调风罩21，调风罩以定子的两端为轴，转动连接于定子两端，调风罩上固连有半圆形的齿圈24，齿圈与第一齿轮啮合连接，附图中为了使结构线条清晰，在第一齿轮和齿圈之间装有动力传递齿轮；固连在调风罩上的电机通过相啮合的第一齿轮和齿圈驱动调风罩转动，调风罩以定子为圆心在壳体和风叶轮之间转动，调风罩转至一端点时，可将风叶轮完全包覆起来，调风罩转至另一端止点时，可完全收入壳体内，所述的齿轮和齿圈也可用其它传动机构代替，例如：传动皮带。
B型：如图3所示，基于基础结构，定子的两端与壳体固连，壳体的开口处6与风管12连通，风管的轴线方向垂直于定子的轴线方向，风叶轮上裸露在壳体外的叶片位于风管内，风管的两端口均为喇叭口11形，两喇叭口上分别罩有用于过滤气流中沙粒、杂物的滤网18，风管的两端内壁分别设有用于阻挡雨水进入的凸沿20，风管的进风端内装有用于控制进风量的调节装置；上述结构在使用时，将壳体固定在风机站的基座或基台上，此时定子、壳体和风管是固定的，将风管的进风端迎风，风经喇叭口压缩后进入风管内，风速加大，然后推动风叶轮带动发电机的转子转动，从而使发电机发电，本型号可阵列排布安置，在弱风的条件下利用喇叭口提高风速，组合发电达到设计电压。
所述的调节装置具有挡板电机14和挡板17，挡板电机与风管固连，挡板电机的动力输出轴上固装有第二齿轮16，所述的风管上设有板孔，挡板位于板孔内与板孔活动连接，挡板上固连有齿条15，齿条与第二齿轮啮合连接，附图中为了使结构线条清晰，在第一齿轮和齿圈之间装有动力传递齿轮，所述的挡板两侧分别设有导轨，挡板的两侧端与对应的导轨滑动连接，导轨与风管固连；调节装置也可以是一个翻板13，翻板中部固连有翻轴，翻轴与翻板电机19动力连接，翻板电机与风管固连，驱动电机通过翻轴控制翻板转量，同样可以控制进风量。
以上所述的风罩电机、挡板电机和翻板电机均使用减速电机，各电机由人工控制或由自动控制系统进行远程控制，通过电线将本发明侧风动力轮式发电机产生的电能并入电网或供用电设备使用。
本发明的侧风动力轮式发电机可安装在屋顶、路边、荒地、山坡、海边、水面及各种用电的交通工具上，其中A型能制成可移动便携式风力发电机，可供军民野外生存使用，该型号体积小，工作时噪音低且没有污染，可装在头盔或背包上给电保暖衣、鞋供电，适用于在野外工作、生存的人使用；B型可安装在建筑物内的相应位置，使风管的两端分别位于建筑物的两端，使风管内走“过堂风”，使本技术发电机为家庭、办公、生产等提供电力，剩余电量还可上电网，抵充消耗用电。

Claims (5)

1.侧风动力轮式发电机，包括发电机的转子和定子，其特征在于：发电机定子置于转子内，转子以定子的两端为轴，转动连接于定子上，转子外圆表面套装有风叶轮，风叶轮上罩有半包围的壳体，该壳体由定子的两端支撑。
2.根据权利要求1所述的侧风动力轮式发电机，其特征在于：所述的壳体上固连有风向舵板，壳体以定子的两端为轴，转动连接于定子上。
3.根据权利要求2所述的侧风动力轮式发电机，其特征在于：壳体上装有风罩电机，风罩电机的动力输出轴上固装有第一齿轮，壳体与风叶轮之间装有半圆形调风罩，调风罩以定子的两端为轴，转动连接于定子两端，调风罩上固连有半圆形的齿圈，齿圈与第一齿轮啮合连接。
4.根据权利要求1所述的侧风动力轮式发电机，其特征在于：定子的两端与壳体固连，壳体的开口处与风管连通，风管的轴线方向垂直于定子的轴线方向，风叶轮上的叶片位于风管内，风管的两端口均为喇叭口形，两喇叭口上分别罩有滤网，风管的两端内壁分别设有凸沿，风管的进风端内装有用于控制进风量的调节装置。
5.根据权利要求4所述的侧风动力轮式发电机，其特征在于：所述的调节装置具有挡板电机和挡板，挡板电机与风管固连，挡板电机的动力输出轴上固装有第二齿轮，所述的风管上设有板孔，挡板位于板孔内与板孔活动连接，挡板上固连有齿条，齿条与第二齿轮啮合连接。
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