CN105673319A - 一种风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电装置，包括风机杆，风机杆顶端安装有发电机，发电机的发电机转子上连接有发电机转子驱动轴，发电机转子驱动轴上端安装有第一风动装置，第一风动装置包括圆形阵列安装在发电机转子驱动轴上端的叶轮轴，叶轮轴以发电机转子驱动轴为圆心等分圆周，每个叶轮轴的端部安装有内凹型风叶；发电机转子驱动轴上位于发电机与叶轮转轴之间的安装有棘轮棘爪机构，棘轮外设置有与其啮合的齿轮，齿轮与驱动电机的驱动轴键连接，驱动电机安装在风机杆的侧壁上，发电机转子驱动轴向上延伸顶端还安装有用于驱动其转动的第二风动装置。本发明适用范围广，尤其能适应风向变化频繁场所的风力发电，同时发电效率高。

Description

一种风力发电装置

技术领域

本发明涉及一种发电装置，尤其是涉及一种适用于风向变化频繁区域的风力发电装置。

背景技术

利用自然界取之不尽、用之不竭的风能进行发电，是多风地区特别是偏远地区最经济可行的供电方式。随着世界各国现代化的发展，能源需求越来越多，而能源的供给则越来越紧张，各国政府也都在着手发展新型的能源，希望由传统的能源向绿色能源转变，而风力发电和太阳能发电是一种经济环保的绿色能源，被人们越来越认识和接受。

风能在实际利用过程中，风向往往受到周围环境的影响，使得风向不稳定，总是在一定范围内变换，现有的风力发电机往往通过设置旋转的风机杆以及尾翼来实现风力发电机对不同方向来风的跟踪，但是如此设置之后，整个系统变得更加复杂，稳定性也随之变差。风力发电机根据风机的安装位置分为水平型和垂直型，水平型风力发电机结构复杂但是发电效率高，垂直型风力发电机结构相对简单，整体结构稳定性高但是发电效率低。因此目前水平型风力发电机的应用较为广泛。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种风力发电装置，其适用范围广，尤其能适应风向变化频繁场所的风力发电，同时发电效率高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种风力发电装置，其特征在于：包括风机杆，所述风机杆固定安装在地面上，所述风机杆的顶端安装有发电机，所述发电机的发电机转子上连接有发电机转子驱动轴且发电机转子通过发电机转子驱动轴驱动，所述发电机转子驱动轴的上端安装有第一风动装置，所述第一风动装置包括圆形阵列安装在发电机转子驱动轴上端的叶轮轴，所述叶轮轴以发电机转子驱动轴为圆心等分圆周，每个叶轮轴的端部安装有内凹型风叶，所述内凹型风叶正面向内部凹陷、中间部分较宽且两边逐渐变窄，所述内凹型风叶的反面为凸起结构；所述发电机转子驱动轴上位于发电机与叶轮转轴之间的安装有棘轮棘爪机构，所述棘轮棘爪机构包括安装于发电机转子驱动轴上的棘爪和与棘爪啮合且外部带有齿轮的棘轮，所述棘轮外设置有与其啮合的齿轮，所述齿轮与驱动电机的驱动轴键连接，所述驱动电机安装在风机杆的侧壁上；所述发电机转子驱动轴向上延伸顶端还安装有用于驱动其转动的第二风动装置，所述第二风动装置包括设置在发电机转子驱动轴外的叶轮安装架，所述叶轮安装架包括叶轮上支架和叶轮底板，所述叶轮上支架和叶轮底板通过支柱连接，所述叶轮底板中心开通孔且通孔内安装有轴承，所述发电机转子驱动轴穿过轴承，所述发电机转子驱动轴上安装有第I叶轮、第II叶轮、第III叶轮和第IV叶轮，所述第I叶轮、第II叶轮、第III叶轮和第IV叶轮均位于叶轮安装架内，所述第I叶轮、第II叶轮、第III叶轮和第IV叶轮的结构相同且尺寸逐渐减小，所述第I叶轮、第II叶轮、第III叶轮和第IV叶轮以发电机转子驱动轴为圆心阵列安装。

上述的一种风力发电装置，其特征在于：所述第I叶轮包括风叶，所述风叶的数量为两片且两片风叶呈十字交叉布设，所述风叶包括上支板和下支板，所述上支板与下支板之间安装有风叶，所述风叶为长方体板状结构。

上述的一种风力发电装置，其特征在于：所述风机杆的内部中空。

上述的一种风力发电装置，其特征在于：所述风机杆为圆柱体杆或长方体杆。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用了两组风动装置，第一风动装置通过将风叶的形状设计为内凹型，不仅增加了风叶的受力，而且保证了风叶的旋转方向始终为驱动发电机转子的发电方向，进一步设置的驱动电机装置可以在风速小无法启动时，通过电机驱动风叶转动，如此以来整个风力发电机的发电效率变高，而且运行更加平稳，其目的是为了提升发电效率。

2、本发明第二风动装置，通过结构相同大小不同的叶轮的交错安装，使得无论风由哪个方向吹来，始终能驱动某一个或者某几个叶轮转动，最终都能驱动整套系统发电，本发电机省去了传统的尾翼以及风机旋转机构的设置，结构简单，运行稳定。

3、本发明适用范围广，尤其能适应风向变化频繁场所的风力发电，同时发电效率高。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的分解图。

图3为本发明第二风动装置的结构示意图。

图4为本发明第I叶轮的结构示意图。

图5为本发明发电机、发电机转子驱动轴、棘轮棘爪部分、齿轮和驱动电机的安装关系示意图。

附图标记说明:

1—叶轮轴；2—发电机；3—风机杆；

4—驱动电机；5—齿轮；6—棘轮棘爪机构；

7—内凹型风叶；8—发电机转子驱动轴；100—第一风动装置；

200—第二风动装置；201—第IV叶轮；202—第III叶轮；

203—第II叶轮；204—第I叶轮；205—叶轮上支架；

206—支柱；207—叶轮底板；401—上支板；

402—风叶；403—下支板。

具体实施方式

如图1至图5所示，本发明包括风机杆3，所述风机杆3固定安装在地面上，所述风机杆3的顶端安装有发电机2，所述发电机2的发电机转子上连接有发电机转子驱动轴8且发电机转子通过发电机转子驱动轴8驱动，所述发电机转子驱动轴8的上端安装有第一风动装置100，所述第一风动装置100包括圆形阵列安装在发电机转子驱动轴8上端的叶轮轴1，所述叶轮轴1以发电机转子驱动轴8为圆心等分圆周，每个叶轮轴1的端部安装有内凹型风叶7，所述内凹型风叶7正面向内部凹陷、中间部分较宽且两边逐渐变窄，所述内凹型风叶7的反面为凸起结构；所述发电机转子驱动轴8上位于发电机2与叶轮转轴1之间的安装有棘轮棘爪机构6，所述棘轮棘爪机构6包括安装于发电机转子驱动轴8上的棘爪和与棘爪啮合且外部带有齿轮的棘轮，所述棘轮外设置有与其啮合的齿轮5，所述齿轮5与驱动电机4的驱动轴键连接，所述驱动电机4安装在风机杆3的侧壁上；所述发电机转子驱动轴8向上延伸顶端还安装有用于驱动其转动的第二风动装置200，所述第二风动装置200包括设置在发电机转子驱动轴8外的叶轮安装架，所述叶轮安装架包括叶轮上支架205和叶轮底板207，所述叶轮上支架205和叶轮底板207通过支柱206连接，所述叶轮底板207中心开通孔且通孔内安装有轴承，所述发电机转子驱动轴8穿过轴承，所述发电机转子驱动轴8上安装有第I叶轮204、第II叶轮203、第III叶轮202和第IV叶轮201，所述第I叶轮204、第II叶轮203、第III叶轮202和第IV叶轮201均位于叶轮安装架内，所述第I叶轮204、第II叶轮203、第III叶轮202和第IV叶轮201的结构相同且尺寸逐渐减小，所述第I叶轮204、第II叶轮203、第III叶轮202和第IV叶轮201以发电机转子驱动轴8为圆心阵列安装。

如图4所示，所述第I叶轮204包括风叶，所述风叶的数量为两片且两片风叶呈十字交叉布设，所述风叶包括上支板401和下支板403，所述上支板401与下支板403之间安装有风叶402，所述风叶402为长方体板状结构。

本实施例中，所述风机杆3的内部中空，便于整个装置在风机杆3内部空腔中走线。

本实施例中，所述风机杆3为圆柱体杆或长方体杆。

本发明的工作原理为：本发明采用了两组风动装置，第一风动装置通过将风叶的形状设计为内凹型，不仅增加了风叶的受力，而且保证了风叶的旋转方向始终为驱动发电机转子的发电方向，进一步设置的驱动电机装置可以在风速小无法启动时，通过电机驱动风叶转动，如此以来整个风力发电机的发电效率变高，而且运行更加平稳，其目的是为了提升发电效率。本发明第二风动装置，通过结构相同大小不同的叶轮的交错安装，使得无论风由哪个方向吹来，始终能驱动某一个或者某几个叶轮转动，最终都能驱动整套系统发电，本发电机省去了传统的尾翼以及风机旋转机构的设置，结构简单，运行稳定。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种风力发电装置，其特征在于：包括风机杆(3)，所述风机杆(3)固定安装在地面上，所述风机杆(3)的顶端安装有发电机(2)，所述发电机(2)的发电机转子上连接有发电机转子驱动轴(8)且发电机转子通过发电机转子驱动轴(8)驱动，所述发电机转子驱动轴(8)的上端安装有第一风动装置(100)，所述第一风动装置(100)包括圆形阵列安装在发电机转子驱动轴(8)上端的叶轮轴(1)，所述叶轮轴(1)以发电机转子驱动轴(8)为圆心等分圆周，每个叶轮轴(1)的端部安装有内凹型风叶(7)，所述内凹型风叶(7)正面向内部凹陷、中间部分较宽且两边逐渐变窄，所述内凹型风叶(7)的反面为凸起结构；所述发电机转子驱动轴(8)上位于发电机(2)与叶轮转轴(1)之间的安装有棘轮棘爪机构(6)，所述棘轮棘爪机构(6)包括安装于发电机转子驱动轴(8)上的棘爪和与棘爪啮合且外部带有齿轮的棘轮，所述棘轮外设置有与其啮合的齿轮(5)，所述齿轮(5)与驱动电机(4)的驱动轴键连接，所述驱动电机(4)安装在风机杆(3)的侧壁上；所述发电机转子驱动轴(8)向上延伸顶端还安装有用于驱动其转动的第二风动装置(200)，所述第二风动装置(200)包括设置在发电机转子驱动轴(8)外的叶轮安装架，所述叶轮安装架包括叶轮上支架(205)和叶轮底板(207)，所述叶轮上支架(205)和叶轮底板(207)通过支柱(206)连接，所述叶轮底板(207)中心开通孔且通孔内安装有轴承，所述发电机转子驱动轴(8)穿过轴承，所述发电机转子驱动轴(8)上安装有第I叶轮(204)、第II叶轮(203)、第III叶轮(202)和第IV叶轮(201)，所述第I叶轮(204)、第II叶轮(203)、第III叶轮(202)和第IV叶轮(201)均位于叶轮安装架内，所述第I叶轮(204)、第II叶轮(203)、第III叶轮(202)和第IV叶轮(201)的结构相同且尺寸逐渐减小，所述第I叶轮(204)、第II叶轮(203)、第III叶轮(202)和第IV叶轮(201)以发电机转子驱动轴(8)为圆心阵列安装。

2.按照权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于：所述第I叶轮(204)包括风叶，所述风叶的数量为两片且两片风叶呈十字交叉布设，所述风叶包括上支板(401)和下支板(403)，所述上支板(401)与下支板(403)之间安装有风叶(402)，所述风叶(402)为长方体板状结构。

3.按照权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于：所述风机杆(3)的内部中空。

4.按照权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于：所述风机杆(3)为圆柱体杆或长方体杆。