CN112983732A - 高效水平轴风力发电机及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了高效水平轴风力发电机及其使用方法，包括：垂直轴；还包括：旋转平台；横梁；两个圆盘；两个主动轮；电机；差速器；过渡轮；从动轮，所述从动轮与对应的过渡轮啮合；第一连杆，所述第一连杆将主动轮、对应的过渡轮以及对应的从动轮连接；弧形叶片，所述弧形叶片贴合在对应的从动轮表面且通过第二连杆与对应的从动轮圆心连接。本发明的有益效果是通过旋转平台带动叶片旋转，同时通过电机驱动主动轮旋转，带动过渡轮和从动轮旋转，进而改变叶片的迎风角度，结构简单，自重较低，增加了叶片的数量，进而提高了风能利用率。

Description

高效水平轴风力发电机及其使用方法
技术领域
本发明涉及风力发电机领域，尤其涉及水平轴风力发电机及其使用方法。
背景技术
目前，大功率风力发电机仍以水平轴为主，大功率的风力发电机样机功率 已达5000KW以上，而垂直轴风力发电机的最大功率仅能达到100KW，因而垂直轴风力发电机在功率上还有很大发展潜力。风叶的扫风面积代表着风机可获取风能的空间，水平轴风机的扫风面积为一圆形，这个圆形的面积与直径的平方成正比，因而，水平轴风力可通过增加叶片长度来大幅度增加扫风面积。垂直轴风机在提高风能利用率方面有很大的发展，垂直轴风机的扫风面积为一矩 形，这个矩形面积与风叶单方向尺寸的一次方成正比，由于叶片刚度及重量的 限制，因而垂直轴风机很难实现大功率化。
中国实用新型专利公开号CN201255079公开了垂直轴风力发电机，为解决现有垂直轴和水平轴风力发电机发生断齿、齿轮和轴承磨损严重、叶片形状复杂、影响风机性能和效率、难以实现大功率化、叶片收集风能效果差的问题，没有解决垂直轴风机的风能利用率。
又如中国实用新型专利公开号CN205663571U公开了一种水平轴风力发电机，包括发电机机壳、第一支撑杆、第二支撑杆和底座，所述发电机机壳内安装有发电机机组，发电机机壳的两端分别安装有导流罩和回转体；所述导流罩上通过螺栓固定安装有三个相同的叶片，该发电机的结构只能在发电机机壳的一端安装三个叶片，叶片的空间利用率低，叶片无法根据风速进行调节，风能利用率也不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的水平轴风力发电机的叶片无法根据需要改变角度，且风能利用率较低，为此提供一种高效水平轴风力发电机及其使用方法。
本发明的技术方案是：高效水平轴风力发电机，包括：垂直轴；还包括：旋转平台，所示旋转平台转动连接在垂直轴上部外围；横梁，所述横梁固接在旋转平台边缘处；两个圆盘，所述两个圆盘分别安装在横梁的两端；两个主动轮，所述两个主动轮分别转动连接在两个圆盘的圆心处；电机，所述电机驱动两个主动轮旋转；差速器，所述差速器与两个主动轮信号连接；过渡轮，所述过渡轮以对应的主动轮为基准均匀分布在圆盘上，且与对应的主动轮啮合；从动轮，所述从动轮与对应的过渡轮啮合；第一连杆，所述第一连杆将主动轮、对应的过渡轮以及对应的从动轮连接；弧形叶片，所述弧形叶片贴合在对应的从动轮表面且通过第二连杆与对应的从动轮圆心连接。
上述方案的改进是所述垂直轴顶部安装有避雷针。
上述方案中所述旋转平台为横截面为大致的纺锤形。
上述方案中所述横梁固接在纺锤形的顶部。
上述方案的进一步改进是所述垂直轴内部中空，其内安置有可上下移动的吊舱。
高效水平轴风力发电机的使用方法，包括以下步骤：有风时旋转平台带动横梁围绕垂直轴转动，通过调节差速器来使两个主动轮旋转，主动轮带动对应啮合的过渡轮旋转，过渡轮带动对应啮合的从动轮旋转，进而改变弧形叶片的迎风面。
本发明的有益效果是通过旋转平台带动叶片旋转，同时通过电机驱动主动轮旋转，带动过渡轮和从动轮旋转，进而改变叶片的迎风角度，结构简单，自重较低，增加了叶片的数量，进而提高了风能利用率。
附图说明
图1是本发明的高效水平轴风力发电机示意图；
图中，1、垂直轴，2、旋转平台，3、横梁，4、圆盘，5、主动轮，6、过渡轮，7、从动轮，8、第一连杆，9、弧形叶片，10、第二连杆，11、避雷针，12、吊舱。
具体实施方式
下面结合附图 ，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，高效水平轴风力发电机，包括：垂直轴1；还包括：旋转平台2，所示旋转平台转动连接在垂直轴上部外围；横梁3，所述横梁固接在旋转平台边缘处；两个圆盘4，所述两个圆盘分别安装在横梁的两端；两个主动轮5，所述两个主动轮分别转动连接在两个圆盘的圆心处；电机，所述电机驱动两个主动轮旋转；差速器，所述差速器与两个主动轮信号连接；过渡轮6，所述过渡轮以对应的主动轮为基准均匀分布在圆盘上，且与对应的主动轮啮合；从动轮7，所述从动轮与对应的过渡轮啮合；第一连杆8，所述第一连杆将主动轮、对应的过渡轮以及对应的从动轮连接；弧形叶片9，所述弧形叶片贴合在对应的从动轮表面且通过第二连杆10与对应的从动轮圆心连接。
具体的，旋转平台具有一定的厚度以增加其稳定性，旋转的动力可以是风力或是有额外的能源驱动。旋转平台的横截面为大致的纺锤形。其重心与垂直轴的重心偏离，横梁固接在纺锤形的较尖的顶部，与垂直轴保持一定的间隙，避免横梁转动时碰到垂直轴。
过渡轮可以有3个，对应的从动轮也有3个，主动轮、过渡轮和从动轮构成了传动系统，第一连杆有3个，第二连杆也有3个。
作为本发明的一个优选例，可以在垂直轴顶部安装有避雷针11，或者通信天线。
作为本发明的另一个优选例，可以将垂直轴内部设为中空，其内安置有可上下移动的吊舱12，通过吊舱来调整整体重心。
高效水平轴风力发电机的使用方法，包括以下步骤：有风时旋转平台带动横梁围绕垂直轴转动，通过调节差速器来使两个主动轮旋转，主动轮带动对应啮合的过渡轮旋转，过渡轮带动对应啮合的从动轮旋转，进而改变弧形叶片的迎风面。
本发明可以通过啮合的传动系统带动6个叶片，在同等的环境下增多了叶片，提高了风能利用率。

Claims (6)

1.高效水平轴风力发电机，包括：垂直轴（1）；其特征是：还包括：旋转平台（2），所述旋转平台转动连接在垂直轴上部外围；横梁（3），所述横梁固接在旋转平台边缘处；两个圆盘（4），所述两个圆盘分别安装在横梁的两端；两个主动轮（5），所述两个主动轮分别转动连接在两个圆盘的圆心处；电机，所述电机驱动两个主动轮旋转；差速器，所述差速器与两个主动轮信号连接；过渡轮（6），所述过渡轮以对应的主动轮为基准均匀分布在圆盘上，且与对应的主动轮啮合；从动轮（7），所述从动轮与对应的过渡轮啮合；第一连杆（8），所述第一连杆将主动轮、对应的过渡轮以及对应的从动轮连接；弧形叶片（9），所述弧形叶片贴合在对应的从动轮表面且通过第二连杆（10）与对应的从动轮圆心连接。
2.如权利要求1所述的高效水平轴风力发电机，其特征是：所述垂直轴顶部安装有避雷针（11）。
3.如权利要求1所述的高效水平轴风力发电机，其特征是：所述旋转平台为横截面为大致的纺锤形。
4.如权利要求3所述的高效水平轴风力发电机，其特征是：所述横梁固接在纺锤形的顶部。
5.如权利要求1所述的高效水平轴风力发电机，其特征是：所述垂直轴内部中空，其内安置有可上下移动的吊舱（12）。
6.如权利要求1-5任一所述的高效水平轴风力发电机的使用方法，其特征是：包括以下步骤：有风时旋转平台带动横梁围绕垂直轴转动，通过调节差速器来使两个主动轮旋转，主动轮带动对应啮合的过渡轮旋转，过渡轮带动对应啮合的从动轮旋转，进而改变弧形叶片的迎风面。
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