CN114076061A - 一种风光雨互补发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种风光雨互补发电装置，其包括：叶片、光能板、主轴、光能支撑架、大齿轮、第五锥齿轮、二级行星轮增速器、感应电机、储能装置，感应电机上安装有储能装置，能够将产生的电能储存在储能装置中，两组光能发电装置也与储能装置相连，产生的电量也存储在储能装置中，光能板对于风的集中引导作用，具有快速启动的特点，该装置能够利用风能、光能和雨水下落时的重力势能进行发电，实现不同天气条件下，均能够持续有效的产生电量，弥补传统发电方式运用场合较为单一的缺陷。

Description

一种风光雨互补发电装置
技术领域
本发明涉及互补发电技术领域，具体涉及一种风光雨互补发电装置。
背景技术
电已经成为我们日常生活不可缺少的一部分，照明、冶金、化学、纺织、通信、交通、动力等各个领域都要用电，电能是科技发展、国民经济增长的主要动力。当前，我国的发电形式多种多样，包括火力发电、水力发电、风力发电、燃料电池发电、核电和太阳能光热发电等。火力发电使用范围最广，占领了电力大部分市场，火力发电具有原料丰富、技术简单、投资少、容易规模化生产等特点，但其产生的污染也是有目共睹。传统的新能源发电形式比较单一，只适用于特定的发电情况，对于环境以及天气的要求较为严格，因此传统的新能源发电方式的发电效率相对较低，运用到的范围较为狭窄。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，弥补传统新能源发电方式运用场合较为单一的缺陷，提出了一种风光雨互补发电装置，实现在不同天气条件下，该发电装置均能够持续有效的产生电量。
实现本发明所采用的技术方案是：一种风光雨互补发电装置，其特征是：它包括：叶片、光能板、主轴、光能支撑架、差速加速器、大齿轮、第五锥齿轮、二级行星轮增速器、感应电机、储能装置，在所述的光能支撑架上设置光能板，在所述的主轴上部设置叶片，所述的主轴下部穿过光能支撑架，所述的叶片位于光能支撑架上部，所述的主轴与差速加速器固连，所述的大齿轮与第五锥齿轮啮合，所述的第五锥齿轮与二级行星轮增速器固连，所述的二级行星轮增速器与感应电机固连，所述的感应电机连接储能装置。
进一步，所述的二级行星轮增速器包括：传动件、第一太阳轮、第一中心轮、第一内齿轮、传动件、支撑壳体、第二太阳轮、第二中心轮、第二内齿轮、第一防护装置，第二防护装置、二级行星轮增速器输出轴，在所述的第一防护装置内设置第一内齿轮，所述的第一内齿轮内啮合第一中心轮和三个相同的第一太阳轮，所述的三个相同的第一太阳轮与传动件固连，所述的第一中心轮与传动件固连；在所述的支撑壳体内设置第二内齿轮，所述的第二内齿轮内啮合第二中心轮和三个相同的第二太阳轮，所述的三个相同的第二太阳轮与传动件固连，在所述的第二防护装置内设置支撑壳体，所述的二级行星轮增速器输出轴与第二中心轮固连，所述的第一防护装置与第二防护装置固连。
进一步，所述的叶片具有两凹两凸一弧，叶片的整体结构内凹外凸，叶片的横截面分为凹凸两侧，凹面在外，凸面在内。
进一步，所述的光能板具有一定的锥度。
本发明一种风光雨互补发电装置的有益效果体现在：
1、一种风光雨互补发电装置，安装有叶片、光能板、引流槽等装置和结构，除了正常的空气流动外，光能板对于风的集中引导作用，可以使风力发电装置在周围风力较小的情况下，便能够开始转动，具有快速启动的特点，能够实现在不同天气条件下，均能够持续有效的产生电量；
2、一种风光雨互补发电装置，叶片整体结构的内、凹面上具有多条用来引导雨水的引流槽，能够在阴雨天气时，将落在叶片上的雨水汇集到引流槽中，沿着引流槽流出叶片，实现将雨水的重力势能转换为叶片转动的动能，通过发电装置产生电量，采用的叶片的转动速度达到了峰值，为雨水下落轨迹符合最速下降曲线模型，在叶片的设计过程中除了采用内凹外凸的结构外，其整体结构需要具有一定的弧度，这样从正面来看，叶片上的引流槽符合最速下降曲线模型；
3、一种风光雨互补发电装置，经过差速加速器和二级行星轮增速器两个增速装置，使得在初始转速较小的情况下，感应电机也能够获得较大的转速从而产生足够多的电量。
附图说明
图1是一种风光雨互补发电装置安装示意图；
图2是一种风光雨互补发电装置主视图；
图3是一种风光雨互补发电装置的储能系统示意图；
图4是图3中D的示意图；
图5是一种风光雨互补发电装置的二级行星轮增速器的爆炸视图；
图6是图2中A的局部放大视图；
图7是图2中B的局部放大视图；
图8是图2中C的局部放大视图；
图9是图2中件1和件2的整体结构示意图；
图10是图9中E的局部放大视图；
图中：001.第一组叶片，002.第二组叶片，003.叶片连接杆，004.第一组光能板，005.第二组光能板，006.连接管，100.第一主轴，110.第二主轴，120.第一光能支撑架，130.第二光能支撑架，140.外部固定结构，150.大齿轮，160.第一锥齿轮，170.第二锥齿轮，180.第三锥齿轮，190.第四锥齿轮，200.第一轴承，210.第五锥齿轮，220.第二轴承，230.第三轴承， 240.传动件，250.第四轴承，260.第五轴承，270.第一传动直齿轮，280.第二传动直齿轮， 290.限位卡簧，300.内齿轮，310.传动件，320.支撑壳体，330.第六轴承，340.第三传动直齿轮，350.第四传动直齿轮，360.直齿轮挡板，370.联轴器，380.感应电机，390.储能装置， 410.第一防护装置，420.第二防护装置，430.第三防护装置，440.第七轴承，450.二级行星轮增速器输出轴，460.输出轴，470.内齿轮，480.卡箍。
具体实施方式
以下结合附图1-附图8和具体实施例对本发明作进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照附图1所示，一种风光雨互补发电装置安装在风场公路两侧情况示意图。
参照附图2所示，风力发电装置分为上、下两组，上方的风力发电装置中，第一组叶片 001通过叶片连接杆003和第一主轴100相连，下方的风力发电装置中，第二组叶片002通过叶片连接杆003和第二主轴110相连，光能发电装置也分为上下两组，光能板盘绕安装在光能支撑架上并且整体结构具有一定的锥度，能够将风引导向风力发电装置的叶片，采用盘绕安装的方法不仅能够增加采光量使产生的电量更多，而且能够更好的聚风；而整体结构具有一定的锥度能够更好的将聚集的风引导向风力发电装置，为风力发电装置叶片的转动提供了一定的动力；两组光能发电装置通过卡箍固定连接一根内部中空的连接管006，上方光能发电装置的线路通过连接管006与下方光能发电装置的线路连接在了一起。两组光能发电装置的线路主要存储在第二光能支撑架130和第二主轴110间的空心部分，光能发电装置产生的电量存储在储能装置390当中。
参照附图9、10所示，两组叶片均具有两凹两凸一弧的特点，首先叶片的横截面分为凹凸两侧，凹面在外，凸面在内；其次叶片的整体结构内凹外凸，外凸面与四周流动的风力相对，能够增大与风的接触面积，内凹面通过连接杆与两组主轴相连，能够带动主轴转动。叶片具有一定的弧度主要为了满足叶片上引流槽能够更快的将雨水引导出叶片。雨水下落时的速度并非沿直线下落时最快，而是有一个最速下降曲线，当雨水的下落轨迹符合最速下降曲线时，雨水的下落速度是最快的，此时叶片的转动速度也就达到了峰值。所以为使雨水下落轨迹符合最速下降曲线模型，在叶片的设计过程中除了采用内凹外凸的结构外，其整体结构需要具有一定的弧度，这样从正面来看，叶片上的引流槽符合最速下降曲线模型。
参照附图6、7和8所示，两组风力发电装置采用上下安装的方式，并且第一组叶片001 和第二组叶片002通过叶片连接杆003与第一主轴100和第二主轴110相连，当该风力发电装置的四周空气流通产生风力的时候，叶片的迎风面与风接触，在风力的作用下，第一组叶片001和第二组叶片002分别带动第一主轴100和第二主轴110转动。当在阴雨天气时，下落的雨水落到叶片上，沿着叶片内凹面的引流槽汇聚在一起然后流出叶片，可以实现将雨水的重力势能转换为叶片转动的动能，第一主轴100的外围是第一光能支撑架120，第一光能支撑架120上第一组光能板004盘绕安装并具有一定的锥度，能够增大与阳光的接触面积，增加采光量。第一光能支撑架120的内径大于第一主轴100的直径，所以在第一主轴100和第一光能支撑架120的内部空心部分安装有第三轴承230，第三轴承230可以使第一主轴100 在转动的同时，第一光能支撑架120保持静止。另外第一光能支撑架120安装在第二主轴110 的上方，二者通过第七轴承440连接，第七轴承440为推力滚子轴承，对第一光能支撑架120 起到固定和支撑的作用，又能使第二主轴110在转动的同时第一光能支撑架120保持静止。第二主轴110的外围是第二光能支撑架130，第二主轴110和第二光能支撑架130的上方末端处安装有第七轴承440，第七轴承440为推力滚子轴承，该推力滚子轴承的主要作用是对第二主轴110起到支撑作用，另外满足第二主轴110相对于第二光能支撑架130能够自由转动。
参照附图3、4所示，第一主轴100和第一锥齿轮160相连，并带动第一锥齿轮160逆时针转动。第二主轴110和第二锥齿轮170相连，并带动锥齿轮顺时针转动。当有风吹过时，第一组叶片001、第二组叶片002带动第一主轴100、第二主轴110转动，第一锥齿轮160、第二锥齿轮170跟随第一主轴100和第二主轴110的转动而转动，第三锥齿轮180和第四锥齿轮190安装在第一锥齿轮160、第二锥齿轮170的中间部分，将第一锥齿轮160、第二锥齿轮170连接起来，由于第一锥齿轮160、第二锥齿轮170转动方向相反，所以第三锥齿轮180 和第四锥齿轮190获得第一锥齿轮160和第二锥齿轮170的转速之和。由于第三锥齿轮180、第四锥齿轮190和大齿轮150通过焊接挡板相连，所以，大齿轮150的转速便是第一锥齿轮 160和第二锥齿轮170转速之和。大齿轮150和第五锥齿轮210相啮合，通过啮合第五锥齿轮210将转速传递到了二级行星轮增速器中做进一步增速。与第四传动直齿轮350相连接的输出轴460通过联轴器370将转动传递到感应电机380上，在感应电机380中，通过定子产生的旋转磁场与转子绕组的相对运动，转子绕组切割磁感线产生感应电动势，从而使转子绕组中产生感应电流，产生的电流存储在储能装置390中。
参照附图5所示二级行星轮增速器中的传动件240和啮合第五锥齿轮210相连，将第五锥齿轮210的转速传递到二级行星轮增速器当中，传动件240的一端和第五锥齿轮210相连，另一端通过三个相同的第五轴承260与三个相同的第一传动直齿轮270相连，传动件240上还安装有限位卡簧290用以防止第五轴承260在运动过程中产生移动。三个相同的第一传动直齿轮270在内齿轮300中成三角分布并与内齿轮300相啮合，在传动件240的带动下，传动第一传动直齿轮270绕着内齿轮300自由转动。由于三个相同的第一传动直齿轮270成三角分布，内部留有一定的空间，在此空间内安装有第二传动直齿轮280，第二传动直齿轮280 和三个相同的第一传动直齿轮270均啮合，所以三个相同的第一传动直齿轮270的转速，可以综合传递到第二传动直齿轮2800上，起到一定的提速效果。而第二传动直齿轮280和传动件310通过键连接带动传动件310转动。传动件310的结构传动件240相似，一端和第二传动直齿轮280相连，另一端分通过三个相同的第六轴承330和三个相同的第三传动直齿轮340 相连，传动件310安装在壳体320内，壳体320对传动件310起到固定和支撑的作用。三个相同的第三传动直齿轮340在内齿轮300内成三角分布并于内齿轮470相啮合，在传动件310 的带动下绕着内齿轮470自由转动。由于三个相同的第三传动直齿轮340成三角分布，中间位置留有一定的空间，在此空间内安装第四传动直齿轮350与三个相同的第三传动直齿轮340 相互啮合，因此，三个相同的第三传动直齿轮340的转速，便会综合传递到第四传动直齿轮 350上，实现第二次增速。第三传动直齿轮340和传动直齿轮350的下方安装有直齿轮挡板 360，用以限制传动直齿轮的移动。直齿轮挡板360和输出轴460以及传动件310通过凹槽连接。差速加速器中大齿轮的正面焊接有两块挡板，挡板和第三锥齿轮180、第四锥齿轮相连 190，两个传动锥齿轮能够将第一锥齿轮160、第二锥齿轮170的转速以相加和方式传递给大齿轮。
利用一种风光雨互补发电装置给电动汽车充电步骤如下：
步骤一：首先将储能装置中的电量通过线路输送到安装在路面下的无线充电桩中。
步骤二：在路面上用特殊颜色的线条标记处无线充电桩的位置。
步骤三：需要充电的电动车辆沿着装有无线充电桩的道路行驶，便能随时进行充电。
步骤四：采用的技术为电磁感应式无线充电技术，初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。
步骤五：电动汽车搭载少量电池组，延长其续航里程，同时电能补给更加安全、便捷。
以上所述仅是本发明的优选方式，而非限制性的，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，甚至等效，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种风光雨互补发电装置，其特征是：它包括：叶片、光能板、主轴、光能支撑架、大齿轮、第五锥齿轮、二级行星轮增速器、感应电机、储能装置，在所述的光能支撑架上设置光能板，在所述的主轴上部设置叶片，所述的主轴下部穿过光能支撑架，所述的叶片位于光能支撑架上部，所述的主轴与第五锥齿轮固连，所述的大齿轮与第五锥齿轮啮合，所述的第五锥齿轮与二级行星轮增速器固连，所述的二级行星轮增速器与感应电机固连，所述的感应电机连接储能装置。
2.根据权利要求1所述的一种风光雨互补发电装置，其特征是：所述的二级行星轮增速器包括：传动件、第一太阳轮、第一中心轮、第一内齿轮、传动件、支撑壳体、第二太阳轮、第二中心轮、第二内齿轮、第一防护装置，第二防护装置、二级行星轮增速器输出轴，在所述的第一防护装置内设置第一内齿轮，所述的第一内齿轮内啮合第一中心轮和三个相同的第一太阳轮，所述的三个相同的第一太阳轮与传动件固连，所述的第一中心轮与传动件固连；在所述的支撑壳体内设置第二内齿轮，所述的第二内齿轮内啮合第二中心轮和三个相同的第二太阳轮，所述的三个相同的第二太阳轮与传动件固连，在所述的第二防护装置内设置支撑壳体，所述的二级行星轮增速器输出轴与第二中心轮固连，所述的第一防护装置与第二防护装置固连。
3.根据权利要求1所述的一种风光雨互补发电装置，其特征是：所述的叶片具有两凹两凸一弧，叶片的整体结构内凹外凸，叶片的横截面分为凹凸两侧，凹面在外，凸面在内。
4.根据权利要求1所述的一种风光雨互补发电装置，其特征是：所述的光能板具有一定的锥度。
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