CN1800636A - 风力采集传动装置 - Google Patents

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Abstract

一种由风向调整轴，风舵板，对风调整齿轮箱，对风调整竖轴，对风调整横轴，对风调整轮，风叶推动轮，风轮动力输出轴，动力集中齿轮箱，动力集中轴和动力集中输出轴组合而成的风力采集传动装置。它是在风向变化的同时，对风调整装置急时的调整风叶的迎风面，高效的吸收和利用风能，将组合传来的风力驱动发电机工作，解决当前风力发电成本高，风能利率低的不足。缓解用电紧张和因能源的需求给环境带来的危害，造富人类。

Description

发明名称：风力采集传动装置
技术领域：
本发明是一种将大自然流动的风力采集而转动的风力驱动机械设备，特别涉及一种高效利用风能，并能形成组合式的风力驱动发电装置。
背景技术：
随着人类社会的快速发展，对能源的需求量急剧增加。在原有矿物燃料能源的日益减少以及矿物能源对环境带来的严重危害，人们及早的开发和利用风能已成为我们的迫切需求。目前，许多国家在风能的开发和利用上，花费了大量的人力和财力，取得了现有风力发电上风向三桨叶水平轴式的发电技术，发电工率可达几兆瓦。而我国起步较晚。技术相对落后，在引进别国的技术合资生产，到现在还没有兆瓦级的风力发电投入使用。但目前国内外所采用的上风向三桨叶水平轴式的发电技术，因风叶的受力转动方向与风向垂直，造成风能利用率低达30％-40％，又难以形成组合，造价高，在风力较小时，现有风力机械无法利用风能而运转等缺点。
本发明人经过多年的探索和研究，在采集风力方面终于完成了组合式，风叶的转动方向与风向平行的高效而大功率的风力发电新技术，它的出现，将对世界能源紧缺和降低全球变暖起到不可估量的作用。经对相关专利文献进行检索，也未发现与本发明技术方案接近的任何一个方案。
发明内容：
本发明的目的是提供一种采集风力的新方法。使风叶的转动方向与风向平行。它不仅风能利用效率高、功率大、造价低，且可形成并联使用的组合式风力采集传动装置。在对风装置上又能随风向的变化而自动的调整风叶的迎风面，达到转速的相对平稳和风能的最佳利用。
本发明的技术方案是这样实现的：在对风调整齿轮箱(3)的上部连有风向调整轴(1)，风向调整轴(1)上设有风舵板(2)；在对风调整齿轮箱(3)的左边由对风调整横轴(4)与另一组并联的对风调整齿轮箱(3)相连，在对风调整齿轮箱(3)的下部连有对风调整竖轴(5)，对风调整竖轴(5)中部固连有对风调整轮(6)，下部连有在风力作用下转动的风叶推动轮(7)；风叶推动轮(7)的水平一周上设有6个风叶轴(8)，风叶轴(8)上连有风叶(9)，风叶推动轮(7)的下部固连有风轮动力输出轴(10)，风轮动力输出轴(10)的下部连有动力集中齿轮箱(11)，动力集中齿轮箱(11)的左面同动力集中轴(12)连有另一组并联而相同的动力集中齿轮箱(11)，动力集中齿轮箱(11)的右边由动力集中输出轴(13)串连有增速齿轮箱、制动盘和发电机。左边并联的这组除对风调整竖轴(5)和风轮动力输出轴(10)的长短不同外，其它部件完全相同。在对风调整齿轮箱(3)内设有一对相同的直圆锥齿轮，齿数比为1∶1。当风向在360°内随时变化时，风舵板(2)在风力的作用下带动风向调整轴(1)及对风调整齿轮箱内主动齿轮以及与其相连的对风调整竖轴(5)和对风调整轮(6)偏转。主动轮又按1∶1的齿数比将动力和偏转角度分别传递给对风调整齿轮箱(3)内的被动齿轮又在主动齿轮的带动下又将动力分别传递给与其相连的对风调整横轴(4)和并联的另一组对风调整齿轮箱(3)内的主动轮，主动轮又带动被动轮及对风调整竖轴和对风调整轮同步偏转，实现多组合风叶推动轮上的风叶在右边受力风叶面最大，左边阻力风叶面最小，从而达到转速平稳一致，风能的高效利用和输出功率大等特点。
在风叶推动轮(7)的一周设有六个可以90°偏转的风叶轴(8)，风叶轴(8)上设有凸轮和回位弹簧以及受力风叶。当风向不变即对调整轮停转时，因对风调整轮下部的一周设有使风叶轴凸轮沿其运动的轨道，大半圆高，小半圆低。当风叶轴凸轮随同风叶推动轮转到大半圆凸轮运动轨道高处时，驱使凸轮及轴90°偏转；当风叶轴凸轮转止小半圆低处时，风叶轴凸轮不受轨道的限制，在风叶轴弹簧的作用下回到原位，从而实现了风叶推动轮转动一周时，受阻大半圆风叶面积小，小半圆风叶受力面大。转动的风叶推动轮将风叶所受的力传递给与其固接的风轮动力输出轴和动力集中齿轮箱内，动力集中齿轮箱内的主动轮又带动被动轮及动力集中轴转动，动力集中轴又与并联的另一组动力集中齿轮箱内的被动齿轮固连，形成并联多组动力集中齿轮箱传来的动力由动力集中轴所集中并传递，从而实现了并联多组风叶采集风力，最终由动力集中轴传向一个增速齿轮箱和发电机，达到了降低成本和维修费用以及管理方便等优点。
由于采用上述技术方案，本发明能够实现风能利用率高，输出功率大，结构简单，造价低等优点。
附图说明：
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的工作原理示意图。
图3是图1中对风调整轮和风叶推动轮沿A-A线的剖视图。
图4是图1中对风调整轮沿B-B线的剖视图。
图5是图1中风叶推动轮沿B-B线的剖视图。
图中：1风向调整轴2风舵板3对风调整齿轮箱4对风调整横轴5对风调整竖轴6对风调整轮7风叶推动轮8风叶轴9风叶10风轮动力输出轴11动力集中齿轮箱12动力集中轴13动力集中输出轴14轴承15风叶轴凸轮16回位弹簧17对风调整主动轮18对风调整被动轮19动力输出主动轮20动力集中被动轮。
实施方式：
在图1中，右边竖直方向上，从上到下串连有，风向调整轴(1)，对风调整齿轮箱(3)，对风调整竖轴(5)，对风调整轮(6)，风叶推动轮(7)，风轮动力输出轴(10)和动力集中齿轮箱(11)。动力集中齿轮箱(11)的右边连有动力集中输出轴(13)。在风向调整轴(1)上连有风舵板(2)，风叶推动轮(7)的一周上连有六个风叶轴(8)，风叶轴(8)上连有风叶(9)。在左边并联一组与其结构原理完全相同的机件设备，两组的对风调整齿轮箱(3)由对风调整横轴(4)相连，两组的动力集中齿轮箱(11)由动力集中轴(12)相连。
在图2所示实施例中，风叶推动轮(7)的上部串连有对风调整轴(5)，对风调整轴(5)上固连有对风调整轮(6)和对风调整主轮(17)和对风调整被动轮(18)。在对风调整齿轮(17)和(18)上分别啮合有相同的对风调整被动轮(18)和对风调整主动轮(17)，右边的对风调整主动轮(17)上固连有风向调整轴(1)，风向调整轴(1)上连有风舵板(2)。当风向在360°不停的变化时，风舵板(2)在风力的作用下带动风向调整轴(1)连同风向调整主动轮(17)和对风调整竖轴(5)以及对风调整轮(6)随时偏转。对风调整主动轮(17)又按1∶1的齿数比带动对风调整被动轮(18)和对风调整横轴(4)以及另一组并联的对风调整轮(6)发生同步偏转，从而实现风叶最大的迎风面，达到风能的最佳利用以及调整转速和停转的目的。
两组风叶推动轮(7)的下部固连有风轮动力输出轴(10)和动力输出主动轮(19)。动力输出主动轮(19)又将风叶传来的转动扭力传递给动力集中被动轮(20)，两组动力集中被动轮(20)，间由动力集中轴(12)相连，动力集中轴(12)将多组风叶传来的扭力集中传递给动力集中输出轴(13)，动力集输出轴(13)将集中后的扭力最终传递给增速齿轮箱，制动盘和发电机，从而实现了大扭力带动发电机发电。
在图3的实施中，对风调整竖轴(5)上用键固连着对风调整轮(6)。如图5所示的对风调整轮(6)的下部没有风叶轴凸轮(15)的运动轨道，其中大半圆高，小半圆低，当风叶轴凸轮运行到大半圆高处时，风叶轴凸轮受限制后90°旋转，使风叶迎风面最小；当风叶轴凸轮运行到小半圆低处时，风叶凸轮不受限制，风叶轴在回位弹簧的作用下90°道转回到原位，使风叶迎风面最大。风轮动力输出轴(10)的上部固连有风叶推动轮(7)如图4所示，在风叶推动轮(7)的一周设有6个相同风叶轴(8)、风叶轴上没有凸轮(15)和回位弹簧(16)，在风叶受力面的大小变化中，吸收风能而转动；并将转动的扭力通过风轮动输出轴输出。

Claims (6)

1、一种风力采集传动装置。在对风调整齿轮箱(3)的上部连有风向调整轴(1)。风向调整轴(1)上设有风舵板(2)。在对风调整齿轮箱(3)和动力集中齿轮箱(11)间设有对风调整轮间固连有对风调整竖轴(6)和风叶推动轮(7)，对风调整齿轮箱(3)和对风调整轮(6)间连有对风调整竖轴(5)；风叶推动轮(7)的水平一周连有风叶轴和风叶，风叶推动轮和动力集中齿轮箱(11)间连有风轮动力输出轴(10)。在并列两组相同的对风调整齿轮箱(3)间连有对风调整横轴(4)，两个相同的动力集中齿轮箱(11)间连有动力集中轴(12)，在并列的这组中，除对风调整竖轴(5)和风轮动力输出(10)的长短差异外，其它部件完全相同。其特征在于：由对风调整横轴(4)和动力集中轴(12)多组串连。对风调整轮的上部对风装置，随风向的变化急时偏转对风调整轮，使风叶的迎风面最大。风叶推动轮的下部动力传动机构，将风叶采集的风能集中后传向发电机。
2、如权利要1所述的风力采集传动装置，其特征在于：风向调整轴(1)上固连有对风调整主动轮(17)和风舵板(2)；当风向在360°内发生变化时，风舵板(2)在风力的作用下，带动对风调整主动轮随时发生偏转。
3、如权利要求1所述的风力采集传动装置，其特征在于：在对风调整齿轮箱(3)内设有对风调整主动轮(17)和对风调整被动轮(18)，主动轮(17)和被动轮(18)的结构相同，并按1∶1的齿数比配合使用，主动轮(17)与风向调整轴(1)和对风调整竖轴(5)固接，被动轮(18)与对风调整横轴(4)固接。
4、如权利要求1所述的风力采集传动装置，其特征在于：对风调整轮(6)与对风调整竖轴(5)固接，对风调整竖轴(5)的转动而偏转，在对风调整(6)的下部设有风叶轴凸轮运动的轨道，其中，大半圆在风叶受阻变小时凸轮轨道高，小半圆风叶迎风变大时凸轮轨道低。
5、如权利要求1所述的风力采集传动装置，其特征在于：在风叶推动轮(7)的水平一周设有风叶轴(8)和风叶(9)，在风叶轴上设有风叶轴凸轮(15)和回位弹簧(16)，风叶推动轮在风叶风力的推动下转动，将转动的扭力传给与其下部相固连的风轮动力输出轴(10)。
6、如权利要求1所述的风力采集传动装置，其特征在于：在动力集中齿轮箱(11)内设有动力输出主动轮(19)和动力集中被动轮(20)，动力输出主动轮(19)与风轮动力输出轴(10)固连；动力集中被动轮(20)的水平一端，与动力集中轴(12)固连，另一端与动力集中输出轴固接。
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