CN201228864Y - 风力发电机及其组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供为比较小的电器供电的风力电动组件。此风力电动组件包括电器和发电机。发电机可与电器在电气上相连接。发电机运转时为电器提供电流使之运行。发电机具有转子。此机组还包括风力致动器组件(它受到工作风力时旋转)和安装在发电机上使发电机运转的齿轮系。所述齿轮系可包括多个齿轮，其中第一齿轮可安置弹簧组件。驱动机构的第二齿轮可安置风力致动器组件，第三齿轮可安装在发电机的转子上。

Description

风力发电机及其组件

技术领域

本实用新型涉及风力发电机，更具体地说，是给比较小的电器供电的风力发电机。

背景技术

在不与电网连接的地区或出现断电等情况下，常希望有替代电源，尤其是提供照明的电源。在此场合下，往往是手电筒电池不在身边或者没电了。对于小的电器，使用发电机可能太大而且不方便。

实用新型内容

本实用新型提供给较小电器供电的风力电动组件。在本实用新型一个实施例中，所提供的风力电动组件包括电器和发电机。发电机可与电器电气相连。发电机的运转为电器提供电流使它运行。发电机具有转子。电器还包括风力致动器组件(当受到风力时旋转)和齿轮系，后者安置在发电机上使它运转。此齿轮系可包括多个齿轮，其中第一齿轮可带弹簧组件。弹簧组件可具有安装在第一齿轮轴上的卷轴和带状弹簧，后者使卷轴可旋转地偏置而在返回方向旋转。带状弹簧可缠绕在卷轴上并连接成这样，使当轴按工作方向运动时，卷轴沿前进方向旋转，且带状弹簧产生返回力。返回方向可与前进方向相反。驱动机构的第二齿轮可安装在风力致动器组件上，第三齿轮可安装在发电机转子上。

在另一个实施例中，本实用新型具有光学组件的形式。此光学组件包括光源、发电机和风力致动器组件。发电机与光源电气相连，且运转时给光源提供电流以产生光。发电机具有转子。风力致动器组件安装在发电机上，通过风力使发电机运转。风力致动器组件包含至少一个固定在旋转轴上的叶片和驱动机构，后者与轴和发电机连接，以使发电机的转子旋转。驱动机构包括多个齿轮，其中一个齿轮安装在风力致动器组件的轴上，另一个齿轮安装在发电机的转子上。在一个实施例中，风力发电机包括空气动力学壳体，其中风力致动器组件从外壳突出。在另多个实施例中，本实用新型用来为其它电器(如移动电话或风扇)供电。

本专业普通技术人员在阅读下面结合附图所作的详细说明后，将可了解本实用新型的特征。

附图说明

图1是本实用新型的光学组件侧透视图，此光学组件包括风力发电机和光源。

图2是风力发电机的侧视图和图1光学组件中光源的透视图。

图3是图1风力发电机的正视图。

图4是图1风力发电机的另一透视图，为便于说明已将其壳体的顶部一半件移走。

图5是图1风力发电机的另一透视图，为便于说明已将其壳体的顶部一半件移走。

图6是图1风力发电机将壳体移走后的正透视图。

图7是图1风力发电机的风力致动器组件，齿轮系和发电机运行装置透视图。

图8是沿图3的8-8线的剖视图。

图9是沿图2的9-9线的剖视图。

图10是沿图2的10-10线的剖视图。

图11是沿图3的11-11线的剖视图。

图12是图1风力发电机的致动器组件的透视图。

图13是图1风力发电机第一传动齿轮透视图。

图14是图1风力发电机第二传动齿轮透视图。

图15是图1风力发电机第三传动齿轮透视图。

图16是图1风力发电机第四传动齿轮透视图。

图17是图1风力发电机第五传动齿轮透视图。

图18是图1风力发电机的弹簧壳体的前透视图。

图19是图18弹簧壳体的后透视图。

图20是图1风力发电机第六传动齿轮的透视图。

图21是图1风力发电机第七传动齿轮的透视图。

图22是图1风力发电机第八传动齿轮的透视图。

图23是图1风力发电机的发电机透视图，所述发电机具有外伸的组合杆从动齿轮。

图24是适用于本实用新型风力发电机的发电机第二实施例透视图，此发电机具有外伸的直齿圆柱齿轮。

图25是图1光学组件的充电电池组的透视图。

图26是按本实用新型的风力发电机透视图，移动电话与此发电机电气相连。

图27是按本实用新型的风力发电机的放大透视图，有一台电风扇与此发电机电气连接。

图28是图1光学组件的另一个放大透视图，电风扇和移动电话与此组件电气连接。

具体实施方式

现在转到各附图，如图1示出按本实用新型的光学组件50，包括风力发电机组件52(它包括罩在壳体54内的发电机装置60(见图4))，风力致动器组件56，和光源58。参见图4，可将壳体54打开以使发电机装置60外露。如图所示，风力发电机组件52包括发电机64，齿轮系66，弹簧外壳68，风力致动器组件56，该风力致动器组件56包括多个叶片70、72、74，和轴76，支架78，及充电电池80。

参看图6，风力致动器组件76的叶片70、72、74通过转子82与轴76连接，使轴76沿工作方向旋转。轴76与齿轮系66操作地相连。弹簧棘爪机构86被嵌在齿轮系66内，从而将齿轮系66分成致动器段88和发电机段90。

参见图7，弹簧棘爪机构86操作地设置有第五传动齿轮92的轴96，所述齿轮是齿轮系66致动器侧88的一部分。弹簧棘爪机构86通过齿轮系66的致动器段88与风力致动器组件76的轴76操作地连接，以防止轴76在与工作方向相反的方向旋转。弹簧外壳68与第五传动齿轮92的轴96连接，使得弹簧外壳68内的带状弹簧210(见图18)随着轴96沿工作方向的旋转运动而卷绕。此弹簧外壳68还操作地设置有齿轮系66的发电机段90，以在带状弹簧松开时提供发电机段90的旋转运动。反过来，齿轮系66的发电机段90操作地设置有发电机64，使得齿轮系66的旋转运动通过发电机64转变为电能。

参照图4，发电机64用电缆222与充电电池80电气连接。充电电池80通过电缆224与光源连接，为光源提供电力。支架78用来安装和支撑发电机装置60。

参照图1，壳体54用来容纳和防护发电机装置各元件。壳体54按空气动力学原理设计成无任何尖锐边缘，被构型为工作风力提供比较无障碍的流动轨迹。工作风力可包括空气经风力致动器组件56，从壳体54前端100沿方向104至后端102在壳体54上方的流动。风力致动器组件56从壳体54的前端100伸出，以接收工作风力。壳体54通常具有圆柱形主体106，其中后端102一般是平的圆形。

参照图2，壳体前端100可包括上段103，中段105，和下段107。前端100一般是锥形过渡到中段105，后者代表壳体54的最前面部分。上段103开始可以是从主体106垂直向下，然后沿凹形曲线向下连至中段105。下段107可沿着普通锥形上伸至中段105。风力致动器组件56从上段103向前伸，使转子通常处于上段103的前方。壳体可包含上半件114和下半件112，两半件是分开的。

参照图4，为使发电机装置60外露，可将顶半件从底半件112取走。底半件114可用来支托发电机装置60和电池80。

在其它实施例中，风力发电机组件可能有其它类型的壳体。在其它实施例中，壳体可包含几条腿或者安装在塔或建筑物顶部，以便更好地利用工作风力。在其它实施例中，风力发电机可能没有壳体。在另外多个实施例中，风力发电机组件可以旋转地安装到支架上以便使该风力发电机组件定位，使它的前端面对着风。

参照图8，风力致动器组件56是由沿方向104朝风力致动器组件56行进的工作风力操纵。风力发电机组件52可以被设置为前端100面对风力。风力致动器组件56的叶片70、72(74未示出)被构型为，使沿方向104行进的风强迫叶片70、72、74，因而转子108和轴76，按工作方向旋转。在另多个实施例中，风力致动器组件可能有不同数目的叶片或不同构型的叶片。在另一个实施例中，风力致动器组件可以是垂直轴风力致动器，如Darrieus型风力致动器。轴76将风力致动器组件56产生的旋转力经齿轮系66传递给发电机64以发出电力。壳体54的空气动力学设计，有利于工作风力流过风力发电机组件52，从而增加由风力致动器组件56驾御并传给发电机64的风力。

图7表示风力致动器组件56，齿轮系66，和发电机64的工作安置。风力致动器组件56包括与转子108连接的三个叶片70、72、74。风力致动器组件56还包括将转子105与风力致动器齿轮110连接的轴76。风力致动器齿轮110操作地与齿轮系66相连接。所述齿轮系66包含8个传动齿轮92、116、118、120、122、124、126、128和一个弹簧外壳齿轮130。传动齿轮92、116、118、120、122、124、126、128和弹簧外壳齿轮130将旋转力从风力传动齿轮110传至发电机64。每个传动齿轮92、116、118、120、122、124、126、128包括轴96、132、134、136、138、140、142、142、144和用来接收旋转力的从动齿轮146、148、150、152、154、156、158、160。每个传动齿轮92、116、118、120、122、124、126、128，除第五齿轮92以外，包括用来传送旋转力的驱动齿轮162、164、166、168、170、172、174。传动齿轮中任意一个的从动齿轮或驱动齿轮可以是直齿圆柱齿轮或组合杆部件。

风力致动器齿轮110操作地与齿轮系66的致动器段88相啮合，所述齿轮系66包括第一、第二、第三、第四和第五传动齿轮92、116、118、120、122。齿轮系66的致动器段88将旋转力沿工作方向传至弹簧外壳68。第五传动齿轮92的从动齿轮154操作地与第四传动齿轮122的驱动齿轮168啮合，而第五传动齿轮92的轴96通过第一支架板180操作地连接到弹簧外壳68。弹簧棘轮182在第一支架板180的致动器侧与第五传动齿轮92的轴96连接。弹簧棘爪机构86安装在第一板180的致动器侧并操作地与弹簧棘轮182啮合。弹簧外壳68操作地与弹簧外壳齿轮32连接，后者与第六、第七、和第八传动齿轮124、126、128一起构成齿轮系66的发电机段90。此齿轮系66的发电机段90沿工作方向将旋转力传至发电机64。发电机64包括转子190和从动齿轮192。转子190的从动齿轮192从齿轮系66接收旋转力，发电机64利用旋转能量发电。

发电机装置60可包括传动机构部件45，后者包括弹簧外壳68，弹簧外壳齿轮130，第一支架板180，轴96，第五传动齿轮92，弹簧棘爪机构86，弹簧棘轮182，和偏置机构214。传动机构部件45可通过致动器段88接收由风力致动器组件56驾御的风能，并通过齿轮系66的发电机段90将能量传给发电机64发电。

参见图4，支架78包括彼此空间间隔的第一和第二板180，194，而弹簧外壳68，齿轮系66，和发电机64被板190，194支撑。示于图9的第一板180与图10所示的第二板194类似。参看图9和10，4个连接杆200、202、204、206被固定在板180，194上。连接杆200、202、204、206可将板180，194固定在一起。连接杆200、202、204、206可通过板180，194中的孔，且其任一端可用螺母固定在第一和第二板180，194上。弹簧外壳68和发电机64一般处在板180，194之间，如图4所示。

参照图11，传动齿轮的轴被可旋转地安装在板180，194的至少一个上，使得传动齿轮可相对于板180，194沿每条相应轴确定的轴线自由旋转。参照图7，第一传动齿轮116的从动齿轮146操作地设置有风力致动器齿轮110，使得风力致动器齿轮110的旋转带动第一传动齿轮116转动。第一传动齿轮116的驱动齿轮162操作地设置有第二传动齿轮118的从动齿轮118，使得第一传动齿轮116的旋转也带动第二传动齿轮118转动。第二传动齿轮118的驱动齿轮164操作地设置有第三传动齿轮120的从动齿轮150，使得第二传动齿轮118的旋转也带动第三传动齿轮120转动。第三传动齿轮120的驱动齿轮166操作地设置有第四传动齿轮122的从动齿轮152，使得第三传动齿轮120的旋转也带动第四传动齿轮122转动。第四传动齿轮122的驱动齿轮168操作地设置有第五传动齿轮92的从动齿轮154，使得第四传动齿轮122的旋转也带动第五传动齿轮92转动。第五传动齿轮92的轴96操作地设置有弹簧外壳68，使得第五传动齿轮92的旋转也带动弹簧外壳齿轮132转动。弹簧棘爪机构86和弹簧棘轮182保证第五传动齿轮92只在工作方向旋转。弹簧外壳齿轮130操作地设置有第六传动齿轮124的从动齿轮156，使得弹簧外壳齿轮130的旋转也使第六传动齿轮124转动。第六传动齿轮124的驱动齿轮170操作地设置有第七传动齿轮126的从动齿轮158，使得第六传动齿轮124的旋转也带动第七传动齿轮126转动。第七传动齿轮126的驱动齿轮172操作地设置有第八传动齿轮128的从动齿轮160，使得第七传动齿轮126的旋转也带动第八传动齿轮128转动。第八传动齿轮128的驱动齿轮174操作地设置有发电机64的从动齿轮192，使得第八传动齿轮128旋转时发电机产生电力。

参看图18，弹簧外壳68包括卷轴209，缠在卷轴209上的带状弹簧210，固定在卷轴209上的弹簧外壳齿轮130，和从弹簧外壳齿轮130伸出的加长元件212。第五传动齿轮92的轴96操作地设置有弹簧外壳68，如图19所示。

参照图11，弹簧外壳68由第一板180通过第五传动齿轮92的轴96支撑。轴96被旋转支撑在板180的安装孔内，使轴96可相对板180自由旋转。弹簧外壳68由第二板194通过加长元件支撑。加长元件被旋转支撑在板194的安装孔内，使得弹簧外壳齿轮132可相对于板194自由旋转。

参照图7，弹簧棘爪机构86包括与弹簧棘轮182啮合的弹簧棘爪。此弹簧棘轮182安装在第五传动齿轮92的轴96上。弹簧棘爪机构86被枢转地安装在第一板180的致动器一边。有一个偏置元件214用来促使弹簧棘爪86与弹簧棘轮182相操作啮合。偏置元件214被安装在第一板180的致动器一边。一个返回停止元件被安装在第一板上，同时被安装在弹簧棘轮上。

第五传动齿轮92的轴96在工作方向的旋转使带状弹簧缠绕在轴96的卷轴部分上。带状弹簧的缠绕产生弹簧力，此力被沿相反方向加在轴96的卷轴部分上。如上所述，弹簧棘爪机构86抗衡这个在轴96上的力，结果带状弹簧促使弹簧外壳68和弹簧外壳齿轮132在带状弹簧松开时沿前进的工作方向旋转。

如图23所示，发电机64的形状大致为圆柱形。此发电机包括主体16，轴218，从动齿轮192，和固定夹220，轴218从主体16伸出，主体远端有从动的齿轮192。参照图7，第八传动齿轮128的驱动齿轮174与发电机64的从动齿轮192处在工作位置，故当第八传动齿轮128旋转时，从动齿轮182使转子190转动，使发电机64产生电能。参照图23，固定夹220可用来将发电机64安装到第二块板上。如所述图所示，从动齿轮192是组合杆。在发电机的另一个实施例300中，从动齿轮302可以是直齿圆柱齿轮，如图24所示。

参照图25，充电电池或电池组80可连至发电机，使得发电机产生的电可以贮存起来，并在以后发电机不工作时使用。电缆222用来将电池80连接到发电机上。

很多类型的电器可以用本实用新型供电。举例而言，风力发电机组件52可用来为光源58(如图1所示)，移动电话224(见图26)，或风扇226(见图27)等物品供电。另外，如图28所示，风力发电机组件52可同时与一个以上装置连接，这些装置可包括光源58和风扇226及移动电话224等。在还有多个实施例中，可以用手动发电机为任何适当的用电装置供电。

此处所引用的所有参考材料，包括出版物，专利申请和专利，都在相同范围内被引用过来，就好象每一件参考材料是单独和专门引用来作参考那样，而且是被整体引用。

在描述本实用新型时使用的术语“a”和“an”及“the”以及类似的词语，应理解为包括单数和复数两者，除非特别指明或由上下文明确说明除外。术语“包含”、“包括”和“含有”应看作是可扩充的术语(即表示“包括，但不限于”)，除非特别说明。这里所列举的数值范围除特别说明外，只是用作单独表示每个分离值落在此范围内的一种速记方法，而且每个分离值被用到本说明书内，就象是单独引用于此那样。除非特别指明或由上下文明确说明除外，这里所描述的所有方法可以按任意适当顺序实施。这里所提供的任何及全部例子，或例示语(如“诸如”)，仅仅是为了更好地阐明本实用新型，而不是对本实用新型范围的限制(除非特别申明)。本说明书中没有任何词语表示任何非专属成分是实施本实用新型所必须的。

本实用新型描述了多个优选实施例，包括实用新型人所知的实施本实用新型的最佳方式。本专业技术人员阅读上述说明后，显然知道可对那些优选实施例作修改。实用新型人预期专业人士可以适当使用这些修改，而且实用新型人预期本实用新型可以按这里所述以外的方式实施本实用新型。因而，本实用新型将涵盖后面的权利要求书所列举的本实用新型内容的修改和等效物，这是专利申请法所允许的。此外，上述要素所有可能的变化产生的任何组合都被包含在本实用新型之内，除非特别指明或由上下文说明除外。

Claims (8)

1.一种风力电动组件，其特征在于：包括：

电器；

发电机，其与所述电器电连接，所述发电机运转时将电流提供给所述电器使之运行，此发电机有一个转子；

风力致动器组件，其被构型为当它受到工作风力时旋转；及

齿轮系，其与发电机布置上使所述发电机运转，所述齿轮系包括多个传动齿轮，其中第一齿轮操作地安置有弹簧组件，所述弹簧组件有一个安装在第一齿轮轴上的卷轴，和一个带状弹簧，用来旋转地偏置所述卷轴而按返回方向旋转，所述带状弹簧被绕在卷轴上并被连接成使当轴沿工作方向运动时，卷轴沿前进方向旋转且带状弹簧产生返回力，此返回力促使卷轴和第一齿轮轴沿返回方向运动，返回方向和前进方向相反，驱动机构的第二齿轮操作地安置有风力致动器组件，且第三齿轮被安装在发电机转子上。

2.如权利要求1的风力电动组件，其特征在于：所述电器是光源。

3.如权利要求1的风力电动组件，其特征在于：所述电器是风扇。

4.如权利要求1的风力电动组件，其特征在于：所述电器是移动电话。

5.如权利要求1的风力电动组件，其特征在于：手动致动器组件的驱动机构包括至少8个传动齿轮。

6.如权利要求1的风力电动组件，其特征在于：齿轮系包括与第一齿轮的轴操作地相啮合的弹簧棘爪机构。

7.如权利要求1的风力电动组件，其特征在于：所述风力致动器组件包括轴、转子、以及至少一个与转子连接的叶片，当所述至少一个叶片处于工作风力中时，所述至少一个叶片被构型为围绕由轴确定的轴线在工作方向旋转。

8.如权利要求1的风力电动组件，其特征在于：还包括包围齿轮系和发电机的空气动力学外壳，其中该外壳被构型为对工作风力的干扰最小。

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