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配重摆动单风叶风能发电机组 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种风叶结构简单并且制造方便，能在微风的吹动下有功率输出，而且不需要风叶失速控制系统和风叶转换攻角控制装置，使风能发电设备安装方便的一种配重摆动单风叶风能发电机组，包括风叶、风叶柄、风叶动力配重、发电机、上主轴、左立柱、右立柱、第一单向轴承、第二单向轴承、换向齿轮、右下主轴、左下主轴，其特征在于：上主轴通过轴承安装在右立柱与左立柱上端，第一传动轮与第二传动轮分别安装在上主轴两端，风叶动力配重竖直向下，其上端与上主轴下端连接，风叶通过风叶柄竖直向上安装在上主轴上端，风叶与风叶柄同体连接，第三传动轮通过与过桥轴一端固定连接，过桥轴中间装有轴承、轴承的外圈连接在右立柱上。

Description

配重摆动单风叶风能发电机组
技术领域
本实用新型涉及风能动力设备，特别是涉及一种配重摆动单风叶风能发电机组。 
背景技术
目前公知风能机大多采用多片式风叶采风，风的速度至少要达到5米/秒以上才能使风叶转动带动负载工作，并且风叶制造难度大，风能设备的体积庞大、制造成本与安装要求过高制约了风能的充分利用与普及，尤其是在微风时目前公知的风能机存在难以起动或输出功力不足的技术难题，高风速时风叶失速控制系统制造成本巨大也是目前风能发电的技术瓶颈，因此使风能发电得不到很好应用和推广。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种风叶结构简单并且制造方便，能在微风的吹动下有功率输出，而且不需要风叶失速控制系统和风叶转换攻角控制装置，使风能发电设备安装方便的一种配重摆动单风叶风能发电机组。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：配重摆动单风叶风能发电机组，包括风叶、风叶柄、风叶动力配重、发电机、上主轴、左立柱、右立柱、第一单向轴承、第二单向轴承、换向齿轮、右下主轴、左下主轴，其特征在于：上主轴通过轴承安装在右立柱与左立柱上端，第一传动轮与第二传动轮分别安装在上主轴两端，风叶动力配重竖直向下，其上端与上主轴下端连接，风叶通过风叶柄竖直向上安装在上主轴上端，风叶与风叶柄同体连接，第三传动轮通过与过桥轴一端固定连接，过桥轴中间装有轴承、轴承的外圈连接在右立柱上，第一传动轮与第三传动轮通过第一传动带连接转动，过桥轴的另一端与第一单向轴承内圈固定连接，换向齿轮的内孔与第一单向轴承的外圈固定连接，传动齿轮安装固定在右下主轴上，传动齿轮与换向齿轮啮合，右下主轴一端装有轴承、轴承的外圈与右立柱连接，右下主轴另一端与发电机轴同体连接。左下主轴的一端与发电机轴的另一端同体相连，左下主轴上装有轴承、轴承外圈与左立柱连接，第二单向轴承的内圈与左下主轴的另一端固定连接，第四传动轮的内孔与第二单向轴承外圈固定连接，第四传动轮与第二传动轮传动通过第二同步带连接转动。发电机安装在右立柱与左立柱中间的下方。
进一步地，风叶动力配重的重量大于风叶与风叶柄的总重量，这样才能在无风时风叶竖直向上且位于风叶动力配重上方。
进一步地，所述第一传动轮为同步轮，所述第三传动轮为同步轮，所述第一传动带为同步带。
进一步地，所述第二传动轮为同步轮，所述第四传动轮为同步轮，所述第二传动带为同步带。
进一步地，所述第一传动轮为链轮，所述第三传动轮为链轮，所述第一传动带为链条。
进一步地，所述第二传动轮为链轮，所述第四传动轮为链轮，所述第二传动带为链条。
安装风叶柄的目的是以杠杆传递省力原理，使本实用新型能在风速小于每秒3米时能使风叶摆动。
本实用新型的工作原理是这样的，因风叶动力配重的重量大于风叶和风叶柄的总重量，无风时风叶竖直向上，当风吹向附图2箭头方向时，风叶摆向与风向一致方向，主轴同时旋转，主轴旋转使连接在主轴两端的第一传动轮与第二传动轮同时转向同一方向。这时第一传动轮旋转通过第一传动带与第三传动轮连接转动，把主轴旋转力传递给过桥轴，使过桥轴旋转、并带动连接在过桥轴一端的第一单向轴承内圈旋转，通过第一单向轴承的反作用力，使与第一单向轴承外圈同体连接的换向齿轮转动同时带动与其啮合的传动齿轮旋转，因传动齿龄安装在右下主轴上，右下主轴与发电机轴同体连接，使发电机轴旋转发电。
因单向轴承的特殊单向传动原理，第二传动轮虽然通过第二同步带与第四传动轮连接，但第二单向轴承只是外圈空转。
当风叶失去风的作用时（根据本人长年观察，大自然风都是以阵风形式吹），在风叶动力配重的重力作用下，风叶与风叶动力配重同时摆向另一方向，同时主轴向另一方向旋转，这时与主轴一端固定连接的第二传动轮通过第二同步带使第四传动轮旋转，并使第二单向轴承产生反作用力使与第二单向轴承内圈连接的左下主轴旋转，因左下主轴与发电机轴一端同体连接，使发电机轴旋转发电。
同理，因单向轴承的特殊单向传动原理，第一传动轮反旋转通过第一传动带传动给第二传动轮反旋转力通过桥轴只使第一单向轴承内圈空转，不会牵连因第一传动轮通过第一传动带与传动同步轮连接而反转与发电机轴按同一方向旋转的关系。
当风吹向与图2所示箭头反方向时，工作原理反之相同。
这样风叶在风的作用下和风叶动力配重自身重量储能和释放作用，风叶与风叶动力配重不断摆动使主轴始终按同一方向转动达到本实用新型的目的。
当风速超过每秒17米以上时，风叶与风叶动力配重被风吹成水平，风的戗风面只有在风叶动力配重底部一面，风叶动力配重底部风阻力较小，所以每秒17米以上的风只是把风叶与风叶动力配重吹成水平，一旦风速减小，因风叶动力配重的重量大于风叶与风叶柄的总重量，这样使风叶动力配重以自身重量立即向下摆动、风叶向上摆动，风能发电机不会被强风吹停或造成设备损坏，达到本实用新型的目的。
附图说明
图1为本实用新型实施例结构原理图。
图2为本实用新型实施风吹向风叶来回摆动原理图。
图3为本实用新型实施例风叶被强风所吹安全原理图。
具体实施方式
参看图1，图2和图3，配重摆动单风叶风能发电机组，包括风叶9、风叶柄8、风叶动力配重16、发电机18、上主轴10、左立柱13、右立柱7、第一单向轴承1、第二单向轴承15、换向齿轮5、右下主轴19、左下主轴17，其特征在于：上主轴10通过轴承安装在右立柱7与左立柱13上端，第一传动轮6与第二传动轮11分别安装在上主轴10两端，风叶动力配重16竖直向下，其上端与上主轴10下端连接，风叶9通过风叶柄8竖直向上安装在上主轴10上端，风叶9与风叶柄8同体连接，第三传动轮3与过桥轴2一端固定连接，过桥轴2中间装有轴承、轴承的外圈连接在右立柱7上，第一传动轮6与第三传动轮3通过第一传动带4连接转动，过桥轴2的另一端与第一单向轴承1内圈固定连接，换向齿轮5的内孔与第一单向轴承1的外圈固定连接，传动齿轮20安装固定在右下主轴19上，传动齿轮20与换向齿轮5啮合，右下主轴19一端装有轴承、轴承的外圈与右立柱7连接，右下主轴19另一端与发电机18轴同体连接。左下主轴17的一端与发电机18轴的另一端同体相连，左下主轴17上装有轴承、轴承外圈与左立柱13连接，第二单向轴承15的内圈与左下主轴17的另一端固定连接，第四传动轮14的内孔与第二单向轴承15外圈固定连接，第四传动轮14与第二传动轮11传动通过第二同步带12连接转动。发电机18安装在右立柱7与左立柱13中间的下方。
进一步地，风叶动力配重16的重量大于风叶9与风叶柄8的总重量，这样才能在无风时风叶15竖直向上且位于风叶动力配重16上方。
进一步地，所述第一传动轮6为同步轮，所述第三传动轮3为同步轮，所述第一传动带4为同步带。
进一步地，所述第二传动轮11为同步轮，所述第四传动轮14为同步轮，所述第二传动带12为同步带。
进一步地，所述第一传动轮6为链轮，所述第三传动轮3为链轮，所述第一传动带4为链条。
进一步地，所述第二传动轮11为链轮，所述第四传动轮14为链轮，所述第二传动带12为链条。
安装风叶柄8的目的是以杠杆传递省力原理，使本实用新型能在风速小于每秒3米时能使风叶9摆动。 

Claims (10)

1.配重摆动单风叶风能发电机组，包括风叶（9）、风叶柄（8）、风叶动力配重（16）、发电机（18）、上主轴（10）、左立柱（13）、右立柱（7）、第一单向轴承（1）、第二单向轴承（15）、换向齿轮（5）、右下主轴（19）、左下主轴（17），其特征在于：上主轴（10）通过轴承安装在右立柱（7）与左立柱（13）上端，第一传动轮（6）与第二传动轮（11）分别安装在上主轴（10）两端，风叶动力配重（16）竖直向下，其上端与上主轴（10）下端连接，风叶（9）通过风叶柄（8）竖直向上安装在上主轴（10）上端，风叶（9）与风叶柄（8）同体连接。
2.根据权利要求1所述的配重摆动单风叶风能发电机组，其特征在于：第三传动轮（3）与过桥轴（2）一端固定连接，过桥轴（2）中间装有轴承、轴承的外圈连接在右立柱（7）上，第一传动轮（6）与第三传动轮（3）通过第一传动带（4）连接转动，过桥轴（2）的另一端与第一单向轴承（1）内圈固定连接，换向齿轮（5）的内孔与第一单向轴承（1）的外圈固定连接。
3.根据权利要求1所述的配重摆动单风叶风能发电机组，其特征在于：传动齿轮（20）安装固定在右下主轴（19）上，传动齿轮（20）与换向齿轮（5）啮合，右下主轴（19）一端装有轴承、轴承的外圈与右立柱（7）连接，右下主轴（19）另一端与发电机（18）轴同体连接。
4.根据权利要求1所述的配重摆动单风叶风能发电机组，其特征在于：左下主轴（17）的一端与发电机（18）轴的另一端同体相连，左下主轴（17）上装有轴承、轴承外圈与左立柱（13）连接，第二单向轴承（15）的内圈与左下主轴（17）的另一端固定连接，第四传动轮（14）的内孔与第二单向轴承（15）外圈固定连接，第四传动轮（14）与第二传动轮（11）传动通过第二同步带（12）连接转动。
5.根据权利要求1所述的配重摆动单风叶风能发电机组，其特征在于：发电机（18）安装在右立柱（7）与左立柱（13）中间的下方。
6.根据权利要求1所述的配重摆动单风叶风能发电机组，其特征在于：风叶动力配重（16）的重量大于风叶（9）与风叶柄（8）的总重量。
7.根据权利要求1或2所述的配重摆动单风叶风能发电机组，其特征在于：所述第一传动轮（6）为同步轮，所述第三传动轮（3）为同步轮，所述第一传动带（4）为同步带。
8.根据权利要求1或4所述的配重摆动单风叶风能发电机组，其特征在于：所述第二传动轮（11）为同步轮，所述第四传动轮（14）为同步轮，所述第二传动带（12）为同步带。
9.根据权利要求1或2所述的配重摆动单风叶风能发电机组，其特征在于：所述第一传动轮（6）为链轮，所述第三传动轮（3）为链轮，所述第一传动带（4）为链条。
10.根据权利要求1或4所述的配重摆动单风叶风能发电机组，其特征在于：进一步地，所述第二传动轮（11）为链轮，所述第四传动轮（14）为链轮，所述第二传动带（12）为链条。
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