CN204226104U - 小型混合式垂直轴风能采集装置 - Google Patents

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殷勇辉
王建武
李娟�
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Abstract

本实用新型提供一种小型混合式垂直轴风能采集装置,包括主转动部分、叶片自转部分、行星轮机构部分和输出变速部分,其中主转动部分包括第一转动组件、第二转动组件和第三转动组件;叶片自转部分包括叶片、第一固定组件和第二固定组件;行星轮机构部分包括转动架、空心输出轴、第一动轴、行星轮和固定轮;输出变速部分包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和齿轮输出轴。本实用新型当叶片固定时可成为典型的H型风力机,本结构设计使叶片容易拆卸,也便于维修。本装置体积较小,噪声低,系统简单,能推广于生活中的各种场合,如公园,小区,公路旁等,做到生活中的节能减排。

Description

小型混合式垂直轴风能采集装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种风能利用和采集装置,更具体地涉及一种小型混合式垂直轴风能采集装置。
背景技术
[0002] 能源是现代社会和经济发展的基础,而风能是一种重要的可再生能源。人类对于风能的利用已有3000多年的历史。驱动人类开发风能的动力在于风能具有如下优点:取之不尽,用之不竭;就地可取,不需运输;分布广泛,分散使用;不污染环境,不破坏生态;周而复始,可以再生。
[0003] 利用风能的装置通常为风力机。传统的风力机依据风轮的结构及其在气流中的位置,可分为水平轴和垂直轴风力机。商用大型风力机一般为水平轴。但近年来随着相关技术水平的提高和小型发电系统的蓬勃兴起,垂直轴风力机也越来越吸引人们的目光。
[0004] 垂直轴风力机按风推动风轮的方式可分为阻力型和升力型两种。阻力型风力机的典型代表是S型(Savonius)风轮,由芬兰工程师S.J.Savonius于1922年发明,它由两个半圆筒形叶片组成,两圆筒的轴线相互错开一段距离。其优点是起动转矩较大,启动性能良好,但是它的转速低,风能利用系数低于水平轴风力机,并且在运行中围绕着风轮会产生不对称气流,从而产生侧向推力。与阻力型风力机相比,升力型风力机的风能利用系数较高,应用较为广泛,典型代表是Darrieus风力机。Darrieus风力机形式多样,有Φ型、H型、Λ型、Y型和◊形等。其中Φ型和H型应用最为广泛。Φ型风力机自启动性能很差,因此限制垂直轴风力机的应用。H型风机具有自启动能力,低速时性能良好,高风速时承受较大弯矩,而且H型风机结构造成的离心力容易使叶片在其连接点处产生弯曲应力,另外,其叶片需要采用横杆或拉索支撑,这些支撑将产生气动阻力,降低效率,较难实现大型化。
[0005] 随着垂直轴风力机技术的发展。现在已有在风速为2m/s时就可以带负载自启动的H型垂直轴风力发电机,并且风能利用率比水平轴风力发电机更高。这将使大型垂直轴风力发电机比大型水平轴风力发电机更具有竞争力。
实用新型内容
[0006] 为了解决现有技术中的垂直轴风力机装置风能利用效率较低的问题,本实用新型提供了一种用于风力发电或风力机中的小型混合式垂直轴风能采集装置,从而以较高的效率实现风能的采集并转化为机械能输出。
[0007] 本实用新型提供的一种小型混合式垂直轴风能采集装置,包括主转动部分、叶片自转部分、行星轮机构部分和输出变速部分。
[0008] 主转动部分包括竖向依次套设于立柱上的第一转动组件、第二转动组件和第三转动组件,其中,第一转动组件的主体为一竖向布置的第一转动组件套管,该第一转动组件套管顶端沿水平方向延伸形成第一转动组件杆体;第二转动组件的外圆周上设置有第二带轮,第一转动组件和第三转动组件分别与第二转动组件相连,第三转动组件的主体为一竖向布置的第三转动组件套管,该第三转动组件套管底端沿水平方向延伸形成该第三转动组件杆体。
[0009] 叶片自转部分包括至少一个叶片组件,叶片组件的一端与第一带轮连接,第一带轮通过皮带与第二带轮连接,叶片组件与第一带轮相对的另一端与第一转动组件或第三转动组件连接。
[0010] 行星轮机构部分包括转动架、空心输出轴、第一动轴、行星轮和固定轮,其中,转动架平行设置于第三转动组件下方并与竖直方向套设于立柱上的空心输出轴连接,空心输出轴的上部与第三转动组件连接;转动架相对的两端下方分别通过竖向设置的第一动轴连接有行星轮,第一动轴的上端与叶片组件固定连接且第一动轴穿过第三转动组件杆体和转动架延伸;行星轮与带有内齿的固定轮啮合。
[0011] 输出变速部分包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和齿轮输出轴,其中,第一锥齿轮在水平方向上套设于空心输出轴靠近底端的外圆周处,竖直方向布置的第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合,齿轮输出轴为水平布置的传动轴且与第二锥齿轮通过销连接固定。
[0012] 根据本实用新型的一个实施例,叶片自转部分包括对称设置的四个叶片组件,第一叶片组件与第二叶片组件通过第一带轮彼此竖向相连夹置于第一转动组件的第一转动组件杆体和第三转动组件的第三转动组件杆体之间,第三叶片组件与第四叶片组件通过第一带轮彼此竖向相连夹置于第一转动组件的第一转动组件杆体和第三转动组件的第三转动组件杆体之间,第一带轮通过皮带与第二带轮连接,叶片组件通过第二转动组件分别与第一转动组件和第三转动组件连接。
[0013] 根据本实用新型的另一个实施例,第一转动组件套管顶部和底部分别设置有与立柱和第二转动组件连接的第一套管轴承组件,第三转动组件套管顶部和底部分别设置有与立柱和第二转动组件连接的第三套管轴承组件,第一转动组件杆体在临近自由端的两端的底部分别设置有第一轴承组件,第三转动组件杆体在临近自由端的两端的顶部分别设置有第三轴承组件。
[0014] 根据本实用新型的另一个实施例,第二转动组件的主体为一竖向布置的第二转动组件套管,第二转动组件套管的中段沿外圆周设置有第二带轮。
[0015] 根据本实用新型的另一个实施例,第二带轮的外表面上设置有竖向延伸且均匀分布的的上皮带槽和下皮带槽,上皮带槽和下皮带槽分别与第一带轮通过皮带连接。
[0016] 根据本实用新型的另一个实施例,叶片组件包括叶片、第一固定组件和第二固定组件,其中,叶片为矩形板,第一固定组件和第二固定组件沿着矩形板竖向中心轴分别向外延伸形成叶片转轴,叶片转轴分别与第一带轮、第一转动组件杆体和第三转动组件杆体连接。
[0017] 第二固定组件还设置有自锁机构,自锁机构垂直于叶片的矩形板向外延伸形成一半圆形板,半圆形板上设置有弧形孔槽,弧形孔槽中连接有孔槽自锁螺栓。
[0018] 空心输出轴在顶端和底端分别通过空心输出轴上轴承组件和空心输出轴下轴承组件与第三转动组件和立柱相接。
[0019] 行星轮可以沿第一动轴上下移动。
[0020] 齿轮输出轴上通过套设两轴承而安装于轴承座上,轴承座通过轴承座支架安装在箱体上。
[0021] 本实用新型具有垂直轴风力机的特点,其具有自启动能力好,低速时性能良好的优点。当叶片固定时,整个装置就可成为典型的H型风力机,在风力作用下,转动支架旋转带动转动行星架输出转速动力。当叶片不固定时,在同样风力作用下,叶片的转动通过行星轮结构,带动转动行星架转动,增大了输出转速。叶片可调整倾斜角度并自锁固定,当想固定叶片使其成为简单的H型风力机构,叶片的位置可通过叶片自锁机构来进行调整,并且可以做到大角度的调节范围。使左右叶片处在一个恰当的固定角度,使其能最大效果的利用风能。本装置的叶片可实现自转和公转、对叶片的翼型要求不高,可适应不同的翼型叶片。两侧叶片可设计为90度布置,叶片自转2周,公转I周,本结构设计使叶片容易拆卸,也便于维修。本装置体积较小,噪声低,系统简单,能推广于生活中的各种场合,如公园,小区,公路旁等,做到生活中的节能减排。
附图说明
[0022] 图1是根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置立体示意图;
[0023] 图2是根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的总传动结构示意图;
[0024] 图3是根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的主转动部分的第一转动组件的立体示意图;
[0025] 图4是根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的主转动部分的第三转动组件的立体示意图;
[0026] 图5是根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的主转动部分的第二转动组件的立体示意图;
[0027] 图6是根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的叶片自转部分的一个叶片组件的立体示意图;
[0028] 图7是根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的主转动部分和叶片自转部分的立体示意图;
[0029] 图8是根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的主转动部分和叶片自转部分的另一立体示意图,此时叶片处于锁定状态;
[0030] 图9是根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的行星轮机构部分和输出变速部分结构图;
[0031] 图10是根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的输出变速部分的箱体结构示意图;
[0032] 图11是根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的输出变速部分的箱体结构安装示意图。
[0033] 附图标记:
[0034] 100主转动部分200叶片自转部分300行星轮机构部分
[0035] 400输出变速部分
[0036] I立柱:Ia立柱端头
[0037] 2第一转动组件:2a第一轴承组件2b第一套管轴承组件
[0038] 3第二转动组件:3a第二轴承组件
[0039] 4第三转动组件:4a第三轴承组件4b第三套管轴承组件
[0040] 5叶片:501叶片转轴
[0041] 6第一固定组件
[0042] 7第二固定组件:71自锁机构7a孔槽自锁螺栓7b弧形孔槽
[0043] 8第一带轮
[0044] 9 皮带
[0045] 10第二带轮:101上皮带槽102下皮带槽
[0046] 11皮带转动盖体
[0047] 12转动架
[0048] 13第一动轴13a防尘盖13b转动架轴承组件
[0049] 14行星轮
[0050] 15固定轮
[0051] 16固定轮座
[0052] 17行星轮外壳
[0053] 18行星轮上中盖
[0054] 19第一锥齿轮
[0055] 20第二锥齿轮
[0056] 21轴承座21a轴承
[0057] 22轴承座支架
[0058] 23齿轮输出轴
[0059] 24 箱体
[0060] 25 箱盖
[0061] 26箱盖轴承座26a轴承组件
[0062] 27空心输出轴I1:27a输出轴II上轴承组件,27b输出轴II下轴承组件
[0063] 51第一叶片组件52第二叶片组件53第三叶片组件54第四叶片组件
具体实施方式
[0064] 以下结合具体实施例,对本实用新型做进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限制本实用新型的范围。
[0065] 图1示出了根据本实用新型一个实施例的一种小型混合式垂直轴风能采集装置,其中,该装置包括主转动部分100、叶片自转部分200、行星轮机构部分300和输出变速部分400,叶片自转部分200用于实现风能的采集,主转动部分100和行星轮机构部分300将风能转化为机械能,输出变速部分400将该机械能输出。下面结合附图1-图11详细的说明该装置的各个组成部分。
[0066] 图2示出了根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的总传动结构示意图。其中,主转动部分100包括同轴依次设置的第一转动组件2、第二转动组件3和第三转动组件4,其中,图3示出了第一转动组件2,其主体为一竖向布置的第一转动组件套管201,该第一转动组件套管201顶部和底部分别设置有与立柱I (参见图9)和第二转动组件3连接的第一套管轴承组件2b ;该第一转动组件套管201顶端沿水平方向延伸形成第一转动组件杆体202,该第一转动组件杆体202在临近自由端的两端的底部分别设置有第一轴承组件2a,用于连接叶片5 (如图1所示)。图4示出了第三转动组件4,其结构与第一转动组件2基本相同,不同之处在于,第三转动组件4与第一转动组件2关于第二转动组件3竖向对称布置,这里分别用第三转动组件套管401、第三套管轴承组件4b、第三转动组件杆体402和第三轴承组件4a表示,其中,该第三转动组件套管401底端沿水平方向延伸形成该第三转动组件杆体402,该第三转动组件杆体402在临近自由端的两端的顶部分别设置有该第三轴承组件4a,用于连接叶片5 (如图1所示),另外,在对应于第三轴承组件4a的位置,该第三转动组件杆体402具有竖向通孔403,叶片自转部分的第一动轴13 (参见图6)穿过该通孔403延伸。图5示出了第二转动组件3,其主体为一竖向布置的第二转动组件套管301,该第二转动组件套管301的直径大于第一转动组件套管201,该第二转动组件套管301的上下两端均设置有第二轴承组件3a,第一转动组件套管201的底端和第三转动组件套管401的顶端分别通过第一套管轴承组件2b、第三套管轴承组件4b以及第二轴承组件3a与第二转动组件套管301连接。此外,第二转动组件套管301中段沿外圆周设置有第二带轮10,第二带轮10的外表面上设置有竖向延伸的上皮带槽101和下皮带槽102。
[0067] 图6示出了根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的叶片自转部分200的一个叶片组件的示意图,该叶片组件包括叶片5、第一固定组件6和第二固定组件7,其中,叶片5为矩形板,第一固定组件6和第二固定组件7螺接该矩形板并沿着竖向中心轴卡于该矩形板两端,第一固定组件6和第二固定组件7沿着矩形板中心轴远离矩形板的两端向外延伸分别形成叶片转轴501,该叶片转轴501可以与第一轴承组件2a配合,也可以与第三轴承组件4a配合,从而实现该叶片自转部分与主转动部分之间的连接。参见图6,第二固定组件7还设置有自锁机构71,该自锁机构71垂直于叶片的矩形板向外延伸形成一半圆形板,该半圆形板上设置有弧形孔槽7b,该弧形孔槽7b中连接有孔槽自锁螺栓7a,如图8所示。结合图7和图8可知,根据本实用新型一个实施例的小型混合式垂直轴风能采集装置的叶片自转部分包括两两对称设置的四个叶片组件,第一叶片组件51与第二叶片组件52彼此竖向相连夹置于第一转动组件2的第一转动组件杆体202和第三转动组件4的第三转动组件杆体402之间,第三叶片组件53与第四叶片组件54同样彼此竖向相连夹置于第一转动组件2的第一转动组件杆体202和第三转动组件4的第三转动组件杆体402之间。具体地,第一叶片组件51的第一固定组件6的叶片转轴501通过第一带轮8与第二叶片组件52的第一固定组件6的叶片转轴501连接,该第一带轮8为上下两端具有连接孔的圆柱状轮子,沿第一带轮8的外圆周方向设置有皮带槽,第一固定组件6上的叶片转轴501插入第一带轮8中的连接孔,从而使得叶片5的转动可以带动第一带轮8转动;第二固定组件7上的叶片转轴501分别通过第一轴承组件2a、第三轴承组件4a与第一转动组件杆体202和第三转动组件杆体402连接;另外,第一带轮8和第二带轮10之间通过皮带9连接。第三叶片组件53与第四叶片组件54的连接关系与之相同,在此不再赘述。在图7所示的实施例中,为了错开两条皮带9的位置,所以第二转动组件3上的第二带轮10有着上下两个皮带槽,并且两侧的第一带轮8以及皮带9的轴向位置也随之错开,即两个第一带轮8分别与上皮带槽101和下皮带槽102 (如图5所示)连接,从而使得第一带轮8和第二带轮10的转动不受干涉影响。
[0068] 再如图9所示,在第三转动组件4的下方连接有行星轮机构部分300,该行星轮机构部分包括转动架12、空心输出轴27、第一动轴13、行星轮14和固定轮15,其中,空心输出轴27为竖向布置的空心套筒,转动架12为水平方向布置的中心开孔的杆件,空心输出轴27的上部在竖直方向上穿过转动架12上的开孔并与转动架12通过螺栓(未画出)固定,空心输出轴27的顶端和底端分别设置有空心输出轴上轴承组件27a和空心输出轴下轴承组件27b ;转动架12相对的两端分别设置有竖向开口,两个第一动轴13穿过转动架12的竖向开口延伸,第一动轴13上端同时穿过了第三转动组件4上的竖向通孔403以及转动架12的竖向开口,在竖向通孔以及竖向开口处均安装有转动架轴承组件13b,第一动轴13的上端与第二固定组件7的叶片转轴501通过螺纹连接固定并一起转动,第一动轴13的下端均连接行星轮14 ;行星轮14为垂直第一动轴13布置的齿轮,行星轮14可沿第一动轴13上下移动;转动架12下方设置有固定轮15,固定轮15为带有内齿的内齿轮,固定轮15与两个行星轮14啮合,从而使得两个行星轮14可在转动架12的带动下围绕固定轮15的内圆周转动。如图10-11所示,固定轮15焊接固定在一个较大的行星固定轮座16上,固定轮座16上方设置有对称设置的两个行星轮外壳17,固定轮15设置于该固定轮座16和行星轮外壳17之间。两个行星轮外壳17内部设置有行星轮上中盖18,行星轮14设置于该固定轮座16和行星轮上中盖18之间。行星轮外壳17与上中盖18之间设置有环槽以供第一动轴13伸入并沿其转动。为了保证密封,环槽处有毛刷来阻挡外来物,并在第一动轴13上接近盖体处套有一个防尘盖13a。
[0069] 下面再结合图9说明本实用新型的输出变速部分400,该输出变速部分包括第一锥齿轮19、第二锥齿轮20和输出轴23,其中,第一锥齿轮19为空心的且在水平方向套设于空心输出轴27靠近底端的外圆周处,第二锥齿轮20为竖直方向布置的且与水平方向布置的第一锥齿轮19啮合,齿轮输出轴23为水平布置的传动轴且与第二锥齿轮20的圆心通过销连接固定,另外,齿轮输出轴23上通过套设两轴承21a而安装于轴承座21上,轴承座21通过轴承座支架22安装在箱体24 (参见图1)上,从而使得齿轮输出轴23可以在水平方向稳定转动。上部的主转动部分和叶片自转部分将转动速度传递至转动架12上,转动架12和空心输出轴27 —起转动可以带动第一锥齿轮19转动,进一步带动第二锥齿轮20转动,从而再进一步转化为齿轮输出轴23的转动。
[0070] 下面再结合图1、图2和图9说明该装置各部分之间的连接关系。该装置底部为一矩形箱体24,箱体24内部底壁上通过脚架焊接方式固定有圆杆状立柱I,立柱I自下往上依次穿过空心输出轴27、第三转动组件套管401、第二转动组件套管301以及第一转动组件套管201,从而使主转动部分、叶片自转部分和输出变速部分固定于箱体24上,立柱I的顶端还设置有立柱端头la,立柱端头Ia与第一套管轴承组件2b配合防止第一转动组件2从立杆I顶部脱出。箱体24顶部设置有箱盖25从而将第一锥齿轮19、第二锥齿轮20、齿轮输出轴23以及立柱下端部分密封安装于箱体24中,箱盖25中间开孔使得套设在立柱I上的空心输出轴27穿过该开孔并通过箱盖轴承座26以及轴承组件26a与箱体24固定,如图10所示,同时立柱I伸出箱体24外并且稳定的直立从而使上转动部分可以自由的围绕立杆I旋转,如图1所示;箱盖25上通过螺栓固定行星固定轮座16和行星轮上中盖18,行星固定轮座16与固定轮15连接固定,固定轮15与两个行星轮14啮合,两个行星轮14分别通过第一动轴13固定于转动架12相对的两端下部,第一动轴13依次穿过转动架12和第三转动组件杆体402与叶片5的第二固定组件7连接。空心输出轴27顶部与第三转动组件套管401的底端通过空心输出轴上轴承组件27a连接,使第三转动组件4套设于立杆I上并且与下部的转动架12连接;第三转动组件套管401的顶端与第二转动组件套管301的底端通过第三套管轴承组件4b和第二轴承组件3a连接,从而使得第二转动组件3也穿过立杆I并与第三转动组件4连接;第二转动组件套管301的顶端与第一转动组件套管201的底端通过第一轴承组件2a和第二轴承组件3a连接,使得第一转动组件2也穿过立杆I并且第二转动组件3连接;第一固定组件6和第二固定组件7将叶片5卡设于其间,且第二固定组件7分别与第一转动组件杆体202的两端以及第三转动组件杆体402的两端通过第一轴承组件2a和第三轴承组件4a连接,分别位于立杆I两侧的两个第一固定组件6通过第一带轮8连接,从而使得四个叶片5分别在上下方向和竖直方向均对称的固定,因此,如图2-图8所示,主转动部分和叶片自转部分连接为一个整体并固定于立杆I上。
[0071] 另外,值得注意的是,如图8所示,当叶片5与主转动部分连接后,第二固定组件7上的弧形孔槽7b中的孔槽自锁螺栓7a可以拧紧从而使叶片5以一定角度与主转动部分保持相对固定,当需要叶片5自转时,松开孔槽自锁螺栓7即可使得叶片5围绕其竖向中心轴线自转;第二带轮10和第一带轮8可设计为不同直径的带轮组,以保证按一定的传动比来传动;皮带转动盖体11将第一带轮8、皮带9和第二带轮10包覆起来并与外界封闭。
[0072] 下面再结合图1-图11说明该装置的工作模式。值得注意的是,本实用新型对叶片5的翼型无要求,叶片5还可以是板状、帆船布等;另外,该装置中叶片5的数量可根据需要适当增减,在此,以上述的双排双列的叶片结构为例对该装置的工作原理进行说明。该装置可实现两种工作模式:
[0073] (I)叶片固定模式
[0074] 如图1和图8所示,通过拧紧自锁机构上的孔槽自锁螺栓7a可以将叶片分别固定在第一转动组件杆体202和第三转动组件杆体402上,叶片5可以围绕叶片中心轴旋转从而调整左右叶片的倾斜角度,使该装置达到较好的风能利用率。同时将行星轮14从第一动轴13向下移使其不与行星固定轮15啮合,则行星轮机构不工作,在这种状态下该装置即为典型的H型风力装置。此时,叶片5固定于支架上,叶片动轴13不进行自转,在风力作用下,第一转动组件2和第三转动组件4进行同速转动,由于第一动轴13将转动架12和第三转动组件4连接起来,因此同时带动了转动架12的转动。而转动架12下方的空心输出轴27上固定着第一锥齿轮19,故进一步带动第一锥齿轮19转动,第一锥齿轮19与第二锥齿轮20 一起啮合传动,第二锥齿轮20与齿轮输出轴23的固定连接最终将风能通过齿轮输出轴23以转速输出。
[0075] (2)叶片自转模式:
[0076] 如图2所示,此时将叶片5上固定的自锁机构解除掉,即去除孔槽自锁螺栓7a的固定,并将行星轮14从第一动轴13上移,使得行星轮14与行星固定轮15啮合,从而启用行星轮机构。在风力作用下,叶片5会进行自转运动,叶片5的自转会带动与其连接的第一带轮8,然后通过皮带9的传动进一步带动第二带轮10转动,带轮的大小取决于所设定的转速比要求。同时由于行星轮14通过第一动轴13与第三转动组件4和转动架12连接,叶片5的转动会带动行星轮14的转动,行星轮14与行星固定轮15啮合,因此第一动轴13有着公转速度,即带动了转动架12的转动。而转动架12下方的空心输出轴27上固定着第一锥齿轮19,故进一步带动第一锥齿轮19转动,第一锥齿轮19与第二锥齿轮20 —起啮合传动,第二锥齿轮20与齿轮输出轴23的固定连接最终将风能通过齿轮输出轴23以转速输出。如图1为左右叶片呈90度布置的结构图,在此情况下可实现叶片转动2周,输出轴转动I周。
[0077] 另外,根据前述的确定第一带轮8和第二带轮10的转速比,行星轮14和固定轮15的齿数比,可以获得转动架12和空心输出轴27的输出转速,在此不再赘述。
[0078] 以上所述的,仅为本实用新型的较佳实施例,并非用以限定本实用新型的范围,本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰,皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种小型混合式垂直轴风能采集装置,其特征在于,该装置包括主转动部分、叶片自转部分、行星轮机构部分和输出变速部分,其中, 所述主转动部分包括竖向依次套设于立柱上的第一转动组件、第二转动组件和第三转动组件,其中,所述第一转动组件的主体为一竖向布置的第一转动组件套管,所述第一转动组件套管顶端沿水平方向延伸形成第一转动组件杆体;所述第二转动组件的外圆周上设置有第二带轮,所述第一转动组件和所述第三转动组件分别与所述第二转动组件相连,所述第三转动组件的主体为一竖向布置的第三转动组件套管,所述第三转动组件套管底端沿水平方向延伸形成第三转动组件杆体; 所述叶片自转部分包括至少一个叶片组件,所述叶片组件的一端与第一带轮连接,所述第一带轮通过皮带与所述第二带轮连接,所述叶片组件与所述第一带轮相对的另一端与所述第一转动组件或所述第三转动组件连接; 所述行星轮机构部分包括转动架、空心输出轴、第一动轴、行星轮和固定轮,其中,所述转动架平行设置于所述第三转动组件下方并与竖直方向套设于所述立柱上的所述空心输出轴连接,所述空心输出轴的上部与所述第三转动组件连接;所述转动架相对的两端下方分别通过竖向设置的所述第一动轴连接有所述行星轮,所述第一动轴的上端与所述叶片组件固定连接且所述第一动轴穿过所述第三转动组件杆体和所述转动架延伸;所述行星轮与带有内齿的所述固定轮啮合; 所述输出变速部分包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和齿轮输出轴,其中,所述第一锥齿轮在水平方向上套设于所述空心输出轴靠近底端的外圆周处,竖直方向布置的所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合,所述齿轮输出轴为水平布置的传动轴且与所述第二锥齿轮通过销连接固定。
2.根据权利要求1所述的小型混合式垂直轴风能采集装置,其特征在于,所述叶片自转部分包括对称设置的四个叶片组件,其中,第一叶片组件与第二叶片组件通过所述第一带轮彼此竖向相连夹置于所述第一转动组件的所述第一转动组件杆体和所述第三转动组件的所述第三转动组件杆体之间,第三叶片组件与第四叶片组件通过第一带轮彼此竖向相连夹置于所述第一转动组件的所述第一转动组件杆体和所述第三转动组件的所述第三转动组件杆体之间,所述第一带轮通过皮带与所述第二带轮连接,所述叶片组件通过所述第二转动组件分别与所述第一转动组件和所述第三转动组件连接。
3.根据权利要求1所述的小型混合式垂直轴风能采集装置,其特征在于,所述第一转动组件套管顶部和底部分别设置有与所述立柱和所述第二转动组件连接的第一套管轴承组件,所述第三转动组件套管顶部和底部分别设置有与所述立柱和所述第二转动组件连接的第三套管轴承组件,所述第一转动组件杆体在临近自由端的两端的底部分别设置有第一轴承组件,所述第三转动组件杆体在临近自由端的两端的顶部分别设置有第三轴承组件。
4.根据权利要求1所述的小型混合式垂直轴风能采集装置,其特征在于,所述第二转动组件的主体为一竖向布置的第二转动组件套管,所述第二转动组件套管的中段沿外圆周设置有所述第二带轮。
5.根据权利要求4所述的小型混合式垂直轴风能采集装置,其特征在于,所述第二带轮的外表面上设置有竖向延伸且均匀分布的的上皮带槽和下皮带槽,所述上皮带槽和所述下皮带槽分别与所述第一带轮通过皮带连接。
6.根据权利要求1所述的小型混合式垂直轴风能采集装置,其特征在于,所述叶片组件包括叶片、第一固定组件和第二固定组件,其中,叶片为矩形板,所述第一固定组件和所述第二固定组件沿着所述矩形板竖向中心轴分别向外延伸形成叶片转轴,所述叶片转轴分别与所述第一带轮、第一转动组件杆体和第三转动组件杆体连接。
7.根据权利要求6所述的小型混合式垂直轴风能采集装置,其特征在于,所述第二固定组件还设置有自锁机构,所述自锁机构垂直于所述叶片的矩形板向外延伸形成一半圆形板,所述半圆形板上设置有弧形孔槽,所述弧形孔槽中连接有孔槽自锁螺栓。
8.根据权利要求1所述的小型混合式垂直轴风能采集装置,其特征在于,所述空心输出轴在顶端和底端分别通过空心输出轴上轴承组件和空心输出轴下轴承组件与所述第三转动组件和所述立柱相接。
9.根据权利要求1所述的小型混合式垂直轴风能采集装置,其特征在于,所述行星轮沿所述第一动轴上下移动。
10.根据权利要求1所述的小型混合式垂直轴风能采集装置,其特征在于,所述齿轮输出轴上通过套设两轴承而安装于轴承座上,所述轴承座通过轴承座支架安装在箱体上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108644066A (zh) * 2018-05-14 2018-10-12 湖北工业大学 一种四叶式垂直轴风力发电机
CN108953064A (zh) * 2018-07-17 2018-12-07 安徽工业大学工商学院 一种风力发电系统
CN108953059A (zh) * 2018-07-17 2018-12-07 安徽工业大学工商学院 一种用于风力发电的动力传输单元
CN108979964A (zh) * 2018-07-17 2018-12-11 安徽工业大学工商学院 一种双叶片式风力发电方法

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