CN204283743U - 一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置 - Google Patents

Abstract

一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置，属风力发电设备技术领域，包括吊架、转叶器和发电机。转叶器安装在吊架的左板和右板之间。转叶器包括右主轴、中心齿轮、左主轴和均匀分布在中心齿轮周围的六个、七个或八个结构相同的转叶。左主轴和右主轴同轴地横向水平布置。右主轴与发电机相连。中心齿轮固定安装在吊架的右板左侧。每个转叶都包括臂轴、右叶轴、近心齿轮、臂轴套管、远心齿轮、叶齿轮、叶片、左叶轴和转臂。中心齿轮与叶齿轮的传动比为2∶1。臂轴处于右主轴正上方竖直位置时，对应的叶片处于水平位置。该装置横跨车道安装在火车道或汽车道的上方。在行驶的车带动的气流的作用下，转叶器带动发电机发电，效率较高。

Description

一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置

技术领域

一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置，属风力发电设备技术领域，尤其涉及一种安装于车道上方的风力发电装置。

背景技术

传统的风力发电装置采用螺旋桨叶，占用空间大且效率不高；现有的轴向翼型叶片转动发电装置效率也不够高；现有的风力发电装置大多安装于海洋、高山等自然风能集中地带，这些地方往往都比较偏僻，与用电地较远，给输电带来一些困难，增加了用电成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有风力发电技术的上述不足，发明一种效率更高的横跨车道安装于车道上方的风力发电装置。

一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置，包括吊架、转叶器和发电机。吊架是由左板、顶板和右板围成的倒U形架。吊架的左板和右板相互平行地纵向竖直布置，顶板水平布置。发电机安装在吊架的右板右侧。转叶器的右主轴与发电机的输入轴直接相连或者通过齿轮增速器相连。转叶器安装在吊架的左板和右板之间。转叶器包括右主轴、中心齿轮、左主轴和均匀分布在中心齿轮周围的六个、七个或八个仅叶片的安装角度不同的结构相同的转叶。左主轴和右主轴同轴地横向水平布置且与吊架的左板和右板垂直。左主轴的左端通过轴承与左板相连。中心齿轮通过其右端头固定安装在吊架的右板左侧。右主轴的中段通过轴承与中心齿轮相连于中心齿轮的中心孔内，右主轴在中心齿轮的中心孔内能灵活转动。每个转叶都包括臂轴、右叶轴、近心齿轮、臂轴套管、远心齿轮、叶齿轮、叶片、左叶轴和转臂。叶片为矩形刚性平板叶片。同一转叶的各构件之间的结构关系是：左叶轴横向水平布置，左叶轴的右端通过轴承与叶片相连于叶片的左边正中位置，左叶轴与叶片处于同一平面内，左叶轴的左端与转臂垂直固连。右叶轴与臂轴垂直固连于右叶轴的右端，右叶轴与左叶轴同轴地横向水平布置。左叶轴、转臂、右叶轴和臂轴处于同一平面内。右叶轴的左端通过轴承与叶齿轮相连，叶齿轮能绕右叶轴灵活转动。叶齿轮通过其左端头与叶片固连于叶片的右边的正中位置。右叶轴与叶片在同一平面内。臂轴套管通过轴承套装在臂轴周围，臂轴能在臂轴套管内灵活转动。近心齿轮和远心齿轮分别固连于臂轴套管的两端。远心齿轮与叶齿轮啮合，远心齿轮与叶齿轮的传动比为6∶1。左主轴的右端与所有转叶的转臂垂直固连。所有转臂都处于同一纵向铅垂面内。右主轴的左端与所有转叶的臂轴垂直固连。所有臂轴都处于同一纵向铅垂面内。所有转叶的近心齿轮都与中心齿轮啮合，中心齿轮与近心齿轮的传动比为1∶3。中心齿轮、近心齿轮、远心齿轮和叶齿轮均采用锥齿轮。为了提高结构强度，左主轴与右主轴之间通过连杆相连，连杆的左端与左主轴的右端固连，连杆的右端与右主轴的左端固连，左主轴、连杆和右主轴连成一根长轴。组装转叶器时，确保其任一转叶的臂轴处于右主轴正下方竖直位置时该转叶的叶片与该臂轴在同一横向铅垂面内，这样，由于中心齿轮固定不动，且中心齿轮与叶齿轮的传动比为2∶1，该转叶转到右主轴上方该转叶的臂轴处于右主轴正上方竖直位置时，该转叶的叶片与该臂轴垂直，此时该转叶的叶片处于水平位置。该风力发电装置靠吊架的上板安装在火车道或汽车道的上方横跨车道的构成物上。

该发明装置的工作原理是：因转叶器的处于右主轴下方的叶片从后向前的投影面积远大于处于右主轴上方的叶片从后向前的投影面积。如果转叶器旋转的话，叶片处于右主轴下方时迎角较大，叶片处于右主轴上方时迎角较小。假设车道上的车从后向前开过去，快速行驶的车会将转叶器下方的空气带动向前流动，在该气流的作用下，处于右主轴下方的叶片会向前方运动。从左侧往右侧看，转叶器在该气流的作用下顺时针旋转，从而带动发电机发电。由于右主轴上方的转叶离行驶的车较远，受气流的影响很小，且因右主轴上方的叶片的迎角较小，叶片在右主轴的上方运动虽向后但受到的空气阻力较小，该发电装置效率较高。

为了提高该发明装置的利用率，在保证安全的情况下该发明装置的安装高度尽量低些。

该装置横跨车道安装于火车道或汽车道的上方，尤其适合安装于火车隧道的顶部或车道横跨天桥的底部、高铁或地铁道上方，供发电使用。发电机发出的电由电缆输出，可就近处理并储存，然后给路灯或其它用电设备供电。本发明装置在没有自然风的地方也可发电，使用方便，节能环保。

附图说明

图1是本发明一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置的后视示意图；图2是本发明一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置安装在车道上方的左视示意图；图3是放大了的带六个转叶的转叶器的左视示意简图；图4是转叶器的放大了的与左主轴和右主轴连接的与中心齿轮啮合的一个转叶的结构示意简图。

图中，1-本发明一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置；2-车道；3-车道的上方横跨车道的构成物；4-车；5-车的行驶方向指示；6-吊架，61-左板，62-顶板，63-右板；7-转叶器，71-右主轴，72-中心齿轮，73-转叶，73a、73b、73c、73d、73e和73f 为均匀分布于左主轴和右主轴周围的不同位置的转叶，731-臂轴，732-右叶轴，733-近心齿轮，734-臂轴套管，735-远心齿轮，736-叶齿轮，737-叶片，738-左叶轴，739-转臂，74-左主轴，75-连杆；8-发电机；9-转叶器的旋转方向。

具体实施方式

以下结合附图1~4对本发明加以具体说明。

一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置，包括吊架6、转叶器7和发电机8。吊架6是由左板61、顶板62和右板63围成的倒U形架。吊架6的左板61和右板63相互平行地纵向竖直布置，顶板62水平布置。发电机8安装在吊架6的右板63右侧。转叶器7的右主轴71与发电机8的输入轴直接相连或者通过齿轮增速器相连。转叶器7安装在吊架6的左板61和右板63之间。转叶器7包括右主轴71、中心齿轮72、左主轴74和均匀分布在中心齿轮72周围的六个、七个或八个仅叶片737的安装角度不同的结构相同的转叶73。左主轴74和右主轴71同轴地横向水平布置且与吊架6的左板61和右板63垂直。左主轴74的左端通过轴承与左板61相连。中心齿轮72通过其右端头固定安装在吊架6的右板63左侧。右主轴71的中段通过轴承与中心齿轮72相连于中心齿轮72的中心孔内，右主轴71在中心齿轮72的中心孔内能灵活转动。每个转叶73都包括臂轴731、右叶轴732、近心齿轮733、臂轴套管734、远心齿轮735、叶齿轮736、叶片737、左叶轴738和转臂739。叶片737为矩形刚性平板叶片。同一转叶73的各构件之间的结构关系是：左叶轴738横向水平布置，左叶轴738的右端通过轴承与叶片737相连于叶片737的左边正中位置，左叶轴738与叶片737处于同一平面内，左叶轴738的左端与转臂739垂直固连。右叶轴732与臂轴731垂直固连于右叶轴732的右端，右叶轴732与左叶轴738同轴地横向水平布置。左叶轴738、转臂739、右叶轴732和臂轴731处于同一平面内。右叶轴732的左端通过轴承与叶齿轮736相连，叶齿轮736能绕右叶轴732灵活转动。叶齿轮736通过其左端头与叶片737固连于叶片737的右边的正中位置。右叶轴732与叶片737在同一平面内。臂轴套管734通过轴承套装在臂轴731周围，臂轴731能在臂轴套管734内灵活转动。近心齿轮733和远心齿轮735分别固连于臂轴套管734的两端。远心齿轮735与叶齿轮736啮合，远心齿轮735与叶齿轮736的传动比为6∶1。左主轴74的右端与所有转叶73的转臂739垂直固连。所有转臂739都处于同一纵向铅垂面内。右主轴71的左端与所有转叶73的臂轴731垂直固连。所有臂轴731都处于同一纵向铅垂面内。所有转叶73的近心齿轮733都与中心齿轮72啮合，中心齿轮72与近心齿轮733的传动比为1∶3。中心齿轮72、近心齿轮733、远心齿轮735和叶齿轮736均采用锥齿轮。为了提高结构强度，左主轴74与右主轴71之间通过连杆75相连，连杆75的左端与左主轴74的右端固连，连杆75的右端与右主轴71的左端固连，左主轴74、连杆75和右主轴71连成一根长轴。组装转叶器7时，确保其任一转叶73的臂轴732处于右主轴71正下方竖直位置时该转叶73的叶片737与该臂轴731在同一横向铅垂面内，这样，由于中心齿轮72与叶齿轮736的传动比为2∶1，该转叶73转到右主轴71上方该转叶73的臂轴731处于右主轴71正上方竖直位置时，该转叶73的叶片737与该臂轴731垂直，此时该转叶73的叶片737处于水平位置。该风力发电装置1靠吊架6的上板62安装在火车道或汽车道的上方横跨车道的构成物3上，这些构成物有天桥、隧道顶或其它横跨车道的支架。

该发明装置的工作原理是：因转叶器7的处于右主轴71下方的叶片737从后向前的投影面积远大于处于右主轴71上方的叶片737从后向前的投影面积。如果转叶器7旋转的话，叶片737处于右主轴71下方时相对空气的迎角较大，叶片737处于最低位置时即处于右主轴71的正下方时该叶片处于竖直位置，此时该叶片737相对空气的迎角最大，为90°；叶片737处于右主轴71上方时迎角较小，叶片737处于最高位置时即臂轴731处于右主轴71正上方竖直位置时该叶片737处于水平位置，此时该叶片737相对空气的迎角较小，为0°。假设车道2上的车4从后向前开过去，快速行驶的车4会将转叶器7下方的空气带动向前流动，在该气流的作用下，处于右主轴71下方的转叶73a、73b和73c会向前方运动。从左侧往右侧看，转叶器7在该气流的作用下顺时针旋转，从而带动发电机8发电。由于右主轴71上方的转叶73d、73e和73f离行驶的车4较远，受气流的影响很小，且因右主轴71上方的叶片737的迎角较小，叶片737在右主轴71的上方运动虽向后但受到的空气阻力较小，该发电装置1效率较高。

Claims (5)

1.一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置，包括吊架（6）、转叶器（7）和发电机（8），其特征在于：吊架（6）由左板（61）、顶板（62）和右板（63）围成，吊架（6）的左板（61）和右板（63）都纵向竖直布置，顶板（62）水平布置；发电机（8）安装在吊架（6）的右板（63）右侧；转叶器（7）的右主轴（71）与发电机（8）的输入轴直接相连或者通过齿轮增速器相连；转叶器（7）安装在吊架（6）的左板（61）和右板（63）之间；转叶器（7）包括右主轴（71）、中心齿轮（72）、左主轴（74）和均匀分布在中心齿轮（72）周围的六个、七个或八个仅叶片（737）的安装角度不同的结构相同的转叶（73）；左主轴（74）和右主轴（71）同轴地横向水平布置；左主轴（74）的左端通过轴承与左板（61）相连；中心齿轮（72）固定安装在右板（63）左侧；右主轴（71）的中段通过轴承与中心齿轮（72）相连于中心齿轮（72）的中心孔内；每个转叶（73）都包括臂轴（731）、右叶轴（732）、近心齿轮（733）、臂轴套管（734）、远心齿轮（735）、叶齿轮（736）、叶片（737）、左叶轴（738）和转臂（739）；叶片（737）为矩形刚性平板叶片；左叶轴（738）横向水平布置，左叶轴（738）的右端通过轴承与叶片（737）相连于叶片（737）的左边正中位置，左叶轴（738）与叶片（737）处于同一平面内，左叶轴（738）的左端与转臂（739）垂直固连；右叶轴（732）与臂轴（731）垂直固连于右叶轴（732）的右端，右叶轴（732）与左叶轴（738）同轴地横向水平布置；左叶轴（738）、转臂（739）、右叶轴（732）和臂轴（731）处于同一平面内；右叶轴（732）的左端通过轴承与叶齿轮（736）相连；叶齿轮（736）与叶片（737）固连于叶片（737）的右边的正中位置；右叶轴（732）与叶片（737）在同一平面内；臂轴套管（734）通过轴承套装在臂轴（731）周围；近心齿轮（733）和远心齿轮（735）分别固连于臂轴套管（734）的两端；远心齿轮（735）与叶齿轮（736）啮合，远心齿轮（735）与叶齿轮（736）的传动比为6∶1；左主轴（74）的右端与所有转叶（73）的转臂（739）垂直固连；所有转臂（739）都处于同一纵向铅垂面内；右主轴（71）的左端与所有转叶（73）的臂轴（731）垂直固连；所有臂轴（731）都处于同一纵向铅垂面内；所有转叶（73）的近心齿轮（733）都与中心齿轮（72）啮合，中心齿轮（72）与近心齿轮（733）的传动比为1∶3；转叶（73）的臂轴（732）处于右主轴（71）正下方竖直位置时该转叶（73）的叶片（737）与该臂轴（731）在同一横向铅垂面内；该风力发电装置（1）靠吊架（6）的上板（62）安装在火车道或汽车道的上方横跨车道的构成物（3）上。

2.根据权利要求1所述的一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置，其特征在于：中心齿轮（72）、近心齿轮（733）、远心齿轮（735）和叶齿轮（736）均采用锥齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置，其特征在于：左主轴（74）与右主轴（71）之间通过连杆（75）相连，连杆（75）的左端与左主轴（74）的右端固连，连杆（75）的右端与右主轴（71）的左端固连，左主轴（74）、连杆（75）和右主轴（71）连成一根长轴。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置，其特征在于：在保证安全的情况下该风力发电装置（1）的安装高度尽量低些。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种横跨车道安装于车道上方的风力发电装置，其特征在于：该风力发电装置（1）安装于火车隧道的顶部或车道横跨天桥的底部、高铁或地铁道上方，供发电使用；发电机发出的电由电缆输出，就近处理并储存，然后给附近的路灯或其它用电设备供电。