CN204283747U

CN204283747U - 一种半转叶片风力发电装置

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Publication number: CN204283747U
Application number: CN201420789200.5U
Authority: CN
Inventors: 王志成
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2024-12-15

Abstract

一种半转叶片风力发电装置，属风力发电设备技术领域，包括平台、支柱、左转叶器、右转叶器、左发电机、右发电机和方向舵。平台包括三角板和平台转轴。方向舵位于三角板的正后方经尾杆与三角板固连。左转叶器和右转叶器结构和工作原理相同，对称安装在平台的左右两侧。左发电机和右发电机的输入轴分别与左转叶器和右转叶器相连。右转叶器包括主轴、中心齿轮和均匀分布的三个、四个或五个转叶。中心齿轮与叶齿轮的传动比为2∶1。右转叶器的任一臂轴处于主轴正右方横向位置时该转叶的叶片与臂轴共面。该装置会自动调整方向。风力驱动左转叶器和右转叶器转动带动左发电机和右发电机同时发电。该装置效率较高。

Description

一种半转叶片风力发电装置

技术领域

一种半转叶片风力发电装置，属风力发电设备技术领域，尤其涉及一种半转叶片风力发电装置。

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。

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且能自动寻找风向的半转叶片风力发电装置。

一种半转叶片风力发电装置，包括平台、支柱、左转叶器、右转叶器、左发电机、右发电机和方向舵。平台包括水平布置的三角板和竖直固定安装在三角板前部下方的平台转轴。方向舵位于三角板的正后方经尾杆与三角板后边垂直固连，方向舵是一块竖直布置的具对称翼型的空心构件，其前缘朝前，后缘向后。支柱的上端通过推力轴承和普通滚动轴承与平台转轴相连，支柱下端为支柱底座，本发明装置通过支柱底座牢固安装在地面。平台能绕支柱转动。平台转轴和支柱的中心都有竖向孔，左发电机和右发电机输出电缆从这些孔中通过，支柱与平台转轴的连接处装有限位装置使平台绕支柱转动角度不超过360°以防止电缆缠住。左转叶器和右转叶器结构和工作原理相同，对称安装在平台的左右两侧置于三角板上面。左发电机靠左固定安装在平台的三角板下方，其输入轴与左转叶器的主轴相连；右发电机靠右固定安装在平台的三角板下方，其输入轴与右转叶器的主轴相连。

右转叶器的结构为：右转叶器包括主轴、中心齿轮和均匀分布在中心齿轮周围的三个、四个或五个仅叶片的安装角度不同的结构相同的转叶。主轴竖直布置，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，主轴在中心齿轮的中心孔内能灵活转动。中心齿轮通过其端头固定安装在导流器的三角板上。每个转叶都包括臂轴、叶轴、近心齿轮、臂轴套管、远心齿轮、叶齿轮和叶片。叶片为矩形刚性平板。叶轴与臂轴垂直固连于叶轴的下端，叶轴竖直布置，臂轴水平布置。叶轴的上端通过轴承与叶齿轮相连，叶齿轮能绕叶轴转动。叶齿轮的端头与叶片固连于叶片的下边的正中处。叶轴与叶片在同一竖直平面内。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，其传动比为4∶1。主轴的上端与所有转叶的臂轴垂直固连。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∶2。中心齿轮与叶齿轮的传动比为2∶1。中心齿轮、近心齿轮、远心齿轮和叶齿轮均采用锥齿轮。组装右转叶器时，确保其任一转叶的臂轴处于其主轴正右方横向位置时该转叶的叶片与该臂轴处于同一横向竖直平面内，此时该转叶的叶片与该臂轴的夹角为0°。

左转叶器的转叶的个数与右转叶器的转叶的个数相同。组装左转叶器时，确保其任一转叶的臂轴处于其主轴正左方横向位置时该转叶的叶片与该臂轴处于同一横向竖直平面内，此时该转叶的叶片与该臂轴的夹角为0°。

右转叶器的工作原理是：因每个转叶安装时它的臂轴处于主轴正右方横向位置时臂轴处于叶片所在的平面内，且中心齿轮与叶齿轮的传动比为2∶1。由右转叶器的结构决定，风从前方吹过来，处于主轴右侧的叶片的迎风面积远远大于处于主轴左侧的叶片的迎风面积。从上往下看，在风的吹动下，右转叶器将沿顺时针方向旋转。

从上往下看，即俯视该半转叶片风力发电装置，它的工作原理是：有较强风吹来时，该装置会自动调整方向，使三角板的前端正对来流方向。在风力的推动下，左转叶器逆时针转动带动左发电机转动发电，右转叶器顺时针转动带动右发电机发电。

该发明装置结构简单，效率较高，能自动寻找风向并自动调整为最佳迎风方位。可广泛用于海上、高山或其它多风之地发电。发出的电经电缆输出至电处理系统。

附图说明

图1是本发明一种半转叶片风力发电装置的后视示意图；图2是图1的俯视示意图；图3是图1的左视示意图；图4是放大了的带四个转叶的右转叶器的俯视示意图；图5是右转叶器的放大了的与主轴连接的安装在中心齿轮上的一个转叶的结构示意图。

图中，1-平台，11-三角板，12-平台转轴，13-尾杆，14-方向舵；2-支柱，21-支柱底座；3-左转叶器；4-右转叶器，41-主轴，42-中心齿轮，43-转叶，43a、43b、43c和43d为均匀分布于主轴周围的不同位置的转叶；431-臂轴，432-叶轴，433-近心齿轮，434-臂轴套管，435-远心齿轮，436-叶齿轮，437-叶片；5-左发电机；6-右发电机；7-左转叶器的旋转方向指示；8-右转叶器的旋转方向指示；9-来风方向示意。

具体实施方式

以下结合附图1~5对本发明加以具体说明。

一种半转叶片风力发电装置，包括平台1、支柱2、左转叶器3、右转叶器4、左发电机5、右发电机6和方向舵14。平台1包括水平布置的三角板11和竖直固定安装在三角板11前部下方的平台转轴12。方向舵14位于三角板11的正后方经尾杆12与三角板11后边垂直固连，方向舵14是一块竖直布置的具对称翼型的空心构件，其前缘朝前，后缘向后。支柱2的上端通过推力轴承和普通滚动轴承与平台转轴12相连，支柱2下端为支柱底座21，本发明装置通过支柱底座21牢固安装在地面。平台1能绕支柱2转动。平台转轴12和支柱2的中心都有竖向孔，左发电机5和右发电机6输出电缆从这些孔中通过，支柱2与平台转轴12的连接处装有限位装置使平台1绕支柱2转动角度不超过360°以防止电缆缠住。左转叶器3和右转叶器4结构和工作原理相同，对称安装在平台1的左右两侧置于三角板11上面。左发电机5靠左固定安装在平台1的三角板11下方，其输入轴与左转叶器3的主轴相连；右发电机6靠右固定安装在平台1的三角板11下方，其输入轴与右转叶器4的主轴41相连。

右转叶器4的结构为：右转叶器4包括主轴41、中心齿轮42和均匀分布在中心齿轮42周围的三个、四个或五个仅叶片437的安装角度不同的结构相同的转叶43。主轴41竖直布置，主轴41的中段通过轴承与中心齿轮42相连于中心齿轮42的中心孔内，主轴41在中心齿轮42的中心孔内能灵活转动。中心齿轮42通过其端头固定安装在导流器1的三角板11上。每个转叶43都包括臂轴431、叶轴432、近心齿轮433、臂轴套管434、远心齿轮435、叶齿轮436和叶片437。叶片437为矩形刚性平板。叶轴432与臂轴431垂直固连于叶轴432的下端，叶轴432竖直布置，臂轴431水平布置。叶轴432的上端通过轴承与叶齿轮436相连于叶齿轮436的中心孔内，叶齿轮436能绕叶轴432灵活转动。叶齿轮436的端头与叶片437固连于叶片437的下边的正中处。叶轴432与叶片437在同一竖直平面内。臂轴套管434通过轴承套装在臂轴431周围，臂轴431能在臂轴套管434内灵活转动。近心齿轮433和远心齿轮435分别固连于臂轴套管434的两端。远心齿轮435与叶齿轮436啮合，其传动比为4∶1。主轴41的上端与所有转叶43的臂轴431垂直固连。所有转叶43的近心齿轮433都与中心齿轮42啮合。中心齿轮42与近心齿轮433的传动比为1∶2。中心齿轮42、近心齿轮433、远心齿轮435和叶齿轮436均采用锥齿轮。组装右转叶器4时，确保其任一转叶43的臂轴431处于其主轴41正右方横向位置时该转叶43的叶片437与该臂轴431处于同一竖直平面内，此时该转叶43的叶片437与该臂轴431的夹角为0°。

左转叶器的转叶的个数与右转叶器的转叶的个数相同。组装左转叶器时，确保其任一转叶的臂轴处于其主轴正左方横向位置时该转叶的叶片与该臂轴处于同一竖直平面内，此时该转叶的叶片与该臂轴的夹角为0°。

由于本发明装置安装于室外，所有零部件均进行防水和防锈处理。

右转叶器4的工作原理是：因每个转叶43安装时它的臂轴432处于主轴41正右方横向位置时臂轴431处于叶片437所在的平面内，且中心齿轮42与叶齿轮436的传动比为2∶1。由右转叶器4的结构决定，风从前方吹过来，处于主轴41右侧的叶片437的迎风面积远远大于处于主轴41左侧的叶片437的迎风面积。从上往下看，在风的吹动下，右转叶器4将沿顺时针方向旋转。

从上往下看，即俯视该半转叶片风力发电装置，风从前方吹过来，因尾部方向舵14的作用，该装置会自动调整方向，使三角板11的前端正对来流方向，靠左边的风驱动左转叶器3逆时针转动带动左发电机5转动发电，靠右边的风驱动右转叶器4顺时针转动带动右发电机6发电。将发出的电用电缆输出至电处理系统进行处理储存或并网应用。

Claims

1.一种半转叶片风力发电装置，其特征在于：包括平台（1）、支柱（2）、左转叶器（3）、右转叶器（4）、左发电机（5）、右发电机（6）和方向舵（14）；平台（1）包括水平布置的三角板（11）和竖直固定安装在三角板（11）前部下方的平台转轴（12）；方向舵（14）位于三角板（11）的正后方经尾杆（12）与三角板（11）后边垂直固连，方向舵（14）是一块竖直布置的具对称翼型的空心构件，其前缘朝前，后缘向后；支柱（2）的上端通过推力轴承和普通滚动轴承与平台转轴（12）相连，支柱（2）下端为支柱底座（21）；平台（1）能绕支柱（2）转动；平台转轴（12）和支柱（2）的中心都有竖向孔，左发电机（5）和右发电机（6）输出电缆从这些孔中通过，支柱（2）与平台转轴（12）的连接处装有限位装置使平台（1）绕支柱（2）转动角度不超过360°以防止电缆缠住；左转叶器（3）和右转叶器（4）结构和工作原理相同，对称安装在平台（1）的左右两侧置于三角板（11）上面；左发电机（5）靠左固定安装在平台（1）的三角板（11）下方，其输入轴与左转叶器（3）的主轴相连；右发电机（6）靠右固定安装在平台（1）的三角板（11）下方，其输入轴与右转叶器（4）的主轴（41）相连；

右转叶器（4）的结构是：右转叶器（4）包括主轴（41）、中心齿轮（42）和均匀分布在中心齿轮（42）周围的三个、四个或五个仅叶片（437）的安装角度不同的结构相同的转叶（43）；主轴（41）竖直布置，主轴（41）的中段通过轴承与中心齿轮（42）相连于中心齿轮（42）的中心孔内，主轴（41）在中心齿轮（42）的中心孔内能灵活转动；中心齿轮（42）通过其端头固定安装在导流器（1）的底板（11）上；每个转叶（43）都包括臂轴（431）、叶轴（432）、近心齿轮（433）、臂轴套管（434）、远心齿轮（435）、叶齿轮（436）和叶片（437）；叶片（437）为矩形刚性平板；叶轴（432）与臂轴（431）垂直固连于叶轴（432）的下端，叶轴（432）竖直布置，臂轴（431）水平布置；叶轴（432）的上端通过轴承与叶齿轮（436）相连于叶齿轮（436）的中心孔内，叶齿轮（436）能绕叶轴（432）灵活转动；叶齿轮（436）的端头与叶片（437）固连于叶片（437）的下边的正中处；叶轴（432）与叶片（437）在同一竖直平面内；臂轴套管（434）通过轴承套装在臂轴（431）周围，臂轴（431）能在臂轴套管（434）内灵活转动；近心齿轮（433）和远心齿轮（435）分别固连于臂轴套管（434）的两端；远心齿轮（435）与叶齿轮（436）啮合，其传动比为4∶1；主轴（41）的上端与所有转叶（43）的臂轴（431）垂直固连；所有转叶（43）的近心齿轮（433）都与中心齿轮（42）啮合；中心齿轮（42）与近心齿轮（433）的传动比为1∶2；任一转叶（43）的臂轴（431）处于主轴（41）正右方横向位置时该转叶（43）的叶片（437）与该臂轴（431）处于同一竖直平面内；

左转叶器（3）的转叶的个数与右转叶器（4）的转叶的个数相同；左转叶器（3）的任一转叶的臂轴处于左转叶器（3）的主轴正左方横向位置时该转叶的叶片与该臂轴处于同一横向竖直平面内。

2. 根据权利要求1所述的一种半转叶片风力发电装置，其特征在于：中心齿轮（42）、近心齿轮（433）、远心齿轮（435）和叶齿轮（436）均采用锥齿轮。