CN214196544U - 一种垂直轴风力发电机 - Google Patents

Abstract

一种设有多个输出轴的垂直轴风力发电机，包括基座、风动组件、机械仓和传动组件；所述风动组件包括中心转轴、设在所述中心转轴上端的第一风轮、套装在所述转轴上的第一管状转轴、设在所述第一管状转轴上端的第二风轮、套装在所述第一管状转轴上的第二管状转轴、设在所述第二管状转轴上端的第三风轮。按照本实用新型提供的设有多个输出轴的垂直轴风力发电机与现有技术相比具有如下优点：在一个基座上设置三套可独立转动的风动组件，使得同一安装面积中的风力发电机具有三套独立的风动机构，大大提高了垂直轴风力发电机单机的发电量，扩大了本实用新型的适用范围，因其占地面积小，发电量大有利于将风力发电机普及到家庭作为主要的电力来源。

Description

一种垂直轴风力发电机

技术领域

本实用新型涉及风力发电机，尤其涉及一种设有多个输出轴的垂直轴风力发电机。

背景技术

目前随着大气污染的日益严重，常规矿物能源供应的不稳定性和有限性。风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。风力发电机作为将风能转化为电能重要设备，近年来技术发展突飞猛进，使用范围可以缩小到以家庭为单位。

风力发电机是将风能转换为机械能，机械能转换为电能的电力设备。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风力发电机技术，大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。

尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：一种是水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；另一种是垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。具体工作时风轮带动转轴，转轴带动与之连接的永磁体转子，永磁体转子转动使与之配合的定子绕组切割磁力线产生电能。

风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。

由于一个家庭可装风力发电机的面积有限，如何在风力发电机的安装面积有限的情况下，提高单台风机发电机的发电效率，是决定风力发电机能否普及至家庭的必要条件。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种垂直轴风力发电机。

按照本实用新型提供的垂直轴风力发电机采用的主要技术方案为：包括基座、风动组件、机械仓和传动组件；

所述机械仓设在所述基座上，所述机械仓包括仓体，所述仓体内由下而上依次设有第一支撑台和第二支撑台；

所述风动组件包括中心转轴、设在所述中心转轴上端的第一风轮、套装在所述转轴上的第一管状转轴、设在所述第一管状转轴上端的第二风轮、套装在所述第一管状转轴上的第二管状转轴、设在所述第二管状转轴上端的第三风轮；

所述中心转轴、所述第一管状转轴和所述第二管状转轴的下端均插入所述机械仓中，所述中心转轴的下端依次穿过所述第二支撑台和所述第一支撑台后可转动地设在所述基座上；所述第一管状转轴的下端穿过所述第二支撑台后可转动地设在所述第一支撑台上，所述第二管状转轴的下端可转动地设在所述第二支撑台上；

所述传动组件包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮、第四锥齿轮、第五锥齿轮、第六锥齿轮、设在所述第二锥齿轮上的第一传动轴、设在所述第四锥齿轮上的第二传动轴、设在所述第六锥齿轮上的第三传动轴；

所述第一锥齿轮设在所述中心转轴上，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合，所述第一传动轴的一端与所述第二锥齿轮连接，所述第一传动轴的另一端伸出所述机械仓；所述第三锥齿轮设在所述第一管状转轴上，所述第四锥齿轮与所述第三锥齿轮啮合，所述第二传动轴的一端与所述第四锥齿轮连接，所述第二传动轴的另一端伸出所述机械仓；所述第五锥齿轮设在所述第二管状转轴上，所述第六锥齿轮与所述第五锥齿轮啮合，所述第三传动轴的一端与所述第六锥齿轮连接，所述第三传动轴的另一端伸出所述机械仓。

本实用新型提供的垂直轴风力发电机还采用如下附属技术方案：

所述第一风轮的外径小于所述第二风轮的外径，所述第二风轮的外径小于所述第三风轮的外径。

所述第一锥齿轮的直径小于所述第二锥齿轮的直径，所述第二锥齿轮的直径小于所述第三锥齿轮的直径。

所述第二锥齿轮、所述第四锥齿轮和所述第六锥齿轮结构相同。

所述中心转轴的外壁与所述第一管状转轴的内壁之间设有第一轴承、所述第一管状转轴的外壁与所述第二管状转轴的内壁之间设有第二轴承，所述第二管状转轴的外壁与所述机械仓之间设有第三轴承。

所述中心转轴的高度大于所述第一管状转轴的高度，所述第一管状转轴的高度大于所述第二管状转轴的高度。

所述第一传动轴和所述第三传动轴从所述机械仓的一侧伸出，所述第二传动轴从所述机械仓的另一侧伸出。

所述中心转轴与所述第一传动轴垂直，所述第一管状转轴与所述第二传动轴垂直，所述第二管状转轴与所述第三传动轴垂直。

按照本实用新型提供的垂直轴风力发电机与现有技术相比具有如下优点：本实用新型在一个基座上设置了三套可独立转动的风动组件，使得同一安装面积中的风力发电机具有三套独立的风动机构，大大提高了垂直轴风力发电机单机的发电量，扩大了本实用新型的适用范围，因其占地面积小，发电量大有利于将风力发电机普及到家庭作为主要的电力来源，有助于减少化石燃料的使用，减少大气污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

参见图1，按照本实用新型提供的垂直轴风力发电机实施例，包括基座1、风动组件、机械仓2和传动组件；所述机械仓2设在所述基座1上，所述机械仓2包括仓体，所述仓体内由下而上依次设有第一支撑台21和第二支撑台22；所述风动组件包括中心转轴31、设在所述中心转轴31上端的第一风轮41、套装在所述转轴上的第一管状转轴32、设在所述第一管状转轴32上端的第二风轮42、套装在所述第一管状转轴32上的第二管状转轴33、设在所述第二管状转轴33上端的第三风轮43；所述中心转轴31、所述第一管状转轴32和所述第二管状转轴33的下端均插入所述机械仓2中，所述中心转轴31的下端依次穿过所述第二支撑台22和所述第一支撑台21后可转动地设在所述基座1上；所述第一管状转轴32的下端穿过所述第二支撑台22后可转动地设在所述第一支撑台21上，所述第二管状转轴33的下端可转动地设在所述第二支撑台22上；所述传动组件包括第一锥齿轮51、第二锥齿轮52、第三锥齿轮53、第四锥齿轮54、第五锥齿轮55、第六锥齿轮56、设在所述第二锥齿轮52上的第一传动轴57、设在所述第四锥齿轮54上的第二传动轴58、设在所述第六锥齿轮56 上的第三传动轴59；所述第一锥齿轮51设在所述中心转轴31上，所述第二锥齿轮52与所述第一锥齿轮51啮合，所述第一传动轴57的一端与所述第二锥齿轮52连接，所述第一传动轴57的另一端伸出所述机械仓2；所述第三锥齿轮 53设在所述第一管状转轴32上，所述第四锥齿轮54与所述第三锥齿轮53啮合，所述第二传动轴58的一端与所述第四锥齿轮54连接，所述第二传动轴58 的另一端伸出所述机械仓2；所述第五锥齿轮55设在所述第二管状转轴33上，所述第六锥齿轮56与所述第五锥齿轮55啮合，所述第三传动轴59的一端与所述第六锥齿轮56连接，所述第三传动轴59的另一端伸出所述机械仓2。本实用新型具体使用时，还包括分别设在第一传动轴57、第二传动轴58和第三传动轴59上的永磁体转子，以及与每个永磁体转子配合的定子绕组，永磁体转子转动使与之配合的定子绕组切割磁力线产生电能；还包括充电整流器、蓄电瓶、有保护电路的逆变电源，风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电整流器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能，然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流 220V市电，才能保证稳定使用。上述永磁体转子、定子绕组、充电整流器、蓄电瓶、有保护电路的逆变电源均为本领域中较为成熟的技术，此处不再详细赘述。本实用新型通过上述结构，在一个基座1上设置了三套可独立转动的风动组件，使得同一安装面积中的风力发电机具有三套独立的风动机构，大大提高了垂直轴风力发电机单机的发电量，扩大了本实用新型的适用范围，因其占地面积小，发电量大有利于将风力发电机普及到家庭作为主要的电力来源，有助于减少化石燃料的使用，减少大气污染。

参见图1，根据本实用新型上述的实施例，所述第一风轮41的外径小于所述第二风轮42的外径，所述第二风轮42的外径小于所述第三风轮43的外径。三个风轮同时转动时上述结构有助于减小风轮相互之间的气流影响，具体使用过程中，由于第一风轮41外径最小因此阻力也最小，第一风轮41转动最快，第一风轮41外径最大因此阻力也最大，第三风轮43转动最慢，因此三个风轮相互的之间的气流干扰非常微弱，大大提高了本实用新型的稳定性。

参见图1，根据本实用新型上述的实施例，所述第一锥齿轮51的直径小于所述第二锥齿轮52的直径，所述第二锥齿轮52的直径小于所述第三锥齿轮53 的直径。所述第二锥齿轮52、所述第四锥齿轮54和所述第六锥齿轮56结构相同。在被驱动的第二锥齿轮52、第四锥齿轮54和第六锥齿轮56结构一致大小相同的情况下，转动最快的中心转轴31上安装直径最小的第一锥齿轮51，转动最慢的第二管状转轴33上安装直径最大的第三锥齿轮53，使得第二锥齿轮52、第四锥齿轮54和第六锥齿轮56的转速基本一致，具体使用时，可以采用三个同等规格的永磁体转子及定子绕组与三个驱动轴匹配，减少了零部件的种类，便于日常维护，有助于提高产品的装配效率。

参见图1，根据本实用新型上述的实施例，所述中心转轴31的外壁与所述第一管状转轴32的内壁之间设有第一轴承、所述第一管状转轴32的外壁与所述第二管状转轴33的内壁之间设有第二轴承，所述第二管状转轴33的外壁与所述机械仓2之间设有第三轴承。

参见图1，根据本实用新型上述的实施例，所述中心转轴31的高度大于所述第一管状转轴32的高度，所述第一管状转轴32的高度大于所述第二管状转轴33的高度。上述结构简单巧妙，即方便了三个转轴上端风轮的安装及转动，又方便了三个转轴下端传动组件的安装，每套传动组件之间无干扰，方便本实用新型的装配效率，有助于提高产品的散热效率，保证日常使用过程中的稳定性。

参见图1，根据本实用新型上述的实施例，所述第一传动轴57和所述第三传动轴59从所述机械仓2的一侧伸出，所述第二传动轴58从所述机械仓2的另一侧伸出。具体使用时，也可以根据使用环境将三个传动轴从机械仓2不同的侧面伸出，灵活性好，大大方便了定子绕组和永磁体转子的安装，适用范围广。

参见图1，根据本实用新型上述的实施例，所述中心转轴31与所述第一传动轴57垂直，所述第一管状转轴32与所述第二传动轴58垂直，所述第二管状转轴33与所述第三传动轴59垂直。由于风力发电机中的中心转轴31、第一管状转轴32和第二管状转轴33均为水平垂直设置，该种结构使得三个传动轴均处于水平状态，便于永磁体转子和定子绕组的安装固定，有助于提高产品的装配效率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种垂直轴风力发电机，其特征在于：包括基座、风动组件、机械仓和传动组件；

所述机械仓设在所述基座上，所述机械仓包括仓体，所述仓体内由下而上依次设有第一支撑台和第二支撑台；

所述风动组件包括中心转轴、设在所述中心转轴上端的第一风轮、套装在所述转轴上的第一管状转轴、设在所述第一管状转轴上端的第二风轮、套装在所述第一管状转轴上的第二管状转轴、设在所述第二管状转轴上端的第三风轮；

所述中心转轴、所述第一管状转轴和所述第二管状转轴的下端均插入所述机械仓中，所述中心转轴的下端依次穿过所述第二支撑台和所述第一支撑台后可转动地设在所述基座上；所述第一管状转轴的下端穿过所述第二支撑台后可转动地设在所述第一支撑台上，所述第二管状转轴的下端可转动地设在所述第二支撑台上；

所述传动组件包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮、第四锥齿轮、第五锥齿轮、第六锥齿轮、设在所述第二锥齿轮上的第一传动轴、设在所述第四锥齿轮上的第二传动轴、设在所述第六锥齿轮上的第三传动轴；

所述第一锥齿轮设在所述中心转轴上，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合，所述第一传动轴的一端与所述第二锥齿轮连接，所述第一传动轴的另一端伸出所述机械仓；所述第三锥齿轮设在所述第一管状转轴上，所述第四锥齿轮与所述第三锥齿轮啮合，所述第二传动轴的一端与所述第四锥齿轮连接，所述第二传动轴的另一端伸出所述机械仓；所述第五锥齿轮设在所述第二管状转轴上，所述第六锥齿轮与所述第五锥齿轮啮合，所述第三传动轴的一端与所述第六锥齿轮连接，所述第三传动轴的另一端伸出所述机械仓。

2.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于：所述第一风轮的外径小于所述第二风轮的外径，所述第二风轮的外径小于所述第三风轮的外径。

3.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于：所述第一锥齿轮的直径小于所述第二锥齿轮的直径，所述第二锥齿轮的直径小于所述第三锥齿轮的直径。

4.根据权利要求3所述的垂直轴风力发电机，其特征在于：所述第二锥齿轮、所述第四锥齿轮和所述第六锥齿轮结构相同。

5.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于：所述中心转轴的外壁与所述第一管状转轴的内壁之间设有第一轴承、所述第一管状转轴的外壁与所述第二管状转轴的内壁之间设有第二轴承，所述第二管状转轴的外壁与所述机械仓之间设有第三轴承。

6.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于：所述中心转轴的高度大于所述第一管状转轴的高度，所述第一管状转轴的高度大于所述第二管状转轴的高度。

7.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于：所述第一传动轴和所述第三传动轴从所述机械仓的一侧伸出，所述第二传动轴从所述机械仓的另一侧伸出。

8.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于：所述中心转轴与所述第一传动轴垂直，所述第一管状转轴与所述第二传动轴垂直，所述第二管状转轴与所述第三传动轴垂直。

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