CN216077414U - 一种双驱动风力发电的路灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双驱动风力发电的路灯，包括竖直设置的灯柱以及设置在所述灯柱上的路灯组件，所述灯柱的上端设有双驱动风力发电装置，双驱动风力发电装置分别通过上风叶组件和下风叶组件驱动，下风叶组件与上风叶组件的转动方向相反，且上风叶组件和下风叶组件均由同轴嵌套设置的内风叶和外风叶组成。本实用新型，上风叶组件和下风叶组件分别驱动发电机组件的壳体和片式绕组相对转动，且均由同轴嵌套设置的内风叶和外风叶组成，提高了风能利用率。

Description

一种双驱动风力发电的路灯

技术领域

本实用新型涉及路灯技术领域，具体涉及一种双驱动风力发电的路灯。

背景技术

路灯是一种重要的交通设施，由于路灯照明需要耗费大量的电能，为了达到节能环保的目的，很多的路灯采用了风力发电装置进行供电。

由于水平轴式风力发电机在同等风速条件下发电效率和稳定性低于垂直轴，特别是低风速地区；并且，容易出现风机折断、脱落等问题，伤及路上行人与车辆等危险事故。

为此，中国发明专利CN104214047A公开了一种带有两向旋转风力发电机的风光路灯，在风力的驱动下两个驱动转动装置带动与己配装的发电机向反方向旋转，克服目前风力发电机风能利用及转换效率低的不足，充分、科学的利用了风力资源。然而，该方案仍存在以下问题：

第一、每组风叶的利用率还有待进一步提高。

第二、由于风力发电路灯在户外工作的环境比较恶劣，沙尘、雨雪等容易进入到发电机的转动轴承内，造成损坏，影响使用寿命。

有鉴于此，急需对现有的风力发电的路灯进行改进，以进一步提高风能的利用效率，且延长使用寿命。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种双驱动风力发电的路灯，以解决现有的风力发电的路灯风能的利用效率需要进一步提高、使用寿命较低的问题。

为此，本实用新型提供的一种双驱动风力发电的路灯，包括竖直设置的灯柱以及设置在所述灯柱上的路灯组件，所述灯柱的上端设有双驱动风力发电装置，所述双驱动风力发电装置包括风叶轴组件以及设置在所述风叶轴组件上的发电机组件，所述风叶轴组件由内转轴和套设在所述内转轴外侧的外转轴组成，所述内转轴和所述外转轴的下端通过支撑座组件分别转动设置在所述灯柱的上端；所述发电机组件包括壳体和设置在所述壳体内的片式绕组，所述壳体内设有匹配所述片式绕组的磁钢，所述片式绕组和所述壳体分别与所述内转轴和所述外转轴固定，且分别通过上风叶组件和下风叶组件驱动，所述下风叶组件设置在所述上风叶组件的下方，且与所述上风叶组件的转动方向相反，

所述上风叶组件包括上内风叶和围绕所述上内风叶设置的上外风叶，所述上内风叶和所述上外风叶分别与所述内转轴固定；

所述下风叶组件包括下内风叶和围绕所述下内风叶设置的下外风叶，所述下内风叶和所述下外风叶分别与所述壳体固定。

在上述技术方案中，优选地，所述路灯组件包括第一路灯和第二路灯，所述第一路灯和所述第二路灯布置在所述灯柱的两侧，且呈一条直线布置。

在上述技术方案中，优选地，所述第一路灯和所述第二路灯的安装座均为半圆形截面，所述半圆形截面与所述灯柱的外径相适配，所述第一路灯和所述第二路灯的安装座相对，重合部位形成一个圆筒包裹住所述灯柱。

在上述技术方案中，优选地，所述内转轴的外圆周面上设有环形轴肩，所述片式绕组通过竖直布置的螺钉沿所述环形轴肩的周向固定在所述环形轴肩的端面上。

在上述技术方案中，优选地，所述内转轴的外圆周面上固定设有过渡轴套，所述环形轴肩设置在所述过渡轴套的外圆周面上。

在上述技术方案中，优选地，所述内转轴和所述外转轴的下端通过支撑座组件分别转动设置在所述灯柱的上端，所述支撑座组件包括：

底座，其中心具有中心孔，中心孔处设有第一轴承，所述内转轴的下端转动设置在所述第一轴承上；

轴座，其下端固定在所述底座上，所述外转轴转动设置在所述轴座上。

在上述技术方案中，优选地，所述支撑座组件还包括中间轴和刹车装置；

所述中间轴设置在所述内转轴和所述外转轴之间，所述中间轴的上端设有第二轴承，所述内转轴与所述第二轴承转动配合，所述中间轴的下端设有中间轴下法兰盘，所述轴座的上端设有轴座上法兰，所述轴座上法兰与所述中间轴下法兰盘相对扣合固定，并形成一个空腔；

所述刹车装置包括第一刹车盘和第二刹车盘，所述第一刹车盘设置在所述空腔内，所述第一刹车盘与所述内转轴固定；

所述中间轴下法兰盘上设有连杆，所述连杆的上端固定连接制动钳，所述外转轴的下端设有环形凸缘，所述环形凸缘插入到所述制动钳内，构成所述第二刹车盘。

在上述技术方案中，优选地，所述中间轴下法兰盘的上端设有第三轴承，所述外转轴与所述第三轴承转动配合，所述第二刹车盘的底面设有向下伸出的护套，所述护套设置在所述第三轴承的外侧。

在上述技术方案中，优选地，

所述第一轴承的上方设有集电环装置，所述集电环装置包括：

集电环，固定设置在所述内转轴的外圆周面上；

接线端子，设置在所述轴座的外壁上，并弹性压触地所述集电环上。

在上述技术方案中，所述集电环装置的上方设有第四轴承，所述内转轴与所述第四轴承转动配合。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的双驱动风力发电的路灯，解决了现有技术风能的利用率较低的问题。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

上风叶组件和下风叶组件分别驱动发电机组件的壳体和片式绕组相对转动，且分别由同轴嵌套设置在内风叶和外风叶组成，提高了风能利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做出简单地介绍和说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，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为本实用新型提供的双驱动风力发电的路灯具体实施例1的示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型中双驱动风力发电装置的示意图；

图4为图3中的A部放大图；

图5为图4中的B部放大图；

图6为本实用新型中上风叶组件的示意图；

图7为本实用新型中下风叶组件的示意图；

图8为图7中的C部放大图。

图1-图8中，零部件的对应关系如下：

灯柱100，双驱动风力发电装置200，路灯组件300；

风叶轴组件210，发电机组件220，上风叶组件230，下风叶组件240，支撑座组件250；

内转轴211，外转轴212，环形轴肩2111，沉头螺钉2112，法兰盘2121，护套2122；

上盖221，下盖222，片式绕组223，磁钢224，上轴承225，下轴承226；

上内风叶231，上外风叶232，中心套筒233；

第一上外风叶套筒2321，第一下外风叶套筒2322，C形风叶条2323，上固定件2324，下固定件2325；

下内风叶241，下外风叶242；

底座251，轴座252，中间轴253，刹车装置254，第一轴承255，集电环装置256，第二轴承257，第三轴承258，第四轴承259；

轴座下法兰2521，轴座上法兰2522，中间轴下法兰盘2531，第一刹车盘2541，第二刹车盘2542，连杆2543，制动钳2544。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，以下所描述的实施例，仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的实现原理是：

在路灯灯柱的上端设置双驱动风力发电装置，分别通过上风叶组件和下风叶组件驱动，下风叶组件与上风叶组件的转动方向相反。其中，上风叶组件和下风叶组件均由同轴嵌套设置的内风叶和外风叶组成，提高了风能利用率。

为了对本实用新型的技术方案和实现方式做出更清楚地解释和说明，以下介绍实现本实用新型技术方案的几个优选的具体实施例。

需要说明的是，本文中“内、外”、“前、后”及“左、右”等方位词是以产品使用状态为基准对象进行的表述，显然，相应方位词的使用对本方案的保护范围并非构成限制。

具体实施例1。

请参见图1和图2，图1为本实用新型具体实施例1提供的双驱动风力发电的路灯示意图；图2为图1的俯视图。

如图1、图2所示，本实用新型具体实施例1提供的双驱动风力发电的路灯，包括竖直设置的灯柱100和设置在灯柱100上端的双驱动风力发电装置200，灯柱100上还固定设有路灯组件300，路灯组件300位于双驱动风力发电装置200的下方。

路灯组件300可以由第一路灯310和第二路灯320组成，第一路灯310和第二路灯320对称布置在灯柱100的两侧，呈一条直线布置，其中，第二路灯320位于第一路灯310的上方。这种具有两个路灯的布置形式，可以布置在道路中间，对两侧的路面进行照明。例如：将该路灯布置在双向车道的中间隔离带上，第一路灯310和第二路灯320分别照射上行和下行车道。又如，将该路灯布置在车行道与非机动车道之间，或者布置在非机动车道与人行道之间，第一路灯310和第二路灯320分别照射车行道与非机动车道，或者第一路灯310和第二路灯320分别照射非机动车道与人行道。

因此，本实用新型提供的路灯组件300，一个路灯可以照射两条路面，降低成本，使用更方便。

另外，第一路灯310和第二路灯320的安装座均为半圆形截面，该截面与灯柱的外径相适配。其目的在于，第一路灯310和第二路灯320的安装座相对，重合部位可形成一个圆筒包裹住灯柱100，不仅提高了安装座的固定强度，而且更方便使第一路灯310和第二路灯320的灯体布置在一条一直线上，对称地布置在灯柱的两侧。

如图3所示，图3为具体实施例1中双驱动风力发电装置的示意图。

双驱动风力发电装置200包括风叶轴组件210，发电机组件220以及上风叶组件230、下风叶组件240和支撑座组件250。

其中，风叶轴组件210设置在支撑座组件250上，上风叶组件230、发电机组件220和下风叶组件240自上而下设置在风叶轴组件210上。

再参见图5所示，风叶轴组件210由内转轴211和套设在内转轴211外侧的外转轴212组成。内转轴211和外转轴212的下端分别转动设置在支撑座组件250上。

发电机组件220包括由上盖221和下盖222上下相对组合而成的壳体，壳体内设有片式绕组223。上盖221的底面和下盖222的顶面上分别设有磁钢224，片式绕组223设置在上盖221和下盖222之间，且片式绕组223的工作线圈分别与磁钢224相对，片式绕组223构成发电机组件220的内转子，壳体构成发电机组件220的外转子。

片式绕组223与内转轴211固定，壳体与外转轴212固定，内转轴211和外转轴212分别通过上风叶组件230和下风叶组件240驱动同轴旋转，下风叶组件240设置在上风叶组件230的下方，且下风叶组件240与上风叶组件230的转动方向相反。

现有的发电机，发电机组件中的绕组通常都是通过销键方式与转轴固定，这种连接方式，连接强度较低，绕组容易上下窜动，与磁钢摩擦降低转速，影响发电效率。为了避免绕组与磁钢干涉，现有设计中绕组与磁钢之间通常预留较大的间隙，一方面增大了体积，另一方面也降低了磁力线的利用效率。

本实用新型方案，对绕组的固定方式进行了改进，使绕组能够牢固地固定在内转轴上，不会沿轴向上下窜动，减小了绕组与磁钢之间的间隙，进而减小了体积，并提高了发电效率。具体结构如图6所示：

内转轴211的外圆周面上设有环形轴肩2111，片式绕组223通过竖直布置的沉头螺钉2112沿环形轴肩2111的周向将片式绕组223固定在环形轴肩2111的端面上。

进一步优选地，内转轴211的外圆周面上设有过渡轴套213，环形轴肩2111设置在过渡轴套213的外侧面上，过渡轴套213通过径向螺栓与内转轴211固定。

内转轴211需要与发电机组件中的上轴承225和下轴承226配合，并且与片式绕组223连接固定，因此，内转轴211外圆周面需要设计多级复杂的轴肩、轴台等结构。另外，内转轴211长度较长，并需要较高的加工精度和同轴度，因此，传统的内转轴211加工工艺复杂，制造成本高。

为此，本申请将内转轴211与发电机组件220中的上轴承225和下轴承226的配合结构，以及与片式绕组223连接结构设置在过渡轴套213上，过渡轴套213固定在内转轴211上，因为过渡轴套213长度较短，加工方便，而且容易保证加工精度，因此，简化了内转轴的加工工艺，降低了内转轴211的制造成本。

外转轴212的上端设有法兰盘2121，通过紧固螺栓与发电机组件220的下盖222的下端面固定，以带动发电机组件220的壳体转动。

如图6所示，上风叶组件230包括上内风叶231和围绕上内风叶231设置的上外风叶232，上内风叶231和上外风叶232均与内转轴211固定。

其中，上内风叶231为风筒式结构，由沿周向布置的多块弧形板构成，可以为单层结构，也可以分为上下两层设计，上内风叶231的中心套筒233通过径向螺栓与内转轴211固定。

上外风叶232包括第一上外风叶套筒2321、第一下外风叶套筒2322和多根沿周向均布设置的C形风叶条2323，C形风叶条2323的结构采用现有技术制作。

第一上外风叶套筒2321的上端设有上固定件2324，第一下外风叶套筒2322的下端设有下固定件2325，C形风叶条2323的上端与上固定件2324固定，C形风叶条2323的下端与下固定件2325固定。上固定件2324和下固定件2325分别通过径向螺栓与内转轴211固定。

如图7所示，下风叶组件240包括下内风叶241和围绕下内风叶241设置的下外风叶242，下内风叶241和下外风叶242均与外转轴212固定。

下内风叶241与上内风叶231结构相同，也是通过径向螺栓与外转轴212的外圆周面固定。

如图3所示，下外风叶242包括沿周向均布设置的多个纺锤风叶，纺锤风叶通过连接系与外转轴212固定，下外风叶242的结构和连接方式采用现有技术实现。

本实用新型中，上风叶组件和下风叶组件可以分别采用不同结构形式的风箱组合。例如：

上风叶组件采用涡旋风箱，下风叶组件也采用涡旋风箱。

上风叶组件采用涡旋风箱，下风叶组件采用垂直风箱。

上风叶组件采用S形风箱，下风叶组件也采用S形风箱。

上风叶组件采用S形风箱，下风叶组件采用垂直风箱。

上风叶组件采用S形风箱，下风叶组件采用涡旋风箱。

上风叶组件采用垂直风箱，下风叶组件采用S形风箱。

上风叶组件采用垂直风箱，下风叶组件采用涡旋风箱等等。

具体实施例2。

本实用新型具体实施例2提供的方案，是在具体实施1的基础上所做出的进一步的改进，具体细化了支撑座组件250的具体结构，以解决内转轴211和外转轴212之间灵活转动以及制动的问题。

如图4、图7所示，支撑座组件250包括底座251、轴座252、中间轴253和刹车装置254。

底座251的中心具有中心孔，中心孔处设有第一轴承255，内转轴211的下端转动设置在第一轴承255上。

轴座252的下端设有轴座下法兰2521，轴座下法兰2521固定在底座251上。第一轴承255的上方设有集电环装置256，集电环装置256包括集电环和接线端子，集电环固定设置在内转轴211的外圆周面上，接线端子设置在轴座252的外壁上，且弹性压触在集电环上。

轴座252的上端设有轴座上法兰2522，轴座上法兰2522与第二轴承257转动配合。

中间轴253设置在内转轴211和外转轴212之间，中间轴253的顶端设有第二轴承257，内转轴211与第二轴承257转动配合。中间轴253的下端设有中间轴下法兰盘2531，轴座上法兰2522与中间轴下法兰盘2531相对扣合固定，并形成一个空腔。

刹车装置254包括第一刹车盘2541和第二刹车盘2542。

第一刹车盘2541设置在轴座上法兰2522和中间轴下法兰盘2531形成的空腔内，第一刹车盘2541与内转轴211固定。

中间轴下法兰盘2531的顶面上设有连杆2543，连杆2543的上端固定连接制动钳2544，外转轴212的下端设有环形凸缘，环形凸缘插入到制动钳2544内，构成第二刹车盘2542。

中间轴下法兰盘2531的上端设有第三轴承258，外转轴212的下端与第三轴承258上转动配合，第二刹车盘2542的底面设有向下伸出的护套2122，护套2122设置在第三轴承258的外侧，以避免灰尘杂物进入第三轴承258内，延长第三轴承258的使用寿命。

集电环装置256的上方设有第四轴承259，内转轴211与第四轴承259转动配合。

综合以上具体实施例的描述，本实用新型提供的双驱动风力发电的路灯，与现有技术相比，具有如下优点：

第一，上风叶组件和下风叶组件分别驱动发电机组件的壳体和片式绕组相对转动，且上风叶组件和下风叶组件分别由同轴嵌套设置在内风叶和外风叶组成，提高了风能利用率。

第二，内转轴的外圆周面上设有环形轴肩，片式绕组的轴孔为台阶孔，通过沉头螺钉沿环形轴肩的周向将片式绕组固定在环形轴肩的端面上，绕组能够牢固地固定在内转轴上，不会沿轴上窜动，绕组与磁钢之间的间隙小，减少了体积，提高了切割磁力线的利用效率。

第三，外转轴和内转轴通过回转装置设置在灯柱的顶端，实现了二者相对旋转，且转动灵活。

第四，路灯组件由第一路灯和第二路灯组成，第一路灯和第二路灯布置在灯柱的两侧，且呈一条直线布置，可以布置在道路中间，对两侧的路面进行照明，一个路灯可以照射两条路面，降低成本，使用更方便。

第五，第一路灯和第二路灯的安装座均为半圆形截面，该截面与灯柱的外径相适配，不仅提高了安装座的固定强度，而且更方便使第一路灯和第二路灯的灯体布置在一条一直线上，对称地布置在灯柱的两侧。

最后，还需要说明的是，在本文中使用的术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个…"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本实用新型并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双驱动风力发电的路灯，包括竖直设置的灯柱以及设置在所述灯柱上的路灯组件，所述灯柱的上端设有双驱动风力发电装置，所述双驱动风力发电装置包括风叶轴组件以及设置在所述风叶轴组件上的发电机组件，所述风叶轴组件由内转轴和套设在所述内转轴外侧的外转轴组成，所述内转轴和所述外转轴的下端通过支撑座组件分别转动设置在所述灯柱的上端；所述发电机组件包括壳体和设置在所述壳体内的片式绕组，所述壳体内设有匹配所述片式绕组的磁钢，所述片式绕组和所述壳体分别与所述内转轴和所述外转轴固定，且分别通过上风叶组件和下风叶组件驱动，所述下风叶组件设置在所述上风叶组件的下方，且与所述上风叶组件的转动方向相反，其特征在于：

所述上风叶组件包括上内风叶和围绕所述上内风叶设置的上外风叶，所述上内风叶和所述上外风叶分别与所述内转轴固定；

所述下风叶组件包括下内风叶和围绕所述下内风叶设置的下外风叶，所述下内风叶和所述下外风叶分别与所述壳体固定。

2.根据权利要求1所述的双驱动风力发电的路灯，其特征在于，所述路灯组件包括第一路灯和第二路灯，所述第一路灯和所述第二路灯布置在所述灯柱的两侧，且呈一条直线布置。

3.根据权利要求2所述的双驱动风力发电的路灯，其特征在于，所述第一路灯和所述第二路灯的安装座均为半圆形截面，所述半圆形截面与所述灯柱的外径相适配，所述第一路灯和所述第二路灯的安装座相对，重合部位形成一个圆筒包裹住所述灯柱。

4.根据权利要求1所述的双驱动风力发电的路灯，其特征在于，所述内转轴的外圆周面上设有环形轴肩，所述片式绕组通过竖直布置的螺钉沿所述环形轴肩的周向固定在所述环形轴肩的端面上。

5.根据权利要求4所述的双驱动风力发电的路灯，其特征在于，所述内转轴的外圆周面上固定设有过渡轴套，所述环形轴肩设置在所述过渡轴套的外圆周面上。

6.根据权利要求1所述的双驱动风力发电的路灯，其特征在于，所述内转轴和所述外转轴的下端通过支撑座组件分别转动设置在所述灯柱的上端，所述支撑座组件包括：

底座，其中心具有中心孔，中心孔处设有第一轴承，所述内转轴的下端转动设置在所述第一轴承上；

轴座，其下端固定在所述底座上，所述外转轴转动设置在所述轴座上。

7.根据权利要求6所述的双驱动风力发电的路灯，其特征在于，所述支撑座组件还包括中间轴和刹车装置；

所述中间轴设置在所述内转轴和所述外转轴之间，所述中间轴的上端设有第二轴承，所述内转轴与所述第二轴承转动配合，所述中间轴的下端设有中间轴下法兰盘，所述轴座的上端设有轴座上法兰，所述轴座上法兰与所述中间轴下法兰盘相对扣合固定，并形成一个空腔；

所述刹车装置包括第一刹车盘和第二刹车盘，所述第一刹车盘设置在所述空腔内，所述第一刹车盘与所述内转轴固定；

所述中间轴下法兰盘上设有连杆，所述连杆的上端固定连接制动钳，所述外转轴的下端设有环形凸缘，所述环形凸缘插入到所述制动钳内，构成所述第二刹车盘。

8.根据权利要求7所述的双驱动风力发电的路灯，其特征在于，所述中间轴下法兰盘的上端设有第三轴承，所述外转轴与所述第三轴承转动配合，所述第二刹车盘的底面设有向下伸出的护套，所述护套设置在所述第三轴承的外侧。

9.根据权利要求6所述的双驱动风力发电的路灯，其特征在于，所述第一轴承的上方设有集电环装置，所述集电环装置包括：

集电环，固定设置在所述内转轴的外圆周面上；

接线端子，设置在所述轴座的外壁上，并弹性压触地所述集电环上。

10.根据权利要求9所述的双驱动风力发电的路灯，其特征在于，所述集电环装置的上方设有第四轴承，所述内转轴与所述第四轴承转动配合。

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