CN217582373U - 一种垂直增速风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种垂直增速风力发电机，它包括：底板、固定在所述底板顶部的一级顶板、转动安装在所述一级顶板上的风机轴、固定在所述风机轴顶部的转盘、圆周固定在所述转盘顶部的悬臂、固定在所述悬臂外端面上的叶片、与所述风机轴相连的电机轴、固定在所述底板底部且与所述电机轴相连的发电机以及连接所述风机轴和电机轴的增速组件。本实用新型垂直增速风力发电机结构简单，通过设置椭圆形的叶片，即使风速低的情况下，仍可以在叶片两侧产生气压差，从而带动叶片发生转动，启动风速要求低，应用更加广泛；通过增速组件的增速，将低转速的风机轴转换为高转速的电机轴输出至发电机内，提高了发电效率以及风能的利用率。

Description

一种垂直增速风力发电机

技术领域

本实用新型属于风力发电机技术领域，具体涉及一种垂直增速风力发电机。

背景技术

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。由于风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染，因此在世界上广受好评。

风力发电机受外界风向的影响较大，当外界风向发生变换或者风速较低时，此时发电机叶片往往无法正常启动，而且发电机叶片的转动速度相对较慢，因此产生的电量有限，发电效率较低，无法满足居民的日常用电需求。

实用新型内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种垂直增速风力发电机。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种垂直增速风力发电机，它包括：

底板、固定在所述底板顶部的一级顶板、转动安装在所述一级顶板上的风机轴、固定在所述风机轴顶部的转盘、圆周固定在所述转盘顶部的悬臂、固定在所述悬臂外端面上的叶片、与所述风机轴相连的电机轴、固定在所述底板底部且与所述电机轴相连的发电机以及连接所述风机轴和电机轴的增速组件。

优化地，它还包括一体连接在所述一体顶板顶部的二级顶板、嵌设在所述一级顶板和二级顶板内的第一轴承、嵌设在所述底板内的第二轴承以及固定在所述底板和一级顶板之间的支撑柱，所述风机轴安装在所述第一轴承内，所述电机轴安装在所述第二轴承内。

优化地，所述增速组件包括转动安装在所述底板和一级顶板之间的增速轴、套设在所述风机轴底部的输入齿轮、套设在所述增速轴上且与所述输入齿轮相啮合的一级增速齿轮、套设在所述增速轴上的二级增速齿轮以及套设在所述电机轴上且与所述二级增速齿轮相啮合的输出齿轮。

优化地，它还包括固定在所述悬臂顶部的第一撑脚、固定在所述叶片内侧的第二撑脚以及连接所述第一撑脚和第二撑脚的斜撑。

优化地，所述增速组件还包括嵌设在所述底板和一级顶板内的增速轴承，所述增速轴安装在所述增速轴承内。

优化地，所述叶片的截面呈椭圆形。

优化地，所述输入齿轮的直径大于所述一级增速齿轮的直径，所述二级增速齿轮的直径大于所述一级增速齿轮的直径，所述输出齿轮的直径小于所述二级增速齿轮的直径。

优化地，所述第一轴承选用双轴承。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型垂直增速风力发电机结构简单，通过设置椭圆形的叶片，即使风速低的情况下，仍可以在叶片两侧产生气压差，从而带动叶片发生转动，启动风速要求低，应用更加广泛；通过增速组件的增速，将低转速的风机轴转换为高转速的电机轴输出至发电机内，提高了发电效率以及风能的利用率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的剖视图；

图4为本实用新型的局部结构示意图；

图5为本实用新型增速组件的结构示意图；

图6为本实用新型叶片的结构示意图；

附图标记说明：

1、底板；2、一级顶板；3、二级顶板；4、支撑柱；5、风机轴；6、第一轴承；7、增速组件；701、输入齿轮；702、增速轴；703、增速轴承；704、一级增速齿轮；705、二级增速齿轮；706、输出齿轮；8、电机轴；9、发电机；10、第二轴承；11、转盘；12、悬臂；13、叶片；14、斜撑；15、第一撑脚；16、第二撑脚。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1-4所示，为本实用新型的示意图，它通常安装在郊区或城镇空旷区域内，在外界风力的影响下发电，并将电量进行储存，满足居民的日常用电需求，它包括底板1、一级顶板2、二级顶板3、支撑柱4、电机轴5、第一轴承6、增速组件7、电机轴8、发电机9、第二轴承10、转盘11、悬臂12、叶片13、斜撑14、第一撑脚15和第二撑脚16。

底板1为矩形板金属板，通过螺栓紧固的方式固定在地面上。支撑柱4通过焊接的方式固定在底板1的顶部，一级顶板2通过焊接的方式固定在支撑柱4的顶部(底板1用于固定发电机9，一级顶板2用于后续安装风机)。二级顶板3一体连接在一级顶板2上，第一轴承6嵌设在一级顶板2和二级顶板3内，风机轴5安装在第一轴承6内，且可在第一轴承6内转动(风机带动风机轴5转动时，会在风机轴5底部产生较大的转动惯量，因此第一轴承6需要选用双轴承，双轴承也叫双列轴承，双列轴承可以承受较大的轴向载荷和径向载荷。因此双轴承可以减轻风机轴5因转动而产生的振动，提高风机轴5的抗风能力，双轴承较普通的轴承更厚，因此需要在一级顶板2上设置二级顶板3，以满足双轴承的厚度要求)。

转盘11固定在风机轴5的顶部，悬臂12有两根，它们交叉固定在转盘11的顶部(两根悬臂12交叉呈“十”字形固定在转盘11的顶部且超出转盘11边缘一段距离，“十”字形悬臂12结构更加稳固，而且固定在“十”字形悬臂12外侧的叶片13朝向四个正方向的来风，即使风向发生转变，叶片13依旧可以转动，提高了风能的利用率以及发电效率)。叶片13有四组，它们分别固定在“十”字形悬臂12的外端面，四组叶片13朝向四个正方向的来风，即使风向发生转变，叶片13依旧可以转动，提高了风能的利用率以及发电效率。如图6所示，为叶片13的结构示意图，叶片13的截面呈椭圆形，椭圆形叶片13的周面有一定的弧度，即使风速低的情况下，仍可以在叶片13两侧产生气压差，从而带动叶片13发生转动，启动风速要求低，应用更加广泛。第一撑脚15固定在悬臂12的顶部，第二撑脚16固定在叶片13的内侧，斜撑14固定在第一撑脚15和第二撑脚16之间(斜撑14用于提高悬臂12与叶片13之间的结构强度，避免叶片13长时间的转动而发生变形，影响发电效率；第一撑脚15和第二撑脚16用于增大斜撑14两端与悬臂12和叶片13的接触面积，从而降低斜撑14两端的压强，避免斜撑14的两侧出现裂痕)。

第二轴承10嵌设在底板1内，电机轴8安装在第二轴承10内，电机轴8与风机轴5通过增速组件7相连，外界风力的带动下，带动风机轴5低速转动，经过增速组件7的增速，带动电机轴8高速转动。发电机9固定在底板1的底部，且与电机轴8相连，将电机轴8的机械能转换为电能储存在电网内，供应居民的日常用电需求(发电机9选用三相交流永磁同步发电机，因为此种发电机的阻转矩小，仅为普通电机的1/3，减少了机械能的额外损耗，提高了发电效率，在实际情况下，可在地面挖一个用于容置发电机9的凹槽，避免发电机9受到外界雨水的侵蚀)。

如图5所示，为增速组件7的结构示意图，它用于将输入的低速风机轴5的运动转换为高速电机轴8的运动输出，它包括输入齿轮701、增速轴702、增速轴承703、一级增速齿轮704、二级增速齿轮705和输出齿轮706。输入齿轮701套设在风机轴5的底部，且随风机轴5的转动而同步转动(输入齿轮701与风机轴5通过平键相连)。增速轴702有两根，它们转动安装在底板1和一级顶板2之间(两根增速轴702位于风机轴5和电机轴8的两侧；在本实施例中，风机轴5与电机轴8同轴设置)。增速轴承703嵌设在底板1和一级顶板2内，增速轴702安装在增速轴承703内。一级增速齿轮704有两个，它们套设在增速轴702上且与输入齿轮701相啮合(一级增速齿轮704与增速轴702通过平键相连接，因此一级增速齿轮704与增速轴702同步转动；在本实施例中，输入齿轮701的直径大于一级增速齿轮704的直径，因为输入齿轮701与一级增速齿轮704相啮合，所以一级增速齿轮704的转速会高于输入齿轮701的转速)。

二级增速齿轮705有两个，它们套设在增速轴702上，且固定在一级增速齿轮704的底部(二级增速齿轮705的直径大于一级增速齿轮704的直径，二级增速齿轮705与一级增速齿轮704以相同的速度转动)。输出齿轮706套设在电机轴8上，且啮合在两个二级增速齿轮705之间(输出齿轮706与电机轴8通过平键相连，因此输出齿轮706与电机轴8同步转动；在本实施例中，输出齿轮706的直径小于二级增速齿轮705的直径，由于输出齿轮706与二级增速齿轮705相啮合，所以传递至输出齿轮706上的速度更快，即低速度的输入齿轮701，经过一级增速齿轮704和二级增速齿轮705的增速后，以高速度的输出齿轮706传至电机轴8上，最后由发电机9将机械能转换为电能储存在电网上，供居民的日常用电需求)。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种垂直增速风力发电机，其特征在于，它包括：

底板(1)、固定在所述底板(1)顶部的一级顶板(2)、转动安装在所述一级顶板(2)上的风机轴(5)、固定在所述风机轴(5)顶部的转盘(11)、圆周固定在所述转盘(11)顶部的悬臂(12)、固定在所述悬臂(12)外端面上的叶片(13)、与所述风机轴(5)相连的电机轴(8)、固定在所述底板(1)底部且与所述电机轴(8)相连的发电机(9)以及连接所述风机轴(5)和电机轴(8)的增速组件(7)。

2.根据权利要求1所述的一种垂直增速风力发电机，其特征在于：它还包括一体连接在所述一级顶板(2)顶部的二级顶板(3)、嵌设在所述一级顶板(2)和二级顶板(3)内的第一轴承(6)、嵌设在所述底板(1)内的第二轴承(10)以及固定在所述底板(1)和一级顶板(2)之间的支撑柱(4)，所述风机轴(5)安装在所述第一轴承(6)内，所述电机轴(8)安装在所述第二轴承(10)内。

3.根据权利要求1所述的一种垂直增速风力发电机，其特征在于：所述增速组件(7)包括转动安装在所述底板(1)和一级顶板(2)之间的增速轴(702)、套设在所述风机轴(5)底部的输入齿轮(701)、套设在所述增速轴(702)上且与所述输入齿轮(701)相啮合的一级增速齿轮(704)、套设在所述增速轴(702)上的二级增速齿轮(705)以及套设在所述电机轴(8)上且与所述二级增速齿轮(705)相啮合的输出齿轮(706)。

4.根据权利要求1所述的一种垂直增速风力发电机，其特征在于：它还包括固定在所述悬臂(12)顶部的第一撑脚(15)、固定在所述叶片(13)内侧的第二撑脚(16)以及连接所述第一撑脚(15)和第二撑脚(16)的斜撑(14)。

5.根据权利要求3所述的一种垂直增速风力发电机，其特征在于：所述增速组件(7)还包括嵌设在所述底板(1)和一级顶板(2)内的增速轴承(703)，所述增速轴(702)安装在所述增速轴承(703)内。

6.根据权利要求1所述的一种垂直增速风力发电机，其特征在于：所述叶片(13)的截面呈椭圆形。

7.根据权利要求3所述的一种垂直增速风力发电机，其特征在于：所述输入齿轮(701)的直径大于所述一级增速齿轮(704)的直径，所述二级增速齿轮(705)的直径大于所述一级增速齿轮(704)的直径，所述输出齿轮(706)的直径小于所述二级增速齿轮(705)的直径。

8.根据权利要求2所述的一种垂直增速风力发电机，其特征在于：所述第一轴承(6)选用双轴承。

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