CN217950581U - 一种双驱动风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双驱动风力发电装置，内、外转轴同轴设置，内转轴下段设置在支撑柱内，上风叶组件与内转轴上段固定，内转轴下段与发电机绕组固定，下风叶组件与外转轴固定，外转轴与发电机壳体固定，上、下风叶组件转动方向相反；发电机下端盖通过下支撑座设置在支撑柱上，支撑柱的上端面上设有第一环形凹槽，下端设有台阶轴部，插入到第一环形凹槽内，且与第一环形凹槽的内壁之间设有推力轴承，下支撑座与绕组转轴之间设有第二轴承；绕组转轴与上端盖之间设有第三轴承。本实用新型，取消了现有技术中的下风叶内固定管，同时减少了推力轴承的配置数量，降低了成本，简化了装配工艺，组装更加方便。

Description

一种双驱动风力发电装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体涉及一种双驱动风力发电装置。

背景技术

风力发电装置作为一种可再生清洁能源，应用越来越广泛。

为了提高风力发电装置的发电效率，中国发明专利CN112963312A公开了一种立式风力发电机，布置有上下设置的上风叶组件和下风叶组件，设置在发电机壳体上的磁钢和设置在发电机壳体内的绕组分别由下风叶组件和上风叶组件驱动相对转动，提高了切割磁力线的效率。然而，该方案中，发电机设置在上风叶组件和下风叶组件之间，为了实现内、外转轴相对转动，内、外转轴的内部设有下风叶内固定管，通过下风叶内固定管将整个装置固定在基座或支柱上，因此，该方案存在以下缺陷：

第一，下风叶内固定管增加了装置的制造成本。

第二，具有下风叶内固定管的结构设计，结构复杂，装配不方便。

有鉴于此，需要对现有的双驱动风力发电装置进行结构改进，以降低成本，方便装配。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的双驱动风力发电装置，结构复杂，制造成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种双驱动风力发电装置，

包括同轴转动设置的内转轴、外转轴和上下布置的上风叶组件、下风叶组件，发电机的绕组与所述内转轴固定，发电机的壳体与所述外转轴固定，其特征在于，

所述内转轴由内转轴上段、内转轴中段和内转轴下段依次连接而成，所述内转轴下段设置在支撑柱内并与发电机的绕组固定，所述支撑柱的上端与所述内转轴下段之间设有第一轴承，所述外转轴套设所述内转轴中段设置，所述上风叶组件与所述内转轴上段固定，所述下风叶组件与所述外转轴固定，所述上风叶组件与所述下风叶组件的转动方向相反；

所述发电机包括上下相对设置的上端盖和下端盖，所述发电机的绕组设置在所述上端盖和下端盖之间；所述下端盖通过下支撑座转动设置在所述支撑柱上，所述支撑柱的上端面上设有第一环形凹槽，所述下支撑座的下端设有台阶轴部，所述台阶轴部插入到所述第一环形凹槽内，所述台阶轴部的外壁与所述第一环形凹槽的内壁之间设有推力轴承，所述下支撑座的上端与所述发电机的绕组转轴之间设有第二轴承；所述绕组转轴的上端和下端分别穿出所述上端盖和所述下端盖，所述绕组转轴的上端与所述上端盖之间设有第三轴承。

在上述技术方案中，所述内转轴上段通过连接结构与所述外转轴和所述内转轴中段连接，所述连接结构包括：

内连接轴，其上端插入到所述内转轴上段中，下端插入到所述内转轴中段中；

连接套，其上端与所述内转轴上段的下端连接固定，所述连接套的下端设有环形凸缘，环形凸缘的下端面上设有第三环形凹槽；

轴承套，其上端插入到所述第三环形凹槽内，下端插入到所述外转轴中；

上轴承，设置在所述轴承套与所述内连接轴之间。

在上述技术方案中，所述内连接轴的外圆周面上设有轴肩，所述轴肩的上台阶面用于定位所述上轴承，所述轴肩的下台阶面用于定位所述内转轴中段。

在上述技术方案中，所述上风叶组件和所述下风叶组件分别包括外风叶组件和内风筒组件，所述外风叶组件围绕所述内风筒组件设置，所述外风叶组件包括：

多个外风叶，沿圆周方向均布设置；

多根支撑杆，每个外风叶对应设置上、下两根所述支撑杆，所述外风叶的上部和下部分别通过转轴连接盘和转轴连接座固定在所述内转轴上，所述转轴连接盘和转轴连接座的外圆周面上对应所述支撑杆凸设有第一插柱，所述第一插柱插装在所述支撑杆的内端之中固定；所述外风叶上固定设有风叶固定盘，所述风叶固定盘上设有第二插柱，所述第二插柱的两侧分别设有固定片，所述第二插柱插装在所述支撑杆的外端内部固定；

多根加强杆，每根所述加强杆的两端分别与相邻外风叶上的所述固定片固定。

在上述技术方案中，所述内转轴上段的上端固定设有避雷针杆，所述避雷针杆上固定设有上连接盘，上拉筯和下拉筯的内端分别与所述上连接盘的顶面和底面固定，所述上拉筯的外端与所述外风叶的上端固定，所述下拉筯的外端与所述支撑杆的外端顶面固定，所述上拉筯和所述下拉筯分别倾斜设置。

在上述技术方案中，所述支撑柱的下部外侧面上设有绕组接线端子组件。

在上述技术方案中，所述内风筒组件由上下两个风筒组成。

在上述技术方案中，所述上风叶组件和下风叶组件中的外风叶，在圆周方向上交错布置。

在上述技术方案中，环绕所述绕组接线端子组件设置有防护筒。

在上述技术方案中，所述防护筒包手上护筒和下护筒，所述下护筒的下端与所述支撑柱的底座固定，所述上护筒的上端与所述下端盖固定，所述下护筒的上端插入到所述上护筒中。

与现有技术相比，本实用新型一种双驱动风力发电装置，内、外转轴同轴设置，内转轴下段设置在支撑柱内，上风叶组件与内转轴上段固定，内转轴下段与发电机绕组固定，下风叶组件与外转轴固定，外转轴与发电机壳体固定，上、下风叶组件转动方向相反；发电机下端盖通过下支撑座设置在支撑柱上，支撑柱的上端面上设有第一环形凹槽，下端设有台阶轴部，插入到第一环形凹槽内，且与第一环形凹槽的内壁之间设有推力轴承，下支撑座与绕组转轴之间设有第二轴承；绕组转轴与上端盖之间设有第三轴承。取消了现有技术中的下风叶内固定管，同时减少了推力轴承的配置数量，降低了成本，简化了装配工艺，组装更加方便。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种双驱动风力发电装置的立体图；

图2为图1所示双驱动风力发电装置的侧视图；

图3为图2中的A部放大图；

图4为图2中的B部放大图；

图5为本实用新型中上风叶组件的示意图；

图6为本实用新型中外风叶组件的示意图；

图7为本实用新型中风叶固定盘的示意图；

图8为本实用新型中转轴连接座的示意图；

图9为本实用新型中上拉筯和下拉筯与转轴连接盘的组装关系示意图；

图10为本实用新型中支撑杆和加强杆与转轴连接座的组装关系示意图。

其中，图1至图10中附图标记与部件名称之间的对应关系如下：

内转轴100，外转轴200，上风叶组件300，下风叶组件400，发电机500，支撑柱600，集电环组件700；

内转轴上段110，内转轴中段120，内转轴下段130，转轴连接座140，避雷针杆150，连接结构160，转轴连接盘170；

第一插柱141，上连接盘151；

连接轴161，连接套162，轴承套163，上轴承164；

风叶组件310，内风筒组件320；

外风叶311，支撑杆312，风叶固定盘313，第二插柱314，固定片315，加强杆316，上拉筯317，下拉筯318；

上端盖510，下端盖520，绕组530；

下支撑座610，第一轴承620，推力轴承630，第二轴承640，第三轴承650；

上护筒710，下护筒720。

具体实施方式

本实用新型提供了一种双驱动风力发电装置，能够提高发电机的发电效率，提升使用寿命。下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做出详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型提供的一种双驱动风力发电装置，包括内转轴100、外转轴200、上风叶组件300、下风叶组件400和发电机500。

内转轴100转动设置在外转轴200的内部，且二者同轴设置。由于风力发电装置的内转轴长度较长，而且内、外转轴的同轴度要求较高，因此，需要大型设备加工轴承安装部位，加工成本较高。本实用新型方案，内转轴100由内转轴上段110、内转轴中段120和内转轴下段130三段依次连接而成，采用分段加工方式，降低了加工成本，提高了加工精度。其中，内转轴上段110的下端与内转轴中段120的上端通过连接结构160连接，内转轴中段120的下端套装在内转轴下段130的上端。内转轴上段110的上端固定设有避雷针杆150。

如图3所示，发电机500包括上端盖510、下端盖520和设置在上端盖510和下端盖520之间的绕组530，上端盖510和下端盖520扣合组装成发电机壳体，绕组530设置在发电机壳体内，上端盖510和下端盖520上设有与绕组530上下端面相匹配的磁钢。绕组530与内转轴100固定，发电机壳体与外转轴200固定，上风叶组件300与内转轴100固定，下风叶组件400与外转轴200固定，上风叶组件300和下风叶组件400分别带动绕组530和发电机壳体转动，且二者转动方向相反。由此，发电机的磁钢和绕组相对转动，切割磁力线的速度得以提高，进而提高了发电效率。

发电机500的下端盖520通过下支撑座610转动设置在支撑柱600上，支撑柱600的下部外侧面上设有集电环组件700，用于将发电机的电能输出。环绕绕组接线端子组件700设置有防护筒，防护筒包括上护筒710和下护筒720，下护筒720的下端与支撑柱600的底座固定，上护筒710的上端与下端盖520固定，下护筒720的上端插入到上护筒710中。不仅对集电环组件700和发电机500与支撑柱600处的轴承起到防尘、防护作用，而且，上护筒可拆卸下落，便于维修维护。

支撑柱600的内壁上端与内转轴下段130的外壁之间设有第一轴承620，支撑柱600的上端面设有第一环形凹槽，下支撑座610的下端设有台阶轴部，台阶轴部插入到第一环形凹槽内，台阶轴部的外壁与第一环形凹槽的外侧壁之间设有推力轴承630，台阶轴部的台阶面上设有第二环形凹槽，第二环形凹槽内设有纵向设置的连接孔，通过内六角螺栓将下支撑座610固定在发电机500的下端盖520的底面上。下支撑座610的上端与绕组530的转轴之间设有第二轴承640。

绕组530的转轴与内转轴下段130固定，绕组530的转轴的上端和下端分别穿出上端盖510和下端盖520，绕组530的转轴上端与上端盖510之间设有第三轴承650。

上述结构设计，支撑柱600固定在基础上，内转轴下段130转动设置在支撑柱600的内部，取消了现有技术中的下风叶内固定管，同时减少了推力轴承的配置数量，从而降低了成本。并在此基础上，简化了装配工艺，组装更加方便。

另外，在发电机的下端盖520和支撑柱600之间设置了下支撑座610，推力轴承630和第二轴承640与下支撑座610配合，提高了转动灵活性，减少了摩擦力，提高了风能转化效率。并且，下支撑座610尺寸较小，轴承安装部的加工工艺更简单，更容易保证加工精度。

如图4所示，内转轴上段110的下端通过连接结构160与内转轴中段120与外转轴200的上端连接。该连接结构160包括内连接轴161、连接套162、轴承套163和上轴承164。内连接轴161的上端插入到内转轴上段110中，内连接轴161的下端插入到内转轴中段120内。内转轴上段110下端的转轴连接座140与连接套162的上端通过法兰结构固定连接，连接套162的下端设有环形凸缘，环形凸缘的下端面设有第三环形凹槽，轴承套163的上端插入到第三环形凹槽内，轴承套163的下端插入到外转轴200内，上轴承164设置在轴承套163与内连接轴161之间。这种结构设计，一方面通过上轴承164保证了内转轴中段120与外转轴200之间的同轴度，且转动灵活。另一方面，轴承套163上的环形凸缘和第三环形凹槽形成的结构遮盖住上轴承164，避免灰尘进入上轴承164，提高了上轴承164的使用寿命。另外，通过上轴承164安装在轴承套163内，与直接安装在外转轴200上相比，轴承套163的长度短，可以使用小型设备加工制造，简化了加工工艺，也提高了加工精度。

内连接轴161的中部设有轴肩，轴肩的上台阶面用于定位上轴承164，轴肩的下台阶面用于定位内转轴中段120的上端部，实现了上轴承定位的同时，保证了内转轴上段110与内转轴中段120之间的同轴度。

如图5所示，上风叶组件300包括外风叶组件310和内风筒组件320，内风筒组件320由上下两个风筒组成，外风叶组件310环绕内风叶组件320设置。

如图5-图10所示，外风叶组件310包括多个外风叶311，沿圆周方向均布设置。外风叶311的下部和上部分别通过支撑杆312与转轴连接盘170和转轴连接座140连接，每个外风叶311对应设置上、下两根支撑杆312，本实施例中外风叶311共设置3个，支撑杆312对应设置6根。转轴连接盘170和转轴连接座140分别与内转轴100固定，具体地，转轴连接盘170和转轴连接座140与内转轴上段110固定。转轴连接盘170和转轴连接座140的外圆周面上对应支撑杆312凸设有第一插柱141，第一插柱141插装在支撑杆312的内端之中并通过螺栓固定。外风叶311上固定设有风叶固定盘313，支撑杆312的外端通过风叶固定盘313与外风叶311固定。上部的支撑杆和下部的支撑杆同时还分别与内风筒组件320的顶面和底面固定。风叶固定盘313上设有第二插柱314，第二插柱314的两侧分别设有固定片315，第二插柱314插装在支撑杆312的外端内部并通过螺栓固定。加强杆316的两端分别与相邻外风叶311上的固定片315固定。

另外，避雷针杆150上固定设有上连接盘151，上拉筯317和下拉筯318的内端分别与上连接盘151的顶面和底面固定，上拉筯317的外端与外风叶311的上端固定，下拉筯318的外端与支撑杆312的外端顶面固定，上拉筯317和下拉筯318分别倾斜设置。

外风叶组件310通过支撑杆312、加强杆316以及上拉筯317和下拉筯318固定形成一个稳固的框架结构，提高了使用寿命。同时，也保证了外风叶组件310转动的稳定性，减小能量损失，提高风能转化效率。

下风叶组件400的结构与上述的上风叶组件300结构类似，区别在于没有上拉筯和下拉筯。

本实用新型一种双驱动风力发电装置，与现有技术相比，具有如下优点：

第一，外风叶组件通过支撑杆、加强杆以及上拉筯和下拉筯固定形成一个稳固的框架结构，提高了使用寿命。同时，也保证了外风叶组件转动的稳定性，减小能量损失，提高风能转化效率。其中，外风叶的上部和下部分别通过转轴连接盘固定在所述内转轴上，转轴连接盘的外圆周面上凸设有第一插柱，所述第一插柱插装在所述支撑杆的内端之中并通过螺栓固定；所述外风叶上固定设有风叶固定盘，所述风叶固定盘上设有第二插柱，所述第二插柱插装在所述支撑杆的外端内部并通过螺栓固定，这种结构和组装方式，简化了组装工艺，提高了组装效率，并且连接可靠。

第二，内转轴由内转轴上段、内转轴中段和内转轴下段三段依次连接而成，与一体式内转轴相比，每段内转轴的长度较短，降低了加工难度和加工成本。

第三，内转轴上段与外转轴和内转轴中段通过连接结构连接，该连接结构包括内连接轴、连接套、轴承套和上轴承。一方面通过上轴承保证了内转轴与外转轴之间的同轴度，且转动灵活。另一方面，轴承套上的环形凸缘和第三环形凹槽形成的结构遮盖住上轴承，避免灰尘进入上轴承，提高了上轴承的使用寿命。另外，通过上轴承安装在轴承套内，与直接安装在外转轴上相比，轴承套的长度短，可以使用小型设备加工制造，简化了加工工艺，也提高了加工精度。

第四，支撑柱的上端面设有第一环形凹槽，下支撑座的下端设有台阶轴部，台阶轴部插入到第一环形凹槽内，台阶轴部的外壁与第一环形凹槽的内壁之间设有推力轴承，提高了支撑柱的承载能力。

第五，支撑柱的上端与内转轴下段之间设有第一轴承，下支撑座的上端与绕组转轴之间设有第二轴承，绕组转轴上端与上端盖之间设有第三轴承，提高了转动灵活性，减小阻力，提高了风能转化率。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

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装置，包括同轴转动设置的内转轴、外转轴和上下布置的上风叶组件、下风叶组件，发电机的绕组与所述内转轴固定，发电机的壳体与所述外转轴固定，其特征在于，

所述内转轴由内转轴上段、内转轴中段和内转轴下段依次连接而成，所述内转轴下段设置在支撑柱内并与发电机的绕组固定，所述支撑柱的上端与所述内转轴下段之间设有第一轴承，所述外转轴套设所述内转轴中段设置，所述上风叶组件与所述内转轴上段固定，所述下风叶组件与所述外转轴固定，所述上风叶组件与所述下风叶组件的转动方向相反；

所述发电机包括上下相对设置的上端盖和下端盖，所述发电机的绕组设置在所述上端盖和下端盖之间；所述下端盖通过下支撑座转动设置在所述支撑柱上，所述支撑柱的上端面上设有第一环形凹槽，所述下支撑座的下端设有台阶轴部，所述台阶轴部插入到所述第一环形凹槽内，所述台阶轴部的外壁与所述第一环形凹槽的内壁之间设有推力轴承，所述下支撑座的上端与所述发电机的绕组转轴之间设有第二轴承；所述绕组转轴的上端和下端分别穿出所述上端盖和所述下端盖，所述绕组转轴的上端与所述上端盖之间设有第三轴承。

2.根据权利要求1所述的一种双驱动风力发电装置，其特征在于，所述内转轴上段通过连接结构与所述外转轴和所述内转轴中段连接，所述连接结构包括：

内连接轴，其上端插入到所述内转轴上段中，下端插入到所述内转轴中段中；

连接套，其上端与所述内转轴上段的下端连接固定，所述连接套的下端设有环形凸缘，环形凸缘的下端面上设有第三环形凹槽；

轴承套，其上端插入到所述第三环形凹槽内，下端插入到所述外转轴中；

上轴承，设置在所述轴承套与所述内连接轴之间。

3.根据权利要求2所述的一种双驱动风力发电装置，其特征在于，所述内连接轴的外圆周面上设有轴肩，所述轴肩的上台阶面用于定位所述上轴承，所述轴肩的下台阶面用于定位所述内转轴中段。

4.根据权利要求1所述的一种双驱动风力发电装置，其特征在于，所述上风叶组件和所述下风叶组件分别包括外风叶组件和内风筒组件，所述外风叶组件围绕所述内风筒组件设置，所述外风叶组件包括：

多个外风叶，沿圆周方向均布设置；

多根支撑杆，每个外风叶对应设置上、下两根所述支撑杆，所述外风叶的上部和下部分别通过转轴连接盘和转轴连接座固定在所述内转轴上，所述转轴连接盘和转轴连接座的外圆周面上对应所述支撑杆凸设有第一插柱，所述第一插柱插装在所述支撑杆的内端之中固定；所述外风叶上固定设有风叶固定盘，所述风叶固定盘上设有第二插柱，所述第二插柱的两侧分别设有固定片，所述第二插柱插装在所述支撑杆的外端内部固定；

多根加强杆，每根所述加强杆的两端分别与相邻外风叶上的所述固定片固定。

5.根据权利要求4所述的一种双驱动风力发电装置，其特征在于，所述内转轴上段的上端固定设有避雷针杆，所述避雷针杆上固定设有上连接盘，上拉筯和下拉筯的内端分别与所述上连接盘的顶面和底面固定，所述上拉筯的外端与所述外风叶的上端固定，所述下拉筯的外端与所述支撑杆的外端顶面固定，所述上拉筯和所述下拉筯分别倾斜设置。

6.根据权利要求1所述的一种双驱动风力发电装置，其特征在于，所述支撑柱的下部外侧面上设有绕组接线端子组件。

7.根据权利要求4所述的一种双驱动风力发电装置，其特征在于，所述内风筒组件由上下两个风筒组成。

8.根据权利要求4所述的一种双驱动风力发电装置，其特征在于，所述上风叶组件和下风叶组件中的外风叶，在圆周方向上交错布置。

9.根据权利要求6所述的一种双驱动风力发电装置，其特征在于，环绕所述绕组接线端子组件设置有防护筒。

10.根据权利要求9所述的一种双驱动风力发电装置，其特征在于，所述防护筒包手上护筒和下护筒，所述下护筒的下端与所述支撑柱的底座固定，所述上护筒的上端与所述下端盖固定，所述下护筒的上端插入到所述上护筒中。

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