CN103726990A - 风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风力发电装置，包括水平轴风力发电机、底座、翼轮发电装置，底座固定在立柱的底部或套设在立柱上；翼轮发电装置滑动地放置在底座上，且翼轮发电装置通过连杆连接在立柱的侧壁；所述翼轮发电装置包括壳体、第二发电机本体、轮轴、翼轮和传动机构，轮轴转动地安装在所述壳体内，且所述轮轴的两端分别延伸至所述壳体外；翼轮固定安装在所述轮轴的两端，传动机构连接所述轮轴与所述第二发电机本体，用于将所述轮轴的动力传递给所述第二发电机本体。本发明风力发电装置，发电效率高，柔性好，可根据不同的方向自行移动，能同时利用高空和低空的风力，空间利用率好，且能形成一道人造吸风的防护林，提高了固沙的效果。

Description

风力发电装置

技术领域

本发明涉及一种发电装置，特别涉及一种风力发电装置。

背景技术

沙漠是全球变暖的最主要的杀手相对的气体排放只是一个帮凶。我国有200万平方公里的沙漠。防沙是几代人的艰巨任务。防沙工程是我们的自身利益也是全人类利益。治理沙漠从大体上看有两个途径。一是直接防沙。二是间接防沙,现有的防沙方法都是属于直接防沙的方法,沙的流动是风的作用。把风的速度降下来沙就没了动力。在沙固定的基础上再结合直接固沙，最终的目标是使沙漠绿化。治沙要先治风。怎样治风就是关键。传统的风力发电机对高空的风力利用率大，但对低空的风的利用率小。

发明内容

【1】要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种风的利用率高，且可适应不同方向的风力发电装置。

【2】解决问题的技术方案

本发明提供一种风力发电装置，包括：

水平轴风力发电机，所述水平轴风力发电机包括立柱101及位于所述立柱101顶部的第一发电机本体102，所述第一发电机本体102的输入轴上安装有桨叶103；

底座2，所述底座2固定在所述立柱101的底部或套设在所述立柱101上；

翼轮发电装置3，所述翼轮发电装置3滑动地放置在所述底座2上，且所述翼轮发电装置3通过连杆连接在所述立柱101的侧壁；

所述翼轮发电装置3包括：

壳体301，所述壳体301的底部固定有万向轮302；

第二发电机本体，所述第二发电机本体固定安装在所述壳体301内；

轮轴，所述轮轴转动地安装在所述壳体301内，且所述轮轴的两端分别延伸至所述壳体301外；

翼轮303，所述翼轮303固定安装在所述轮轴的两端，用于动力输入；

传动机构，所述传动机构连接所述轮轴与所述第二发电机本体，用于将所述轮轴的动力传递给所述第二发电机本体。

进一步的，所述壳体301的顶部安装有用于检修的舱门304，所述舱门304与所述壳体之间密封连接。

进一步的，所述传动机构包括皮带轮和变速轴，所述变速轴转动地安装在所述壳体301内，且与所述轮轴平行设置，所述皮带轮固定在所述轮轴上，所述皮带轮通过皮带连接至所述变速轴，所述皮带经所述变速轴变速后连接至所述第二发电机本体的输入端。

进一步的，所述轮轴为三根且依次为第一轮轴304、第二轮轴305和第三轮轴306，所述变速轴也为三根且依次为第一变速轴307、第二变速轴308和第三变速轴309，所述第一轮轴304和第三轮轴306上固定有所述皮带轮，两所述皮带轮通过皮带分别连接至所述第一变速轴307和第三变速轴309，所述第一变速轴307和第三变速轴309分别通过皮带连接至所述第二变速轴308，所述第二轮轴305与所述第二变速轴308通过齿轮连接，所述第二变速轴305的输出端与所述第二发电机本体的输入端连接。

进一步的，所述同一轮轴上的翼轮的开口方向相同，且所述第一轮轴304和第三轮轴306上的翼轮的开口方向相同，所述第二轮轴305上的翼轮与所述第一轮轴上的翼轮的开口方向相反。

进一步的，所述第二变速轴305的输出端与所述第二发电机本体的输入端之间设有变速器。

进一步的，所述第二变速轴305上设有制动器310。

进一步的，所述轮轴的每端均安装有至少两个翼轮。

【3】有益效果

本发明风力发电装置，发电效率高，柔性好，可根据不同的方向自行移动，能同时利用高空和低空的风力，空间利用率好，且能形成一道人造吸风的防护林，提高了固沙的效果。

附图说明

图1为本发明风力发电装置的底座在底部的结构示意图；

图2为本发明风力发电装置的底座套设在立柱上的结构示意图；

图3为本发明风力发电装置的俯视图；

图4为本发明风力发电装置受风向变化时的示意图；

图5为本发明风力发电装置的翼轮发电装置的横向剖视图；

图6为本发明风力发电装置的翼轮发电装置的纵向剖视图；

图7为本发明风力发电装置的连接机构的结构示意图；

图8为本发明风力发电装置的连接机构拉紧时的结构示意图；

图9为本发明风力发电装置翼轮的结构示意图；

图10为本发明风力发电装置翼轮的叶片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，详细介绍本发明实施例。

本发明提供一种风力发电装置，这里主要发明点在于车载的风力发电机，也可称为翼轮发电装置，该翼轮发电装置是靠翼轮的旋转来发电的，翼轮的旋转要吸收风的能量，把翼轮发电装置与现有的水平轴风力发电机结合起来形成一道道的人造吸风“防护林”，避风的一面会有一段地，沙的流动减弱或不流动，便于进行绿化，进行绿化要宜木则木宜草则草，待一条沙地绿化后把发电车向沙漠深处移动，发电装置与绿化带交替前进，只要发电机群足够强大就能形成对沙漠的包抄态势，风速就会减下来，翼轮发电装置的构造是在一个长型的壳体上平行的设置三根轮轴，在轮轴的两端安放翼轮，每端可设置2到4个轮，即最多可安24个翼轮。翼轮是固定在轮轴上的，且轮轴可随翼轮转动。翼轮是一个轮上有四根辐条的轮子，将辐条作为叶片的转轴，每根辐条上安两片叶片，叶片与轴用轴承连接，每个翼轮的叶片大小都相同，每对叶片的张角在0到180度之间。每个翼轮的叶片的开口方向都一致，安装时每根轮轴上的叶轮的叶片开口都一致。安装时中间的轴上翼轮叶片的方向要与另外的轴上的翼轮的叶片的方向相反。为了能更多的吸收风的能量。两端的轮轴上的动力用皮带传动到中轴上，第二轮轴的动力用齿轮传到第二变速轴上，第二变速轴的动力再通过变速箱增速，带动电机发电。当风吹来时叶片像翅膀一样连续张开，闭合带动轮轴只向同一个方向转动。为了保护发电机本体，还设有限速装置，即在第二变速轴上设有制动器。壳体通过两根连杆固定在水平发电机的支柱上，每根拉杆有两段组成，两杆中间设有弹簧，拉杆的一端固定在车上，另一端可在套管内移动，套管的一端连在立柱上，为了保证风向改变时连杆也能相随壳体转动，套管可沿立柱周向转动，为了提高安全性，还设有闸线，该闸线一端连在较粗的套管上，有闸皮的另一端固定在壳体上，每个车上有两条闸线。当风大时闸线向后拉，带动闸线拉紧制动器。由于本发明是以防沙为目的，地面上的风速度小，所以翼轮的叶片要大些，在壳体的底部设有四个万向轮支撑，当风力风向变动时壳体的轮轴保持与风垂直且能前后移动。为了使壳体移动灵活，底座上要铺设铁板或水泥板。可把底座架高些以获得较大的风速，优选的水平轴发电机的高度不能少于四十米，浆叶长不少于三十米。翼轮的一对叶片面积不少于三平方米。

参阅图1至图10，以下对结构做详细说明；

本发明提供一种风力发电装置，包括水平轴风力发电机、底座和翼轮发电装置3，水平轴风力发电机包括立柱101及位于该立柱101顶部的第一发电机本体102，第一发电机本体102的输入轴上安装有桨叶103；底座2固定在立柱101的底部或套设在立柱101上；翼轮发电装置3滑动地放置在底座2上，且翼轮发电装置3通过连杆连接在立柱101的侧壁；具体的，该翼轮发电装置3包括壳体301、第二发电机本体、轮轴、翼轮303和传动机构，在壳体301的底部固定有万向轮302，使其在力的作用下实现滑动，用于发电的第二发电机本体固定安装在壳体301内；轮轴转动地安装在壳体301内，且轮轴的两端分别延伸至壳体301外；用于动力输入的翼轮303固定安装在轮轴的两端；传动机构连接轮轴与第二发电机本体，用于将轮轴的动力传递给第二发电机本体；为了便于检修，在壳体301的顶部安装有用于检修的舱门304，该舱门304与壳体之间密封连接；本实施例中的传动机构包括皮带轮和变速轴，变速轴转动地安装在壳体301内，且与轮轴平行设置，皮带轮固定在轮轴上，皮带轮通过皮带连接至变速轴，皮带经变速轴变速后连接至第二发电机本体的输入端；优选的，轮轴为三根且依次为第一轮轴304、第二轮轴305和第三轮轴306，变速轴也为三根且依次为第一变速轴307、第二变速轴308和第三变速轴309，第一轮轴304和第三轮轴306上固定有皮带轮，两皮带轮通过皮带分别连接至第一变速轴307和第三变速轴309，第一变速轴307和第三变速轴309分别通过皮带连接至第二变速轴308，即第一轮轴上的皮带轮通过皮带连接第一变速轴，第一变速轴再通过皮带连接至第二变速轴，第三轮轴上的皮带轮通过皮带连接第三变速轴，第三变速轴上再通过皮带连接至第二变速轴，且第二轮轴305与第二变速轴308通过齿轮连接，第二变速轴305的输出端与第二发电机本体的输入端连接；为了控制转向，位于同一轮轴上的翼轮的开口方向相同，且第一轮轴304和第三轮轴306上的翼轮的开口方向相同，第二轮轴305上的翼轮与第一轮轴上的翼轮的开口方向相反；为了达到增速的目的，在第二变速轴305的输出端与第二发电机本体的输入端之间设有变速器；为了保护第二发电机本体，第二变速轴305上设有制动器310，用以控制第二变速轴的转速；为了提高风的利用率，轮轴的每端均安装有至少两个翼轮。

为了提高柔性，以适应不同的风向，本发明中还涉及一种风力发电装置连接机构，其具体结构如下：

一种风力发电装置连接机构，包括立柱101、底座2和壳体301，底座2固定在立柱101的底部或套设在立柱101上，壳体301滑动的放置在底座2上，本实施例中，通过在壳体的底部安装万向轮的方式实现，壳体301与立柱101之间设有连杆，该连杆包括套管41和拉杆42，拉杆42的一端滑配在套管41内，另一端连接在壳体301上，套管41内设有使拉杆有相向的运动趋势的弹性部件43，优选的，该弹性部件为弹簧，即该弹簧能使拉杆向套管一侧移动，套管41连接在立柱101的侧壁，且套管41可在立柱101的侧壁周向运动，即该套管可沿立柱的轴线转动；为了控制转速，在套管41上设有闸线44，闸线44的另一端与位于壳体301内的制动器连接，当风速过大使，使壳体远离立柱，即拉杆朝壳体一侧运动，拉紧闸线，使制动器运行，达到控制第二发电机本体转速的目的。

套管在立柱上的滑动方式有两种，以下分别做说明：

实施例一，在立柱101的侧壁开设有环形卡槽1011，在套管41的端部设有卡块45，卡块45滑配在该环形卡槽1011内；环形卡槽的横截面为T形，相应的，卡块45的纵截面也为T形；为了防止磨损，且提高润滑性能，防止在滑动时卡死，在卡槽1011与卡块45的端面之间设有压板46，该压板由自润滑材料制成，优选的，采用石墨或聚四氟材料制成。

实施例二，设有圆环，该圆环通过轴承转动的套设在立柱101的侧壁，且套管41固定连接在该圆环上，以实现绕立柱转动。

为了提高稳定性能，连杆为两根且位于同一水平面内。

本发明还提供有翼轮结构形式，具体结构如下：包括开设有中心孔的固定轴套3031，在固定轴套3031的中心孔内设有用于径向定位的键槽，固定轴套3031的侧壁周向均布有至少三根翼轴3032，优选的为四根，在每根翼轴3032上转动地安装有两个朝向相同的叶片3033，每个叶片3033的转动角小于或等于90度，且两叶片3033与固定轴套3031之间的距离相等（即两叶片位于同一半径上），受风的冲力时，两叶片像蝴蝶翅膀一样同步张合，当完全张开时，两叶片之间的夹角小于或等于180度，当闭合时，两叶片之间的夹角为0度，即两叶片贴合在一起；为了提高强度，在固定轴套3031外同轴设置有外圈3034，翼轴3032的端部固定连接在外圈3034上，固定轴套3031和外圈3034之间设有用于防止叶片旋转过行程的定位杆3035；本实施例中，叶片通过至少两个滑动轴承转动地安装在翼轴上；叶片包括套设在翼轴上的套筒3036和固定安装在套筒侧壁的叶片本体。

本发明风力发电装置，发电效率高，柔性好，可根据不同的方向自行移动，能同时利用高空和低空的风力，空间利用率好，且能形成一道人造吸风的防护林，提高了固沙的效果；在风速过高时能自动进行闸线拉紧，安全系数高。

Claims (8)

1.一种风力发电装置，其特征在于，包括：

水平轴风力发电机，所述水平轴风力发电机包括立柱及位于所述立柱顶部的第一发电机本体，所述第一发电机本体的输入轴上安装有桨叶；

底座，所述底座固定在所述立柱的底部或套设在所述立柱上；

翼轮发电装置，所述翼轮发电装置滑动地放置在所述底座上，且所述翼轮发电装置通过连杆连接在所述立柱的侧壁；

所述翼轮发电装置包括：

壳体，所述壳体的底部固定有万向轮；

第二发电机本体，所述第二发电机本体固定安装在所述壳体内；

轮轴，所述轮轴转动地安装在所述壳体内，且所述轮轴的两端分别延伸至所述壳体外；

翼轮，所述翼轮固定安装在所述轮轴的两端，用于动力输入；

传动机构，所述传动机构连接所述轮轴与所述第二发电机本体，用于将所述轮轴的动力传递给所述第二发电机本体。

2.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：所述壳体的顶部安装有用于检修的舱门，所述舱门与所述壳体之间密封连接。

3.如权利要求1所述的风力发电装置，其特征在于：所述传动机构包括皮带轮和变速轴，所述变速轴转动地安装在所述壳体内，且与所述轮轴平行设置，所述皮带轮固定在所述轮轴上，所述皮带轮通过皮带连接至所述变速轴，所述皮带经所述变速轴变速后连接至所述第二发电机本体的输入端。

4.如权利要求3所述的风力发电装置，其特征在于：所述轮轴为三根且依次为第一轮轴、第二轮轴和第三轮轴，所述变速轴也为三根且依次为第一变速轴、第二变速轴和第三变速轴，所述第一轮轴和第三轮轴上固定有所述皮带轮，两所述皮带轮通过皮带分别连接至所述第一变速轴和第三变速轴，所述第一变速轴和第三变速轴分别通过皮带连接至所述第二变速轴，所述第二轮轴与所述第二变速轴通过齿轮连接，所述第二变速轴的输出端与所述第二发电机本体的输入端连接。

5.如权利要求4所述的风力发电装置，其特征在于：所述同一轮轴上的翼轮的开口方向相同，且所述第一轮轴和第三轮轴上的翼轮的开口方向相同，所述第二轮轴上的翼轮与所述第一轮轴上的翼轮的开口方向相反。

6.如权利要求5所述的风力发电装置，其特征在于：所述第二变速轴的输出端与所述第二发电机本体的输入端之间设有变速器。

7.如权利要求6所述的风力发电装置，其特征在于：所述第二变速轴上设有制动器。

8.如权利要求1至7任一项所述的风力发电装置，其特征在于：所述轮轴的每端均安装有至少两个翼轮。

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