CN105179172A - 平行式风力发电机装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种平行式风力发电机装置，包括平行设置的风叶、中心轴及发电机，该风叶通过风叶连接杆与该中心轴连接，该风叶围绕该中心轴旋转的同时带动该中心轴一起旋转；该中心轴上安装有固定的驱动齿轮，该发电机上安装有被动齿轮，该驱动齿轮与该被动齿轮相切设置，该被动齿轮能够随着该驱动齿轮转动而转动，继而为与之连接的发电机输入机械能；还包括用于支承该中心轴的第一支架以及用于支承该发电机的第二支架。本发明的风力发电机装置不受风向变化的影响，能够实现稳定、不间断的电流输出。同时，本发明装置相较于现有的同类装置而言，装置整体的稳定性得到明显提高，其发电效率有了明显改善，具有突出优势。

Description

平行式风力发电机装置
技术领域
本发明涉及一种平行式风力发电机装置。
背景技术
在不发达地区和边远山区经常出现供电紧张和供电不足等现象，如何将太阳能、风能等高效率地转化成电能共人们日常生活使用是当前研究的重点领域。
现有的风叶式风力发电机中，风叶一般为立式风叶，在风力推动下转动，由此带动平行式中心轴运转，而平行式中心轴的另一端则带动直流发电机运转，发出直流电。随后该直流电被转换成交流电供人们日常使用。由此可以看出，现有的风叶式风力发电机存在如下缺陷。
1、立式风叶受到单一风向的局限，工作效率很低。
2、受到结构的限制，***中一般只设置一个发电机，机械能转换为电能的效率受到极大影响。
3、发电机一般采用直流发电机，即输出的是直流电，需要再通过逆变的方法将该直流电转换为交流电后才能供人们使用。然而逆变工作同样需要消耗电能，由此最终输出供人们使用的电能被进一步削减。
综上所述，现有的风叶式风力发电机的发电效率极低，且极易受到单一风向的限制。
因此，目前亟需提供一种不受单一风向影响且发电效率高的风叶式风力发电机。
发明内容
本发明的所解决的技术问题在于提供一种平行式风力发电机装置，该装置受风向变化的影响较小，且发电效率较现有的同类产品得到显著提高。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种平行式风力发电机装置，其包括平行设置的风叶、中心轴及发电机，该风叶通过风叶连接杆与该中心轴连接，该风叶围绕该中心轴旋转的同时带动该中心轴一起旋转；该中心轴上安装有固定的驱动齿轮，该发电机上安装有被动齿轮，该驱动齿轮与该被动齿轮相切设置，该被动齿轮能够随着该驱动齿轮转动而转动，继而为与之连接的发电机输入机械能；此外，还包括用于支承该中心轴的第一支架以及用于支承该发电机的第二支架。
本发明的发电机装置使用平行式风叶，替换现有的立式风叶，该平行式风叶围绕中心轴旋转，其水平位置不会发生变化，无论风向如何变化，均不会影响平行式风叶的水平旋转。实际生活中极少存在单一风向、固定风向，相反现实生活中的风向通常是复杂多变的。而本发明的风力发电机中叶片也会随着风向的变化而灵活调整转动方向，据此中心轴、驱动齿轮、被动齿轮的转动方向也会随之不断变化。因此本发明的平行式风力发电机装置受风向的影响较小，即无论风向如何变化，本发明的平行式风力发电机装置均能正常工作、发电，发电机装置的发电效率得到有效地提高。
作为本发明的一种改进，该发电机采用交流发电机。
采用交流发电机能够直接输出交流电，从而省去了直流电转变为交流电的过程（即逆变过程），降低了装置内部能量的自耗，继而提高风力发电机装置整体的电能输出及能量转化效率。
此外，为提高风能的利用率、发电效率，共存在两种可能方式：第一，将更多的风能转化为机械能；第二，将生成的机械能更多地转化为电能。为此，本发明从以上两点出发，提出以下进一步改进。
第一，该风力发电机装置包括两个或两个以上的风叶，该风叶通过风叶连接杆与中心轴连接，每个风叶连接杆的长度相等。
设置多个风叶能够使更多的风能转化为机械能，增加风力发电机装置整体的机械能输入，继而提高装置整体的发电效率。同时,若装置中任一风叶损坏,均不会影响装置整体的发电工作，装置整体的运行稳定性得到明显提高。
此外，每个风叶连接杆的长度相等，使得中心轴处于风叶旋转轨迹的中心位置处，且中心轴各个点的受力均匀，从而提高了中心轴的稳定性。
第二，该风力发电机装置包括偶数个风叶，该风叶均匀分布在该中心轴周围，该风叶通过风叶连接杆与中心轴连接，相对设置的风叶连接的风叶连接杆长度相等。
本改进中同样设置多个风叶，以提高整体的发电效率。与上述方案不同的是，本技术方案中风叶为偶数个，且均为分布，这样一来同样可以提高中心轴相对应的两侧的受力均衡，继而提高了中心轴的稳定性。
第三，该风力发电机装置包括两个或两个以上的发电机。
由于单一发电机的发电能力有限，遇到大量的机械能输入时难以负荷。本改进中通过设置多个发电机，使得机械能能够分散、多点输入，继而能够有效提高机械能转化为电能的效率。同时，由于设置多个发电机，若其中任一损坏，均不会影响装置整体的工作，装置整体的运行稳定性得到明显提高。
此外，作为上述第三方案的改进，还可以沿中心轴的长度方向设置多个驱动齿轮，以此限定该发电机分层设置。
由于单一驱动齿轮的周长有限、与之切合的被动齿轮的数量有限，最终影响装置整体的发电量，当风大的时候、存在大量可利用的风能的时候，会直接影响装置整体的能源利用率。
相反在本改进方案中，每个驱动齿轮上均可以切合多个被动齿轮，而每个被动齿轮均可以为发电机输入机械能，以此增加装置整体的发电机数量，充分利用装置内部的空间。继而使得装置整体的发电效率及能源利用率得到明显提高，尤其适用于风能充足的地区。
在本改进中，每层发电机的数量可以相同。由此平衡每层的受力情况，使得装置整体更加稳固。
最后，作为本发明的一种改进，该中心轴与该第一支架的连接处设置轴承，该中心轴与该第二支架的连接处设置轴承。
通过设置轴承可以有效降低中心轴与支架的连接点的磨损率，同时降低摩擦消耗，继而进一步提高风力发电机装置整体的发电效率。
综上所述，本发明的平行式风力发电机装置不受风向变化的影响，能够实现稳定、不间断的电流输出。同时，本发明装置相较于现有的同类装置而言，装置整体的稳定性得到明显提高，其发电效率有了明显改善，具有突出优势。
附图说明
图1为本发明平行式风力发电机装置的侧视图。
图2为本发明中驱动齿轮与被动齿轮的工作示意图。
图3为本发明中风叶与中心轴的连接示意图。
具体实施方式
本发明提供一种平行式风力发电机装置，其包括平行设置的风叶2、中心轴1及发电机4，该风叶2通过风叶连接杆7与该中心轴1连接，该风叶2围绕该中心轴1旋转的同时带动该中心轴1一起旋转。
该中心轴1上安装有固定的驱动齿轮5，该发电机4上安装有被动齿轮3，该驱动齿轮5与该被动齿轮3相切设置，该被动齿轮3能够随着该驱动齿轮5转动而转动，继而为与之连接的发电机4输入机械能。
此外，本发明还包括用于支承该中心轴1的第一支架以及用于支承该发电机4的第二支架6。
请参见图1至图3。本实施例中风力发电机装置共设置四个风叶2，且该风叶2分层设置，每层风叶2的数量均为两个，以此平衡每层的受力。
该风叶2均匀分布在中心轴1的周围，且与之相连的风叶连接杆7等长，由此使得中心轴1受力均匀，有效降低了使用过程中由于受力不均而造成的中心轴1折断、损坏等现象。此外，本实施例中风力发电机装置共设置四个发电机4，由此提高机械能转化为电能的效率，继而提高风力发电机装置整体的发电效率。
当然，风叶2及发电机4的数量及设置位置并不局限于此，实际使用时，可以根据不同的需要及装置具体设置的地点，灵活选择/配置风叶及发电机的数量。
第一支架包括立式支架8及平行支架9，该第二支架6设置在发电机4下方，并与该立式支架8固定连接，用以支承该发电机4。同时，第一支架及第二支架6与中心轴的连接处均设置有轴承10，通过设置轴10承可以有效降低中心轴与支架的连接点的磨损率，同时降低摩擦消耗，继而进一步提高风力发电机装置整体的发电效率。
再请参见图2及图3，以下对本发明装置的工作过程进行说明。首先风吹动风叶2使之开始旋转，继而带动中心轴1同方向旋转，设置在中心轴1上的驱动齿轮5一并开始旋转。被动齿轮3与驱动齿轮5相切设置，当驱动齿轮5开始旋转时，被动齿轮3被驱动，沿着相反方向旋转。
被动齿轮3安装在发电机4上，借助被动齿轮3的旋转为与之连接的发电机4输入机械能，发电机4开始工作并将机械能转换为电能。最终发电机4将产生的电能输出到指定处，整个发电过程完成。
综上所述，本发明的平行式风力发电机装置不受风向变化的影响，能够实现稳定、不间断的电流输出。同时，本发明装置相较于现有的同类装置而言，装置整体的稳定性得到明显提高，其发电效率有了明显改善，具有突出优势。

Claims (8)

1.一种平行式风力发电机装置，其特征在于，包括平行设置的风叶、中心轴及发电机，该风叶通过风叶连接杆与该中心轴连接，该风叶围绕该中心轴旋转并同时带动该中心轴一起旋转；
该中心轴上安装有固定的驱动齿轮，该发电机上安装有被动齿轮，该驱动齿轮与该被动齿轮相切设置；
还包括用于支承该中心轴的第一支架以及用于支承该发电机的第二支架。
2.如权利要求1所述的风力发电机装置，其特征在于，该发电机为交流发电机。
3.如权利要求2所述的风力发电机装置，其特征在于，该风力发电机装置包括两个或两个以上的风叶，每个风叶连接杆的长度相等。
4.如权利要求2所述的风力发电机装置，其特征在于，该风力发电机装置包括偶数个风叶，该风叶均匀分布在该中心轴周围，相对设置的风叶连接的风叶连接杆长度相等。
5.如权利要求4所述的风力发电机装置，其特征在于，该风力发电机装置包括两个或两个以上的发电机。
6.如权利要求5所述的风力发电机装置，其特征在于，沿该中心轴的长度方向安装有多个驱动齿轮，以此限定该发电机分层设置。
7.如权利要求6所述的风力发电机装置，其特征在于，每层发电机的数量相同。
8.如权利要求1至7中任一所述的风力发电机装置，其特征在于，该中心轴与该第一支架的连接处设置轴承，该中心轴与该第二支架的连接处设置轴承。
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