專利名稱：風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電裝置，更具體地說，涉及一種風(fēng)葉能隨風(fēng)向轉(zhuǎn)向 的風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
利用風(fēng)力發(fā)電，是當(dāng)前人們研究開發(fā)的一種新能源，既符合環(huán)保，又用之 不竭。現(xiàn)有的一些風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，風(fēng)葉安裝在高鐵架上端的水平軸上，在風(fēng)力 驅(qū)動下繞軸旋轉(zhuǎn)，從而經(jīng)傳動裝置帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。但是，這種結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā) 電裝置的風(fēng)葉只能在一個方向上旋轉(zhuǎn)，受風(fēng)面小，不能有效地利用風(fēng)力，使得 發(fā)電量有限，經(jīng)濟(jì)效益差。實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種 風(fēng)葉能隨風(fēng)向轉(zhuǎn)向的風(fēng)力發(fā)電裝置，不僅不受風(fēng)向變化的影響，同時能夠根據(jù) 風(fēng)力靈活調(diào)節(jié)傳動機(jī)構(gòu)，提高發(fā)電機(jī)輸出功率。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提出一種風(fēng)力發(fā)電裝 置，包括上支架和下支架；所述上支架頂端設(shè)有安裝風(fēng)葉的水平轉(zhuǎn)軸，所述水 平轉(zhuǎn)軸上還裝有隨所述水平轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的飛輪，所述飛輪通過傳動裝置與設(shè)置在 所述上支架底端的托臺上的發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)軸連接；所述下支架固定在地面上， 所述下支架的頂端設(shè)有滾動軸承，所述滾動軸承的內(nèi)圈固定在所述下支架上， 所述滾動軸承的外圈連接并支撐著所述上支架的托臺。上述風(fēng)力發(fā)電裝置中，所述下支架包括固定在地面的三個或更多支柱以及 安裝在所述支柱頂端以安裝所述滾動軸承的三角架，所述三角架上設(shè)有提供三 角架中心軸的米字架，所述滾動軸承的內(nèi)圈固定在所述三角架中心軸上。上述風(fēng)力發(fā)電裝置中，所述上支架的頂端還設(shè)有支撐所述水平轉(zhuǎn)軸的上三 角架，所述水平轉(zhuǎn)軸的一端支撐在所述上三角架的一個角上以安裝風(fēng)葉，所述 水平轉(zhuǎn)軸的另一端支撐在所述上三角架對應(yīng)的側(cè)梁上。上述風(fēng)力發(fā)電裝置中，所述水平轉(zhuǎn)軸的非安裝葉輪的另一端上還設(shè)有隨所 述水平轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的離心錘。上述風(fēng)力發(fā)電裝置中，所述飛輪通過履帶與所述發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)軸連接。或者另一實施例中，所述飛輪與所述發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)軸之間的傳動裝置包括 設(shè)置在所述上支架上的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸、固定在所述調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸上的一組多個大小不等 的調(diào)節(jié)鏈輪以及驅(qū)動所述調(diào)節(jié)輪旋轉(zhuǎn)的開關(guān)控制輪，所述開關(guān)控制輪通過履帶 由所述飛輪驅(qū)動，所述一組調(diào)節(jié)鏈輪中的任意一個通過輪鏈與發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)軸 連接。其中，所述開關(guān)控制輪包括內(nèi)輪和外輪，所述內(nèi)輪驅(qū)動所述調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn) 動，所述外輪由所述飛輪經(jīng)履帶驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)輪上沿徑向設(shè)置的多個可 伸縮的棘爪，插入所述外輪上對應(yīng)開設(shè)的軸向通槽內(nèi)，帶動所述內(nèi)輪隨所述外 輪一起轉(zhuǎn)動。所述棘爪包括設(shè)置在內(nèi)輪的徑向孔內(nèi)的彈簧和安裝在所述彈簧內(nèi) 的磁性鎖膽。實施本實用新型的風(fēng)力發(fā)電裝置，具有以下有益效果本實用新型的風(fēng)力 發(fā)電裝置通過滾動軸承支撐上支架，上支架可相對固定的下支架旋轉(zhuǎn)，不管風(fēng) 從哪個方向吹來，風(fēng)葉都可以隨著風(fēng)向轉(zhuǎn)向，風(fēng)向適應(yīng)性強(qiáng)，充分有效利用風(fēng) 力，發(fā)電機(jī)輸出功率增大。另外，該風(fēng)力發(fā)電裝置還提供了靈活的傳動調(diào)節(jié)機(jī) 構(gòu)，能根據(jù)風(fēng)力調(diào)節(jié)傳動比，提高發(fā)電機(jī)輸出功率。


圖1是本實用新型風(fēng)力發(fā)電裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型風(fēng)力發(fā)電裝置的一個實施例中下三角架的俯視圖；圖3是本實用新型風(fēng)力發(fā)電裝置的一個實施例中上三角架的俯視圖；圖4是本實用新型風(fēng)力發(fā)電裝置的一個實施例中上支架部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型風(fēng)力發(fā)電裝置的一個實施例中采用的傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5中開關(guān)控制輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明如圖1所示，本實用新型的風(fēng)力發(fā)電裝置主要由上支架和下支架兩部分組 成，通過滾動軸承實現(xiàn)上支架相對于固定在地面的下支架旋轉(zhuǎn)。具體結(jié)合圖1 和圖2所示，下支架包括三個下支柱10以及固定在三個下支柱10的頂端的三 角架20。三角架20由三條邊梁24構(gòu)成三角形，其三個頂點(diǎn)連接并支撐在三 個下支柱10的頂端，從每個頂點(diǎn)向?qū)呇由斐鋈谥行南嘟坏闹Я?6構(gòu)成 米字架，該三根支梁26相交的中心向上延伸出該三角架20的中心軸22，用 于安裝滾動軸承。 一個實施例中，三角架20的各個組成梁可通過焊接等現(xiàn)有 各種方式組成一個整體。如圖l中剖視部分所示，滾動軸承的內(nèi)圈34和外圈 32支撐在該三角架20上方，且滾動軸承的內(nèi)圈固定安裝在該中心軸22上， 而滾動軸承的外圈32可相對內(nèi)圈34靈活的轉(zhuǎn)動。該風(fēng)力發(fā)電裝置的上支架支撐在滾動軸承的外圈32上。因而，該上支架 可相對于下支架旋轉(zhuǎn)，也就是說，風(fēng)葉的轉(zhuǎn)向不受限制，可以隨風(fēng)向的改變而 繞中心軸22轉(zhuǎn)動，以最大程度的充分利用風(fēng)力。具體結(jié)合會圖l和圖4所示， 上支架的托臺40通過現(xiàn)有的各種方式設(shè)置在滾動軸承的外圈32上并隨該外圈 32轉(zhuǎn)動。托臺40上對應(yīng)的設(shè)有三個上支柱50，三個上支柱50的頂端設(shè)有水 平轉(zhuǎn)軸80，水平轉(zhuǎn)軸80的一末端安裝風(fēng)葉90。水平轉(zhuǎn)軸上還設(shè)有飛輪70， 飛輪70的尺寸經(jīng)過設(shè)計后，將風(fēng)葉的旋轉(zhuǎn)通過一定的傳動比直接或間接傳遞 給安裝在托臺40上的發(fā)電機(jī)110，可增大發(fā)電機(jī)110的功率和速度。例如， 一個實施例中，可通過履帶100將飛輪70隨風(fēng)葉90的旋轉(zhuǎn)直接傳遞給發(fā)電機(jī) 110的輸入轉(zhuǎn)軸112。或者，其它實施例中，飛輪與發(fā)電機(jī)之間還可以采用其 它的各種傳動裝置，例如圖5所示的傳動裝置，將在后面給出詳細(xì)介紹。如圖3所示，在三個上支柱50的頂端，水平轉(zhuǎn)軸80通過上三角架60來 支撐。上三角架60可由三根側(cè)梁60悍接構(gòu)成，或者是整體成型的。三個頂點(diǎn)對應(yīng)并固定在三個上支柱50上。水平轉(zhuǎn)軸80的一端支撐在上三角架60的一 個頂點(diǎn)上，用以安裝風(fēng)葉。水平轉(zhuǎn)軸80的另一端支撐在上三角架60對應(yīng)的側(cè) 梁上。為了增加水平轉(zhuǎn)軸80的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動力，還可在水平轉(zhuǎn)軸的另一末端設(shè) 置隨其一起旋轉(zhuǎn)的離心錘120，如圖1中所示。圖1所示的實施例中，風(fēng)葉受風(fēng)力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而傳遞給水平轉(zhuǎn)軸80， 帶動飛輪70和離心錘120轉(zhuǎn)動。飛輪70的旋轉(zhuǎn)通過履帶100經(jīng)由傳動裝置間 接傳遞給發(fā)電機(jī)110的輸入轉(zhuǎn)軸112，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)110發(fā)電。若風(fēng)向發(fā)生 變化，則該風(fēng)力發(fā)電裝置的整個上支架隨風(fēng)向而轉(zhuǎn)動，保證風(fēng)葉具有最大受風(fēng) 面。但是在實際使用時，風(fēng)力可能不會穩(wěn)定的，時大時小，使得發(fā)電機(jī)的輸出 功率也隨風(fēng)力大小而變化。為此，本實用新型的風(fēng)力發(fā)電裝置增設(shè)了傳動調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)，如圖5和圖6所示。上支架上還設(shè)有一組多個大小不等的調(diào)節(jié)鏈輪，如 圖中所示的第一調(diào)節(jié)鏈輪150、第二調(diào)節(jié)鏈輪160和第三調(diào)節(jié)鏈輪170，固裝 在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸130上。此外，該調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸130上還設(shè)有開關(guān)控制輪140，其由飛 輪70驅(qū)動。開關(guān)控制輪140的作用是在該風(fēng)力發(fā)電裝置工作的過程中，在不 中斷風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)鏈輪的切換，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出功率。例 如，在風(fēng)力很大時，將與發(fā)電機(jī)的輸入轉(zhuǎn)軸112連接的輪鏈180切換到直徑較 小的第一調(diào)節(jié)鏈輪150上，而在風(fēng)力較小時，將輪鏈180切換到直徑較大的第 三調(diào)節(jié)鏈輪170上，以增加發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過這樣的方式，便可以盡可能的 平衡發(fā)電機(jī)的輸出功率。為了在不中斷風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行該組調(diào)節(jié)鏈路的切換，開關(guān)控制輪 140由內(nèi)輪142和外輪146組成，外輪146隨風(fēng)葉的旋轉(zhuǎn)由飛輪70驅(qū)動而一 起旋轉(zhuǎn)，內(nèi)輪142固定在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸130上，用于驅(qū)動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸130旋轉(zhuǎn)。外輪 146與內(nèi)輪142之間通過棘爪144實現(xiàn)傳動，如圖6所示，內(nèi)輪142上設(shè)置有 沿周向?qū)ΨQ分布的多個徑向孔143，孔內(nèi)設(shè)置有可伸縮的棘爪144。棘爪144 可以由例如彈簧和置于彈簧內(nèi)的鎖膽構(gòu)成。棘爪144的鎖膽末端插入外輪146 上對應(yīng)開設(shè)的軸向通槽147內(nèi)，外輪146轉(zhuǎn)動時，通過棘爪144與軸向通槽 147之間的相互作用，將該轉(zhuǎn)動傳遞給內(nèi)輪142，進(jìn)而傳遞給調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸130， 帶動調(diào)節(jié)鏈輪150-170旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)鏈輪150-170中被選擇的一個調(diào)節(jié)鏈輪再通過輪鏈180將轉(zhuǎn)動傳遞給發(fā)電機(jī)110進(jìn)行發(fā)電。如圖6所示的外輪146與內(nèi)輪 142嚙合的狀態(tài)下，彈簧處于自然未壓縮的狀態(tài)。棘爪144的鎖膽由磁性材料制成，并與外部電源連接。這樣的話，通過磁 鐵通電的過程，鎖膽插入外輪146內(nèi)的末端被磁力吸引而縮回內(nèi)輪142內(nèi)，使 外輪146與內(nèi)輪142之間的嚙合關(guān)系解除。此時，彈簧處于壓縮狀態(tài)。這時， 外輪146繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(即空轉(zhuǎn))，而內(nèi)輪142及其所驅(qū)動的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸130、調(diào)節(jié) 鏈輪150-170停止轉(zhuǎn)動，便可根據(jù)風(fēng)力大小進(jìn)行調(diào)節(jié)鏈輪的人工切換。切換結(jié) 束后，斷開電源，對磁性鎖膽的吸力去除，在被壓縮的彈簧恢復(fù)彈力所作用下， 鎖膽插入外輪146的通槽147內(nèi)，恢復(fù)外輪146與內(nèi)輪142的嚙合，內(nèi)輪142 隨外輪146旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸130、調(diào)節(jié)鏈輪150-170轉(zhuǎn)動，新切換的 一個調(diào)節(jié)鏈輪帶動發(fā)電機(jī)110發(fā)電。以上是結(jié)合附圖對本實用新型風(fēng)力發(fā)電裝置的幾個實施例的描述，顯然本 實用新型的保護(hù)范圍并不僅限于圖中所示的實施例。例如，本風(fēng)力發(fā)電裝置的 上支架和下支架并不限于圖中所示的具體結(jié)構(gòu)，還可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種 實現(xiàn)形式。
權(quán)利要求1、一種風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，包括上支架和下支架；所述上支架頂端設(shè)有安裝風(fēng)葉的水平轉(zhuǎn)軸，所述水平轉(zhuǎn)軸上還裝有隨所述水平轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的飛輪，所述飛輪通過傳動裝置與設(shè)置在所述上支架底端的托臺上的發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)軸連接；所述下支架固定在地面上，所述下支架的頂端設(shè)有滾動軸承，所述滾動軸承的內(nèi)圈固定在所述下支架上，所述滾動軸承的外圈連接并支撐著所述上支架的托臺。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述下支架包括 固定在地面的三個或更多支柱以及安裝在所述支柱頂端以安裝所述滾動軸承 的三角架，所述三角架上設(shè)有提供三角架中心軸的米字架，所述滾動軸承的內(nèi) 圈固定在所述三角架中心軸上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述上支架的頂 端還設(shè)有支撐所述水平轉(zhuǎn)軸的上三角架，所述水平轉(zhuǎn)軸的一端支撐在所述上三 角架的一個角上以安裝風(fēng)葉，所述水平轉(zhuǎn)軸的另 一端支撐在所述上三角架對應(yīng) 的側(cè)梁上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述水平轉(zhuǎn)軸的 非安裝葉輪的另一端上還設(shè)有隨所述水平轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的離心錘。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述飛輪通過履 帶與所述發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)軸連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述飛輪與所述 發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)軸之間的傳動裝置包括設(shè)置在所述上支架上的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸、固定在 所述調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸上的一組多個大小不等的調(diào)節(jié)鏈輪以及驅(qū)動所述調(diào)節(jié)輪旋轉(zhuǎn)的 開關(guān)控制輪，所述開關(guān)控制輪通過履帶由所述飛輪驅(qū)動，所述一組調(diào)節(jié)鏈輪中 的任意一個通過輪鏈與發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)軸連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述開關(guān)控制輪 包括內(nèi)輪和外輪，所述內(nèi)輪驅(qū)動所述調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述外輪由所述飛輪經(jīng)履 帶驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)輪上沿徑向設(shè)置的多個可伸縮的棘爪，插入所述外輪上對應(yīng)開設(shè)的軸向通槽內(nèi)，帶動所述內(nèi)輪隨所述外輪一起轉(zhuǎn)動。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于，所述棘爪包括設(shè)置在內(nèi)輪的徑向孔內(nèi)的彈簧和安裝在所述彈簧內(nèi)的磁性鎖膽。
專利摘要本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電裝置，包括上支架和下支架；所述上支架頂端設(shè)有安裝風(fēng)葉的水平轉(zhuǎn)軸，所述水平轉(zhuǎn)軸上還裝有隨所述水平轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的飛輪，所述飛輪通過傳動裝置與設(shè)置在所述上支架底端的托臺上的發(fā)電機(jī)輸入轉(zhuǎn)軸連接；所述下支架固定在地面上，所述下支架的頂端設(shè)有滾動軸承，所述滾動軸承的內(nèi)圈固定在所述下支架上，所述滾動軸承的外圈連接并支撐著所述上支架的托臺。本實用新型的風(fēng)力發(fā)電裝置的風(fēng)葉可以隨著風(fēng)向轉(zhuǎn)向，風(fēng)向適應(yīng)性強(qiáng)，充分有效利用風(fēng)力，發(fā)電機(jī)輸出功率增大。另外，該風(fēng)力發(fā)電裝置還提供了靈活的傳動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能根據(jù)風(fēng)力調(diào)節(jié)傳動比，提高發(fā)電機(jī)輸出功率。
文檔編號F03D1/00GK201121561SQ20072012250
公開日2008年9月24日 申請日期2007年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月27日
發(fā)明者李晉爵 申請人:李晉爵