一種風(fēng)輪在集風(fēng)罩內(nèi)位置可調(diào)的小型高效風(fēng)力發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種風(fēng)輪在集風(fēng)罩內(nèi)位置可調(diào)的小型高效風(fēng)力發(fā)電機，其是由集風(fēng)罩、風(fēng)輪、第一傳動軸、風(fēng)輪位置調(diào)整裝置、機艙、尾舵、推力滑動軸承和塔桿組成；風(fēng)輪滑動套設(shè)在第一傳動軸上，風(fēng)輪位于集風(fēng)罩中，風(fēng)輪位置調(diào)整裝置與風(fēng)輪聯(lián)接，可以帶動風(fēng)輪在集風(fēng)罩中左右移動。本實用新型風(fēng)輪位于集風(fēng)罩最小過流斷面時，風(fēng)輪啟動風(fēng)速可降低一倍以上；在自然風(fēng)速變化的情況下，通過風(fēng)輪在變過流斷面的集風(fēng)罩內(nèi)位置調(diào)整，風(fēng)輪能長時間在額定風(fēng)速附近工作，風(fēng)輪槳葉的氣動效率高，發(fā)電機的輸出功率能夠長時間穩(wěn)定在額定功率附近，發(fā)電機的發(fā)電效率較高。
【專利說明】—種風(fēng)輪在集風(fēng)罩內(nèi)位置可調(diào)的小型高效風(fēng)力發(fā)電機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種小型風(fēng)力發(fā)電機，特別涉及一種風(fēng)輪在集風(fēng)罩內(nèi)位置可調(diào)的小型高效風(fēng)力發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]小型風(fēng)力發(fā)電機主要用于城鎮(zhèn)等照明，風(fēng)力發(fā)電機給電瓶充電，電瓶將電能貯存起來用于夜間照明等。自然風(fēng)速經(jīng)常忽大忽小，當(dāng)風(fēng)速低于風(fēng)輪的啟動風(fēng)速時，風(fēng)力發(fā)電機無法工作，若風(fēng)速長期較低，由于風(fēng)輪葉片的氣動效率較低，不僅風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電效率較低，而且蓄電池也會因充電不足而降低使用壽命，當(dāng)風(fēng)速超過風(fēng)輪的設(shè)計最大風(fēng)速時，定槳距葉片因葉尖失速降低氣動效率，發(fā)電機的發(fā)電效率也降低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種風(fēng)輪在集風(fēng)罩內(nèi)位置可調(diào)的小型高效風(fēng)力發(fā)電機。
[0004]本實用新型是由集風(fēng)罩、風(fēng)輪、第一傳動軸、風(fēng)輪位置調(diào)整裝置、機艙、尾舵、推力滑動軸承和塔桿組成；
[0005]集風(fēng)罩是由變過流斷面的喇叭型罩、第一輪轂、第一輻條輪輻、第二輪轂和第二輻條輪輻組成，第一輪轂和第二輪轂位于變過流斷面的喇叭型罩的中心的內(nèi)外端，第一輻條輪輻連接固定于第一輪轂與變過流斷面的喇叭型罩的內(nèi)壁之間，第二輻條輪輻連接固定于第二輪轂與變過流斷面的喇叭型罩的內(nèi)壁之間；
[0006]所述第一傳動軸是由第一軸頸、外花鍵軸段和第二軸頸組成；
[0007]所述的風(fēng)輪位置調(diào)整裝置是由第一傳動軸上外花鍵軸段、滑動組件和驅(qū)動機構(gòu)組成，
[0008]滑動組件是由內(nèi)花鍵空心階梯軸、徑向球軸承、第一推力球軸承、推拉環(huán)、第二推力球軸承、風(fēng)輪和螺母組成，內(nèi)花鍵空心階梯軸穿套在第一傳動軸的外花鍵軸段，風(fēng)輪套設(shè)在內(nèi)花鍵空心階梯軸外并以螺母緊固，推拉環(huán)通過徑向球軸承套在內(nèi)花鍵空心階梯軸外，推拉環(huán)的軸向以第一推力球軸承和第二推力球軸承夾置，第一齒條和第二齒條的右端固定在推拉環(huán)上；
[0009]驅(qū)動機構(gòu)由第一齒條、撞塊、兩個第三支撐、兩個第一齒輪、第二傳動軸、第二齒輪、第三個齒輪、第二制動器、電動機和第二齒條組成，第一齒條和第二齒條分別通過設(shè)置在底板上的兩個托輪支撐，第二傳動軸的兩端分別固定第一齒輪，兩個第一齒輪分別與第一齒條和第二齒條嚙合，第二傳動軸以兩個第三支撐樞接在底板上，第二傳動軸中間段設(shè)置有第二制動器，第二傳動軸中間段固定第二齒輪，第二齒輪與電動機輸出軸上的第三個齒輪嚙合，電動機固定在底板上，第一齒條的下方設(shè)置有撞塊，撞塊左右側(cè)的底板上設(shè)置有第一行程開關(guān)和第二行程開關(guān)；
[0010]機艙是由底板、第一支撐、第一制動器、第二支撐、第一聯(lián)軸器、發(fā)電機、第一行程開關(guān)、第二行程開關(guān)、四個托輪、護桿和支桿組成，發(fā)電機固定在底板上，發(fā)電機輸出軸通過第一聯(lián)軸器與第一傳動軸聯(lián)接，第一傳動軸上設(shè)置第一制動器，第一制動器兩側(cè)由設(shè)置在底板上的第一支撐和第二支撐支撐第一傳動軸，第一傳動軸的外花鍵軸段穿過內(nèi)花鍵空心階梯軸；集風(fēng)罩左側(cè)分別固定在固連于機艙底板上的護桿和支桿上；底板上的支桿通過推力滑動軸承安裝于塔桿上；尾舵安裝在機艙尾部。
[0011]本實用新型的工作過程是:
[0012]當(dāng)自然風(fēng)速低于風(fēng)輪啟動風(fēng)速時，風(fēng)輪位置調(diào)整裝置中第二制動器制動將風(fēng)輪固定于集風(fēng)罩內(nèi)最左端，由于集風(fēng)罩最小過流斷面內(nèi)的風(fēng)速是自然風(fēng)速的N倍,風(fēng)速達到風(fēng)輪啟動風(fēng)速時，風(fēng)輪轉(zhuǎn)動通過內(nèi)花鍵空心階梯軸帶動傳動軸轉(zhuǎn)動使發(fā)電機發(fā)電，隨著自然風(fēng)速的增大，集風(fēng)罩最小過流斷面內(nèi)的風(fēng)速成倍增大，直至集風(fēng)罩最小過流斷面內(nèi)的風(fēng)速增大至風(fēng)輪的設(shè)計最大風(fēng)速時，第二制動器釋放，電動機轉(zhuǎn)動使第三齒輪分別與第二齒輪哨合傳動，第二傳動軸轉(zhuǎn)動使二個第一齒輪分別與第一齒條和第二齒條形成齒輪齒條傳動，使第一齒條和第二齒條通過推拉環(huán)同步推動滑動組件向右滑動，使固連于內(nèi)花鍵空心階梯軸上的風(fēng)輪右移至集風(fēng)罩過流斷面內(nèi)風(fēng)速為風(fēng)輪的額定風(fēng)速位置，電動機停止轉(zhuǎn)動，第二制動器制動將風(fēng)輪固定于該位置，發(fā)電機在額定功率附近發(fā)電；若自然風(fēng)速再增大，重復(fù)前述過程，使風(fēng)輪右移至集風(fēng)罩過流斷面內(nèi)風(fēng)速為風(fēng)輪的額定風(fēng)速新位置，直至固連于第一齒條上的撞塊與固連于機艙底板上的第二行程開關(guān)推桿相撞，電動機停止轉(zhuǎn)動，第二制動器將風(fēng)輪固定于最右端位置，發(fā)電機在額定功率附近發(fā)電，若自然風(fēng)速再增大至風(fēng)輪的設(shè)計最大風(fēng)速時，第一制動器制動，風(fēng)輪停止轉(zhuǎn)動，發(fā)電機停止工作。若自然風(fēng)速變小至風(fēng)輪的額定風(fēng)以下，第二制動器釋放，電動機轉(zhuǎn)動使第三齒輪分別與第二齒輪嚙合傳動，第二傳動軸轉(zhuǎn)動使二個第一齒輪分別與第一齒條和第二齒條形成齒輪齒條傳動，使第一齒條和第二齒條通過推拉環(huán)同步拉動滑動組件向左滑動，使固連于內(nèi)花鍵空心階梯軸上的風(fēng)輪左移至集風(fēng)罩過流斷面內(nèi)風(fēng)速為風(fēng)輪的額定風(fēng)速位置，電動機停止轉(zhuǎn)動，第二制動器制動將風(fēng)輪固定于該位置，發(fā)電機在額定功率附近發(fā)電；若自然風(fēng)速再變小，重復(fù)前述過程，使風(fēng)輪左移至集風(fēng)罩過流斷面內(nèi)風(fēng)速為風(fēng)輪的額定風(fēng)速新位置，直至固連于第一齒條上的撞塊與固連于機艙底板上的第一行程開關(guān)推桿相撞，電動機停止轉(zhuǎn)動，第二制動器制動將風(fēng)輪固定于最左端位置，發(fā)電機發(fā)電或停止發(fā)電。
[0013]本實用新型的有益效果:
[0014]1、風(fēng)輪位于集風(fēng)罩最小過流斷面時，風(fēng)輪啟動風(fēng)速可降低一倍以上；
[0015]2、在自然風(fēng)速變化的情況下，通過風(fēng)輪在變過流斷面的集風(fēng)罩內(nèi)位置調(diào)整，風(fēng)輪能長時間在額定風(fēng)速附近工作，風(fēng)輪槳葉的氣動效率高，發(fā)電機的輸出功率能夠長時間穩(wěn)定在額定功率附近，發(fā)電機的發(fā)電效率較高；
[0016]3、蓄電池不會因較長時間充電不足而降低使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的立體示意圖。
[0018]圖2是本實用新型的立體分解示意圖。
[0019]圖3是本實用新型的局部立體分解示意圖。
[0020]圖4是本實用新型的剖視圖。
[0021]圖5是本實用新型的集風(fēng)罩剖視圖?！揪唧w實施方式】
[0022]請參閱圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，實施例是由集風(fēng)罩1、風(fēng)輪2、第一傳動軸
3、風(fēng)輪位置調(diào)整裝置4、機艙5、尾舵6、推力滑動軸承7和塔桿8組成；集風(fēng)罩I是由變過流斷面的喇叭型罩11、第一輪轂12、第一輻條輪輻13、第二輪轂14和第二輻條輪輻15組成，第一輪轂12和第二輪轂14位于變過流斷面的喇叭型罩11的中心的內(nèi)外端，第一輻條輪輻13連接固定于第一輪轂12與變過流斷面的喇叭型罩11的內(nèi)壁之間，第二輻條輪輻15連接固定于第二輪轂14與變過流斷面的喇叭型罩11的內(nèi)壁之間；
[0023]所述第一傳動軸3是由第一軸頸31、外花鍵軸段32和第二軸頸33組成；
[0024]所述的風(fēng)輪位置調(diào)整裝置4是由第一傳動軸3上外花鍵軸段32、滑動組件40和驅(qū)動機構(gòu)41組成，
[0025]滑動組件40是由內(nèi)花鍵空心階梯軸400、徑向球軸承401、第一推力球軸承402、推拉環(huán)403、第二推力球軸承404、風(fēng)輪2和螺母405組成，內(nèi)花鍵空心階梯軸400穿套在第一傳動軸3的外花鍵軸段32，風(fēng)輪2套設(shè)在內(nèi)花鍵空心階梯軸400外并以螺母405緊固，推拉環(huán)403通過徑向球軸承401套在內(nèi)花鍵空心階梯軸400外，推拉環(huán)403的軸向以第一推力球軸承402和第二推力球軸承404夾置，第一齒條410和第二齒條419的右端固定在推拉環(huán)403上；
[0026]驅(qū)動機構(gòu)41由第一齒條410、撞塊411、兩個第三支撐412、兩個第一齒輪413、第二傳動軸414、第二齒輪415、第三齒輪416、第二制動器417、電動機418和第二齒條419組成，第一齒條410和第二齒條419分別通過設(shè)置在底板500上的兩個托輪509支撐，第二傳動軸414的兩端分別固定第一齒輪413，兩個第一齒輪413分別與第一齒條410和第二齒條419嚙合，第二傳動軸414以兩個第三支撐412樞接在底板500上，第二傳動軸414中間段設(shè)置有第二制動器417，第二傳動軸414中間段固定第二齒輪415，第二齒輪415與電動機418輸出軸上的第三齒輪416卩齒合，電動機418固定在底板500上,第一齒條410的下方設(shè)置有撞塊411,撞塊411左右側(cè)的底板500上設(shè)置有第一行程開關(guān)507和第二行程開關(guān)508 ；
[0027]機艙5是由底板500、第一支撐501、第一制動器502、第二支撐503、第一聯(lián)軸器504、發(fā)電機505、第一行程開關(guān)507、第二行程開關(guān)508、四個托輪509、護桿511和支桿512組成，發(fā)電機505固定在底板500上,發(fā)電機505的輸出軸通過第一聯(lián)軸器504與第一傳動軸3聯(lián)接，第一傳動軸3上設(shè)置第一制動器502,第一制動器502兩側(cè)由設(shè)置在底板500上的第一支撐501和第二支撐503支撐第一傳動軸3，第一傳動軸3的外花鍵軸段32穿過內(nèi)花鍵空心階梯軸400 ;集風(fēng)罩I左側(cè)分別固定在固連于機艙5底板500上的護桿511和支桿512上；底板500上的支桿512通過推力滑動軸承7安裝于塔桿8上；尾舵6安裝在機艙5尾部。
[0028]本實用新型的工作過程是:
[0029]當(dāng)自然風(fēng)速低于風(fēng)輪啟動風(fēng)速時，風(fēng)輪位置調(diào)整裝置4中第二制動器412制動將風(fēng)輪2固定于集風(fēng)罩I內(nèi)最左端，由于集風(fēng)罩I最小過流斷面內(nèi)的風(fēng)速是自然風(fēng)速的N倍，風(fēng)速達到風(fēng)輪2啟動風(fēng)速時，風(fēng)輪2轉(zhuǎn)動通過內(nèi)花鍵空心階梯軸400帶動傳動軸3轉(zhuǎn)動使發(fā)電機505發(fā)電,隨著自然風(fēng)速的增大,集風(fēng)罩I最小過流斷面內(nèi)的風(fēng)速成倍增大,直至集風(fēng)罩I最小過流斷面內(nèi)的風(fēng)速增大至風(fēng)輪2的設(shè)計最大風(fēng)速時，第二制動器417釋放，電動機418轉(zhuǎn)動使第三齒輪416分別與第二齒輪415嚙合傳動，第二傳動軸414轉(zhuǎn)動使二個第一齒輪413分別與第一齒條410和第二齒條419形成齒輪齒條傳動，使第一齒條410和第二齒條419通過推拉環(huán)403同步推動滑動組件40向右滑動，使固連于內(nèi)花鍵空心階梯軸400上的風(fēng)輪2右移至集風(fēng)罩過流斷面內(nèi)風(fēng)速為風(fēng)輪2的額定風(fēng)速位置，電動機418停止轉(zhuǎn)動，第二制動器417制動將風(fēng)輪2固定于該位置，發(fā)電機505在額定功率附近發(fā)電；若自然風(fēng)速再增大，重復(fù)前述過程，使風(fēng)輪2右移至集風(fēng)罩I過流斷面內(nèi)風(fēng)速為風(fēng)輪2的額定風(fēng)速新位置，直至固連于第一齒條410上的撞塊411與固連于機艙5底板500上的第二行程開關(guān)508推桿相撞，電動機418停止轉(zhuǎn)動,第二制動器417將風(fēng)輪2固定于最右端位置,發(fā)電機505在額定功率附近發(fā)電，若自然風(fēng)速再增大至風(fēng)輪2的設(shè)計最大風(fēng)速時，第一制動器502制動，風(fēng)輪2停止轉(zhuǎn)動，發(fā)電機505停止工作。若自然風(fēng)速變小至風(fēng)輪2的額定風(fēng)以下，第二制動器417釋放，電動機418轉(zhuǎn)動使第三齒輪416分別與第二齒輪415嚙合傳動，第二傳動軸414轉(zhuǎn)動使二個第一齒輪413分別與第一齒條410和第二齒條419形成齒輪齒條傳動，使第一齒條410和第二齒條419通過推拉環(huán)403同步拉動滑動組件40向左滑動，使固連于內(nèi)花鍵空心階梯軸400上的風(fēng)輪2左移至集風(fēng)罩過流斷面內(nèi)風(fēng)速為風(fēng)輪2的額定風(fēng)速位置，電動機418停止轉(zhuǎn)動，第二制動器417制動將風(fēng)輪2固定于該位置，發(fā)電機505在額定功率附近發(fā)電；若自然風(fēng)速再變小，重復(fù)前述過程，使風(fēng)輪2左移至集風(fēng)罩I過流斷面內(nèi)風(fēng)速為風(fēng)輪2的額定風(fēng)速新位置,直至固連于第一齒條410上的撞塊411與固連于機艙5底板500上的第一行程開關(guān)507推桿相撞，電動機418停止轉(zhuǎn)動，第二制動器417制動將風(fēng)輪2固定于最左端位置，發(fā)電機505發(fā)電或停止發(fā)電。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)輪在集風(fēng)罩內(nèi)位置可調(diào)的小型高效風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于:是由集風(fēng)罩(I)、風(fēng)輪(2)、第一傳動軸(3)、風(fēng)輪位置調(diào)整裝置(4)、機艙(5)、尾舵(6)、推力滑動軸承(7)和塔桿(8)組成；集風(fēng)罩(I)是由變過流斷面的喇叭型罩(11)、第一輪轂(12)、第一輻條輪輻(13)、第二輪轂(14)和第二輻條輪輻(15)組成，第一輪轂(12)和第二輪轂(14)位于變過流斷面的喇叭型罩(11)的中心的內(nèi)外端，第一輻條輪輻(13)連接固定于第一輪轂(12)與變過流斷面的喇叭型罩(11)的內(nèi)壁之間，第二輻條輪輻(15)連接固定于第二輪轂(14)與變過流斷面的喇叭型罩(11)的內(nèi)壁之間； 所述第一傳動軸(3)是由第一軸頸(31)、外花鍵軸段(32)和第二軸頸(33)組成； 所述的風(fēng)輪位置調(diào)整裝置(4)是由第一傳動軸(3)上外花鍵軸段(32)、滑動組件(40)和驅(qū)動機構(gòu)(41)組成， 所述的滑動組件(40)是由內(nèi)花鍵空心階梯軸(400)、徑向球軸承(401)、第一推力球軸承(402 )、推拉環(huán)(403 )、第二推力球軸承(404 )、風(fēng)輪(2 )和螺母(405 )組成，內(nèi)花鍵空心階梯軸(400)穿套在第一傳動軸(3)的外花鍵軸段(32)，風(fēng)輪(2)套設(shè)在內(nèi)花鍵空心階梯軸(400)外并以螺母(405)緊固，推拉環(huán)(403)通過徑向球軸承(401)套在內(nèi)花鍵空心階梯軸(400)外,推拉環(huán)(403)的軸向以第一推力球軸承(402)和第二推力球軸承(404)夾置,第一齒條(410)和第二齒條(419)的右端固定在推拉環(huán)(403)上； 所述的驅(qū)動機構(gòu)(41)由第一齒條(410)、撞塊(411)、兩個第三支撐(412)、兩個第一齒輪(413)、第二傳動軸(414)、第二齒輪(415)、第三齒輪(416)、第二制動器(417)、電動機(418)和第二齒條(419)組成，第一齒條(410)和第二齒條(419)分別通過設(shè)置在底板(500)上的兩個托輪(509)支撐，第二傳動軸(414)的兩端分別固定第一齒輪(413)，兩個第一齒輪(413)分別與第一齒條(410)和第二齒條(419)嚙合，第二傳動軸(414)以兩個第三支撐(412)樞接在底板(500)上，第二傳動軸(414)中間段設(shè)置有第二制動器(417)，第二傳動軸(414)中間段固定第二齒輪(415)，第二齒輪(415)與電動機(418)輸出軸上的第三齒輪(416)卩齒合，電動機(418)固定在底板(500)上,第一齒條(410)的下方設(shè)置有撞塊(411),撞塊(411)左右側(cè)的底板(500)上設(shè)置有第一行程開關(guān)(507)和第二行程開關(guān)(508)； 所述的機艙(5)是由底板(500)、第一支撐(501)、第一制動器(502)、第二支撐(503)、第一聯(lián)軸器(504)、發(fā)電機(505)、、第一行程開關(guān)(507)、第二行程開關(guān)(508)、四個托輪(509)、護桿(511)和支桿(512)組成，發(fā)電機(505)固定在底板(500)上，發(fā)電機(505)的輸出軸通過第一聯(lián)軸器(504)與第一傳動軸(3)聯(lián)接,第一傳動軸(3)上設(shè)置第一制動器(502)，第一制動器(502)兩側(cè)由設(shè)置在底板(500)上的第一支撐(501)和第二支撐(503)支撐第一傳動軸(3)，第一傳動軸(3)的外花鍵軸段(32)穿過內(nèi)花鍵空心階梯軸(400);集風(fēng)罩(I)左側(cè)分別固定在固連于機艙(5)底板(500)上的護桿(511)和支桿(512)上；底板(500)上的支桿(512)通過推力滑動軸承(7)安裝于塔桿(8)上；尾舵(6)安裝在機艙(5)尾部。
【文檔編號】F03D11/00GK203730218SQ201420115331
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】尤爽, 王繼新, 李研, 梁福生, 王佳欣, 陳嘉迪, 于向軍 申請人:吉林大學(xué)