本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，涉及一種水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，具體涉及一種雙葉輪式水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的需求量也日益劇增，目前的能源結(jié)構(gòu)還是以化石能源為主，化石能源不僅儲量有限，燃燒之后還會產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)造成環(huán)境污染，因此人們迫切的希望尋找到一種清潔能源來取代化石能源。風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源，取之不盡用之不竭，并且風(fēng)能在我國儲量豐厚，因此風(fēng)力發(fā)電也得到了迅猛的發(fā)展。目前所使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要有水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)和垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，與垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)更加成熟，發(fā)電功率更大，且風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率高。目前投入市場最多的是單葉輪式的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，為了能夠提高能源的利用率，在相同的風(fēng)力環(huán)境中獲得更多的發(fā)電量，充分利用能源，但實(shí)際上單葉輪式的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率仍然不高，因此需要一種新技術(shù)來提高風(fēng)力發(fā)電的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明設(shè)計(jì)一種提高風(fēng)能利用率的雙葉輪型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)具有前后兩個(gè)葉輪，每個(gè)葉輪三個(gè)葉片，在風(fēng)力的作用下，分別轉(zhuǎn)動，并通過設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)將運(yùn)動和動力傳給兩個(gè)發(fā)電機(jī)，從而大大提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的一種機(jī)械裝置。本產(chǎn)品就是為了實(shí)現(xiàn)在相同的風(fēng)力環(huán)境中，在基本不改變風(fēng)力機(jī)尺寸的前提下，盡可能獲得更多的發(fā)電量，充分的利用風(fēng)能。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種雙葉輪式水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的傳動結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過前后兩對葉輪分別帶動與之相連的兩個(gè)葉輪軸的轉(zhuǎn)動，然后通過齒輪傳動，兩個(gè)小錐齒輪分別帶動兩個(gè)大錐齒輪的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給一根實(shí)心軸和一根空心軸，最終把旋轉(zhuǎn)動力傳遞給發(fā)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電。該風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)具有前后兩對葉輪，通過傳動系統(tǒng)分別連接兩個(gè)發(fā)電機(jī)，因此其發(fā)電效率大大提高。

雙葉輪式水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理如下：風(fēng)能帶動風(fēng)力機(jī)的前后葉輪葉片轉(zhuǎn)動，然后葉輪帶動與之相連的葉輪軸的轉(zhuǎn)動，葉輪軸與大錐齒輪嚙合，分別帶動與之相連的一根實(shí)心軸和一根空心軸的轉(zhuǎn)動，其中實(shí)心軸與空心軸同心，然后實(shí)心軸和空心軸分別將旋轉(zhuǎn)動力傳遞給與之相連的發(fā)電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電。其總體機(jī)構(gòu)如圖1、圖2所示。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種雙葉輪式水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于：包括兩個(gè)葉輪、支撐座、塔架、空心軸、實(shí)心軸、以及兩個(gè)發(fā)電機(jī)，兩個(gè)葉輪通過軸承對稱的安裝在支撐座左右兩側(cè)面，所述實(shí)心軸通過軸承安裝在空心軸內(nèi)，所述空心軸的外周通過軸承安裝在塔架內(nèi)，所述支撐座安裝在塔架頂部，塔架作為整個(gè)裝置的支撐件，所述空心軸頂部通過軸承安裝在支撐座內(nèi)底部，所述實(shí)心軸頂部通過軸承安裝在支撐座內(nèi)頂部，空心軸和實(shí)心軸頂部分別設(shè)有一個(gè)大錐齒輪，每個(gè)葉輪的葉輪軸上均設(shè)有同時(shí)與兩個(gè)大錐齒輪嚙合傳動的小錐齒輪，所述空心軸和實(shí)心軸在塔架底部分別與相應(yīng)的發(fā)電機(jī)相連。

作為改進(jìn)，所述支撐座底部通過偏航軸承安裝在塔架頂部，支撐座與偏航軸承內(nèi)圈固定相連，偏航軸承的內(nèi)圈頂部外周設(shè)有偏航齒輪，所述塔架頂部設(shè)有偏航電機(jī)，偏航電機(jī)輸出軸上設(shè)有與偏航齒輪嚙合傳動的驅(qū)動齒輪。

作為改進(jìn)，所述支撐座前后兩個(gè)側(cè)面分別設(shè)有一個(gè)通過軸承安裝的傳動錐齒輪，所述傳動錐齒輪分別與上下兩側(cè)的兩個(gè)大錐齒輪嚙合傳動，保證兩個(gè)大錐齒輪與兩個(gè)葉輪軸上的小錐齒輪平穩(wěn)傳動。

本發(fā)明專利的有益效果：

隨著能源和環(huán)境的壓力增加，風(fēng)能作為一種清潔可再生的新能源受到普遍重視，風(fēng)力機(jī)也得到了廣泛的應(yīng)用。本風(fēng)力機(jī)為雙葉輪式水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在同等條件下增加了葉片的數(shù)目，改進(jìn)了其傳動系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了前后兩個(gè)葉輪同時(shí)發(fā)電，增加了風(fēng)力機(jī)的捕風(fēng)能力，能夠大大增加風(fēng)力機(jī)的發(fā)電功率，提高風(fēng)能的利用率，具有很好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明采用的雙葉輪結(jié)構(gòu)代替了傳統(tǒng)的單葉輪結(jié)構(gòu)，對前后葉輪傳動系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，將發(fā)電機(jī)安裝在塔架下面，并通過兩個(gè)同心軸將機(jī)械能傳遞給塔架下面的兩個(gè)發(fā)電機(jī)。從而保證在相同的風(fēng)力環(huán)境下捕捉到更多的風(fēng)能，從而達(dá)到提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電功率的目的。

附圖說明

圖1為雙葉輪式水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為雙葉輪式水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)去塔架風(fēng)力機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖。

圖3為葉片與支撐座之間的連接結(jié)構(gòu)圖。

圖4為支撐座錐齒輪傳動示意圖。

圖5為支撐座內(nèi)部錐齒輪傳動剖視圖。

圖6為下塔架部分傳動結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為下塔架部分傳動結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖8為偏航機(jī)構(gòu)主視圖。

圖9為偏航機(jī)構(gòu)俯視圖。

1-葉片，2-葉輪軸，3-第一軸承端蓋，4-第二軸承端蓋，5-偏航電機(jī)，6-上塔架，7-第三軸承，8-套筒，9-第一大錐齒輪，10-第二大錐齒輪，11-空心軸，12-實(shí)心軸，13-傳動錐齒輪，14-第四軸承，15-偏航軸承，16-偏航齒輪，17-下塔架，18-底座，19-第一發(fā)電機(jī)，20-第二發(fā)電機(jī)，21-鍵，22-支撐座，23-葉輪，24-小錐齒輪，25-驅(qū)動齒輪，26-第一軸承。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖3、圖4、圖5和圖6對本發(fā)明做更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的組成部分包括：葉輪23與支撐座22之間的連接如圖3所示，葉輪23與錐齒輪之間的傳動結(jié)構(gòu)如圖4和圖5所示，傳動軸與發(fā)電機(jī)之間的傳動結(jié)構(gòu)如圖6和圖7所示，偏航機(jī)構(gòu)如圖8和圖9所示。

一種雙葉輪式水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括兩個(gè)葉輪23、支撐座22、塔架、空心軸11、實(shí)心軸12、以及兩個(gè)發(fā)電機(jī)，兩個(gè)葉輪23分別通過第一軸承26對稱的安裝在支撐座22左右兩側(cè)面，所述實(shí)心軸12通過軸承安裝在空心軸11內(nèi)，所述空心軸11的外周通過軸承安裝在塔架內(nèi)，塔架包括上塔架6和下塔架17，所述支撐座22安裝在上塔架6頂部，塔架作為整個(gè)裝置的支撐件，所述空心軸11頂部與支撐座22內(nèi)底部之間通過第四軸承14安裝，所述實(shí)心軸12頂部與支撐座22內(nèi)頂部之間通過第三軸承7安裝，實(shí)心軸12頂部設(shè)有第一大錐齒輪9，空心軸11頂部設(shè)有一體化的第二大錐齒輪10，每個(gè)葉輪23的葉輪軸2上均設(shè)有同時(shí)與第一大錐齒輪9和第二大錐齒輪10嚙合傳動的小錐齒輪24，所述實(shí)心軸12與在塔架底部的第一發(fā)電機(jī)19相連發(fā)電，所述空心軸11與第二發(fā)電機(jī)20相連發(fā)電。

本實(shí)施例葉輪23采用3個(gè)葉片1，但不限于3個(gè)，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，考慮發(fā)電效率和復(fù)雜程度，一般有3-8個(gè)葉片1，

所述支撐座22前后兩個(gè)側(cè)面分別設(shè)有一個(gè)通過軸承安裝的傳動錐齒輪13，所述傳動錐齒輪13分別同時(shí)與上下兩側(cè)的第一大錐齒輪9和第二大錐齒輪10嚙合傳動，保證第一大錐齒輪9和第二大錐齒輪10與兩個(gè)葉輪軸2上的小錐齒輪24平穩(wěn)傳動。

本發(fā)明中葉輪23與葉輪軸2之間通過花鍵軸連接，實(shí)現(xiàn)傳動，花鍵傳動一方面能夠增加傳動的穩(wěn)定性，另一方面能夠承受更大的扭矩，增加其承載能力；支撐座22的六面都開有孔，其中，支撐座22左右兩個(gè)側(cè)面的圓孔用于安裝兩個(gè)葉輪23的葉輪軸2，葉輪軸2通過第一軸承26安裝于該圓孔中，第一軸承26分別通過第一軸承端蓋3固定在支撐座22左右兩個(gè)側(cè)面，支撐座22前后兩個(gè)側(cè)面的圓孔用于安裝與兩個(gè)大錐齒輪嚙合傳動的傳動錐齒輪13，傳動錐齒輪13通過第二軸承安裝在該圓孔內(nèi)，第二軸承分別通過第二軸承端蓋4固定支撐座22前后兩個(gè)側(cè)面，支撐座22內(nèi)頂部的圓孔用于安裝實(shí)心軸12，支撐座22內(nèi)底部的圓孔用于安裝空心軸11，實(shí)心軸12通過第三軸承7安裝支撐座22頂部圓孔中，空心軸11通過第四軸承14安裝支撐座22底部的圓孔中，第三軸承7和第四軸承14分別通過相應(yīng)的承端蓋固定在相應(yīng)支撐座22頂部和底部上，每個(gè)葉輪軸2均通過小錐齒輪24同時(shí)與第一大錐齒輪9和第二大錐齒輪10同時(shí)嚙合傳動，保證兩個(gè)葉輪23同步轉(zhuǎn)動，兩個(gè)葉輪23同步轉(zhuǎn)動帶動實(shí)心軸12和空心軸11反向旋轉(zhuǎn)，實(shí)心軸12和空心軸11的旋轉(zhuǎn)分別帶動與其相連的發(fā)電機(jī)發(fā)電。

兩個(gè)葉輪軸2通過小錐齒輪24分別與兩個(gè)大的錐齒輪嚙合傳遞動力，其中第一大錐齒輪9與實(shí)心軸12通過鍵21連接傳遞動力，另外第二大錐齒輪10做成與空心葉輪軸2一體的形式與葉輪軸2上的小錐齒輪24相嚙合，其中實(shí)心軸12與空心葉輪軸2同心，這樣不僅能夠節(jié)省制作成本也能夠盡量減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)的體積和質(zhì)量；在葉輪23的葉片1轉(zhuǎn)動的過程中，葉輪23將動力傳遞給兩個(gè)葉輪軸2，兩個(gè)葉輪軸2通過錐齒輪的嚙合傳動，同時(shí)將動力傳遞給空心軸11和實(shí)心軸12，從而使實(shí)心軸12和空心軸11反向轉(zhuǎn)動，實(shí)心軸12將旋轉(zhuǎn)動力傳遞給第一發(fā)電機(jī)19，空心葉輪軸2將旋轉(zhuǎn)動力傳遞給第二發(fā)電機(jī)20，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電，其三維傳動機(jī)構(gòu)如圖6所示，其二維工程圖如圖7所示；

如圖5、圖8和圖9所示，塔架的頂端裝有偏航軸承15，支撐座22的下端與偏航軸承15的內(nèi)圈固定相連，偏航軸承15的外圈與塔架固定相連，偏航軸承15的內(nèi)圈高于外圈，偏航軸承15的內(nèi)圈頂部外周設(shè)有偏航齒輪16，偏航電機(jī)5固定安裝在塔架頂部，偏航電機(jī)5的輸出軸上設(shè)有與偏航齒輪16嚙合傳動的驅(qū)動齒輪25，在偏航電機(jī)5的驅(qū)動下，通過驅(qū)動齒輪25與偏航軸承15的內(nèi)圈上偏航齒輪16嚙合傳動實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，保證在風(fēng)向改變的情況下，葉輪23的捕風(fēng)效果都是最好的。

所述塔架通過底座18安裝固定，其包括上塔架6和下塔架17，第一發(fā)電機(jī)19和第二發(fā)電機(jī)20均設(shè)于下塔架17內(nèi)，實(shí)心軸12與第一發(fā)電機(jī)19相連，空心軸11與第二發(fā)電機(jī)20相連，下塔架17通過底座18固定安裝在地面上。

所述實(shí)心軸12頂部的安裝軸承與第一大錐齒輪9之間設(shè)有用于定位的套筒8，套筒8用于保證第一大錐齒輪9在實(shí)心軸12的軸向位置穩(wěn)定。