專利名稱：風力發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及風力發(fā)電機，特別涉及 一 種可以利用微風進行 發(fā)電的風力發(fā)電機。
背景技術：
風能是公認的潔凈能源之 一 ，現(xiàn)有利用風能的方法之 一 就是風 力發(fā)電機，其將風能首先轉(zhuǎn)換為電能儲存起來，然后，再供照明等 曰常用電使用?，F(xiàn)行的風力發(fā)電機大多為螺旋槳式結(jié)構，由于結(jié)構 上的原因， 一般都是定向安放在風能比較豐富的風口 ，并且需要4 級以上的風力才可以運行發(fā)電。對于2級以下的微風狀態(tài)，基本 上就不能正常工作，使風能的利用與技術推廣受到了 一定的限制。 另外現(xiàn)行風力發(fā)電機往往造價較高，用電成本增大，而且供電不穩(wěn)。 為此，人們設計出了許多微風狀態(tài)下也可發(fā)電的風力發(fā)電機，中國 專利公開號CN1 5 8 7 6 7 8A就公開了 一種多風輪風力發(fā)電機，該風力 發(fā)電機具有體積小、功率大、小風能夠驅(qū)動的特點，適于沒有電力 能源的牧區(qū)、山區(qū)、農(nóng)村、海濱及船隊上使用。該發(fā)電機是通過在 機架上通過多個空心桿安裝有多個風輪，每個風輪軸上的傘齒輪與 驅(qū)動軸上端的傘齒輪嚙合，驅(qū)動軸安裝在空心桿內(nèi)，驅(qū)動軸下端的 驅(qū)動齒輪與變速箱上的大齒輪嚙合，變速箱上的輸出軸與發(fā)電機傳 動連接，在每個驅(qū)動齒輪與風輪軸之間的任意齒輪或傳動軸上安裝 一個飛輪。這種風力發(fā)電機由于動能傳遞環(huán)節(jié)較多，不可避免的造 成能量損耗，風能利用率低，同時多個風輪安裝起來需要較大的安 裝場地，只適合于沒有電力能源的牧區(qū)、山區(qū)、農(nóng)村、海濱及船隊 上使用，但是不適合于在城巿街區(qū)中使用。發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術中風力發(fā)電機的上述不足，本實用新型提供 一種既適合于在沒有電力能源的牧區(qū)、山區(qū)、農(nóng)村、海濱及船隊上 使用，又適合于在城市街區(qū)中使用的風力發(fā)電機。本實用新型為解決其技術問題所釆用的技術方案是 一種風 力發(fā)電機，包括用于收集風能且將風能轉(zhuǎn)換為動能的能量收集裝 置，用于傳遞動能的傳遞機構，用于將動能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機， 并依次連接，這里所述能量收集裝置為風輪組，每個風輪包括輪軸、 輪葉和包沿在輪葉外緣且與輪葉鋼性結(jié)合的齒輪，風輪之間通過齒 輪嚙合，相互嚙合的兩個風輪旋轉(zhuǎn)方向相反，所述傳遞機構通過齒 輪嚙合與風輪組連接。本實用新型的有益效果是，利用齒輪嚙合的風輪組做風力發(fā) 電機的風能收集器，還是通過齒輪嚙合與傳遞機抅直接相連，減少 了能量傳遞環(huán)節(jié)和縮短能量傳遞距離有效地減少能量損失，提高發(fā) 電效率；同時由于相互嚙合的風輪數(shù)量可以根據(jù)需要設置，增加了 風力發(fā)電機配置的靈活性，再者，相互嚙合的風輪可在一個平面上 安放，使安裝該風力發(fā)電機的場地非常小，特別適合于在城巿街區(qū) 中使用，比如在城巿中路燈就可以通過這樣的風力發(fā)電機發(fā)電來提 供電力。


以下結(jié)合附圖與具體實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。圖l是本實用新型的結(jié)構示意圖。
具體實施方式
參照圖1,如圖所示， 一 種風力發(fā)電機，包括用于收集風能且 將風能轉(zhuǎn)換為動能的能量收集裝置，用于傳遞動能的傳遞機構2, 用于將動能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機3,并依次連接，這里所述能量收 集裝置為風輪組，每個風輪1包括輪軸12、輪葉ll和包沿在輪葉 外緣且與輪葉鋼性結(jié)合的齒輪13，風輪1之間通過齒輪1 3嚙合， 相互嚙合的兩個風輪旋轉(zhuǎn)方向相反，所述傳遞機構2通過齒輪嚙合與風輪1組連接。圖1中，收集風能且將風能轉(zhuǎn)換為動能的能量收集裝置包括 四組風輪，每組風輪由4個風輪組成的2x2風輪級任矩陣組合而成， 左上角的風輪與右上角和左下角的風輪嚙合；右上角的風輪與左上角和右下角的風輪嚙合；右下角的風輪與左上角和左下角的風輪嚙 合；左下角的風輪與右下角和左上角的風輪嚙合。2x2風輪級任矩 陣中對角線上的風輪在風力吹拂下是向同一個方向旋轉(zhuǎn)的，而兩個 相鄰的風輪由于在同一個平面嚙合，其旋轉(zhuǎn)方向是相反的。這里每 組中的四個風輪都是動力輪，都是主動輪，收集到的風能在各風輪 之間傳遞，如果其中一個風輪通過帶動其它輪子轉(zhuǎn)動而將能量傳遞 出去，則其它三個風輪通過齒輪嚙合將能量傳遞到該輪，形成一個 接受風能的整體。圖中傳遞機構2通過兩個齒輪接受4個風輪組成 的2 x 2風輪級任矩陣組合而成的能量收集裝置傳遞來的動能，分別 從與上述四個2x2風輪級任矩陣組合的左上角、右上角、右下角、左下角的風輪相嚙合的風輪中接受動能傳遞到發(fā)電機。如果是右下 角的風輪與傳遞機構2上的齒輪相嚙合，則能量傳遞的方向就是按 如下路線傳遞左上角的風輪收集到風能后轉(zhuǎn)變成其本身旋轉(zhuǎn)的動 能， 一部分通過與其嚙合的左下角風輪傳遞到左下角的風輪上，另 一部分通過與其嚙合的右上角風輪傳遞到右上角的風輪上。左下角 的風輪與右上角的風輪接受到左上角的風輪傳遞來的能量的同時 自身也收集相當?shù)娘L能， 一起將風能通過與其嚙合的右下角風輪將 其上的能量傳遞給右下角風輪。左下角風輪在接受前面左上角。右 上角、左下角三個風輪傳遞來的能量的同時也通過自身收集到的風 能轉(zhuǎn)換成動能，一并通過與其嚙合的傳動機構的齒輪傳送到傳遞機 構，再由傳遞機構傳遞到發(fā)電機發(fā)電。傳遞機構的作用是將收集風 能且將風能轉(zhuǎn)換為動能的能量收集裝置收集并轉(zhuǎn)換成為的動能傳 遞到發(fā)電機的動力輸入軸，并在能量傳遞過程中進行緩沖以延長發(fā) 電機的使用壽命，本實施例的傳遞機構就是變速箱。這里需要說明的是，雖然本實施例和附圖中指出的收集風能 且將風能轉(zhuǎn)換為動能的能量收集裝置包括四組，每組風輪由4個風輪組成的2 x 2風輪級任矩陣組合而成，對角線上的風輪在風力吹拂 下是向同一個方向旋轉(zhuǎn)的，而兩個相鄰的風輪由于在同一個平面嚙 合，其旋轉(zhuǎn)方向是相反的，但是本發(fā)明并不僅僅是這樣，事實上， 根據(jù)需要，風輪組合的個數(shù)是變化的，可以是2個風輪嚙合后通過 與傳動機構的齒輪嚙合將能量傳遞到發(fā)電機，也可以象本實施例一 樣由4個風輪組成的2 x 2風輪級任矩陣組合而成的能量收集裝置，通過一個角上的風輪與傳動機構上的齒輪嚙合傳遞能量。也可以是 三個或者其它數(shù)量的風輪從一線上嚙合，第一個風輪將收集到的能 量傳遞給第二個風輪，第二個風輪將第一個輪傳遞來的能量加上本 身收集到的內(nèi)能一并傳遞給下一個風輪，最后一個風輪將前面所有 風輪傳遞過來的能量加上本身獲得的風能一并傳給所述能量傳遞 機構，由能量傳遞機構輸送到發(fā)電機，這樣由于不象2x2風輪級任矩陣組合一樣需要將最后一個風輪與第一個風輪嚙合，因此形狀更 自由，且風輪的直徑也可以不相同。為了進一步提高發(fā)電效率，在本實施例中我們使用的發(fā)電機 是自勵式發(fā)電機，同時為了使輸出的電壓穩(wěn)定可靠，本實施例在發(fā) 電機輸出端還通過電子裝置將發(fā)電機輸出的電能存儲在蓄電池中。如圖l所示，所有的風輪l和傳遞機構2、發(fā)電機3都安裝在 一個支架4的支架體41上，該支架體41通過一個關節(jié)43與支架4 的支架座42活動連接，支架體41通過該關節(jié)43安裝在支架座上 42，并可在支架座42上旋轉(zhuǎn)。為了使風輪1的迎風面總是迎著風， 本實施例在支架體41上還安裝一個風向舵(圖中未畫出)，由于有 了風向舵指示，風輪l的迎風面就可以永遠對著吹風的方向了。本實施例由于相互嚙合的風輪可在一個平面上安放，使安裝 該風力發(fā)電機的場地非常小，特別適合于在城巿街區(qū)中使用，應用 于街道的路燈的供電系統(tǒng)中就是本實施例的 一 個非常方便的例子， 在現(xiàn)有的路燈照明系統(tǒng)中，太陽能用于路燈照明系統(tǒng)是 一 個非常環(huán) 保的系統(tǒng)，但存在 一 個問題，就是在陰天的時候，太陽能光電池不能 給蓄電池充電，這樣連續(xù)幾個陰雨天，路燈會因為畜電池沒有電而 不能工作，所以 一 般的做法是加大畜電池的容量，并且還必須加大太陽能板的功率，但也很難保證6個以上的陰雨天路燈能正常工作， 而整個路燈的成本也增加了不少，這時使用本實施例的風力發(fā)電機， 可以實現(xiàn)風能和太陽能互補。當連續(xù)陰雨天時，由于本風力發(fā)電機 能進行發(fā)電給蓄電池充電，使街道路燈能繼續(xù)使用，本實施例的風 力發(fā)電機不但可以和太陽能光電池結(jié)合使用為街道路燈提供電力， 本身也可以單獨為街道路燈和其它需要用電的地方提供干凈的電 能。其中與太陽能光電池結(jié)合使用為街道路燈提供電力具有以下特 點1. 獨立的多葉片風輪，受風面積大，體積小，重量輕， 微風就能快速旋轉(zhuǎn)；2. 每個風輪靠齒輪嚙合連接，所以可多可少，可根據(jù)所 安放位置的風力大小決定風輪的多少；可以很方便地安裝在太陽能路燈燈桿上面，安全可靠。 這里風力使風輪旋轉(zhuǎn)，并最終通過能量傳遞機構傳遞到發(fā)電 機，帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動而發(fā)電，發(fā)出的電再能過控制器供給蓄電池。 所以在陰天有風的時候，也能有電輸出，從而補充整個系統(tǒng)的電力， 有效地延長了陰雨天的正常照明的時間。這樣的太陽能和風能實現(xiàn) 互補了 ，才真正具有實用推廣價值。
權利要求1.一種風力發(fā)電機，包括用于收集風能且將風能轉(zhuǎn)換為動能的能量收集裝置，用于傳遞動能的傳遞機構(2)，用于將動能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機(3)，并依次連接，其特征在于所述能量收集裝置為風輪組，每個風輪(1)包括輪軸(12)、輪葉(11)和包沿在輪葉外緣且與輪葉鋼性結(jié)合的齒輪(13)，風輪(1)之間通過齒輪(13)嚙合，相互嚙合的兩個風輪旋轉(zhuǎn)方向相反，所述傳遞機構(2)通過齒輪嚙合與風輪組連接。
2. 如權利要求1所述的風力發(fā)電機，其特征在于所述的風 輪組為兩個風輪(1)嚙合而成，其中一個風輪(1)通過 輪齒與所述傳遞機構(2)相嚙合。
3. 如權利要求1所述的風力發(fā)電機，其特征在于所述的風 輪組為四個風輪(1)嚙合而成的2x2矩陣，其中一個風 輪(1)通過輪齒與所述傳遞機構(2)相嚙合。
4. 如權利要求3所述的風力發(fā)電機，其特征在于所述的風 輪組為四個，每個由四個風輪(1)咕合而成的2x2矩陣組 成，其中每個2x2矩陣中有一個風輪(1)通過輪齒與所 述傳遞機構(2)相嚙合。
5. 如權利要求1至4所述任意一項的風力發(fā)電機，其特征在 于所述發(fā)電機(3)為自勵式發(fā)電機。
6. 如權利要求5所述的風力發(fā)電機，其特征在于還包括一 個支架(4),所述風輪(1)組、傳遞機構(2)、發(fā)電機(3) 安裝在該支架(4 )。
7. 如權利要求6所述的風力發(fā)電機，其特征在于所述支架 包括支架體(41)和支架座(42),支架體(41)和支架座(42)為活動連接，還包括一個風向舵，與支架體(41) 固定連接。
8. 如權利要求7所述的風力發(fā)電機，其特征在于還包括電 能存儲裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種風力發(fā)電機。其技術方案是一種風力發(fā)電機，包括用于收集風能且將風能轉(zhuǎn)換為動能的能量收集裝置，用于傳遞動能的傳遞機構，用于將動能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機，并依次連接，這里所述能量收集裝置為風輪組，每個風輪包括輪軸、輪葉和包沿在輪葉外緣且與輪葉剛性結(jié)合的齒輪，風輪之間通過齒輪嚙合，所述傳遞機構通過齒輪嚙合與風輪組連接。本實用新型由于減少了能量傳遞環(huán)節(jié)和縮短能量傳遞距離有效地減少能量損失，提高發(fā)電效率；且增加了風力發(fā)電機配置的靈活性，同時安裝該風力發(fā)電機的場地非常小，特別適合于在城市街區(qū)中使用，比如在城市中路燈就可以通過這樣的風力發(fā)電機發(fā)電來提供電力。
文檔編號F03D9/00GK201218169SQ20082009342
公開日2009年4月8日 申請日期2008年4月9日 優(yōu)先權日2008年4月9日
發(fā)明者孫文平, 肖榮生, 黃萬濤 申請人:深圳市蘭普源照明科技股份有限公司