專利名稱：行星旋翼式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，特別是一種行星旋翼式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，主
要用于將自然界的風(fēng)力轉(zhuǎn)換為電力。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是一種無污染、可再生的清潔能源，較之現(xiàn)有的火力發(fā)電具有節(jié)省能源、避免 污染等優(yōu)點(diǎn)，較之水利發(fā)電具有不會影響生態(tài)平衡的優(yōu)點(diǎn)。因此世界各國都在加快發(fā)展風(fēng) 力發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也向多種機(jī)型發(fā)展，其中有的技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高，有的風(fēng)能 利用率低，目前主流的風(fēng)力發(fā)電機(jī)均為水平軸風(fēng)力機(jī)，這種結(jié)構(gòu)的風(fēng)力機(jī)由于葉片的轉(zhuǎn)動 方向與風(fēng)向通常不會在同一方向上，因此在實(shí)際使用中對風(fēng)能的利用率較低。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對上述存在的問題提供一種結(jié)構(gòu)布置合理、 效率高、啟動風(fēng)速和制造成本低的行星旋翼式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，整機(jī)結(jié)構(gòu)剛性好、運(yùn)轉(zhuǎn)可 靠、維修方便。 本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是行星旋翼式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，具有塔架、安裝 在發(fā)電機(jī)艙內(nèi)的發(fā)電機(jī)，其特征在于所述發(fā)電機(jī)艙上方設(shè)置增速箱體，該增速箱體上通過 軸承安裝豎直布置的主軸，主軸上方固定安裝風(fēng)輪殼，風(fēng)輪殼上通過風(fēng)輪臂均勻布置一組 位于同一水平面上的齒輪箱，每個齒輪箱上、下均通過軸承各豎直安裝一片葉片，所述主軸 上同軸安裝增速齒輪II，該增速齒輪II與連接至發(fā)電機(jī)的增速齒輪I相嚙合，所述主軸內(nèi) 部通過軸承同軸安裝芯軸，芯軸一端連接至對風(fēng)及調(diào)速控制器，另一端通過行星齒輪系連 接至穿過葉片中心的旋翼傳動軸。 所述行星齒輪系包括固定安裝在芯軸一端且伸入風(fēng)輪殼內(nèi)部的圓錐太陽輪，該圓 錐太陽輪上均勻布置一組與之嚙合的圓錐行星輪，圓錐行星輪設(shè)在通過軸承安裝在風(fēng)輪臂 內(nèi)的傳動軸上，該傳動軸另一端安裝錐齒輪I，且該錐齒輪I與固定在旋翼傳動軸上的錐齒 輪II嚙合，所述錐齒輪I和錐齒輪II均位于齒輪箱內(nèi)部。
所述行星齒輪系的速比為l : 2。 所述葉片有六片，與之對應(yīng)的風(fēng)輪臂、錐齒輪1、錐齒輪II和圓錐行星輪的個數(shù)也 為三個。 本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型采用行星旋翼式垂直軸代替現(xiàn)有技術(shù)中的 水平軸，葉片可以豎直布置，增大葉片與風(fēng)的接觸面，從而增大葉片的受力，同時由于利用 了行星傳動原理，且行星齒輪系的速比為1 : 2，葉片公轉(zhuǎn)360度，自轉(zhuǎn)180度，使得葉片在 阻力區(qū)內(nèi)的迎風(fēng)角很小，大大減小了阻力，從而提高了風(fēng)機(jī)的效率；由于采用垂直軸，對風(fēng) 及調(diào)速控制器和發(fā)電機(jī)等都可以由轉(zhuǎn)動軸連接，安裝于地面上，減小了對塔架的負(fù)荷，使得 安裝和維修更加方便；此外，因葉片受力面大，所需要的啟動風(fēng)速低，有效風(fēng)速范圍也就更 寬；整機(jī)結(jié)構(gòu)布置合理、剛性好、抗風(fēng)能力強(qiáng)；風(fēng)輪轉(zhuǎn)動、對風(fēng)及調(diào)速機(jī)構(gòu)等均在同一軸線
3上，使得主機(jī)結(jié)構(gòu)簡化、機(jī)械傳動效率高。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是本實(shí)用新型中葉片在各方位的受力圖。
具體實(shí)施方式如圖1所示，本實(shí)施例具有塔架1、安裝在發(fā)電機(jī)艙4內(nèi)的發(fā)電機(jī)3，所述發(fā)電機(jī)艙 4上方設(shè)置增速箱體5，該增速箱體5上通過軸承安裝與塔架1同軸布置的主軸16，主軸16 上方固定安裝風(fēng)輪殼10，風(fēng)輪殼10上通過風(fēng)輪臂7均勻布置一組位于同一水平面上的齒輪 箱8，每個齒輪箱8上、下均通過軸承各豎直安裝一片葉片17，所述主軸16上同軸安裝增速 齒輪II 19，該增速齒輪II與連接至發(fā)電機(jī)3的增速齒輪I 6相嚙合，所述主軸16內(nèi)部通 過軸承同軸安裝芯軸15，芯軸15 —端連接至對風(fēng)及調(diào)速控制器2，另一端通過行星齒輪系 連接至穿過葉片17中心的旋翼傳動軸18。 所述行星齒輪系包括固定安裝在芯軸15 —端且伸入風(fēng)輪殼10內(nèi)部的圓錐太陽輪 14，該圓錐太陽輪上均勻布置一組與之嚙合的圓錐行星輪9，圓錐行星輪9設(shè)在通過軸承安 裝在風(fēng)輪臂7內(nèi)的傳動軸13上，該傳動軸13另一端安裝錐齒輪I 12，且該錐齒輪I與固定 在旋翼傳動軸18上的錐齒輪I1 ll嚙合，所述錐齒輪I 12和錐齒輪I1 ll均位于齒輪箱 8內(nèi)部。且整個行星齒輪系的速比為1 : 2，當(dāng)葉片17公轉(zhuǎn)360度時，自轉(zhuǎn)180度。如圖2 所示的葉片在各方位的受力分析圖(圖中V表示風(fēng)速、F1表示切向力、U表示葉片線速度、 F2表示徑向力、Vw表示相對風(fēng)速、F表示空氣總動力、a表示迎角)，除葉片經(jīng)過圖中0點(diǎn) 之外，其他各方位都可以產(chǎn)生切向分力而做功，大大提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作效率。 本例中，葉片17有六片，與之對應(yīng)的風(fēng)輪臂7、錐齒輪I 12、錐齒輪I1 ll和圓錐 行星輪9的個數(shù)為三個。根據(jù)實(shí)際情況的需要，葉片17的個數(shù)可以為大于六的偶數(shù)，同時， 與之對應(yīng)的風(fēng)輪臂7、錐齒輪I 12、錐齒輪I1 11和圓錐行星輪9的個數(shù)則減半。 整機(jī)安裝時要調(diào)整好各組葉片的相對方位，在圓錐太陽輪14不動時，轉(zhuǎn)動風(fēng)輪， 使各組葉片通過某一固定方位時的方向一致。行星旋翼式垂直軸風(fēng)力機(jī)在使用時，需要先 對風(fēng)，由對風(fēng)及調(diào)速控制器2自動控制，調(diào)整葉片17的迎風(fēng)面為葉片17中心線通過主軸16 中心時的垂直方向，其對風(fēng)裝置是通過調(diào)整圓錐太陽輪14的方位來實(shí)現(xiàn)的，小型機(jī)用尾舵 與圓錐太陽輪14連接實(shí)現(xiàn)對風(fēng)，大中型機(jī)通過對風(fēng)及調(diào)速齒輪組連接微機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)。本 例中，通過對風(fēng)及調(diào)速控制器2控制芯軸15轉(zhuǎn)動，以達(dá)到對風(fēng)的目的。
權(quán)利要求一種行星旋翼式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，具有塔架(1)、安裝在發(fā)電機(jī)艙(4)內(nèi)的發(fā)電機(jī)(3)，其特征在于所述發(fā)電機(jī)艙(4)上方設(shè)置增速箱體(5)，該增速箱體(5)上通過軸承安裝豎直布置的主軸(16)，主軸(16)上方固定安裝風(fēng)輪殼(10)，風(fēng)輪殼(10)上通過風(fēng)輪臂(7)均勻布置一組位于同一水平面上的齒輪箱(8)，每個齒輪箱(8)上、下均通過軸承各豎直安裝一片葉片(17)，所述主軸(16)上同軸安裝增速齒輪II(19)，該增速齒輪II與連接至發(fā)電機(jī)(3)的增速齒輪I(6)相嚙合，所述主軸(16)內(nèi)部通過軸承同軸安裝芯軸(15)，芯軸(15)一端連接至對風(fēng)及調(diào)速控制器(2)，另一端通過行星齒輪系連接至穿過葉片(17)中心的旋翼傳動軸(18)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星旋翼式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述行星齒輪 系包括固定安裝在芯軸(15) —端且伸入風(fēng)輪殼(10)內(nèi)部的圓錐太陽輪(14)，該圓錐太陽 輪上均勻布置一組與之嚙合的圓錐行星輪(9)，圓錐行星輪(9)設(shè)在通過軸承安裝在風(fēng)輪 臂(7)內(nèi)的傳動軸(13)上，該傳動軸(13)另一端安裝錐齒輪I(12)，且該錐齒輪I與固定 在旋翼傳動軸(18)上的錐齒輪II(ll)嚙合，所述錐齒輪I(12)和錐齒輪II(ll)均位于齒 輪箱(8)內(nèi)部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的行星旋翼式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述行星 齒輪系的速比為1:2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的行星旋翼式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述葉片 有六片，與之對應(yīng)的風(fēng)輪臂、錐齒輪1、錐齒輪II和圓錐行星輪的個數(shù)也為三個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的行星旋翼式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述葉片有六 片，與之對應(yīng)的風(fēng)輪臂、錐齒輪1、錐齒輪II和圓錐行星輪的個數(shù)也為三個。
專利摘要本實(shí)用新型涉及行星旋翼式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)布置合理、效率高、啟動風(fēng)速和制造成本低的行星旋翼式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。技術(shù)方案是所述發(fā)電機(jī)艙上方設(shè)置增速箱體，該增速箱體上通過軸承安裝豎直布置的主軸，主軸上方固定安裝風(fēng)輪殼，風(fēng)輪殼上通過風(fēng)輪臂均勻布置一組位于同一水平面上的齒輪箱，每個齒輪箱上、下均通過軸承各豎直安裝一片葉片，所述主軸上同軸安裝增速齒輪II，該增速齒輪II與連接至發(fā)電機(jī)的增速齒輪I相嚙合，所述主軸內(nèi)部通過軸承同軸安裝芯軸，芯軸一端連接至對風(fēng)及調(diào)速控制器，另一端通過行星齒輪系連接至穿過葉片中心的旋翼傳動軸。本實(shí)用新型主要用于將自然界的風(fēng)力轉(zhuǎn)換為電力。
文檔編號F16H3/06GK201461255SQ20092012486
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月18日
發(fā)明者陳國強(qiáng) 申請人:陳國強(qiáng)