[發明專利]一種渦輪式立軸電磁風能收集器

在審

• 申請號: 201810712411.1
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108612629A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 劉會聰;陳濤;張健康;楊湛;孫立寧
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D3/04;F03D3/06;F03D15/10;H02K7/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

一種渦輪式立軸電磁風能收集器，包括風能收集單元、電磁發電單元，兩者通過二級齒輪增速機構連接并上下依次疊加固定設置。本發明提供的一種渦輪式立軸電磁風能收集器，相比于水平軸風能收集器，整體體積更小，風能利用率更高。同時，本發明設計了一種新型風能收集器風腔結構，在盡量簡化收集器傳動系統的前提下引入了二級齒輪增速機構，使得風能收集器在相同風速下能取得更高的功率輸出。

技術領域

本發明涉及能量收集設備技術領域，具體涉及一種渦輪式立軸電磁風能收集器。

背景技術

隨著微機電系統和無線通信技術的迅速發展，無線傳感器網絡在軍事、智能交通、環境監測等方面得到了廣泛的應用。隨著無線傳感器網絡節點的部署區域逐漸復雜化，有些區域甚至人員都無法到達，傳統的電池供電方式已經逐漸難以滿足使用要求。收集環境中廣泛存在的風能來給無線傳感節點供電是一種取代電池的有效方式。

鑒于目前的渦輪式電磁風能收集器能夠取得高輸出的往往體積大、結構復雜，而體積小的難以取得理想的功率輸出。在盡可能縮小渦輪式電磁風能收集器整體尺寸的前提下，如何大幅提高風能收集器的輸出功率與減小起始工作風速仍然是目前本領域內技術人員亟需解決的技術難題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提出一種渦輪式立軸電磁風能收集器，在盡量簡化收集器傳動系統的同時引入了二級齒輪增速機構，使得風能收集器在相同風速下能取得更高的功率輸出，相比于水平軸風能收集器，整體體積更小，風能利用率更高。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種渦輪式立軸電磁風能收集器，包括風能收集單元、電磁發電單元，兩者通過二級齒輪增速機構連接并上下依次疊加固定設置，

所述風能收集單元包括一內置有渦輪葉片的風腔殼體，所述渦輪葉片的中心貫穿設置有一旋轉軸，且所述旋轉軸的一端與所述風腔殼體的頂蓋固定連接，另一端延伸通過風腔殼體的底部并與二級齒輪增速機構連接，所述風腔殼體的側面開設有進風口，風腔殼體的頂蓋中心位置開設有出風口，進風方向與所述旋轉軸垂直，出風方向與所述旋轉軸平行；

所述電磁發電單元包括有一發電模塊殼體，所述發電模塊殼體內設置有一中心穿設有轉軸的轉子磁鐵，所述轉軸上通過線圈套連接有一定子線圈，所述轉軸的端部延伸通過發電模塊殼體的頂部并與二級齒輪增速機構連接，所述發電模塊殼體的頂部與風腔殼體的底部固定，且所述發電模塊殼體與風腔殼體之間設有一齒輪腔；

所述二級齒輪增速機構設置在所述齒輪腔內，二級齒輪增速機構包括有一大直徑齒輪和一小直徑齒輪，兩者嚙合連接，所述大直徑齒輪與風能收集單元中的旋轉軸固定，所述小直徑齒輪與電磁發電單元中的轉軸固定。

作為優選的，所述風腔殼體的底部邊側四周與所述齒輪腔的邊側四周對應固定連接，構成連接定位結構。

作為優選的，所述風腔殼體的頂蓋邊側垂直嵌入式設置有一尾舵，所述發電模塊殼體的底部內固定嵌入第一軸承，所述發電模塊殼體的底部轉動連接有一底座，所述底座的中心位置凸設有一固定柱，所述固定柱穿設固定至第一軸承的中心處。

作為優選的，所述風腔殼體的頂蓋的出風口中心處設置有圓形的固定部，所述旋轉軸的兩端分別設置有第二軸承，所述旋轉軸上位于與風腔殼體頂蓋連接一端處的第二軸承嵌置于固定部內，所述固定部的邊緣處延伸出多根支撐梁架與出風口的邊緣處固定連接。

作為優選的，所述風腔殼體的內部為圓柱形風腔結構，所述進風口的面積小于等于風腔殼體側面面積的1/2。

作為優選的，所述風腔殼體的頂蓋四周與所述風腔殼體的側面四周對應固定連接。

作為優選的，所述渦輪葉片的截面為弧形曲面。

作為優選的，所述發電模塊殼體底蓋的內壁對應定子線圈設置有限位凹槽，所述定子線圈嵌入限位凹槽內并保持固定狀態。