[發(fā)明專利]杠桿輪軸發(fā)電機(jī)的葉輪裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011333045.2
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112628082A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭紹華
• 申請（專利權(quán)）人: 彭紹華
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D1/06;F03D15/00;F03D13/20;F03D9/45;F03D7/02
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及杠桿輪軸發(fā)電機(jī)的葉輪裝置，尤其是在現(xiàn)有風(fēng)電機(jī)遇到弱風(fēng)時(shí)就會出現(xiàn)發(fā)電不穩(wěn)定的瓶頸，關(guān)鍵痛點(diǎn)是給經(jīng)常停電的企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。為此針對實(shí)際要求把現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪進(jìn)行改裝。在原有葉輪上設(shè)置一個(gè)輪圈，在輪圈上增裝小葉片和扇齒圈，在樓面外墻的立柱中段設(shè)置電機(jī)托與小電機(jī)、蓄電瓶、傳感器。在弱風(fēng)環(huán)境時(shí)，傳感器經(jīng)過系統(tǒng)指令啟動小電機(jī)，帶動大發(fā)電機(jī)發(fā)電，因?yàn)楦軛U勢能可發(fā)出倍增的功力，所以取得了小馬拉大車的結(jié)果。還有該技術(shù)不僅突破了風(fēng)力發(fā)電機(jī)可在停風(fēng)后能發(fā)電，還為城鄉(xiāng)風(fēng)電機(jī)發(fā)電效益低的瓶頸問題提供最節(jié)能更環(huán)保的最新能源。

[領(lǐng)域] 本發(fā)明涉及杠桿輪軸發(fā)電機(jī)的葉輪裝置(以下簡稱輪軸裝置)，尤其是在現(xiàn)有風(fēng)電機(jī)遇到弱風(fēng)或無風(fēng)時(shí)呈現(xiàn)不穩(wěn)定而停電的痛點(diǎn)，給用戶帶來不小的困難?，F(xiàn)有風(fēng)電機(jī)存在的問題不小，應(yīng)對葉輪改裝。為此在葉輪上設(shè)計(jì)輪圈、扇齒圈、小齒輪、小葉片、小電機(jī)組合，不但解決了難點(diǎn)與痛點(diǎn)，而且穩(wěn)定增效安全。該裝置與現(xiàn)有裝在風(fēng)力環(huán)境欠佳但功率相同的風(fēng)電設(shè)備對比要好很多，不但提升了較大的經(jīng)濟(jì)效益，而且是發(fā)電十分穩(wěn)定的最新能源。

[背景] 公知的市場風(fēng)電機(jī)有很多種類，如變速復(fù)雜的系統(tǒng)有小電機(jī)帶動大發(fā)電機(jī)的欠熟技術(shù)案例。但效率都較低，因它們裝在立柱上的穩(wěn)定性較差，也不安全。還有磨擦損耗動力勢能較多，發(fā)電量低，不能滿足市場要求。還有各種葉輪的發(fā)電機(jī)，如三葉輪、鍋蓋輪、五葉輪、螺旋輪、翻轉(zhuǎn)輪等，這些葉輪在弱風(fēng)環(huán)境中其轉(zhuǎn)速很不穩(wěn)定，經(jīng)常停止轉(zhuǎn)動而停電。其設(shè)備的全年利用率低至50％，如加上光伏發(fā)電也僅有約80％，如在最佳風(fēng)速和太陽光好的地區(qū)也才95％左右。但是，這些風(fēng)速和太陽能優(yōu)質(zhì)的地區(qū)，大多數(shù)均在人煙稀少的海灘、湖泊、丘陵地域，從遙遠(yuǎn)地區(qū)架線立桿把電送到人口密度大的城鄉(xiāng)，其材料電桿電纜與維修成本較高，費(fèi)用也很大。

[目的] 發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，就是把現(xiàn)有發(fā)電機(jī)的葉輪進(jìn)行改裝，使它達(dá)到節(jié)能降耗，增加電源的穩(wěn)定可靠性，滿足城鄉(xiāng)用戶的低成本的用電需求和進(jìn)一步減少環(huán)境污染。為此須要在發(fā)電機(jī)的葉輪上設(shè)計(jì)一個(gè)輪圈，在輪圈上設(shè)置安裝小葉片、扇齒圈同小電機(jī)上的小齒輪嚙合，用小電機(jī)帶動有杠桿勢能的大發(fā)電機(jī)一起轉(zhuǎn)動，利用杠桿勢能實(shí)現(xiàn)小馬拉大車，節(jié)能降耗效益倍增。

[方案] 這種杠桿輪軸發(fā)電機(jī)的葉輪裝置，只需在現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)上增加簡單杠桿結(jié)構(gòu)就可實(shí)現(xiàn)，例如：在現(xiàn)有風(fēng)電機(jī)的葉輪上設(shè)計(jì)輪圈。輪圈上設(shè)有小葉片和扇齒圈，扇齒圈與立柱上的小齒輪和電機(jī)配合傳動。發(fā)電機(jī)機(jī)頭安裝在短立柱頂端，短立柱下段柱底殼與樓頂外墻預(yù)埋螺栓組合固緊。扇齒圈同輪圈用螺栓固牢，當(dāng)有正常風(fēng)力時(shí)可充分利用風(fēng)能，風(fēng)速不達(dá)標(biāo)時(shí)，傳感器會發(fā)出指令給小電機(jī)，小電機(jī)啟動帶動輪圈與葉輪杠桿和扇齒圈主軸同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。裝在外墻水泥梁上的短立柱底部的螺孔板應(yīng)貼緊墻面后擰緊螺母。這樣不但安全，而且不影響樓面消防通道。也不占消防空間。裝在樓頂外墻還便于維修。在樓頂外墻安裝一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的成本比在地面安裝的費(fèi)用低，因短立柱比在地面的要短，材料費(fèi)也少。還有小電機(jī)同發(fā)電機(jī)動力匹配8∶2，如用戶需要滿足家中各類電器用電，冰箱、空調(diào)、彩電、洗碗機(jī)、電磁爐等照明電時(shí)，需匹配設(shè)置3.5千瓦發(fā)電機(jī)，小電機(jī)用0.5千瓦就可以了，包括3千瓦發(fā)電量對外供電。為防止裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生噪音、損壞，扇齒圈選用強(qiáng)度好耐磨損、抗腐蝕的碳纖維材料?；蛘吣峋]材料。小齒輪材料應(yīng)選工具鋼制作。通過實(shí)施例的多次改制，最后確定運(yùn)用了部分能量守恒定律的科學(xué)理論，當(dāng)然主要是利用了杠桿定律，成倍放大力矩的辦法來完成穩(wěn)定發(fā)電的。這個(gè)方案能實(shí)現(xiàn)把大量風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在城鎮(zhèn)的工業(yè)區(qū)和居民區(qū)。這一技術(shù)突破風(fēng)力發(fā)電機(jī)只可安裝在海灘、湖泊、丘陵山區(qū)的瓶頸和痛點(diǎn)。

[效果] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對發(fā)明作進(jìn)一步示圖說明：圖1是本發(fā)明主視圖；圖2是側(cè)視；圖3是俯視。

[圖面說明] 發(fā)電機(jī)(2)、轉(zhuǎn)體(4)、機(jī)頭(3)、主軸(1)、葉輪(5)、輪圈(6)、小葉片(9)、小齒輪(7)、扇齒圈(8)、傳感器(10)、啟閉器(12)充電器(11)、逆變器(15)、蓄電瓶(13)、螺孔板(14)、短立柱(16)、螺栓(21)、主軸鍵(20)、小齒輪鍵(19)、底板(22)、防塵罩(23)、小電機(jī)(17)、電機(jī)托(18)、螺栓(24)、螺釘(25)、材料(26)、柱底殼(27)、電線(28)、地線(29)

[實(shí)現(xiàn)方式] 實(shí)施例杠桿輪軸發(fā)電機(jī)葉輪裝置(以下簡稱輪軸裝置)，輪軸裝置由現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)(2)的葉輪(5)改裝而成。發(fā)電機(jī)(2)的主軸(1)、葉輪(5)、輪圈(6)、扇齒圈(8)、小葉片(9)、機(jī)頭(3)、發(fā)電機(jī)(2)裝在短立柱(16)上端，電機(jī)托(18)和蓄電瓶(13)裝在短立柱(16)外。小齒輪(7)與扇齒圈(8)嚙合后，啟動小電機(jī)(17)帶動有杠桿功能的輪圈(6)、扇齒圈(8)、葉輪(5)、主軸(1)就可放大杠桿的扭矩勢能，使發(fā)電機(jī)(2)在風(fēng)速不大或無風(fēng)的環(huán)境中正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)風(fēng)速小于2級風(fēng)時(shí)，小電機(jī)(17)旁的傳感器(10)就會發(fā)出指令給啟閉器(12)和蓄電瓶(13)，這時(shí)小電機(jī)(17)的小齒輪(7)同輪圈(6)上的扇齒圈(8)嚙合，電機(jī)托(18)、柱底殼(27)用螺栓(24)鎖緊。在短立柱(16)外設(shè)置的充電器(11)、小電機(jī)(17)、小齒輪(7)，它們同輪圈(6)上的扇齒圈(8)匹配一起。輪圈(6)的直徑越大，葉輪(5)與主軸(1)的杠桿力也會更加增大。輪圈(6)、葉輪(5)用螺栓(21)緊固，小葉片(9)焊接在輪圈(6)上，安全噪音小，防損壞發(fā)電機(jī)安裝在樓房外墻水泥梁既安全又節(jié)省安裝成本。因?yàn)椴捎枚塘⒅?16)在樓頂外墻加螺孔板(14)不但實(shí)現(xiàn)增能降耗，而且更安全，同時(shí)也不占用樓頂面的消防空間和通道。為了防止小電機(jī)(17)裝的小齒輪(7)散落灰塵，防主軸鍵(20)松動脫落，故設(shè)了防塵罩(23)，防塵罩(23)用防銹防腐材料(26)制作。防塵罩(23)用螺釘(25)緊固在電機(jī)托(18)上，短立柱(16)插進(jìn)柱底殼(27)，因有轉(zhuǎn)體(4)機(jī)構(gòu)，可跟隨風(fēng)向轉(zhuǎn)動。底板(22)可支撐短立柱(16)和機(jī)頭(3)、輪圈(6)、小電機(jī)(17)重量。發(fā)電機(jī)(2)輸出的電源90％經(jīng)過充電器(11)、電線(28)、逆變器(15)進(jìn)到蓄電瓶(13)，然后對外輸出，僅10％左右用于小電機(jī)(17)和其它傳動磨擦能耗。地線(26)防意外觸電用。