[實用新型]一種增頻式風力自發電裝置

有效

• 申請號: 202120670363.1
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN215370108U
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 石正宇;王佳軒;楊同青
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F03D9/11
• 分類號: F03D9/11;F03D15/00;H02N2/18;H02J7/32
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 李新新

本實用新型涉及一種增頻式風力自發電裝置，包括依次連接的風扇、增頻齒輪機構、用于發電的壓電振動機構和電路及儲能裝置，所述增頻齒輪機構包括至少一組增頻組件以及至少兩個相互平行設置的旋轉軸，所述增頻組件包括相互嚙合的大齒輪和小齒輪，所述旋轉軸包括主動旋轉軸和從動旋轉軸，所述主動旋轉軸貫穿大齒輪設置并與風扇傳動連接，所述從動旋轉軸貫穿小齒輪設置并與壓電振動機構傳動連接，所述壓電振動機構和電路及儲能裝置電連接。與現有技術相比，本實用新型通過增頻組件提高裝置在風力作用下的工作頻率，并利用壓電效應轉化風能為電能，從而充分利用風能，具有工作效率高、綠色環保、體積小、成本低等特點。

技術領域

本實用新型屬于風能發電設備技術領域，具體涉及一種增頻式風力自發電裝置。

背景技術

利用風能等可再生的自然能源進行發電，為用電設備或場所供能，符合當下可持續發展的趨勢，具有重要的現實意義。

目前傳統的風力發電裝置是利用風力引起轉子轉動，依靠轉子和定子間的相對運動切割磁感線從而產生電能。基于此方法的發電裝置規模較大，對環境要求較高，如會占據龐大的空間，工作場所限定在城市外，周邊環境無人員干擾等，并且需要定期檢查維護，成本較高。但在城市內部或地形復雜的偏遠地區等也有相應的用電需求，由于環境的限制，難以在這些區域安裝上述裝置對風能等進行收集利用。同時，環境風速變化頻繁，在低風速或風速不穩定的狀態下，現有的小型風力發電裝置的輸出功率較低或不穩定，對低頻或寬頻風致振動適應性較差。

實用新型內容

本實用新型的目的就是提供一種增頻式風力自發電裝置，能夠在不同工作環境，通過增頻組件提高裝置在風力作用下的工作頻率，并利用壓電效應轉化風能為電能，從而充分利用風能，具有工作效率高、綠色環保、體積小、成本低等特點。

本實用新型的目的通過以下技術方案實現：

一種增頻式風力自發電裝置，所述自發電裝置包括依次連接的風扇、增頻齒輪機構、用于發電的壓電振動機構和電路及儲能裝置，所述增頻齒輪機構包括至少一組增頻組件以及至少兩個相互平行設置的旋轉軸，所述增頻組件包括相互嚙合的大齒輪和小齒輪，所述旋轉軸包括主動旋轉軸和從動旋轉軸，所述主動旋轉軸貫穿大齒輪設置并與風扇傳動連接，所述從動旋轉軸貫穿小齒輪設置并與壓電振動機構傳動連接，所述壓電振動機構和電路及儲能裝置電連接。

當增頻組件的個數多于一組時，相鄰的增頻組件錯開分布，所述旋轉軸還包括設于主動旋轉軸和從動旋轉軸之間的中間旋轉軸，所述中間旋轉軸依次貫穿增頻組件的小齒輪和相鄰的增頻組件的大齒輪，相鄰的增頻組件通過中間旋轉軸進行傳動連接。增頻齒輪機構內齒輪可調換，嚙合關系也可變更，從而改變傳動比，即增頻幅度，總之，增頻齒輪機構的增頻倍數可根據實際情況進行設置，增頻齒輪機構的增頻倍數為每一個增頻組件的增頻倍數之乘積，每一個增頻組件的增頻倍數為大齒輪和小齒輪的齒數之商。

當增頻組件的個數設置成兩組時，所述大齒輪包括一號大齒輪和二號大齒輪，所述小齒輪包括一號小齒輪和二號小齒輪，所述一號大齒輪和一號小齒輪相嚙合，所述二號大齒輪和二號小齒輪相嚙合，所述主動旋轉軸貫穿一號大齒輪，所述中間旋轉軸依次貫穿一號小齒輪和二號大齒輪，所述從動旋轉軸貫穿二號小齒輪。

所述一號大齒輪的齒數為50，所述一號小齒輪的齒數為10，所述二號大齒輪的齒數為40，所述二號小齒輪的齒數為10。當將增頻齒輪機構的增頻倍數設置在20倍左右時，可維持在最佳工作狀態范圍內，進而大幅度提高風能發電輸出功率，約為傳統風致壓電自發電設備的2～4倍。