专利名称：一种弹簧蓄能风力发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及新兴能源发电技术，主要涉及风力发电技术，特别涉及弹簧蓄能无蓄电池小型风力发电设备。
背景技术：
本发明前，小型风力发电机一般包括风叶、发电机、尾舵、调节器和蓄电池诸部分， 是先将风力所发的交流电经整流后为蓄电池充电将其蓄存，然后再经直——交逆变供用电器。所以均离不开蓄电池，而大量蓄电池在制作、充放电使用过程、及蓄电池报废均将产生有害铅酸污染，严重威胁着人们的身心健康。风力发电是一种可再生的清洁能源，可因为使用蓄电池又变成不清洁，这是风力发电技术需解决的技术问题。
发明内容
本发明的发明目的，就是基于现有技术极待解决的技术问题提出解决问题的新措施，提供一种弹簧蓄能风力发电机，它不用蓄电池存储电能，而是先将风能通过弹簧蓄能， 再将弹簧蓄能持续不断的供发电机发电和供电。上述发明目的可通过如下技术措施予以实现一种弹簧蓄能风力发电机，包括风叶、风机壳、尾舵、发电机和整流调节器，特征在于，风叶轴轴端锥齿轮2与主传动轴3轴端锥齿轮12相啮合。装于主传动轴下部之主动齿轮6与弹簧蓄能传动装置机械连接，所述弹簧蓄能传动装置至少有一组，其包括依次连接的弹簧蓄能机构9、稳速释放机构10、增速机构11。弹簧蓄能机构9之卷簧齿轮8与主传动轴下部之主动齿轮6相啮合。增速机构 11之末级从动齿轮37与动力输出齿轮13相啮合。动力输出齿轮13之动力输出轴连接发电机15之转子轴。本发明进一步优选方案是所述弹簧蓄能传动装置设有二组。所述主动齿轮6为滑动齿轮，装于主传动轴下部之花键轴43上，由切换装置17控制拨叉7实现主动齿轮6分别与二组弹簧蓄能传动装置之弹簧蓄能机构卷簧齿轮相啮合；所述动力输出齿轮13为滑动齿轮，装于花键轴44上，由切换装置17控制拨叉14实现动力输出齿轮13分别与二组弹簧蓄能传动装置之增速机构末级从动齿轮相啮合。所述弹簧蓄能传动装置之弹簧蓄能机构9，由卷簧齿轮8、卷簧齿轮8之卷簧立轴
22、其底部穿过卷簧立轴的弹簧盒20、设于弹簧盒内之蓄能弹簧21其一端与卷簧立轴22顶部相固接、其另一端固定于弹簧盒20之内壁上、以及与弹簧盒20底部相固定的弹簧盒齿轮 19构成；所述弹簧蓄能传动装置之稳速释放机构10，由与弹簧盒齿轮19相啮合的第一齿轴
23、与第一齿轴23相固接的第一传动齿轮M与中间齿轮25相啮合、中间齿轮25与第二齿轴26相啮合、与第二齿轴沈相固接的第二传动齿轮27与第三齿轴观相啮合、与第三齿轴 28相固接的稳速齿轮四受控于稳速摆叉30、稳速摆叉30装于弹簧阻尼摆轮31之中心轴上构成；所述弹簧蓄能传动装置之增速机构11由多级增速齿轮组构成，其前级从动齿轮33 与第二传动齿轮27相啮合，其末级从动齿轮37与动力输出齿轮13相啮合。
本发明所产生的有益效果是，本发明先将风能转变为机械能——弹簧蓄能，再将弹簧蓄能释放作功发电转变为电能。特别是当采用二组弹簧蓄能传动装置时，当一组装置在进行风力弹簧蓄能时，另一组装置则进行弹簧释放作功发电，另一组装置弹簧蓄能释放完则切换到第一组装置进行弹簧释放作功发电，该另一组装置则切换为风力弹簧蓄能。如此二组交替轮换工作，实现不间断风力弹簧蓄能发电。本发明彻底甩掉摆脱了风力发电机所用蓄电池，避免了蓄电池对环境的污染，真正实现了不间断清洁能源风力发电和供电。
附图1本发明采用二组弹簧蓄能传动装置构造示意图附图2本发明采用单组弹簧蓄能传动装置构造原理图附图3本发明弹簧蓄能机构与稳速释放机构立体图附图4本发明弹簧阻尼稳速摆叉机构主视图附图5本发明弹簧蓄能机构之弹簧盒俯视图附图6本发明切换装置构造原理图
具体实施例方式附图2为本发明采用单组弹簧蓄能传动装置构造原理图，给出了本发明的一种具体实施方式
。该弹簧蓄能风力发电机，包括风叶1、风机壳42、尾舵4、发电机15和整流调节器16。该风力发电机的发动机15不设于风机壳42内，风机壳内只设置传动机构，即风叶轴轴端锥齿轮2与主传动轴3轴端换向锥齿轮12相啮合。主传动轴中间可设连轴器5 (如果主传动轴高)。装于主传动轴下部之主动齿轮6与一组弹簧蓄能传动装置机械连接，所述弹簧蓄能传动装置包括依次连接的弹簧蓄能机构9、稳速释放机构10、增速机构11。所述主动齿轮6与一组弹簧蓄能传动装置机械连接，是指主动齿轮6与弹簧蓄能机构9之卷簧齿轮8相啮合。增速机构11之末级从动齿轮37与动力输出齿轮13相啮合。动力输出齿轮 13之动力输出轴连接发电机15之转子轴。所述弹簧蓄能传动装置之弹簧蓄能机构9包括卷簧齿轮8、卷簧齿轮8之卷簧立轴22、其底部穿过卷簧立轴的弹簧盒20、设于弹簧盒20内之蓄能弹簧21其一端与卷簧立轴22顶部相固接、其另一端固定于弹簧盒20之内壁上、以及与弹簧盒20底部相固定的弹簧盒齿轮19。见附图2和俯图3所示，弹簧盒20和固定其下的弹簧盒齿轮19底部有中心通孔，可容纳卷簧立轴22无摩擦的穿过。卷簧齿轮8与主动齿轮6相啮合，卷簧齿轮8具有防退棘爪18。因弹簧盒齿轮19与其后齿轮相啮合，并受弹簧阻尼摆轮31和稳速摆叉30 的控制，所以，当卷簧齿轮8连同卷簧立轴22转动时蓄能弹簧21将被卷紧，而卷簧时并不影响弹簧盒齿轮19与其后齿轮的啮合传动。所述弹簧蓄能传动装置之稳速释放机构10包括与弹簧盒齿轮19相啮合的第一齿轴23、与第一齿轴23相固接的第一传动齿轮M与中间齿轮25相啮合、中间齿轮25与第二齿轴沈相啮合、与第二齿轴沈相固接的第二传动齿轮27与第三齿轴观相啮合、与第三齿轴观相固接的稳速齿轮四受控于稳速摆叉30，稳速摆叉30装于弹簧阻尼摆轮31之中心轴上，如附图3所示。蓄能弹簧21将能量通过传动齿轮和稳速摆叉30传递给弹簧阻尼摆轮31之阻尼弹簧32，阻尼弹簧32将能量反过来通过稳速摆叉30控制稳速齿轮四恒速转动，从而使第二传动齿轮27恒速转动。所述弹簧蓄能传动装置之增速机构11由多级增速齿轮组构成，其前级从动齿轮 33与稳速释放机构之第二传动齿轮27相啮合，其末级从动齿轮37与动力输出齿轮13相啮合。本发明设三级增速齿轮组，包括前级从动齿轮33与稳速释放机构之第二传动齿轮27 相啮合、与前级从动齿轮33共轴的第一主动齿轮34与中间级从动齿轮35相啮合、与中间级从动齿轮35共轴的第二主动齿轮36与末级从动齿轮37相啮合。通过合理设计多级增速、增速传动机构之传动比、蓄能弹簧21和阻尼弹簧32的弹性参数、及稳速齿轮四的齿数等可以满足永磁交流发电机15之转子所需转速及扭矩的要求。附图1为本发明采用二组弹簧蓄能传动装置之构造示意图，给出了本发明的一种优选实施方式。该实施方式中主动齿轮6为滑动齿轮，装于主传动轴下部之花键轴43上， 由切换装置17控制拨叉7实现将主动齿轮6分别与二组弹簧蓄能传动装置之弹簧蓄能机构卷簧齿轮相啮合；动力输出齿轮13为滑动齿轮，装于花键轴44上，由切换装置17控制拨叉14实现将动力输出齿轮13分别与二组弹簧蓄能传动装置之增速机构末级从动齿轮相啮合。二组弹簧蓄能传动装置中，其中一组包括依次连接的弹簧蓄能机构9、稳速释放机构 10、增速机构11。弹簧蓄能机构9之卷簧齿轮8可与主动齿轮6相啮合，增速机构11之末级从动齿轮37可与动力输出齿轮13相啮合；另一组包括依次连接的弹簧蓄能机构9'、 稳速释放机构10'、增速机构11'，弹簧蓄能机构9'之卷簧齿轮8'可与主动齿轮6相啮合，增速机构11'之末级从动齿轮37'可与动力输出齿轮13相啮合。所述切换装置17包括分别设于弹簧盒20和弹簧盒20'之内壁上的压电传感器 38和压电传感器38'(弹簧盒20'、压电传感器38'为另一弹簧蓄能传动装置之部件，未示)，经或门47电连接双稳态触发器39之触发信号输入端、双稳态触发器之输出端Q和输出端0分别电连接第一继电器40和第二继电器41之输入端、第一继电器40和第二继电器41之输出端分别电连接电磁铁45和电磁铁46、电磁铁45和电磁铁46吸合或释放相对应的离合拨叉7和离合拨叉14。工作过程，当某一蓄能弹簧接近完全释放时，将压迫压电传感器产生点信号，压电信号经或门使双稳态触发器翻转，双稳态触发器Q端由低电位变高电位，■^端由高电位变低电位，使第一继电器40吸合，第二继电器41释放，电磁铁45吸动离合拨叉7，使主动齿轮6与卷簧齿轮8相啮合，蓄能弹簧21开始卷簧蓄能，同时电磁铁 46释放，离合拨叉14在拉簧作用下使动力输出齿轮13与末级从动齿轮37 ‘相啮合，蓄能弹簧21'开始释放发电。如此轮换。
权利要求
1.一种弹簧蓄能风力发电机，包括风叶(1)、风机壳(42)、尾舵(4)、发电机(15)和整流调节器(16)，其特征是，风叶轴轴端锥齿轮( 与主传动轴( 轴端锥齿轮(1 相啮合； 装于主传动轴下部之主动齿轮(6)与弹簧蓄能传动装置机械连接，所述弹簧蓄能传动装置至少有一组，其包括依次连接的弹簧蓄能机构(9)、稳速释放机构(10)、增速机构(11)；弹簧蓄能机构(9)之卷簧齿轮(8)与主传动轴下部之主动齿轮(6)相啮合；增速机构(11)之末级从动齿轮(37)与动力输出齿轮(1 相啮合；动力输出齿轮(1 之动力输出轴连接发电机(15)之转子轴。
2.根据权利要求1所述一种弹簧蓄能风力发电机，其特征是，所述弹簧蓄能传动装置设置有二组；所述主动齿轮(6)为滑动齿轮，装于主传动轴下部之花键轴上，由切换装置(17)控制拨叉(7)实现主动齿轮(6)分别与二组弹簧蓄能传动装置之弹簧蓄能机构卷簧齿轮相啮合；所述动力输出齿轮(1 为滑动齿轮，装于花键轴G4)上，由切换装置(17) 控制拨叉(14)实现动力输出齿轮(1 分别与二组弹簧蓄能传动装置之增速机构末级从动齿轮相啮合。
3.根据权利要求1或2所述一种弹簧蓄能风力发电机，其特征是，所述弹簧蓄能传动装置之弹簧蓄能机构(9)，由卷簧齿轮(8)、卷簧齿轮(8)之卷簧立轴0 、其底部穿过卷簧立轴的弹簧盒(20)、设于弹簧盒内之蓄能弹簧其一端与卷簧立轴0 顶部相固接、 其另一端固定于弹簧盒OO)之内壁上、以及与弹簧盒OO)底部相固定的弹簧盒齿轮(19) 构成；所述弹簧蓄能传动装置之稳速释放机构(10)，由与弹簧盒齿轮(19)相啮合的第一齿轴(23)、与第一齿轴相固接的第一传动齿轮04)与中间齿轮0 相啮合、中间齿轮0 与第二齿轴06)相啮合、与第二齿轴06)相固接的第二传动齿轮(XT)与第三齿轴08)相啮合、与第三齿轴08)相固接的稳速齿轮09)受控于稳速摆叉(30)、稳速摆叉 (30)装于弹簧阻尼摆轮(31)之中心轴上构成；所述弹簧蓄能传动装置之增速机构(11)由多级增速齿轮组构成，其前级从动齿轮(3 与第二传动齿轮(XT)相啮合，其末级从动齿轮 (37)与动力输出齿轮(13)相啮合。
4.根据权利要求3所述一种弹簧蓄能风力发电机，其特征是，所述弹簧蓄能传动装置之增速机构(11)为三级增速，包括前级从动齿轮(3 与稳速释放机构第二传动齿轮(XT) 相啮合、与前级从动齿轮(3 共轴的第一主动齿轮(34)与中间级从动齿轮(3 相啮合、 与中间级从动齿轮(3 共轴的第二主动齿轮(36)与末级从动齿轮(37)相啮合。
5.根据权利要求2所述一种弹簧蓄能风力发电机，其特征是，所述切换装置(17)包括分别设于弹簧盒OO)和弹簧盒QO')之内壁上的压电传感器(38)和压电传感器(38')、 压电传感器(38)和压电传感器(38')之输出电连接或门G7)之输入端，或门输出端电连接双稳态触发器(39)之触发信号输入端、双稳态触发器之输出端Q和输出端分别电连接第一继电器GO)和第二继电器Gl)之输入端、第一继电器GO)和第二继电器Gl)之输出端分别电连接电磁铁0 和电磁铁(46)、电磁铁0 和电磁铁06)吸合或释放相对应的离合拨叉(7)和离合拨叉(14)。
全文摘要
一种弹簧蓄能风力发电机涉及风力发电技术设备。其包括风叶、风机壳、尾舵、发电机和整流调节器。风叶轴轴端锥齿轮与主传动轴轴端锥齿轮相啮合，主传动轴之主动齿轮与弹簧蓄能传动装置之弹簧蓄能卷簧齿轮相啮合，弹簧蓄能机构依次连接稳速释放机构和增速机构，增速机构末级从动齿轮与动力输出齿轮相啮合，动力输出齿轮之动力输出轴连接发电机之转子轴。本发明先将风能转变为机械能——弹簧蓄能，再将弹簧蓄能释放作功发电转变为电能。特别是当采用二组弹簧蓄能传动装置时，通过切换装置实现二组交替轮换工作，使之可不间断风力弹簧蓄能发电。本发明彻底甩掉摆脱了现有风力发电机必备组件蓄电池对环境的污染，真正实现了不间断清洁能源风力发电和供电。
文档编号F03D9/02GK102251934SQ201110161460
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者白黎明 申请人:白黎明