本实用新型涉及一种双轮式风力发电装置，属风力发电技术领域。
背景技术：
根据现有投入使用的一切风力发电机的实际使用情况及了解，其螺旋桨式风轮及变转速装置及风力发电机都设置在很高的立柱的顶部，立柱底部嵌入地基（或浅海底）较深处。全都无法将风力发电装置安置在船上，如果这种风力发电机的整体结构放置在船上，将会使船倾倒。所以只有帆船，而无风力发电船。在江湖水面或海面，往往风力资源十分丰富，如能江湖水面或海面获得风能，则能大大提高人类对风能的利用价值。
化学工业出版社出版的《风能与风力发电技术》（刘万琨、张志英、李银凤、赵萍编著，2009年3月北京第1版）第31页公开的图2-6、图2-7共7种垂直轴式风力机，如里达厄等型风力机均因采用横杆、拉索等将产生气动阻力气降低效率，实际均未真正投入使用，并也无法安装在船上。
技术实现要素：
本实用新型的目的是，为了开发利用江湖水面的风力资源，公开一种双轮式风力发电装置。
本实用新型的技术方案如下，本实用新型把传统的风力发电机机顶部的变速装置及发电机等监控装置移至中间船底舱内，降低风力发电机组的重心和倾复力矩。
一种双轮式风力发电装置，安装在三体船上，包括边船和设置在两只边船之间的中间船；所述装置还包括双轮式风力机、立轴、发电机、变速箱、锥形联结架、房顶和蓄能用的蓄电池；所述双轮式风力机通过立轴安装在锥形联结架底部的油底壳上；发电机和变速箱安装在油底壳及其延伸部分；蓄电池安装在中间船的空间；锥形联结架上部的包箍用于固定其内的双轮式风力机的立轴，并通过支撑杆安装在两只边船上；双轮式风力机通过立轴下部齿轮与变速箱连接；变速箱带动发电机发电；发电机将电能送蓄电池储存；所述双轮式风力机的传动结构采用钢绞绳软轴传动结构或锥齿轮传动结构。
所述双轮式风力机的钢绞绳软轴传动结构包括小风轮螺旋桨、大风轮螺旋桨、小风轮转轴、大风轮转轴、风向标、T形外壳保持架、小风轮轴端圆柱齿轮、大风轮轴端圆柱齿轮、大风轮轴端钢绞绳弹性软轴和小风轮轴端钢绞绳弹性软轴；小风轮螺旋桨安装在小风轮转轴的一端；大风轮螺旋桨安装在大风轮转轴的一端，端部还安装了风向标；所述T形外壳保持架为T字形三通结构，安装在立轴外壳柱顶端；小风轮螺旋桨通过小风轮转轴安装在T形外壳保持架的相应轴孔，大风轮螺旋桨通过大风轮转轴安装在T形外壳保持架的相应轴孔；小风轮转轴的另一端通过与之连接的小风轮轴端钢绞绳弹性软轴连接小风轮轴端圆柱齿轮；大风轮转轴的另一端通过与之连接的大风轮轴端钢绞绳弹性软轴连接大风轮轴端圆柱齿轮；小风轮轴端圆柱齿轮和大风轮轴端圆柱齿轮分别从两侧与立轴上的立轴齿轮啮合。
所述双轮式风力机的锥齿轮传动结构包括大风轮转轴、小风轮转轴、T形外壳保持架、小风轮轴端锥齿轮、大风轮轴端锥齿轮和立轴顶锥齿轮；所述大风轮转轴、小风轮转轴及立轴通过轴承安装在T形外壳保持架之内；大风轮轴通过大风轮轴端锥齿轮，小风轮轴通过小风轮轴端锥齿轮分别从两个方向与立轴顶锥齿轮啮合，驱动立轴转动。
所述锥形联结架包括圆环抱箍和四根叉开的支撑杆；圆环抱箍安装在立轴外的立轴外壳上；圆环抱箍由两个半圆环抱箍构成，通过铰链和螺栓连接，可合可拆开；当立轴外壳安装就位之后，合上两个半圆环抱箍并用螺栓锁紧；四根支撑杆的上端分别连接圆环抱箍的四周，相邻的二根支撑杆在平面图上成90°；支撑杆下端的趾部分别安装在两只边船的前、后部船体上横梁与船体下横梁之间，用螺栓固定。锥形联结架的四根支撑杆底端也可直接安装在屋顶或一艘整体船上。如果本风力发电装置设在陆地上，则锥形联结架可安装在山顶上的混凝土支座或钢支架上。
所述T形外壳保持架下端的圆周方向设置有4个滚轮装置；4个滚轮落在房顶中央设置的圆环槽形轨道上；在圆环槽形轨道的水平面上，相邻滚轮之间互成90°。
所述支撑杆中部安装有保护杆，保护杆的另一端固定在中间船的油底壳上；四根支撑杆分别由四根保护杆支持。所述立轴通过轴承安装在立轴外壳柱的中间；立轴下部装有立轴下齿轮，与变速箱连接，将风力能量通过变速箱传递给发电机。
所述小风轮转轴和大风轮转轴的轴线与水平线均呈1°-3°的倾斜度，螺旋桨端偏高，近立轴端偏低，便于润滑油流向齿轮。
所述小风轮螺旋桨的宽度大于大风轮螺旋桨的宽度；大风轮螺旋桨的长度大于小风轮螺旋桨的长度。
所述支撑杆趾部安装部位与船体上、下横梁之间安装有减振弹簧。
本实用新型的工作原理如下，在风的作用下，小风轮螺旋桨和大风轮螺旋桨旋转，它们分别通过小风轮转轴和大风轮转轴，分别带动小风轮轴端钢绞绳弹性软轴和大风轮轴端钢绞绳弹性软轴，软轴再分别带动小风轮轴端圆柱齿轮和大风轮轴端圆柱齿轮；它们共同带动立轴上的立轴齿轮转动，从而带动立轴旋转；立轴下部的齿轮再带动变速箱工作；变速箱的输出轴带动发电机旋转，从而驱动发电机发电；发电机的发电可供船上用电，也可储存在蓄电池中。
本实用新型通过在双体船较宽的单体船或地三体船上安装双轮式螺旋桨风力机，通过机械传动带动发电机发电，解决了风力机和发电机放置在立轴顶端造成风力机重心过高而不稳的问题，便于将风力发电机应用于江湖和沿海地区的船上使用，实现了对水面风力资源的利用。本实用新型还可用于陆地上、屋顶或山顶上，因为这是属5-10KW的小型风力机安装、使用及维修都很方便。
附图说明
图1为本实用新型主视结构图；
图2为本实用新型俯视结构图；
图3为锥形架趾部与船体连接示意图；
图4为本发明钢绞绳软轴传动结构示意图；
图5为本发明锥形齿轮传动结构示意图；
图中，1是小风轮螺旋桨；2是小风轮转轴；3是T形外壳保持架；4是大风轮转轴；5是大风轮螺旋桨；6是风向标；7是房顶；8是房顶圆形轨道；9是锥形联结架； 10是双体船的边船；11是中间船；12是支撑杆趾部；13是保护杆； 14是发电机；15是蓄电池；16是边船鼻套；17是中间船挑梁；18是中间船挑梁鼻套；19是横向缓冲弹簧；20是横向防撞外胎垫；21是船体下横梁；22是防颠波缓冲弹簧；23是长螺杆；24是船体上横梁；25是立轴；26是立轴上齿轮；27是小风轮轴端圆柱齿轮；28是大风轮轴端圆柱齿轮；29是大风轮轴端钢绞绳弹性软轴；30是小风轮轴端钢绞绳弹性软轴；31是压力油管；32是润滑油泵；33是立轴外轴承；34是立轴外壳柱；35是大风轮锥齿轮；36是小风轮锥齿轮；37是立轴顶锥齿轮；38是边船与中船的连接杆。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式如图所示。
实施例1
如图1所示，本实施例一种双轮式风力发电装置，包括小风轮螺旋桨1、小风轮转轴2、T形外壳保持架3、大风轮转轴4、大风轮螺旋桨5、风向标6、立轴外壳柱34、房顶7、锥形联结架9、双体船的边船10、中间船11。
本发明一种双轮式风力发电装置，设置在三体船上，包括边船10和设置在两只边船之间的中间船11；还包括两个螺旋桨的双轮式风力机、立轴25及“T”形外壳保持架3、发电机14、变速箱、锥形联结架9和蓄能用的蓄电池15等。所述双轮式风力机通过立轴25安装在锥形联结架9下油底壳，相当于中间船11的位置，发电机14和变速箱安装在油底壳及其延伸部分；蓄电池15安装在中间船的空间；锥形联结架9用于固定双轮式风力机及立轴保持直立稳定状态；双轮式风力机通过立轴下部齿轮与变速箱连接；变速箱带动发电机14发电；发电机14可将电能送至蓄电池15储存或分配力矩直接驱动水中螺旋桨使船航行。
本实施例中，双轮式风力发电装置采用钢绞绳弹性软轴传动结构。T形外壳保持架3是T字形壳体之内力的传递，小风轮螺旋桨1安装在小风轮转轴2的一端，大风轮螺旋桨5安装在大风轮转轴4的一端，端部还安装了风向标6；小风轮转轴2的两端通过轴承安装在T形外壳保持架3安装在左边相应轴承中，大风轮转轴4的另两端通过轴承安装在T形外壳保持架3的右边相应的轴承孔中。如图4所示，小风轮转轴2的内侧一端通过与之连接的小风轮轴端钢绞绳弹性软轴30连接小风轮轴端圆柱齿轮27；大风轮转轴4的内侧一端通过与之连接的大风轴端钢绞绳弹性软轴29连接大风轮轴端圆柱齿轮28；小风轮轴端圆柱齿轮27和大风轮轴端圆柱齿轮28分别从两侧与立轴25上的立轴上齿轮26啮合。
本实施例小风轮转轴和大风轮转轴的轴线与水平均呈3°-5°的倾斜度，螺旋桨端偏高，近立轴端偏低，便于润滑油流回流时流大齿轮下油池中。
本实施例小风轮转轴2和大风轮转轴4的轴线与水平线均呈3°~5°的倾斜度，螺旋桨端偏高，近立轴端偏低，便于润滑油流回流时流入大齿轮下油池中。
立轴25通过立轴外轴承33安装在立轴外壳柱34内，立轴外壳柱34底部安装在两只边船10之间的中间船油底壳上；立轴25下部装有立轴下齿轮，与变速箱连接，将风力能量通过变速箱传递给发电机。
房顶7用于遮阳和挡雨，便于船上工作人员工作和休息，同时可用于工作场所或储放物品。
在房顶7立柱孔周围平面设置一圆环槽形轨道8。专供T形外壳保持架3下部的滚轮在轨道中随风向变换使T形外壳保持架3任意转动，而不会扭坏T形外壳保持架3及房架。对于三体船或双体船房架底部只能联结在锥形联结架9的下段，而不能直接与船体联结。但是在单体船上则可以。
如图2所示，中间船11的前后两端设置了中间船挑梁17，中间船挑梁17上安装有中间船挑梁鼻套18；两只边船与中间船挑梁鼻套18相对的位置也安装有边船鼻套16；边船与中船的连接杆38安装在边船鼻套16和中间船挑梁鼻套18上，将边船与中间船连接固定在一起；边船鼻套16和中间船挑梁鼻套之间设有横向缓冲弹簧19；边船10与中间船11之间还设置有横向防撞外胎垫20。
本实施例中，锥形联结架9包括圆环抱箍和四根支撑杆；圆形抱箍安装在立轴外的立轴外壳柱34上；圆环抱箍由两个半圆环抱箍构成，通过铰链和螺栓连接，可合可拆开；当立轴外壳安装就位之后，合上两个半圆环抱箍并用螺栓锁紧；四根支撑杆的一端分别连接圆环抱箍的四周，二根相邻的支撑杆连接点相隔90°；支撑杆下端的趾部分别安装在两边船的前、后部船体上横梁24与船体下横梁21之间，并设有缓冲弹簧22，用长螺栓23固定，如图3所示。
在中间船11油底壳上还安装有4根保护杆13，用于支撑的保护锥形联结架9上的支撑杆；保护杆13的一端固定在中间船的油底壳上，另一端安装固定在支撑杆中部；使锥形联结架更加稳定。
实施例2
如图5所示，本实施例中，双轮式风力发电装置采用锥形齿轮传动结构。
本实施例双轮式风力发电装置采用锥形齿轮传动结构，包括大风轮转轴4、小风轮转轴2、T形外壳保持架3、小风轮轴端锥齿轮36、大风轮轴端锥齿轮35和立轴顶锥齿轮37；所述大风轮转轴4和小风轮转轴2通过轴承安装在T形外壳保持架之内；立轴顶锥齿轮37安装在立轴25顶部；大风轮转轴4通过大风轮轴端锥齿轮35，小风轮转轴2通过小风轮轴端锥齿轮36分别从两个方向与立轴顶锥齿轮37啮合，驱动立轴25转动。
带有锥形齿轮传动结构的双轮式风力发电装置，其它部分的结构同实施例1。
实施例3
本实施例的具体实施步骤如下：
1、确定一种小型双轮式风力发电装置，发电功率为7~10kW；小风轮转轴长2.5m，大风轮转轴长3.5m；小风轮叶桨的叶长×最大宽度为2.2×0.63m；大风轮叶桨的叶长×最大宽度为2.9×0.52m；每个风轮的叶片数为2片。
双轮式风力发电装置的立轴高度以6~8m为宜，风速设计为10m/s，风轮转速为220±30转/分。
2、依据步骤1的参数，设计主要部件，并绘制力系分布图。
3、依据步骤1的参数，设计各部件主要尺寸、公差配合；选择外购件和标准件。