一种大扭力立轴双逆向风能转换装置的制作方法

本技术涉及一种大扭力立轴双逆向风能转换装置，属于风力发电。

背景技术：

1、风力储能的装置主要分为横轴风力发电装置和立轴风力发电装置两种，前者是将电机卧置在顶端，电机轴端设置风扇叶实现风能转换的。好处是风能转换率较高，但安装难度大，主要重量集中在顶端，稳定性差、故障率高，不易维修。而且叶片尺寸较大，叶片端部角速度过高，容易打上飞禽。而立轴式旋转的风力发电机构的叶片为固定结构，电机在底部，方便维修，旋转速度不高，更加安全，而且故障率低。但设计时，需要使其立轴单侧的迎风面大于另一侧的迎风面，即顺风转动的力大于逆风转动的力才能实现绕轴旋转，使得立轴扭力被大幅度削弱，储能效率降低，发电量变低。

2、如：专利公告号cn113323808a的一种立轴风力发电机及分布式储能站装置，通过固定各组叶片的角度，使立轴一侧在风吹作用下的迎风量大于另一侧迎风量实现转动，输出的扭力是迎风量大的一侧与小的一侧的差值，大部分能量用于平衡逆风受力，导致能量转换的效率降低，输出扭力变小，风能的利用率不高。如何使立轴迎风侧的受力与逆风侧的受力的差值变大，是提高风能转换率的关键。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种大扭力立轴双逆向风能转换装置，输出的扭力更大，风能转换率高，储能装置位于底部，中心更稳，方便维护。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大扭力立轴双逆向风能转换装置，包括内立轴、中间筒轴、叶板导向机构、发电机构、摆动叶板机构，内立轴外套有中间筒轴，中间筒轴下部位于发电机构的立柱套内，内立轴顶端设有上层叶板架，中间筒轴上设有下层叶板架，上下层叶板架上均设有数个等角度的摆动叶板机构，上下层叶板架间的中间筒轴外套有叶板导向机构，叶板导向机构侧壁通过延长杆安装有导向尾标，叶板导向机构上下端均设有叶板导向盘，叶板导向盘上设有驱动叶板摆动的缺口，内立轴位置叶板导向盘使导向尾标左侧缺口范围内上方摆动叶板机构的叶板与风向垂直、使其右侧不再缺口范围内的叶板与风向平行，在风力作用下使上层叶板架带动内立轴顺时针转动；筒轴对应的叶板导向机构使导向尾标右侧的下方摆动叶板机构缺口范围内的叶板与风向垂直、使其左侧不再缺口范围内的叶板与风向平行，使下层叶板架带动中间筒轴逆时针转动；内立轴和中间筒轴同时插入发电机构内。

3、进一步的，叶板导向机构的叶板导向盘侧壁均开设有扇形缺口，上方叶板导向盘的扇形缺口在叶板导向机构左侧，下方叶板导向盘的扇形缺口在叶板导向机构右侧，扇形缺口小于150°，扇形缺口的对称线与叶板导向机构的轴线和叶板导向机构上导向尾标的轴线均垂直；摆动叶板机构由轴杆、轴管、导轮、叶板、配重体和端帽组成，数个轴杆的一端等角度的固定连接在上层叶板架和下层叶板架的侧壁上，轴杆上均套有轴管，轴管端部设有固定在轴杆上的端帽，轴管端部侧壁上均设有叶板，轴管的轴线与叶板的水平中线重合，叶板的一侧边线上设有配重体，轴管的根部均设有通过轴座固定的导轮，导轮以内立轴为轴线的运动轨迹途径扇形缺口；上层叶板架上摆动叶板机构的导轮位于其轴管下方，其配重体位于叶板的底边线上；下层叶板架上摆动叶板机构的导轮位于其轴管的上方，其配重体位于叶板的底边线上。

4、本实用新型的有益效果是：与传统的立轴风力储能机构相比，通过使叶片在转动过程中实现摆动，使装置的迎风面承受的风阻大，逆风面承受的风阻小，增大迎风侧与逆风侧受力的差值，提高输出能力，提高风能转换率，同时能量输出端位于装置底部，使得产品的重心更低，稳定性更高，方便维修和养护。

5、而且采用上下双叶片组的结构，相同空间范围内，增加了一组能量输出，连接双发电机，实现双倍发电。同时上下逆向旋转的叶片组也使的中间的叶板导向机构受力得到平衡，使其摆动方向的稳定性得到提高，使导向尾标的方向始终保持与风向的平行。

6、由于迎风面与逆风面的受力差值增加，从而实现大扭力的输出，使得产品能够通过增速机构连接发电机，提高发电机的转速，提高发电能量。

技术特征：

1.一种大扭力立轴双逆向风能转换装置，其特征在于：包括内立轴（1）、中间筒轴（2）、叶板导向机构（3）、发电机构（4）、摆动叶板机构，内立轴（1）外套有中间筒轴（2），中间筒轴（2）下部位于发电机构（4）的立柱套（41）内，内立轴（1）顶端设有上层叶板架（11），中间筒轴（2）上设有下层叶板架（21），上下层叶板架上均设有数个等角度的摆动叶板机构，上下层叶板架间的中间筒轴（2）外套有叶板导向机构（3），叶板导向机构（3）侧壁通过延长杆安装有导向尾标（32），叶板导向机构（3）上下端均设有叶板导向盘（31），叶板导向盘（31）上设有驱动叶板（94）摆动的缺口，叶板导向盘（31）使导向尾标（32）左侧的上方摆动叶板机构的叶板（94）与风向垂直、使其同层右侧的叶板（94）与风向平行，在风力作用下使上层叶板架（11）带动内立轴（1）顺时针转动；叶板导向机构（3）使导向尾标（32）右侧的下方摆动叶板机构的叶板（94）与风向垂直、使其同层左侧的叶板（94）与风向平行，使下层叶板架（21）带动中间筒轴（2）逆时针转动；内立轴（1）和中间筒轴（2）同时插入发电机构（4）内。

2.根据权利要求1所述的一种大扭力立轴双逆向风能转换装置，其特征在于：叶板导向机构（3）的叶板导向盘（31）侧壁均开设有扇形缺口，上方叶板导向盘（31）的扇形缺口在叶板导向机构（3）左侧，下方叶板导向盘（31）的扇形缺口在叶板导向机构（3）右侧，扇形缺口小于150°，扇形缺口的对称线与叶板导向机构（3）的轴线和叶板导向机构（3）上导向尾标（32）的轴线均垂直；摆动叶板机构由轴杆（91）、轴管（92）、导轮（93）、叶板（94）、配重体（95）和端帽组成，数个轴杆（91）的一端等角度的固定连接在上层叶板架（11）和下层叶板架（21）的侧壁上，轴杆（91）上均套有轴管（92），轴管（92）端部设有固定在轴杆（91）上的端帽，轴管（92）端部侧壁上均设有叶板（94），轴管（92）的轴线与叶板（94）的水平中线重合，叶板（94）的一侧边线上设有配重体（95），轴管（92）的根部均设有通过轴座固定的导轮（93），导轮（93）以内立轴（1）为轴线的运动轨迹途径扇形缺口；上层叶板架（11）上摆动叶板机构的导轮（93）位于其轴管（92）下方，其配重体（95）位于叶板（94）的底边线上；下层叶板架（21）上摆动叶板机构的导轮（93）位于其轴管（92）的上方，其配重体（95）位于叶板（94）的底边线上。

3.根据权利要求1所述的一种大扭力立轴双逆向风能转换装置，其特征在于：发电机构（4）包括地基箱体、大齿轮（5）、发电机（6）、飞轮（7）、小齿轮（8）、单向轴承和立柱套（41），地基箱体顶部设有立柱套（41），中间筒轴（2）限位于立柱套（41）内，内立轴（1）和中间筒轴（2）底端插入地基箱体内，内立轴（1）和中间筒轴（2）的底端均设有大齿轮（5），地基箱体内设有一对发电机（6），发电机（6）的电机轴端固定有单向轴承和飞轮（7），单向轴承外套有与大齿轮（5）啮合的小齿轮（8）。

技术总结
本技术公开了一种大扭力立轴双逆向风能转换装置，属于风力发电技术领域。内立轴外套有中间筒轴，中间筒轴下部位于发电机构的立柱套内，内立轴顶端设有上层叶板架，中间筒轴上设有下层叶板架，上下层叶板架上均设有摆动叶板机构，中间筒轴外套有叶板导向机构，叶板导向机构侧壁安装导向尾标，叶板导向机构上下端均设有叶板导向盘，叶板导向盘上设有驱动叶板摆动的缺口，叶板导向盘使摆动叶板机构一侧的叶板与风向垂直、其另一侧的叶板与风向平行，轴上获得的扭力差值最大，上下叶板导向盘的缺口左右朝向对称，在风力作用时，上层叶板架带动内立轴顺时针转动；下层叶板架带动中间筒轴逆时针转动；内立轴和中间筒轴插入发电机构内。

技术研发人员：张士普,张艾嘉,张守一,张守峰,刘雨,谢林浩
受保护的技术使用者：张士普
技术研发日：20230912
技术公布日：2024/3/24