一种对称双转轮发电装置的制作方法

1.本发明涉及一种发电装置，特别是关于风力发电、水利发电、海洋发电领域中应用的对称双转轮发电装置。


背景技术：

2.目前，一个风力发电装置只有一个转动轮和一个支架，整体重心不稳，风能发电装置转动扭矩不平衡，转动件易损坏，降低使用年限，也不安全性，建设成本与收益比例不高，由于只有一个转动轮，风能利用率不高。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的是提供一种对称双转轮发电装置，其能实现风力发电装置整体重心稳，转动件不易损坏，风力发电装置转动扭矩平衡，提高使用年限和安全性，单机风力发电装置收益率大幅提高。
4.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种对称双转轮发电装置其包括支架、壳体以及设置在所述支架上的发电系统、辅助系统；所述发电系统包括两个转动件、主齿轮、发电机、发电齿轮；两个所述转动件分别设置在所述主齿轮前部和后部，两个所述转动件的连接部转动齿轮分别都穿过壳体前后部，与所述主齿轮同侧的齿轮环的内齿牙面和外齿牙面啮合，转动连接；所述发电齿轮的发电齿牙面与所述主齿轮的内齿牙面啮合，所述发电机设置在所述主齿轮前部，其连接部端面与增速箱的高速轴固定连接，增速箱的低速轴与所述发电齿轮的端面固定连接；所述增速箱设置在发电齿轮与发电机杆之间；所述支架设置在所述主齿轮下面，支承所述发电系统；所述壳体设置在所述主齿轮、发电机和辅助系统部分组件外部，保护发电系统和辅助系统部件，同时减小风阻力，还有方向舵作用。
5.风冲击两个所述转动件转动，共同带动所述主齿轮转动，所述主齿轮带动发电齿轮转动，发电齿轮带动增速箱增速，增速箱的高速轴带动所述发电机发电，发电机发出的电量输送至电控系统，进行调频调幅等各项指标处理，把合格电能输送至电网。
6.如果用在民用领域，发电机功率在300w以下，装置不并网送电，其发电机为直输式发电机，发电机发出的电量直接送至用电器或简易电能控制器，控制器处理后输送至蓄电池或其它用电设备，可以去掉所有辅助系统，构成一个简易的对称双转轮发电装置；所述对称双转轮发电装置中去掉所有辅助系统，把前后转动轮上的每个叶片柱直接与转动轮的叶片轴外圈等距固定连接，每个所述叶片倾斜设置在所述叶片轴外侧，同时又去掉增速箱，把发电机的发电机杆直接与发电齿轮固定连接，其它部分的结构、连接方式、运行方式都不变，通过壳体上的前后通风孔进行自然风对流，对壳内的温度降温，构成一个简易的对称双转轮发电装置。
7.进一步，两个所述转动件分别为前转动件和后转动件，每个转动件都包括转动轮、转动杆、转动齿轮、转动齿牙面和四个转动轮罩；所述转动轮包括三个叶片和叶片轴，所述叶片包括叶片柱、叶片正面、叶片背面、叶片顶部；所述叶片正面为长方形平面，所述叶片背
面为长三角棱，所述叶片顶部为尖形；所述叶片柱为一个圆柱体，设置在叶片下部与叶片正面和叶片背面渐缩固定连接，与所述叶片轴转动连接；所述叶片轴是一个的方形环体，方形环体与所述变浆系统中心处连接，每个叶片柱端部与变浆系统外圈的变浆轴承转动连接，每个所述叶片倾斜设置在所述叶片轴和变浆系统外侧，与叶片轴转动连接，每两个所述叶片夹角为120度或把前后转动轮上的每个叶片柱直接与转动轮的叶片轴外圈等距固定连接，每个所述叶片倾斜设置在所述叶片轴外侧；所述转动杆为一个圆形杆，其一端端面固定连接所述转动齿轮，另一端端面固定连接所述叶片轴；所述转动齿轮为一个圆柱体，其外圈为转动齿牙面，所述转动轮罩是一个半圆壳体，用来减阻和保护其内部的变浆系统，其设置在每个转动轮前后面中心处，每个转动轮里侧的转动轮罩中心有一个圆孔。
8.进一步，两个所述转动件分别垂直所述主齿轮平面前后，前转动件和后转动件的转动杆和转动齿轮分别穿过壳体的前圆孔和后圆孔，两个所述转动件的转动齿轮都设置在所述主齿轮轴同侧，在同侧所述齿轮环左右两侧，所述前转动件的转动齿轮设置在所述齿轮环内侧的内齿牙面处啮合，实现传动连接；所述后转动件的转动齿轮设置在所述齿轮环外侧的外齿牙面处啮合，实现传动连接；两个所述转动件的转动齿轮与所述主齿轮轴设置在同一水平线上。
9.进一步，前后两个所述转动件旋转方向相反，其中一个转动件顺时针转动，另一个转动件逆时针转动，使一种对称双转轮发电装置运行后转动扭矩平衡，重心稳。
10.进一步，两个所述转动件的转动方向是顺时针转动还是逆时针转动，由所述转动件的叶片倾斜方向来确定；所述转动轮大小及叶片面积大小和所述转动杆长短的确定，是由现场实际各种因素决定。
11.进一步，所述主齿轮包括齿轮环、三个连接条、主齿轮轴、主轴杆、内齿牙面、外齿牙面；所述齿轮环是方形环体，环体的内环面为内齿牙面，环体的外环面为外齿牙面；所述连接条是一个连接板，三个所述连接条均匀设置在所述主齿轮轴与所述齿轮环之间，把主齿轮轴侧面与齿轮环后平面等距固定连接；所述主齿轮轴是一个方形环体；所述主轴杆为一个圆形杆，其一端与所述主齿轮轴转动连接，另一端与所述支架的上部的齿轮架固定连接。
12.进一步，所述主齿轮垂直设置在所述支架的平台上，主齿轮的冷却润滑系统内部，与所述支架的齿轮架平行，与所述主轴杆转动连接。
13.进一步，所述发电机包括发动机主体、发电机杆；所述发电机主体为圆形发电部件；所述发电机杆为圆柱形杆；所述发电机杆一端面连接所述发电机主体，另一端面连接所述增速箱的高速轴，或把发电机的发电机杆直接与发电齿轮固定连接，所述发电机发出电量通过电缆输送到电控系统，电控系统对电量进行调频调幅等各项指标调整，使其达到对外电网送电标准后，再输送至电网中。
14.进一步，所述发电齿轮为圆柱体，圆柱体外圈为发电齿牙面。
15.进一步，所述发电机水平设置在所述主齿轮前面，所述发电机设置在所述主齿轮的主齿轮轴一侧，与所述前转动件的转动杆对称，在所述增速箱的高速轴侧面；所述发电机自带风扇散热装置。
16.进一步，所述壳体包括前壳体、中壳体和后壳体；所述壳体设置在所述主齿轮、发电机和辅助系统部分组件外部；所述前壳体是一个圆锥形壳体，在其前面上部有一个前通
风孔，在其侧面有一个前圆孔；所述中壳体是一个半圆柱形壳体；所述后壳体是一个圆板，在圆板垂直面上有一个竖立的平板，平板尾部有一个三角口，平板也是一个方向舵，在圆板后面上部有一个后通风孔，在其侧面有一个后圆孔。
17.进一步，所述支架包括底座、平台、齿轮架、支架轴杆、支杆、两个转动件架和轴杆孔；所述底座是一个方形板，是固定基座；所述平台是一个半圆弧形板，在半圆弧形板的前部上面竖立一个所述齿轮架；所述齿轮架是一个长方形板，其上端与所述主齿轮的主轴杆固定连接；所述支架轴杆为一个圆柱形杆，在所述平台前部下面中心处；所述支杆是一个方形支架，在其顶部中心有一个圆孔为轴杆孔，其下部为一个方柱壳体；所述支杆的一端与所述底座固定连接，另一端与所述平台下面的支架轴杆转动连接；所述转动件架是一个长方形板，在其上面有一个圆孔，与所述转动杆转动连接，所述转动件架的下部与所述平台固定连接，在支杆上部外圈固定设置一个回转体大齿轮。
18.所述辅助系统包括电控系统、刹车系统、偏航系统、增速箱、变浆系统、液压系统、冷却润滑系统、风速计、风向标、高速轴、低速轴等；辅助系统都是现有成熟产品，与所述增速箱的低速轴和高速轴连接也可用联轴器，本装置优选直接连接。
19.所述电控系统包括主控制器、机舱控制、变浆电控系统、变流器系统、现场触摸屏站、交换机、ups电源、通讯网络、后备危急安全链系统等，所述电控系统设置在中支架的圆柱壳体下内部，固定设置在下支架中心处上，可对发电抓送来的电量进行调频、调幅等各项参数调节，使电量各项参数达到并网送电要求，通过电缆向电网输出电量；通过电缆控制变浆系统、刹车系统、偏航系统、冷却润滑系统等设备，同时采集风速计和风向标数据，控制管理本发电装置正常运行。
20.所述刹车系统包括液压系统、圆盘闸等，其设置在主齿轮的两侧转动件的转动杆上，其下面与所述平台固定连接，用来对本装置紧急刹车。
21.所述偏航系统包括风向标、偏航电机、回转体大齿轮和偏航执行机构，偏航执行机构包括偏航行星齿轮减速器、偏航制动器等，设置在平台上，回转体大齿轮设置在所述支杆上部，其系统能使本装置始终迎风运行。
22.所述增速箱是在一个箱体内有多个大小齿轮组合，增速箱的壳体也是增速箱冷却润滑系统的油底壳，增速箱是提高转速的装置，增速箱的低速轴输入，经过增速箱增速，从增速箱的高速轴输出，其设置在发电齿轮与发电机杆之间。
23.所述变浆系统包括变浆轴承、变浆驱动系统等组成，变浆系统的部件设置在叶片轴上，装置正常运行时，所有部件都随转动轮的叶片轴以一定的速度旋转，变浆系统通过控制叶片的角度来控制转动轮的转速，来控制本装置输出功率，并能通过空气动力制动的方式使本装置安全停机，正常运行期间每个叶片的变浆角度在0至30度之间。
24.液压系统包括动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、液压油等组成，其设置在平台上，用于偏航制动、刹车系统制动、变浆系统提供动力源，通过液压油管线与其连通。
25.冷却润滑系统包括油底壳、机油泵、机油滤清器、限压旁通阀、油管道、机油散热器等，具体有主齿轮冷却润滑系统、增速箱冷却润滑系统、液压油冷却润滑系统，分别设置在相对应的设备上，用于润滑本装置齿轮组和对润滑装置冷却降温。
26.所述风速计用来测量风速的仪器，设置在后壳体上面，通过电缆与电控系统连接。
27.所述风向标用来测量风向的仪器，设置在后壳体上面，通过电缆与电控系统连接
28.进一步，风吹到所述壳体的后壳体时，由于所述后壳体为竖立的平板，有导向舵功能，使所述壳体、发电系统和辅助系统及支架的平台以所述支架轴杆为中心转动，使对称双转轮发电装置始终迎风运行。
29.优选所述前转动件顺时针转动，所述后转动件逆时针转动，两者转矩相反，实现转矩平衡；所述前转动件与后转动件在平台两侧，达到重量平衡，使装置中心在平台上。
30.进一步改进，所述对称双转轮发电装置中去掉所有辅助系统，把前后转动轮上的每个叶片柱直接与转动轮的叶片轴外圈等距固定连接，每个所述叶片倾斜设置在所述叶片轴外侧，同时又去掉增速箱，把发电机的发电机杆直接与发电齿轮固定连接，其它部分的结构、连接方式、运行方式都不变，通过壳体上的前后通风孔进行自然风对流，对壳内的温度降温，构成一个简易的对称双转轮发电装置。
31.进一步改进，两个所述转动件分别设置在所述主齿轮前后，两个所述转动件的转动齿轮分别设置在所述主齿轮的主齿轮轴两侧，其中一个设置在所述齿轮环内侧内齿牙面啮合，转动连接，另一个设置在齿轮环外侧外齿牙面啮合，转动连接。
32.进一步改进，两个所述转动件都设置在所述主齿轮前后，两个所述转动件的转动齿轮可任意组合设置在所述主齿轮的齿轮环任意方位上；两个所述转动件的转动齿轮可任意组合设置在所述主齿轮的内齿牙面和外齿牙面上。
33.进一步改进，在所述转动杆中间设置一个共用齿轮，在所述转动杆两端各有一个所述转动轮，所述发电齿轮与所述共用齿轮啮合，转动连接，组成一个由两个转动轮同步同向转动的发电装置。
34.进一步改进，每个所述转动件的叶片数量或设置为五个叶片或七个叶片或其它数量叶片；每个转动件的叶片形状或设置为扇形或其它形状。
35.进一步改进，两个所述转动件的转动齿轮与所述主齿轮轴设置不在同一水平线上。
36.进一步改进，所述主齿轮水平设置在所述平台上，与所述支架轴杆垂直，在所述主齿轮的齿轮环上下面，增加一个上齿牙面和一个下齿牙面；两个所述转动件分别设置在所述主齿轮前部和后部，两个所述转动件的转动齿轮分别设置在所述主齿轮的齿轮环的上齿牙面和下齿牙面啮合，传动连接；或两个所述转动件的转动齿轮同时设置在所述主齿轮的齿轮环的上齿牙面或下齿牙面啮合，传动连接；所述发电机与所述主齿轮的外齿牙面啮合，传动连接，组成一个新的发电系统。
37.进一步改进，所述对称双转轮发电装置可以在所述主齿轮周围设置数组前转动轮和后转动轮，所述主齿轮尺寸足够大，连接方式同单组所述对称双转轮发电装置相同，构成一个多组转动轮发电装置。
38.进一步改进，所述前转动杆和后转动杆上分别设置两个或多个转动轮，构成一个多个转动轮发电装置。
39.本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明采用两个转动件相互反向转动，达到扭矩平衡，使发电装置重心稳；2、本发明由于采用两个转动件可提高单机发电量，提高经济效益；3、本发明由于扭矩平衡，使转动部件不易损坏。
附图说明
40.图1是本发明的一种对称双转轮发电装置整体结构示意图。
41.图2是图1的分解结构示意图。
42.图3是本发明的发电系统和增速箱整体结构示意图。
43.图4是本发明的发电系统和增速箱分解结构示意图。
44.图5是本发明的主齿轮和发电齿轮、前后两个转动齿轮结构示意图。
45.图6是本发明的支架分解和回转体大齿轮结构示意图。
46.图7a、是本发明的转动轮顺时针转动时，转轮叶片向上倾斜角度示意图。
47.图7b、是本发明的转动轮逆时针转动时，转轮叶片向下倾斜角度示意图。
48.图8、是本发明的简易对称双转轮发电装置整体图。
49.图9、是本发明的简易对称双转轮发电装置分解图。
50.附图标记：
51.2-转动件，21-转动轮、211-叶片、2111-叶片正面、2112-叶片背面、2113-叶片顶部、2114-叶片柱、212-叶片轴，22-转动杆，23-转动齿轮、231-转动齿牙面；24-转动轮罩、25-前转动件、26-后转动件；
52.3-主齿轮，31-齿轮环、32-连接条、33-主齿轮轴、34-主轴杆、35-内齿牙面、36-外齿牙面；
53.4-发电机，41-发电机主体、42-发电机杆；
54.5-壳体，51-前壳体、52-中壳体、53-后壳体、54-前圆孔、55-后圆孔、56-前通风孔、57-后通风孔；
55.6-支架，61-底座、62-支杆、63-平台、64-齿轮架、65-支架轴杆、66-轴杆孔、67-转动件架、68-转动件架；
56.7-发电齿轮、71-发电齿牙面；
57.8-辅助系统、80电控系统、81刹车系统、82偏航系统、821回转体大齿轮、83增速箱、84变浆系统、85冷却润滑系统、851主齿轮冷却润滑系统、8511主齿轮冷却润滑系统的油底壳、852增速箱冷却润滑系统、86液压系统、87低速轴、88高速轴；
58.91-风速计、92-风向标；
具体实施方式
59.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
60.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
61.如图1～图9所示，本发明提供一种对称双转轮发电装置其包括支架6、壳体5以及设置在所述支架上的发电系统、辅助系统8；所述发电系统包括两个转动件2、主齿轮3、发电
机4、发电齿轮7；两个所述转动件2分别设置在所述主齿轮3前部和后部，两个所述转动件2的连接部转动齿轮23分别都穿过壳体5前后部，与所述主齿轮3同侧的齿轮环31的内齿牙面35和外齿牙面36啮合，转动连接；所述发电齿轮7的发电齿牙面71与所述主齿轮3的内齿牙面35啮合，所述发电机4设置在所述主齿轮3前部，其连接部端面与增速箱83的高速轴88固定连接，增速箱83的低速轴87与所述发电齿轮7端面固定连接；所述增速箱83设置在发电齿轮7与发电机杆42之间；所述支架6设置在所述主齿轮3下面，支承所述发电系统；所述壳体5设置在所述主齿轮3、发电机4和辅助系统8部分组件外部；保护发电系统和辅助系统8部件，同时减小风阻力，还有方向舵作用。
62.风冲击两个所述转动件2转动，共同带动所述主齿轮3转动，所述主齿轮3带动发电齿轮7转动，发电齿轮7带动增速箱83增速，增速箱83的高速轴88带动所述发电机4发电，发电机4发出的电量输送至电控系统80，进行调频调幅等各项指标处理，把合格电能输送至电网。
63.如图8和图9所示，如果用在民用领域，发电机4功率在300w以下，装置不并网送电，其发电机为直输式发电机，发电机发出的电量直接送至用电器或简易电能控制器，控制器处理后输送至蓄电池或其它用电设备，可以去掉所有辅助系统8，构成一个简易的对称双转轮发电装置；所述对称双转轮发电装置中去掉所有辅助系统8，把前后转动轮21上的每个叶片柱2114直接与转动轮21的叶片轴212外圈等距固定连接，每个所述叶片211倾斜设置在所述叶片轴212外侧，同时又去掉增速箱83，把发电机4的发电机杆42直接与发电齿轮7固定连接，其它部分的结构、连接方式、运行方式都不变，通过壳体上的前后通风孔进行自然风对流，对壳内的温度降温，构成一个简易的对称双转轮发电装置。
64.进一步，两个所述转动件2分别为前转动件25和后转动件26，每个转动件2都包括转动轮21、转动杆22、转动齿轮23、转动齿牙面231和四个转动轮罩24；所述转动轮21包括三个叶片211和叶片轴212，所述叶片211包括叶片柱2114、叶片正面2111、叶片背面2112、叶片顶部2113；所述叶片正面2111为长方形平面，所述叶片背面2112为长三角棱，所述叶片顶部2113为尖形；所述叶片柱2114为一个圆柱体，设置在叶片211下部与叶片正面2111和叶片背面2112渐缩固定连接，与所述叶片轴转动连接；所述叶片轴212是一个的方形环体，方形环体与所述变浆系统84中心处连接，每个叶片柱2114端部与变浆系统84外圈的变浆轴承转动连接，每个所述叶片211倾斜设置在所述叶片轴212和变浆系统84外侧，与叶片轴212转动连接，每两个所述叶片211夹角为120度；或把前后转动轮2上的每个叶片柱2114直接与转动轮21的叶片轴212外圈等距固定连接，每个所述叶片211倾斜设置在所述叶片轴212外侧；所述转动杆22为一个圆形杆，其一端端面固定连接所述转动齿轮23，另一端端面固定连接所述叶片轴212；所述转动齿轮23为一个圆柱体，其外圈为转动齿牙面231，所述转动轮罩24是一个半圆壳体，用来减阻和保护其内部的变浆系统，其设置在每个转动轮前后面中心处，每个转动轮里侧的转动轮罩中心有一个圆孔。
65.进一步，两个所述转动件2分别垂直所述主齿轮3平面前后，前转动件25和后转动件26的转动杆22和转动齿轮23分别穿过壳体5的前圆孔54和后圆孔55，两个所述转动件2的转动齿轮23都设置在所述主齿轮轴33同侧，在同侧所述齿轮环31左右两侧，所述前转动件25的转动齿轮23设置在所述齿轮环31内侧的内齿牙面35处啮合，实现传动连接；所述后转动件26的转动齿轮23设置在所述齿轮环31外侧的外齿牙面36处啮合，实现传动连接；两个
所述转动件2的转动齿轮23与所述主齿轮轴33设置在同一水平线上。
66.进一步，前后两个所述转动件2旋转方向相反，其中一个转动件2顺时针转动，另一个转动件2逆时针转动，使一种对称双转轮发电装置运行后转动扭矩平衡，重心稳。
67.进一步，两个所述转动件2的转动方向是顺时针转动还是逆时针转动，由所述转动件2的叶片211倾斜方向来确定；所述转动轮21大小及叶片211面积大小和所述转动杆22长短的确定，是由现场实际各种因素决定。
68.进一步，所述主齿轮3包括齿轮环31、三个连接条32、主齿轮轴33、主轴杆34、内齿牙面35、外齿牙面36；所述齿轮环31是方形环体，环体的内环面为内齿牙面35，环体的外环面为外齿牙面36；所述连接条32是一个连接板，三个所述连接条32均匀设置在所述主齿轮轴33与所述齿轮环31之间，把主齿轮轴33侧面与齿轮环31后平面等距固定连接；所述主齿轮轴33是一个方形环体；所述主轴杆34为一个圆形杆，其一端与所述主齿轮轴33转动连接，另一端与所述支架6的上部的齿轮架64固定连接。
69.进一步，所述主齿轮3垂直设置在所述支架6的平台63上，主齿轮3的冷却润滑系统851内部，与所述支架6的齿轮架64平行，与所述主轴杆34转动连接。
70.进一步，所述发电机4包括发动机主体41、发电机杆42；所述发电机主体41为圆形发电部件；所述发电机杆42为圆柱形杆；所述发电机杆42一端面连接所述发电机主体41，另一端面连接所述增速箱83的高速轴88；所述发电机4发出电量通过电缆输送到电控系统80，电控系统80对电量进行调频调幅等各项指标调整，使其达到对外电网送电标准后，再输送至电网中。
71.进一步，所述发电齿轮7为圆柱体，圆柱体外圈为发电齿牙面71。
72.进一步，所述发电机4水平设置在所述主齿轮3前面，所述发电机4设置在所述主齿轮3的主齿轮轴33一侧，与所述前转动件25的转动杆22对称，在所述增速箱83的高速轴88侧面；所述发电机4自带风扇散热装置。
73.进一步，所述壳体5包括前壳体51、中壳体52和后壳体53；所述壳体5设置在所述主齿轮3、发电机4和辅助系统8部分组件外部；所述前壳体51是一个圆锥形壳体，在其前面上部有一个前通风孔56，在其侧面有一个前圆孔54；所述中壳体52是一个半圆柱形壳体；所述后壳体53是一个圆板，在圆板垂直面上有一个竖立的平板，平板尾部有一个三角口，平板也是一个方向舵，在圆板后面上部有一个后通风孔57，在其侧面有一个后圆孔55。
74.进一步，所述支架6包括底座61、平台63、齿轮架64、支架轴杆65、支杆62、两个转动件架67、68和轴杆孔66；所述底座61是一个方形板，是固定基座；所述平台63是一个半圆弧形板，在半圆弧形板的前部上面竖立一个所述齿轮架64；所述齿轮架64是一个长方形板，其上端与所述主齿轮3的主轴杆34固定连接；所述支架轴杆65为一个圆柱形杆，在所述平台63前部下面中心处；所述支杆62是一个方形支架，在其顶部中心有一个圆孔为轴杆孔66，其下部为一个方柱壳体，所述支杆62的一端与所述底座61固定连接，另一端与所述平台63下面的支架轴杆65转动连接；所述转动件架67、68是一个长方形板，在其上面有一个圆孔，与所述转动杆22转动连接，所述转动件架67、68的下部与所述平台63固定连接，在支杆上部外圈固定设置一个回转体大齿轮821。
75.所述辅助系统8包括电控系统80、刹车系统81、偏航系统82、增速箱83、变浆系统84、液压系统86、冷却润滑系统85、风速计91、风向标92、高速轴88、低速轴87等；辅助系统8
都是现有成熟产品，与所述增速箱83的低速轴87和高速轴88连接也可用联轴器，本装置优选直接连接。
76.所述电控系统80包括主控制器、机舱控制、变浆电控系统、变流器系统、现场触摸屏站、交换机、ups电源、通讯网络、后备危急安全链系统等，所述电控系统设置在中支架的圆柱壳体下内部，固定设置在底座61中心处上，可对发电机送来的电量进行调频、调幅等各项参数调节，使电量各项参数达到并网送电要求，通过电缆向电网输出电量；通过电缆控制变浆系统84、刹车系统81、偏航系统82、冷却润滑系统85等设备，同时采集风速计91和风向标92数据，控制管理本发电装置正常运行。
77.所述刹车系统81包括液压系统、圆盘闸等，其设置在主齿轮3的两侧转动件2的转动杆22上，其下面与所述平台63固定连接，用来对本装置紧急刹车。
78.所述偏航系统82包括风向标92、偏航电机、回转体大齿轮821和偏航执行机构，偏航执行机构包括偏航行星齿轮减速器、偏航制动器等，设置在平台上，回转体大齿轮821设置在所述支杆62上部，其系统能使本装置始终迎风运行。
79.所述增速箱83是在一个箱体内有多个大小齿轮组合，增速箱83的壳体也是增速箱冷却润滑系统852的油底壳，增速箱83是提高转速的装置，增速箱83的低速轴输入，经过增速箱83增速，从增速箱83的高速轴输出，其设置在发电齿轮与发电机杆之间。
80.所述变浆系统包括变浆轴承、变浆驱动系统等组成，变浆系统的部件设置在叶片轴212上，装置正常运行时，所有部件都随转动轮的叶片轴212以一定的速度旋转，变浆系统通过控制叶片的角度来控制转动轮的转速，来控制本装置输出功率，并能通过空气动力制动的方式使本装置安全停机，正常运行期间每个叶片的变浆角度在0至30度之间。
81.液压系统86包括动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、液压油等组成，其设置在平台63上，用于偏航制动、刹车系统制动、变浆系统提供动力源，通过液压油管线与其连通。
82.冷却润滑系统85包括油底壳、机油泵、机油滤清器、限压旁通阀、油管道、机油散热器等，具体有主齿轮冷却润滑系统851、增速箱冷却润滑系统852、液压油冷却润滑系统，分别设置在相对应的设备上，用于润滑本装置齿轮组和对润滑装置冷却降温。
83.所述风速计91用来测量风速的仪器，设置在后壳体53上面，通过电缆与电控系统连接。
84.所述风向标92用来测量风向的仪器，设置在后壳体53上面，通过电缆与电控系统连接
85.进一步，风吹到所述壳体5的后壳体53时，由于所述后壳体53为竖立的平板，有导向舵功能，使所述壳体5、发电系统和辅助系统8及支架6的平台63以所述支架轴杆65为中心转动，使对称双转轮发电装置始终迎风运行。
86.优选所述前转动件25顺时针转动，所述后转动件26逆时针转动，两者转矩相反，实现转矩平衡；所述前转动件25与后转动件26在平台两侧，达到重量平衡，使装置中心在平台上。
87.进一步改进，如图8和图9所示，所述对称双转轮发电装置中去掉所有辅助系统8，把前后转动轮21上的每个叶片柱2114直接与转动轮21的叶片轴212外圈等距固定连接，每个所述叶片211倾斜设置在所述叶片轴212外侧，同时又去掉增速箱83，把发电机4的发电机
杆42直接与发电齿轮7固定连接，其它部分的结构、连接方式、运行方式都不变，通过壳体5上的前后通风孔56、57进行自然风对流，对壳内的温度降温，构成一个简易的对称双转轮发电装置。
88.进一步改进，两个所述转动件25、26分别设置在所述主齿轮3前后，两个所述转动件25、26的转动齿轮23分别设置在所述主齿轮3的主齿轮轴33两侧，其中一个设置在所述齿轮环31内侧内齿牙面35啮合，转动连接，另一个设置在齿轮环31外侧外齿牙面36啮合，转动连接。
89.进一步改进，两个所述转动件25、26都设置在所述主齿轮3前后，两个所述转动件25、26的转动齿轮23可任意组合设置在所述主齿轮3的齿轮环31任意方位上；两个所述转动件25、26的转动齿轮23可任意组合设置在所述主齿轮3的内齿牙面35和外齿牙面36上。
90.进一步改进，在所述转动杆22中间设置一个共用齿轮，在所述转动杆22两端各有一个所述转动轮21，所述发电齿轮7与所述共用齿轮啮合，转动连接，组成一个由两个转动轮同步同向转动的发电装置。
91.进一步改进，每个所述转动件的叶片211数量或设置为五个叶片或七个叶片或其它数量叶片；每个转动件的叶片211形状或设置为扇形或其它形状。
92.进一步改进，两个所述转动件25、26的转动齿轮23与所述主齿轮轴33设置不在同一水平线上。
93.进一步改进，所述主齿轮3水平设置在所述平台上，与所述支架轴杆65垂直，在所述主齿轮3的齿轮环31上下面，增加一个上齿牙面和一个下齿牙面；两个所述转动件25、26分别设置在所述主齿轮3前部和后部，两个所述转动件25、26的转动齿轮23分别设置在所述主齿轮3的齿轮环31的上齿牙面和下齿牙面啮合，传动连接；或两个所述转动件25、26的转动齿轮23同时设置在所述主齿轮3的齿轮环31的上齿牙面或下齿牙面啮合，传动连接；所述发电机4与所述主齿轮3的外齿牙面啮合，传动连接，组成一个新的发电系统。
94.进一步改进，所述对称双转轮发电装置可以在所述主齿轮周围设置数组前转动轮和后转动轮，所述主齿轮尺寸足够大，连接方式同单组所述对称双转轮发电装置相同，构成一个多组转动轮发电装置。
95.进一步改进，所述前转动杆22和后转动杆22上分别设置两个或多个转动轮21，构成一个多个转动轮发电装置。
96.本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明采用两个转动件相互反向转动，达到扭矩平衡，使发电装置重心稳；2、本发明由于采用两个转动件可提高单机发电量，提高经济效益；3、本发明由于扭矩平衡，使转动部件不易损坏。
97.如图7a、7b所示，两个转动件25、26的转动方向确定是顺时针或逆时针转动，由转动轮21的叶片倾斜角来确定。
98.前转动件25和后转动件26转动方向的设定方法：
99.如图7a所示，前转动件25设定方法是前转动件25的转动轮21的右侧叶片211向上倾斜，在水平力冲击下，右侧叶片211受向下挤压力，使叶片211顺时针转动，前转动件25的转动轮21的其它叶片211，在水平风力冲击下，同样受顺时针挤压力，使前转动件25整体顺时针转动。
100.如图7b所示，后转动件26设定方法是后转动件26的转动轮21的右侧叶片211向下
倾斜，在水平力冲击下，右侧叶片211受向上挤压力，使叶片211逆时针转动，后转动件26的转动轮21的其它叶片211，在水平风力冲击下，同样受逆时针挤压力，使后转动件26整体逆时针转动。
101.所述前转动件25和后转动件26的结构相同，大小相同，所以两个转动件的受风推力相同，两者转速也就相同，如果两个转动件转速有一点不同，可采取前转动件25和后转动件26不同转速平衡方法：以前或后转动件的带动主齿轮3的转速为标准，增大或减小另一个转动件的转动齿轮23的直径，以改变转动距离进行调速，使前后两个转动件25、26分别带动相同主齿轮3的转速相同，实现不同转速的平衡；或增大或减小另一个转动件的转动轮叶片211的面积，进而改变转动轮的叶片211受力大小，改变转动动力进行调速，使前后两个转动件25、26分别带动相同主齿轮3的转速相同，实现不同转速的平衡；增大转动齿轮23的直径或转动轮的叶片211的面积，则能实现加速；反之，减小转动齿轮23的直径或转动轮的叶片211的面积，则能实现减速。
102.综上，本发明在使用时，将整体发电装置安装在风口处，风冲击前面转动件25的叶片正面2111时，使其顺时针转动，前面转动件25的转动齿轮23与主齿轮3啮合连接，带动主齿轮3顺时针转动；风再次冲击后面的转动件26的叶片正面2111时，使其逆时针转动，后面的转动件26的转动齿轮23与主齿轮3啮合连接，带动主齿轮3顺时针转动；前面转动件25和后面转动件26转动方向相反，达到转动扭矩平衡，两者共同同一方向带动主齿轮3同步同向顺时针转动，主齿轮3与发电齿轮7啮合连接，带动发电齿轮7顺时针转动，发电齿轮7与增速箱83的低速轴87固定连接，带动增速箱83增速，增速箱83的高速轴88输出，高速轴88与发电机杆42固定连接，带动发电机4发电。
103.辅助系统的工作过程是(1)风向标获得风向数据传输到电控系统，如果风向不正对转动轮正面，通过电缆电控系统发出指令给偏航系统中偏航电机，使其转动，通过偏航机构使壳体、发电系统和辅助系统，整体沿着回转体大齿轮转动，到两个转动轮叶片都正对风向方向为止，进行偏航制动，使风正面吹到两个转动轮叶片。(2)风速计获得风速数据传输到电控系统，如果风速超过某一危险数值，电控系统通过电缆发出指令给刹车系统，两个转动件的转动杆上的刹杀系统紧急刹车，发电装置停止运行，保证装置安全。(3)如果发电机转速不恒定，发电量不稳定，电控系统通过电缆发出指令给变浆系统，变浆系统根据风速的大小自动进行调节叶片与风向之间的夹角，实现转动轮对风力发电机有一个恒定转速，变浆系统还有一个作用是利用空气动力学原理，可以使转动轮叶片顺浆90度与风向平行，使风机停机，(4)电控系统通过电缆对发电机送来的电量进行调频调幅等各项参数调节，使其达到并网送电要求，并把处理过的电量输送至电网中。(5)本装置运行时电控系统通过电缆控制润滑系统启动运行，对主齿轮、增速箱、偏航系统、变浆系统等转动执构进行润滑，同时其冷却系统对润滑油进行冷却降温，使润滑油温度达到耍求标准；(6)、本装置运行时电控系统通过电缆控制液压系统启动运行，液压系统通过油路为变浆系统、偏航系统、刹车系统等提供液压驱动力。
104.上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

技术特征：
1.一种对称双转轮发电装置，其特征在于，包括支架、壳体以及设置在所述支架上的发电系统、辅助系统；所述发电系统包括两个转动件、主齿轮、发电机、发电齿轮；两个所述转动件分别设置在所述主齿轮前部和后部，两个所述转动件的连接部转动齿轮分别都穿过壳体前后部，与所述主齿轮同侧的齿轮环的内齿牙面和外齿牙面啮合，转动连接；所述发电齿轮的发电齿牙面与所述主齿轮的内齿牙面啮合，所述发电机设置在所述主齿轮前部，其连接部端面与增速箱的高速轴固定连接，增速箱的低速轴与所述发电齿轮端面固定连接；所述增速箱设置在发电齿轮与发电机杆之间；所述支架设置在所述主齿轮下面，支承所述发电系统；所述壳体设置在所述主齿轮、发电机和辅助系统部分组件外部，保护发电系统和辅助系统部件，同时减小风阻力，还有方向舵作用；风冲击两个所述转动件转动，共同带动所述主齿轮转动，所述主齿轮带动发电齿轮转动，发电齿轮带动增速箱增速，增速箱的高速轴带动所述发电机发电，发电机发出的电量输送至电控系统。2.如权利要求1所述对称双转轮发电装置，其特征在于，所述两个所述转动件分别为前转动件和后转动件，每个转动件都包括转动轮、转动杆、转动齿轮、转动齿牙面和四个转动轮罩；所述转动轮包括三个叶片和叶片轴，所述叶片包括叶片柱、叶片正面、叶片背面、叶片顶部；所述叶片正面为长方形平面，所述叶片背面为长三角棱，所述叶片顶部为尖形；所述叶片柱为一个圆柱体，设置在叶片下部与叶片正面和叶片背面渐缩固定连接，与所述叶片轴转动连接；所述叶片轴是一个的方形环体，方形环体与所述变浆系统中心处连接，每个叶片柱端部与变浆系统外圈的变浆轴承转动连接，每个所述叶片倾斜设置在所述叶片轴和变浆系统外侧，每两个所述叶片夹角为120度；或把前后转动轮上的每个叶片柱直接与转动轮的叶片轴外圈等距固定连接，每个所述叶片倾斜设置在所述叶片轴外侧；所述转动杆为一个圆形杆，其一端端面固定连接所述转动齿轮，另一端端面固定连接所述叶片轴；所述转动齿轮为一个圆柱体，其外圈为转动齿牙面，所述转动轮罩是一个半圆壳体，用来减阻和保护其内部的变浆系统，其设置在每个转动轮前后面中心处，每个转动轮里侧的转动轮罩中心有一个圆孔。3.如权利要求2所述对称双转轮发电装置，其特征在于，两个所述转动件分别垂直所述主齿轮平面前后，前转动件和后转动件的转动杆和转动齿轮分别穿过壳体的前圆孔和后圆孔，两个所述转动件的转动齿轮都设置在所述主齿轮轴同侧，在同侧所述齿轮环左右两侧，所述前转动件的转动齿轮设置在所述齿轮环内侧的内齿牙面处啮合，实现传动连接；所述后转动件的转动齿轮设置在所述齿轮环外侧的外齿牙面处啮合，实现传动连接；两个所述转动件的转动齿轮与所述主齿轮轴设置在同一水平线上。4.如权利要求1所述对称双转轮发电装置，其特征在于，所述主齿轮包括齿轮环、三个连接条、主齿轮轴、主轴杆、内齿牙面、外齿牙面；所述齿轮环是方形环体，环体的内环面为内齿牙面，环体的外环面为外齿牙面；所述连接条是一个连接板，三个所述连接条均匀设置在所述主齿轮轴与所述齿轮环之间，把主齿轮轴侧面与齿轮环后平面等距固定连接；所述主齿轮轴是一个方形环体；所述主轴杆为一个圆形杆，其一端与所述主齿轮轴转动连接，另一端与所述支架的上部的齿轮架固定连接，所述主齿轮垂直设置在所述支架的平台上，主齿轮的冷却润滑系统内部，与所述支架的齿轮架平行，与所述主轴杆转动连接。5.如权利要求1所述对称双转轮发电装置，其特征在于，所述发电机包括发动机主体、发电机杆；所述发电机主体为圆形发电部件；所述发电机杆为圆柱形杆；所述发电机杆一端
面连接所述发电机主体，另一端面连接所述增速箱的高速轴，或把发电机的发电机杆直接与发电齿轮固定连接；所述发电齿轮为圆柱体，圆柱体外圈为发电齿牙面；所述发电机水平设置在所述主齿轮前面，所述发电机设置在所述主齿轮的主齿轮轴一侧，与所述前转动件的转动杆对称，在所述增速箱的高速轴侧面。6.如权利要求1所述对称双转轮发电装置，其特征在于，所述壳体包括前壳体、中壳体和后壳体；所述壳体设置在所述主齿轮、发电机和辅助系统部分组件外部；所述前壳体是一个圆锥形壳体，在其前面上部有一个前通风孔，在其侧面有一个前圆孔；所述中壳体是一个半圆柱形壳体；所述后壳体是一个圆板，在圆板垂直面上有一个竖立的平板，平板尾部有一个三角口，平板也是一个方向舵，在圆板后面上部有一个后通风孔，在其侧面有一个后圆孔，风吹到所述壳体的后壳体时，由于所述后壳体为竖立的平板，有导向舵功能，使所述壳体、发电系统和辅助系统及支架的平台以所述支架轴杆为中心转动，使对称双转轮发电装置始终迎风运行。7.如权利要求1所述对称双转轮发电装置，其特征在于，所述支架包括底座、平台、齿轮架、支架轴杆、支杆、两个转动件架和轴杆孔；所述底座是一个方形板，是固定基座；所述平台是一个半圆弧形板，在半圆弧形板的前部上面竖立一个所述齿轮架；所述齿轮架是一个长方形板，其上端与所述主齿轮的主轴杆固定连接；所述支架轴杆为一个圆柱形杆，在所述平台前部下面中心处；所述支杆是一个方形支架，在其顶部中心有一个圆孔为轴杆孔，其下部为一个方柱壳体；所述支杆的一端与所述底座固定连接，另一端与所述平台下面的支架轴杆转动连接；所述转动件架是一个长方形板，在其上面有一个圆孔，与所述转动杆转动连接，所述转动件架的下部与所述平台固定连接，在支杆上部外圈固定设置一个回转体大齿轮。8.如权利要求1所述对称双转轮发电装置，其特征在于，所述对称双转轮发电装置中去掉所有辅助系统，把前后转动轮上的每个叶片柱直接与转动轮的叶片轴外圈等距固定连接，每个所述叶片倾斜设置在所述叶片轴外侧，同时又去掉增速箱，把发电机的发电机杆直接与发电齿轮固定连接，其它部分的结构、连接方式、运行方式都不变，通过壳体上的前后通风孔进行自然风对流，对壳内的温度降温，构成一个简易的对称双转轮发电装置。9.如权利要求1所述对称双转轮发电装置，其特征在于，所述主齿轮水平设置在所述平台上，与所述支架轴杆垂直，在所述主齿轮的齿轮环上下面，增加一个上齿牙面和一个下齿牙面；两个所述转动件分别设置在所述主齿轮前部和后部，两个所述转动件的转动齿轮分别设置在所述主齿轮的齿轮环的上齿牙面和下齿牙面啮合，传动连接；或两个所述转动件的转动齿轮同时设置在所述主齿轮的齿轮环的上齿牙面或下齿牙面啮合，传动连接；所述发电机与所述主齿轮的外齿牙面啮合，传动连接，组成一个新的发电系统。10.如权利要求1所述对称双转轮发电装置，其特征在于，两个所述转动件分别设置在所述主齿轮前后，两个所述转动件的转动齿轮分别设置在所述主齿轮的主齿轮轴两侧，其中一个设置在所述齿轮环内侧内齿牙面啮合，转动连接，另一个设置在齿轮环外侧外齿牙面啮合，转动连接；或，两个所述转动件都设置在所述主齿轮前后，两个所述转动件的转动齿轮可任意组合设置在所述主齿轮的齿轮环任意方位上；两个所述转动件的转动齿轮可任意组合设置在所述主齿轮的内齿牙面和外齿牙面上。
或，在所述转动杆中间设置一个共用齿轮，在所述转动杆两端各有一个所述转动轮，所述发电齿轮与所述共用齿轮啮合，转动连接，组成一个由两个转动轮同步同向转动的发电装置；或，每个所述转动件的叶片数量或设置为五个叶片或七个叶片或其它数量叶片；每个转动件的叶片形状或设置为扇形或其它形状；或，两个所述转动件的转动齿轮与所述主齿轮轴设置不在同一水平线上；或，所述对称双转轮发电装置可以在所述主齿轮周围设置数组前转动轮和后转动轮，所述主齿轮尺寸足够大，连接方式同单组所述对称双转轮发电装置相同，构成一个多组转动轮发电装置；或，所述前转动杆和后转动杆上分别设置两个或多个转动轮，构成一个多个转动轮发电装置。

技术总结
本发明涉及一种对称双转轮发电装置，其包括支架、壳体以及设置在支架上的发电系统；发电系统包括两个转动件、主齿轮和发电机，两个转动件的连接部穿过壳体与主齿轮连接，共同带动主齿轮转动，主齿轮带动发电机发电，本发明能提高单台风能发电装置发电量，提高效益，风能发电装置转动扭矩平衡，提高使用年限和安全性；本发明可以广泛在风能发电领域、江河、湖泊、海洋领域应用。海洋领域应用。海洋领域应用。


技术研发人员：霍彦君 霍保义
受保护的技术使用者：霍保义
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/5/31