本發(fā)明涉及弱風發(fā)電，具體為一種弱風發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術：

1、在當今能源需求日益增長與傳統(tǒng)能源逐漸枯竭的大背景下，開發(fā)可再生能源成為全球共識，小型弱風發(fā)電技術應運而生。

2、傳統(tǒng)風力發(fā)電通常側(cè)重于大型風電場，依賴強風資源，其設備龐大、安裝復雜，對場地要求嚴苛，且前期投資成本高，后期維護難度大。然而，在日常生活與眾多特定領域，存在著大量低風速區(qū)域，如城市居民區(qū)、山區(qū)小村莊、偏遠海島以及一些工業(yè)廠房周邊等，這些地方年平均風速往往較低，強風時段極少，常規(guī)風力發(fā)電設備難以在此高效運行。

3、小型弱風發(fā)電技術正是瞄準這一市場空白。相較于大型風電，它具有顯著優(yōu)勢。首先，設備小型化使得其運輸、安裝極為便捷，無需大型專業(yè)設備輔助，普通人力或小型工具即可完成組裝，可靈活部署于各種狹小、復雜地形。其次，成本效益突出，一方面降低了設備制造與原材料成本，另一方面減少了安裝、維護等運營成本，為資金有限的用戶與小型社區(qū)提供了可行的能源解決方案。

4、從多用途角度來看，小型弱風發(fā)電在民用領域，可為家庭提供部分電力支持，用于照明、小型家電運行等，緩解用電壓力；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可為灌溉設備、小型農(nóng)業(yè)加工機械供電，助力現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展；在野外作業(yè)場景下，如地質(zhì)勘探、生態(tài)監(jiān)測站點，保障基本用電需求，維持設備運轉(zhuǎn)；在應急救援時，作為臨時電源，快速搭建，為救援設備、照明設施充電，提升救援效率。

5、盡管小型弱風發(fā)電前景廣闊，但當前仍面臨一些技術挑戰(zhàn)，如在弱風條件下如何進一步提高風能捕獲效率、優(yōu)化傳動系統(tǒng)以減少能量損失、提升發(fā)電設備的穩(wěn)定性與耐用性等，這些問題亟待解決，以推動小型弱風發(fā)電技術走向成熟，實現(xiàn)更廣泛的應用。

技術實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術問題

2、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種弱風發(fā)電系統(tǒng)，解決了上述背景技術中所提出的問題。

3、(二)技術方案

4、本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的具體采用以下技術方案：

5、一種弱風發(fā)電系統(tǒng)，包括兩根傳動軸，其中一根所述傳動軸為內(nèi)轉(zhuǎn)軸，另外一根傳動軸為外轉(zhuǎn)軸，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸上固定連接有圓錐凸頭，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸上位于圓錐凸頭的側(cè)面上固定連接有扇葉，所述外轉(zhuǎn)軸上固定連接有兩個安裝盤，所述安裝盤四周固定連接有三個安裝支架，安裝支架上設有不等大的矩陣鏤空孔，所述安裝支架的一端固定連接有螺旋葉，兩個所述安裝支架之間固定安裝有螺旋片，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸與外轉(zhuǎn)軸之間卡合轉(zhuǎn)動連接有滾珠，所述滾珠的重心卡合在外轉(zhuǎn)軸中，同時在外轉(zhuǎn)軸中設有卡合位置的卡槽，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸上設有與滾珠外表面卡合轉(zhuǎn)動的傳動槽，所述外轉(zhuǎn)軸的底部固定連接有第一轉(zhuǎn)子，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸貫穿延伸至外轉(zhuǎn)軸外一處固定連接有第二轉(zhuǎn)子，所述第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子的外面設有定子，所述定子固定安裝在底座中，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸通過推力球軸承轉(zhuǎn)動連接在底座中進行支撐。

6、進一步地，所述螺旋葉連接在兩個不同的安裝支架上，設置有三個，進行錯位連接。

7、進一步地，所述螺旋葉是具有弧度的長條狀物體，一種連續(xù)的彎曲形態(tài)，從一端逐漸彎曲延伸到另一端，中部同樣具有扁平的弧度。

8、進一步地，所述螺旋片是一個螺旋狀的形狀，它由多層弧形結(jié)構(gòu)相互纏繞而成，每層弧形的彎曲程度和走向相似，整體呈現(xiàn)出一種連續(xù)的、盤旋上升的形態(tài)。

9、進一步地，所述外轉(zhuǎn)軸上的第一轉(zhuǎn)子以及內(nèi)轉(zhuǎn)軸外的第二轉(zhuǎn)子外端面齊平。

10、進一步地，所述滾珠采用高強度耐磨材料制成，其表面光滑度達到ra0.2μm，以確保與傳動槽和卡槽之間的順暢卡合轉(zhuǎn)動，降低摩擦損耗，延長使用壽命。

11、進一步地，所述定子由高磁導率的鐵芯和纏繞其上的多匝線圈組成，具有良好的導電性能和耐溫性，能夠高效地將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的磁通量變化轉(zhuǎn)化為電能。

12、進一步地，所述第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子均采用永磁體材料，以保證在弱風環(huán)境下也能產(chǎn)生足夠強且穩(wěn)定的磁場，與定子配合實現(xiàn)高效發(fā)電。

13、(三)有益效果

14、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供了一種弱風發(fā)電系統(tǒng)，具備以下有益效果：

15、本發(fā)明，在風能捕獲上，圓錐凸頭、扇葉、螺旋葉及螺旋片等結(jié)構(gòu)協(xié)同作用，其獨特設計能有效應對弱風環(huán)境，增大與氣流接觸面積和作用效果，顯著提升風能捕獲效率；于傳動系統(tǒng)而言，滾珠的高精度設計及內(nèi)外轉(zhuǎn)軸合理連接，極大降低了摩擦損耗，保障了動力穩(wěn)定傳輸，減少能量損失；在發(fā)電方面，采用永磁體材料的第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子與高磁導率鐵芯及多匝線圈組成的定子配合，在弱風下也能產(chǎn)生穩(wěn)定強磁場，高效地將機械能轉(zhuǎn)化為電能，確保穩(wěn)定發(fā)電；而且，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)緊湊、小型化，便于運輸安裝，可靈活部署于多種地形，無論是民用照明、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、野外作業(yè)還是應急救援等場景，都能有效緩解用電壓力，為能源利用提供了高效、便捷且經(jīng)濟的解決方案，極具應用推廣價值。

技術特征：

1.一種弱風發(fā)電系統(tǒng)，包括兩根傳動軸，其特征在于：其中一根所述傳動軸為內(nèi)轉(zhuǎn)軸(1)，另外一根傳動軸為外轉(zhuǎn)軸(4)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(1)上固定連接有圓錐凸頭(2)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(1)上位于圓錐凸頭(2)的側(cè)面上固定連接有扇葉(3)，所述外轉(zhuǎn)軸(4)上固定連接有兩個安裝盤(5)，所述安裝盤(5)四周固定連接有三個安裝支架(6)，安裝支架(6)上設有不等大的矩陣鏤空孔，所述安裝支架(6)的一端固定連接有螺旋葉(7)，兩個所述安裝支架(6)之間固定安裝有螺旋片(8)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(1)與外轉(zhuǎn)軸(4)之間卡合轉(zhuǎn)動連接有滾珠(9)，所述滾珠(9)的重心卡合在外轉(zhuǎn)軸(4)中，同時在外轉(zhuǎn)軸(4)中設有卡合位置的卡槽(10)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(1)上設有與滾珠(9)外表面卡合轉(zhuǎn)動的傳動槽(11)，所述外轉(zhuǎn)軸(4)的底部固定連接有第一轉(zhuǎn)子(12)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(1)貫穿延伸至外轉(zhuǎn)軸(4)外一處固定連接有第二轉(zhuǎn)子(13)，所述第一轉(zhuǎn)子(12)和第二轉(zhuǎn)子(13)的外面設有定子(14)，所述定子(14)固定安裝在底座(15)中，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(1)通過推力球軸承轉(zhuǎn)動連接在底座(15)中進行支撐。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弱風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述螺旋葉(7)連接在兩個不同的安裝支架(6)上，設置有三個，進行錯位連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種弱風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述螺旋葉(7)是具有弧度的長條狀物體，一種連續(xù)的彎曲形態(tài)，從一端逐漸彎曲延伸到另一端，中部同樣具有扁平的弧度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弱風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述螺旋片(8)是一個螺旋狀的形狀，它由多層弧形結(jié)構(gòu)相互纏繞而成，每層弧形的彎曲程度和走向相似，整體呈現(xiàn)出一種連續(xù)的、盤旋上升的形態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弱風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述外轉(zhuǎn)軸(4)上的第一轉(zhuǎn)子(12)以及內(nèi)轉(zhuǎn)軸(1)外的第二轉(zhuǎn)子(13)外端面齊平。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弱風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述滾珠(9)采用高強度耐磨材料制成，其表面光滑度達到ra0.2μm，以確保與傳動槽(11)和卡槽(10)之間的順暢卡合轉(zhuǎn)動，降低摩擦損耗，延長使用壽命。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弱風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述定子(14)由高磁導率的鐵芯和纏繞其上的多匝線圈組成，具有良好的導電性能和耐溫性，能夠高效地將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的磁通量變化轉(zhuǎn)化為電能。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種弱風發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述第一轉(zhuǎn)子(12)和第二轉(zhuǎn)子(13)均采用永磁體材料，以保證在弱風環(huán)境下也能產(chǎn)生足夠強且穩(wěn)定的磁場，與定子(14)配合實現(xiàn)高效發(fā)電。

技術總結(jié)
本發(fā)明屬于弱風發(fā)電技術領域，尤其為一種弱風發(fā)電系統(tǒng)，包括兩根傳動軸，其中一根所述傳動軸為內(nèi)轉(zhuǎn)軸，另外一根傳動軸為外轉(zhuǎn)軸，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸上固定連接有圓錐凸頭，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸上位于圓錐凸頭的側(cè)面上固定連接有扇葉，所述外轉(zhuǎn)軸上固定連接有兩個安裝盤，所述安裝盤四周固定連接有三個安裝支架，安裝支架上設有不等大的矩陣鏤空孔，所述安裝支架的一端固定連接有螺旋葉，兩個所述安裝支架之間固定安裝有螺旋片。本發(fā)明其獨特結(jié)構(gòu)設計有效提升了風能捕獲效率，在弱風環(huán)境下也能穩(wěn)定運行。通過優(yōu)化傳動和發(fā)電組件，降低能量損失，保證高效電能轉(zhuǎn)換。小型化設計便于安裝運輸，可廣泛應用于多領域，為解決能源問題提供有力支持。

技術研發(fā)人員：顧賽麟,宮地浩,徐夢婕,洪有祥,胡亮,郭建平,陳靜
受保護的技術使用者：杭州中氫谷科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/28