光伏风车装置及其制作方法
专利名称：光伏风车装置及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光伏风车装置及其制作方法，更具体地说，它涉及一种由 光能转换成电能、接着转换成机械能的演示装置，属于可再生能源技术领域。
背景技术：
长期以来，人类燃烧大量的煤炭和石油用于发电，造成了大面积的环境污 染和不可再生的矿物能源资源的减少。随着清洁的、可再生的新能源技术的进 步，人类在尽可能多的领域里，采用太阳能光伏发电新技术来减少环境污染、 生产工农业新产品和向多种电器供电。在已有技术中，国内生产的单晶硅和多晶硅太阳能电池的平均光电转换率分别达到17%和15%,国产硅太阳能电池大 部分出口，还有一部分在国内应用。全国中、小学缺少演示光伏发电新技术的 教学用具，向人民群众宣传、普及光伏发电知识，同样缺少直观的讲解用具。 到目前为止，尚未见到既能在室外、又能在室内演示由光能转换成电能、接着 转换成机械能的教学用具。发明内容本发明克服了现在技术中的不足，提供了一种光伏风车装置。该装置利用 室外的太阳光或者室内的卤素灯光照射太阳电池板产生直流电，通过导线4输 入直流电动机2,电能转换成机械能,直流电动机2的转速每分钟高达2300 2400
圈，观众不能仔细察看风车的叶片1的转动，髙速旋转的叶片1会影响本装置 在使用中的安全，不利于演讲人的解说。为了降低风车叶片1的转速，必须在直流电动机2的前部连接齿轮减速器7。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的 一种光伏风车装置，由风车的叶片l、直流电动机2、空心管3、金属导线4、硅太阳电池5、底座6、齿轮减速器7组成，在直流电动机2的前部连接有直流电动机2在电压为3V时，每分钟转2300~2400圃的转速时，通过齿轮减速 器7的5次调整，叶片1每分钟只转12-13圑；皿与电压有关，如果电压为 6V时，叶片1的转速会增加到24~26圈。齿轮减速器7内部的六只传动齿轮的 组成是两只固定传动齿轮包括固定在齿轮减速器上盖帽8内侧的固定传动定轴上拆下来或套装上去的活动传动齿轮包括套装在右固定轴15上的右上方活动传动齿轮16和右下方活动传动齿轮17。 13、 14、 16、 17四只活动传动齿轮全部制作成齿数不相同的立体双层齿轮确保了齿轮组合之间的吻合传动；齿数不相同的齿轮在工作时，由于齿数不相同，因而不同组合的齿轮之间的转动比各不相同，通i^,的5次调整，逐渐降低旋^(i度，将动力输出轴18的转速由髙速减少为低速，使人们能清楚看到风车的叶片1的缓慢转动，确保了 光伏风车装置演示中的安全。本发明光伏风车装置的制作方法采用以下工艺步骤1、先用金属或塑料或有机玻璃或竹木坚固材料制作空心管3和底座6,将
空心管3和底座6粘结或焊接成一个整体。2、 用铜材制造13、 14、 16、 17四只活动传动齿轮和9、 11 二只固定传动 齿轮；将六只传动齿轮安装在齿轮减速器7内的特定位置，并连接直流电动机2 和动力输出轴18。3、 将带有齿轮减速器7的直流电动机2安装在空心管3上端的电动机罩壳内。4、 用布制品或纸制品或竹木制品或塑料制品轻质材料制作风车的叶片1。5、 在动力输出轴18的前端安装插有叶片1的轮盘。6、 用金属导线4连S^太阳电池6和直流电动机2。金属导线4安装在空 心管3的内部。光伏风车装置制造完成后，要求检测合格和运转正常。
图l为本发明结构主视图。 图2为本发明结构正视图。图3为本发明中带齿轮减速器的电动机的俯视图。图4为本发明中齿轮减速器上盖帽内视图。图5为本发明中齿轮减速器下底面上的俯视图。图6为本发明中齿轮减速器内的四只活动传动齿轮正视图，
具体实施例方式
下面本发明将结合附图中的实施例进一步描述图l为本明结构主视图，图2为本发明结构正视图。 首先要制造图1中的核心部件齿轮减速器7:用铜材制造图6中的四只活动 传动齿轮13、 14、 16、 17和图4中的固定传动齿轮9、图5中的固定传动齿轮 11。按照图纸制造左固定轴12和右固定轴15，将六只传动齿轮安装到各个位置, 拧紧齿轮减速器上盖帽上的两只嫘丝，制成图3中的与直流电动机2连接的密 封的齿轮减速器7。光伏风车装置主要部件的大小是风车的叶片1的长度在6公发至60公分 之间选定，空心管3的髙度在8公分至80公分之间选定；硅太阳电池5的长度 和宽度在6公分至60公分之间选定，底座6的长度和宽度在8公分至80公分 之间选定。叶片1的长度要小于空心管3的高度，硅太阳电池5的平面积要比 底座6的平面积小；带齿轮减速器7的直流电动机2要与光伏风车装置的整体 相互配套，各部件的大小要统一设计。用布制品或纸制品或竹木制品轻质材料制成风车的叶片1。用金属或塑料或有机玻璃或木制品制成空心管3和底座6。长度8公分X6公分的多晶硅太阳电池板可按照3V电压、180毫安电流制 成。相配套的底座6的长度是10厘米、宽度是8厘米、厚度是1厘米。将空心管3和底座6粘接或焊接后，在空心管3上方的电动机罩壳内安装 带齿轮减速器7的直流电动机2，在直流电动机2的动力输出轴18的前端安装 插有叶片1的轮盘。在底座6上安装硅太阳电池板5,金属导线4穿过空心管3内部，下端连结
硅太阳电池5，上端连接直流电动机2。光伏风车装置各组成部分安装、连接完成后，要进行检测。在室外太阳光 的照射或在室内12V 50W定向照明卤素灯的照射下，硅太阳电池5产生的直流 电通过金属导线4输入直流电动机2,由于齿轮减速器7的减速作用，动力输出 轴18驱动风车的叶片1缓慢转动，完成了由光能—电能一机械能的转换。光伏 风车装置制作成功后，便可用于教学演讲和科普宣传了。
权利要求
1、一种光伏风车装置，由风车的叶片(1)、直流电动机(2)、空心管(3)、金属导线(4)、硅太阳电池(5)、底座(6)、齿轮减速器(7)组成，其特征是，在直流电动机(2)的前部连接有特制的齿轮减速器(7)，齿轮减速器(7)通过内部的6只传动齿轮按照传动比调整5次转速。直流电动机(2)在电压为3V时，每分钟转2300～2400圈的转速时，通过齿轮减速器(7)的5次调整，叶片(1)每分钟只转12～13圈；转速与电压有关，如果电压为6V时，叶片(1)的转速会增加到每分钟24～26圈。齿轮减速器(7)内部的六只传动齿轮的组成是两只固定传动齿轮包括固定在齿轮减速器上盖帽(8)内侧的固定传动齿轮(9)和固定在齿轮减速器下底面(10)上的固定传动齿轮(11)；以及四只可以从固定轴上拆下来或套装上去的活动传动齿轮包括套装在左固定轴(12)上的左上方活动传动齿轮(13)和左下方活动传动齿轮(14)，套装在右固定轴(15)上的右上方活动传动齿轮(16)和右下方活动传动齿轮(17)。(13)、(14)、(16)、(17)四只活动传动齿轮全部制作成齿数不相同的立体双层齿轮确保了齿轮组合之间的吻合传动；齿数不同的齿轮在工作时，由于齿数不相同，因而不同组合的齿轮之间的传动比各不相同，通过对转速的5次调整，逐渐降低旋转速度，将动力输出轴(18)的转速由高速减少为低速，使人们能清楚看到风车的叶片(1)的缓慢转动，确保了光伏风车装置演示中的安全。
2、 根据权利要求1所述的光伏风车装置，其特征在于，所述的空心管(3) 是由金属或塑料或有机玻璃或竹木制品坚固材料制成。
3.根据权利要求1所述的光伏风车装置,其特征在于，所述的风车的叶片(l) 是由布制品或纸制品或竹木制品或塑料制品轻质材料制成。
4、 根据权利要求1所述的光伏风车装置，其特征在于，所述的光伏风车装 置的主要部件的大小是叶片(1)的长度在6公分至60公分之间选定，空心 管(3)的髙度在8公分至80公分之间选定，硅太阳电池(5)的长度和宽度在 6公分至60公分之间选定，底座(6)的长度和宽度在8公分至80公分之间选 定；叶片(1)的长度要小于空心管(3)的髙度，硅太阳电池(5)的平面积要 比底座(6)的平面积小；带齿轮减速器(7)的直流电动机(2)要与光伏风车 装置的整体相互配套；各部件的大小要统一设计。
5、 一种按权利要求1所述的光伏风车装置的制作方法采用以下工艺步骤， 其特征是(1) 先用金属或塑料或有机玻璃或竹木坚固材料制作空心管(3)和底座 (6),将空心管(3)和底座(6)粘结或焊接成一个整体。(2) 用铜材制造(13)、 (14)、 (16)、 (17)四只活动传动齿轮和(9)、 (11) 二只固定传动齿轮，将六只传动齿轮安装在齿轮减速器(7)内的特定位置，并 连接直流电动机(2)和齿轮减速器(7)。(3) 将带有齿轮减速器(7)的直流电动机(2〉安装在空心管(3)上端 的电动机罩壳内。(4) 用布制品或纸制品或竹木制品或塑料制品轻质材料制作风车的叶片(l)-(5〉在动力输出轴(18)的前端安装插有叶片(1)的轮盘。 (6)用金属导线(4)连结硅太阳电池(5)和直流电动机(2)。金属导线 (4)安装在空心管(3)的内部。 光伏风车装置制造完成后，要求检测合格和运转正常。
全文摘要
本发明涉及一种光伏风车装置及其制作方法，具体地说是属于可再生能源技术领域。太阳能光伏发电的过程没有污染，有利于环境保护，应当加快推广和应用。为了向广大中、小学生和人民群众演示由太阳能转换成电能、接着转换成机械能的全过程，设计了便于在室外或室内进行光伏发电实验的光伏风车装置。本装置在室外太阳光的照射下产生电流，直流电通过导线输入带减速器的直流电动机，使动力输出轴转动，从而带动风车的叶片缓慢转动，直观展示了由光能转换成电能、接着转换成机械能的全部过程；在室内卤素灯的照射下也能进行演示。本装置应用齿轮减速器降低了光伏风车叶片的转速，适合用作教学模型、科普用具等。
文档编号G09B25/02GK101118706SQ20071013090
公开日2008年2月6日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年8月30日
发明者缪江红 申请人:缪江红
技术领域：
本发明涉及一种光伏风车装置及其制作方法，更具体地说，它涉及一种由 光能转换成电能、接着转换成机械能的演示装置，属于可再生能源技术领域。
背景技术：
长期以来，人类燃烧大量的煤炭和石油用于发电，造成了大面积的环境污 染和不可再生的矿物能源资源的减少。随着清洁的、可再生的新能源技术的进 步，人类在尽可能多的领域里，采用太阳能光伏发电新技术来减少环境污染、 生产工农业新产品和向多种电器供电。在已有技术中，国内生产的单晶硅和多晶硅太阳能电池的平均光电转换率分别达到17%和15%,国产硅太阳能电池大 部分出口，还有一部分在国内应用。全国中、小学缺少演示光伏发电新技术的 教学用具，向人民群众宣传、普及光伏发电知识，同样缺少直观的讲解用具。 到目前为止，尚未见到既能在室外、又能在室内演示由光能转换成电能、接着 转换成机械能的教学用具。发明内容本发明克服了现在技术中的不足，提供了一种光伏风车装置。该装置利用 室外的太阳光或者室内的卤素灯光照射太阳电池板产生直流电，通过导线4输 入直流电动机2,电能转换成机械能,直流电动机2的转速每分钟高达2300 2400
圈，观众不能仔细察看风车的叶片1的转动，髙速旋转的叶片1会影响本装置 在使用中的安全，不利于演讲人的解说。为了降低风车叶片1的转速，必须在直流电动机2的前部连接齿轮减速器7。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的 一种光伏风车装置，由风车的叶片l、直流电动机2、空心管3、金属导线4、硅太阳电池5、底座6、齿轮减速器7组成，在直流电动机2的前部连接有直流电动机2在电压为3V时，每分钟转2300~2400圃的转速时，通过齿轮减速 器7的5次调整，叶片1每分钟只转12-13圑；皿与电压有关，如果电压为 6V时，叶片1的转速会增加到24~26圈。齿轮减速器7内部的六只传动齿轮的 组成是两只固定传动齿轮包括固定在齿轮减速器上盖帽8内侧的固定传动定轴上拆下来或套装上去的活动传动齿轮包括套装在右固定轴15上的右上方活动传动齿轮16和右下方活动传动齿轮17。 13、 14、 16、 17四只活动传动齿轮全部制作成齿数不相同的立体双层齿轮确保了齿轮组合之间的吻合传动；齿数不相同的齿轮在工作时，由于齿数不相同，因而不同组合的齿轮之间的转动比各不相同，通i^,的5次调整，逐渐降低旋^(i度，将动力输出轴18的转速由髙速减少为低速，使人们能清楚看到风车的叶片1的缓慢转动，确保了 光伏风车装置演示中的安全。本发明光伏风车装置的制作方法采用以下工艺步骤1、先用金属或塑料或有机玻璃或竹木坚固材料制作空心管3和底座6,将
空心管3和底座6粘结或焊接成一个整体。2、 用铜材制造13、 14、 16、 17四只活动传动齿轮和9、 11 二只固定传动 齿轮；将六只传动齿轮安装在齿轮减速器7内的特定位置，并连接直流电动机2 和动力输出轴18。3、 将带有齿轮减速器7的直流电动机2安装在空心管3上端的电动机罩壳内。4、 用布制品或纸制品或竹木制品或塑料制品轻质材料制作风车的叶片1。5、 在动力输出轴18的前端安装插有叶片1的轮盘。6、 用金属导线4连S^太阳电池6和直流电动机2。金属导线4安装在空 心管3的内部。光伏风车装置制造完成后，要求检测合格和运转正常。
图l为本发明结构主视图。 图2为本发明结构正视图。图3为本发明中带齿轮减速器的电动机的俯视图。图4为本发明中齿轮减速器上盖帽内视图。图5为本发明中齿轮减速器下底面上的俯视图。图6为本发明中齿轮减速器内的四只活动传动齿轮正视图，
具体实施例方式
下面本发明将结合附图中的实施例进一步描述图l为本明结构主视图，图2为本发明结构正视图。 首先要制造图1中的核心部件齿轮减速器7:用铜材制造图6中的四只活动 传动齿轮13、 14、 16、 17和图4中的固定传动齿轮9、图5中的固定传动齿轮 11。按照图纸制造左固定轴12和右固定轴15，将六只传动齿轮安装到各个位置, 拧紧齿轮减速器上盖帽上的两只嫘丝，制成图3中的与直流电动机2连接的密 封的齿轮减速器7。光伏风车装置主要部件的大小是风车的叶片1的长度在6公发至60公分 之间选定，空心管3的髙度在8公分至80公分之间选定；硅太阳电池5的长度 和宽度在6公分至60公分之间选定，底座6的长度和宽度在8公分至80公分 之间选定。叶片1的长度要小于空心管3的高度，硅太阳电池5的平面积要比 底座6的平面积小；带齿轮减速器7的直流电动机2要与光伏风车装置的整体 相互配套，各部件的大小要统一设计。用布制品或纸制品或竹木制品轻质材料制成风车的叶片1。用金属或塑料或有机玻璃或木制品制成空心管3和底座6。长度8公分X6公分的多晶硅太阳电池板可按照3V电压、180毫安电流制 成。相配套的底座6的长度是10厘米、宽度是8厘米、厚度是1厘米。将空心管3和底座6粘接或焊接后，在空心管3上方的电动机罩壳内安装 带齿轮减速器7的直流电动机2，在直流电动机2的动力输出轴18的前端安装 插有叶片1的轮盘。在底座6上安装硅太阳电池板5,金属导线4穿过空心管3内部，下端连结
硅太阳电池5，上端连接直流电动机2。光伏风车装置各组成部分安装、连接完成后，要进行检测。在室外太阳光 的照射或在室内12V 50W定向照明卤素灯的照射下，硅太阳电池5产生的直流 电通过金属导线4输入直流电动机2,由于齿轮减速器7的减速作用，动力输出 轴18驱动风车的叶片1缓慢转动，完成了由光能—电能一机械能的转换。光伏 风车装置制作成功后，便可用于教学演讲和科普宣传了。
权利要求
1、一种光伏风车装置，由风车的叶片(1)、直流电动机(2)、空心管(3)、金属导线(4)、硅太阳电池(5)、底座(6)、齿轮减速器(7)组成，其特征是，在直流电动机(2)的前部连接有特制的齿轮减速器(7)，齿轮减速器(7)通过内部的6只传动齿轮按照传动比调整5次转速。直流电动机(2)在电压为3V时，每分钟转2300～2400圈的转速时，通过齿轮减速器(7)的5次调整，叶片(1)每分钟只转12～13圈；转速与电压有关，如果电压为6V时，叶片(1)的转速会增加到每分钟24～26圈。齿轮减速器(7)内部的六只传动齿轮的组成是两只固定传动齿轮包括固定在齿轮减速器上盖帽(8)内侧的固定传动齿轮(9)和固定在齿轮减速器下底面(10)上的固定传动齿轮(11)；以及四只可以从固定轴上拆下来或套装上去的活动传动齿轮包括套装在左固定轴(12)上的左上方活动传动齿轮(13)和左下方活动传动齿轮(14)，套装在右固定轴(15)上的右上方活动传动齿轮(16)和右下方活动传动齿轮(17)。(13)、(14)、(16)、(17)四只活动传动齿轮全部制作成齿数不相同的立体双层齿轮确保了齿轮组合之间的吻合传动；齿数不同的齿轮在工作时，由于齿数不相同，因而不同组合的齿轮之间的传动比各不相同，通过对转速的5次调整，逐渐降低旋转速度，将动力输出轴(18)的转速由高速减少为低速，使人们能清楚看到风车的叶片(1)的缓慢转动，确保了光伏风车装置演示中的安全。
2、 根据权利要求1所述的光伏风车装置，其特征在于，所述的空心管(3) 是由金属或塑料或有机玻璃或竹木制品坚固材料制成。
3.根据权利要求1所述的光伏风车装置,其特征在于，所述的风车的叶片(l) 是由布制品或纸制品或竹木制品或塑料制品轻质材料制成。
4、 根据权利要求1所述的光伏风车装置，其特征在于，所述的光伏风车装 置的主要部件的大小是叶片(1)的长度在6公分至60公分之间选定，空心 管(3)的髙度在8公分至80公分之间选定，硅太阳电池(5)的长度和宽度在 6公分至60公分之间选定，底座(6)的长度和宽度在8公分至80公分之间选 定；叶片(1)的长度要小于空心管(3)的髙度，硅太阳电池(5)的平面积要 比底座(6)的平面积小；带齿轮减速器(7)的直流电动机(2)要与光伏风车 装置的整体相互配套；各部件的大小要统一设计。
5、 一种按权利要求1所述的光伏风车装置的制作方法采用以下工艺步骤， 其特征是(1) 先用金属或塑料或有机玻璃或竹木坚固材料制作空心管(3)和底座 (6),将空心管(3)和底座(6)粘结或焊接成一个整体。(2) 用铜材制造(13)、 (14)、 (16)、 (17)四只活动传动齿轮和(9)、 (11) 二只固定传动齿轮，将六只传动齿轮安装在齿轮减速器(7)内的特定位置，并 连接直流电动机(2)和齿轮减速器(7)。(3) 将带有齿轮减速器(7)的直流电动机(2〉安装在空心管(3)上端 的电动机罩壳内。(4) 用布制品或纸制品或竹木制品或塑料制品轻质材料制作风车的叶片(l)-(5〉在动力输出轴(18)的前端安装插有叶片(1)的轮盘。 (6)用金属导线(4)连结硅太阳电池(5)和直流电动机(2)。金属导线 (4)安装在空心管(3)的内部。 光伏风车装置制造完成后，要求检测合格和运转正常。
全文摘要
本发明涉及一种光伏风车装置及其制作方法，具体地说是属于可再生能源技术领域。太阳能光伏发电的过程没有污染，有利于环境保护，应当加快推广和应用。为了向广大中、小学生和人民群众演示由太阳能转换成电能、接着转换成机械能的全过程，设计了便于在室外或室内进行光伏发电实验的光伏风车装置。本装置在室外太阳光的照射下产生电流，直流电通过导线输入带减速器的直流电动机，使动力输出轴转动，从而带动风车的叶片缓慢转动，直观展示了由光能转换成电能、接着转换成机械能的全部过程；在室内卤素灯的照射下也能进行演示。本装置应用齿轮减速器降低了光伏风车叶片的转速，适合用作教学模型、科普用具等。
文档编号G09B25/02GK101118706SQ20071013090
公开日2008年2月6日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年8月30日
发明者缪江红 申请人:缪江红
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