向支撐板602，第三橫向支撐板603和第四橫向支撐板604 ;其中，所述的垂直軸風力機I設置在第一橫向支撐板601和第二橫向支撐板602之間；所述的離合器2設置在第二橫向支撐板602和第三橫向支撐板603之間；所述的變速箱3設置在第三橫向支撐板603和第四橫向支撐板604之間。
[0032]以下詳細描述本發明提供的組合式風力發電及風力致熱裝置的工作原理。如圖1和圖3所示，當組合式風力發電及風力致熱裝置發電時，變速箱控制器8控制第一齒輪304沿著變速箱3的中心軸301移動至與第二齒輪305齊平，并使第一齒輪304與第二齒輪305嚙合。在該切換過程中，變速箱控制器8同時控制離合器2與變速箱3分離，在完成切換后，也就是在第一齒輪304與第二齒輪305嚙合之后，變速箱控制器8再次控制離合器2與變速箱3結合。在風力的作用下，垂直軸風力機I通過其中心軸101帶動離合器2轉動，離合器2帶動變速箱3的中心軸301轉動，因此一起帶動設置在其上的第一齒輪304旋轉，由于第一齒輪304與第二齒輪305嚙合，從而使得變速箱3的中心軸301能夠依次通過第一齒輪304、第二齒輪305、發電機連接軸302以及發電機4的中心軸401，帶動發電機4工作發電。由該發電機4產生的電能首先通過整流器9進行整流。隨后由控制器10控制其傳輸至蓄電池11進行存儲，以備需要時使用；或者由控制器10控制其直接以直流電供給用戶14使用；或者由控制器10控制其傳輸至逆變器12，將直流電轉換為交流電后，再供給用戶14使用。
[0033]如圖2和圖3所示，當組合式風力發電及風力致熱裝置致熱時，變速箱控制器8控制第一齒輪304沿著變速箱3的中心軸301移動至與第三齒輪306齊平，并使第一齒輪304與第三齒輪306嚙合。在該切換過程中，變速箱控制器8同時控制離合器2與變速箱3分離，在完成切換后，也就是在第一齒輪304與第三齒輪306嚙合之后，變速箱控制器8再次控制離合器2與變速箱3結合。在風力的作用下，垂直軸風力機I通過其中心軸101帶動離合器2轉動，離合器2帶動變速箱3的中心軸301轉動，因此一起帶動設置在其上的第一齒輪304旋轉，由于第一齒輪304與第三齒輪306嚙合，從而使得變速箱3的中心軸301能夠依次通過第一齒輪304、第三齒輪306、致熱器連接軸303以及致熱器5的中心軸501，帶動致熱器5工作致熱。由該致熱器5產生的電能通過儲熱器13進行存儲，以在需要時供給用戶14使用。
[0034]綜上所述，本發明所提供的組合式風力發電及風力致熱裝置，與現有技術相比，具有以下優點和有益效果:
1、本發明采用變速箱組合風力發電和風力致熱這兩種風能利用方式，因此可以根據需要既利用風能來發電又利用風能來致熱，解決目前采用單一的風力發電設備和風力致熱設備而造成的能源浪費問題，真正起到節能減排的作用，并且增大風能利用率，擴大風能利用范圍；
2、本發明不僅可以小型化使用，而且也可以大型化使用；可以在不同風能等級地區使用，特別是在風能資源豐富的地區，既可以產生電能又可以產生熱能，從而解決風電就地消納問題，具有持久的經濟效益；
3、本發明維護簡單、運行穩定安全，可以解決海上孤島、駐軍島嶼、海上作業平臺和山區供電供暖等問題。
[0035]盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【主權項】
1.一種組合式風力發電及風力致熱裝置，其特征在于，包含: 垂直軸風力機(I); 離合器(2)，設置在所述的垂直軸風力機(I)的下方，并通過垂直軸風力機(I)的中心軸(101)與垂直軸風力機(I)連接； 變速箱(3)，設置在所述的離合器(2)的下方，并通過變速箱(3)的中心軸(301)與離合器(2)連接； 切換組件，設置在變速箱(3)內，且與變速箱(3)的中心軸(301)連接； 發電機(4 )，設置在所述的變速箱(3 )的下方，并通過發電機(4 )的中心軸(401)與變速箱(3)內的切換組件連接； 致熱器(5)，設置在所述的變速箱(3)的下方，且位于所述的發電機(4)的一側，并通過致熱器(5)的中心軸(501)與變速箱(3)內的切換組件連接； 其中，所述的切換組件切換變速箱(3)與發電機(4)或致熱器(5)之間的連接。2.如權利要求1所述的組合式風力發電及風力致熱裝置，其特征在于，所述的組合式風力發電及風力致熱裝置還包含變速箱控制器(8)，分別與所述的離合器(2)以及切換組件電路連接，用于控制切換組件在發電機(4)與致熱器(5)之間切換連接，且在切換過程中控制離合器(2)與變速箱(3)分離，在完成切換后控制離合器(2)與變速箱(3)結合。3.如權利要求1所述的組合式風力發電及風力致熱裝置，其特征在于，所述的垂直軸風力機(I)是阻力型垂直軸風力機，或是升力型垂直軸風力機，或是升力-阻力組合型垂直軸風力機。4.如權利要求1所述的組合式風力發電及風力致熱裝置，其特征在于，所述的發電機(4)是異步型發電機，或是同步型發電機。5.如權利要求1所述的組合式風力發電及風力致熱裝置，其特征在于，所述的致熱器(5)是攪拌液體致熱器，或是油壓阻尼孔致熱器，或是固體摩擦致熱器，或是渦電流致熱器。6.如權利要求2所述的組合式風力發電及風力致熱裝置，其特征在于，所述的切換組件包含: 第一齒輪(304 )，設置在所述的變速箱(3 )的中心軸(301)上，且可沿該變速箱(3 )的中心軸(301)上下移動； 發電機連接軸(302)，與所述的發電機(4)的中心軸(401)連接； 第二齒輪(305)，固定設置在所述的發電機連接軸(302)上； 致熱器連接軸(303)，與所述的致熱器(5)的中心軸(501)連接； 第三齒輪(306)，固定設置在所述的致熱器連接軸(303)上，且與所述的第二齒輪(305)交錯設置在不同高度。7.如權利要求6所述的組合式風力發電及風力致熱裝置，其特征在于，當發電時，變速箱控制器(8)控制第一齒輪(304)沿著變速箱(3)的中心軸(301)移動至與第二齒輪(305)齊平，并使第一齒輪(304)與第二齒輪(305)嚙合，以將變速箱(3)依次通過變速箱(3)的中心軸(301)、第一齒輪(304)、第二齒輪(305)、發電機連接軸(302)以及發電機(4)的中心軸(401)與發電機(4)連接。8.如權利要求6所述的組合式風力發電及風力致熱裝置，其特征在于，當致熱時，變速箱控制器(8)控制第一齒輪(304)沿著變速箱(3)的中心軸(301)移動至與第三齒輪(306)齊平，并使第一齒輪(304)與第三齒輪(306)嚙合，以將變速箱(3)依次通過變速箱(3)的中心軸(301)、第一齒輪(304)、第三齒輪(306)、致熱器連接軸(303)以及致熱器(5)的中心軸(501)與致熱器(5)連接。9.如權利要求1所述的組合式風力發電及風力致熱裝置，其特征在于，還包含底座(7)，所述的發電機(4)與致熱器(5)均固定設置在該底座(7)上。10.如權利要求9所述的組合式風力發電及風力致熱裝置，其特征在于，還包含支架(6)，其垂直固定設置在所述的底座(7)上；該支架(6)包含: 垂直固定設置在底座(7)兩側的兩塊豎直支撐板；以及由上至下依次連接設置在兩塊豎直支撐板之間的第一橫向支撐板(601)、第二橫向支撐板(602)，第三橫向支撐板(603)和第四橫向支撐板(604); 其中，所述的垂直軸風力機(I)設置在第一橫向支撐板(601)和第二橫向支撐板(602 )之間；所述的離合器(2)設置在第二橫向支撐板(602)和第三橫向支撐板(603)之間；所述的變速箱(3)設置在第三橫向支撐板(603)和第四橫向支撐板(604)之間。
【專利摘要】本發明涉及一種組合式風力發電及風力致熱裝置，包含：垂直軸風力機；離合器，設置在垂直軸風力機的下方，并通過垂直軸風力機的中心軸與垂直軸風力機連接；變速箱，設置在離合器的下方，并通過變速箱的中心軸與離合器連接；切換組件，設置在變速箱內，且與變速箱的中心軸連接；發電機，設置在變速箱的下方，并通過發電機的中心軸與切換組件連接；致熱器，設置在變速箱的下方，且位于發電機的一側，并通過致熱器的中心軸與切換組件連接；切換組件切換變速箱與發電機或致熱器之間的連接。本發明結合風力發電和風力致熱兩種風能利用方式，解決目前采用單一的風力發電設備和風力致熱設備而造成的能源浪費問題，增大風能利用率，擴大風能利用范圍。
【IPC分類】F03D9/00
【公開號】CN105156278
【申請號】CN201510622682
【發明人】金浩, 胡以懷, 馮是全, 倪天濤, 孫錫志, 奚樂厚, 魯文靜
【申請人】上海海事大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月28日