[发明专利]自供电环保型路灯及广场灯

说明书

技术领域

本发明涉及一种自供电环保型路灯及广场灯，属于新能源技术领域，特别涉及一种太阳能光伏电池和垂直轴、水平轴两种风力发电机同轴综合利用配置的自供电环保型路灯及广场灯。

背景技术

在现有技术中，水平轴和垂直轴两种风力发电机不能同轴使用，因此发电效率不高，其缺陷是：体积大、占地空间大、效率低，难以充裕地供应路灯及广场灯的实际用电量，其风力发电机的设计，仅限于对外界自然风力的利用，没有将内部的通风、散热、引风力和外界自然风力的运动规律与发电机内部结构的设计溶于一体，以及使用太阳能光伏电池板同轴综合利用，以求更科学地发挥大自然的风能潜力和环保发电的理想目标。

发明内容

根据上述目的，本发明的技术方案为：一种自供电环保型路灯及广场灯，包括：主轴3穿过防雨罩2，顶部设置太阳能电池板或水平轴风力发电机1，中部装置由球形风轮4、球托5、发电机9组成的垂直轴风力发电机，底部与机架8固定，机架上设有控制盒6、光敏电阻7、止动器15，机架套接固定在灯柱11上，灯柱中设有风道、进风口12、灯架16、灯具17、导线10分别与上述带电部件连接；特征是：所述主轴3由大口径钢管制成，直接支撑、贯通连接太阳能电池板或水平轴和垂直轴两种风力发电机，在主轴中部侧面开圆孔或连接三通节过度，装置助动风口13，圆孔内装设导流片，使一部分流动空气通过风道从助动风口排出，助动风轮旋转发电；提高了风力发电的效果，带走了发电机的热量，克服了发电机运行时所产生的温升，解决了永磁体发电机因过热造 成的退磁老化问题，同时，使风力发电机的风能利用率从下述渡经得以提高：1.利用地面空气与灯柱11上端空气的温差和高低压差形成的引风力，从内部推动球形风轮4旋转；2.发电机的温升和散热促使风道中的空气加速循环上升，通过助动风口13推动球形风轮4旋转；3.自然界风力从外部推动球形风轮4、水平轴风力发电机风叶旋转，满足供应路灯或广场灯的电源；本发明的风能利用率与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，优于同类技术。

所述主轴3由大口径钢管制成，长度可根据配置的球形风轮4和太阳能电池板或水平轴风力发电机1的风叶高度设定；发电机定子21直径与主轴3直径的比例范围为：1∶0.2～0.7，有利于扩展通风量和缩短主轴与定子之间的直径距离，提高动态平衡和稳定性、减轻重量、降低成本、改善发电能力，主轴径面设有若干个凸挡，作为靠山，以精确限制发电机外转子18与定子21之间的间隙，提高发电效能。

所述球形风轮4为涡轮式风轮：由薄片金属材料压制成若干涡轮角度的叶片，下端围成圆形固定在球托5上，上端与防雨罩2固定，构成球形的涡轮式风轮，风轮上的防雨罩2中心开孔，内部装置轴承，以供主轴3通过，该涡轮式风轮运转时，在内部形成负压，使内部空气与外部空气形成对流，利用灯柱上端与地面自然空气引风力的作用，进一步推动风轮旋转，达到良好的通风和发电效果。

所述水平轴风力发电机1为普通型发电机，由盘式发电机、风叶、尾舵、回转体为主要部件组成，回转体固定在主轴3的顶部，回转体上设置盘式发电机和尾舵，风叶选择范围为3～10片，安装在盘式发电机上，通过尾舵自动对风向，发电机输出电源由导线10引至控制盒6，调制后对蓄电池自动充电蓄能；适当选择增加风叶数量，可以缩短水平轴风力发电机风轮的直径，减少占用空 间，降低噪音，避免对鸟类飞行动物的伤害。

所述发电机9，为永磁叠加型盘式垂直轴发电机，主要采用永磁体19，分别嵌装固定在盘形的外转子18内，外转子上设有凹槽或凸槽，该凹槽与另一外转子18的凸槽卡接，可以叠加组合装配；定子21通过主轴3，由外转子18中的轴承20支承，定子内部嵌装线圈22、霍尔元件23、温度传感器24，信号电路由导线10穿过管路与控制盒6连接，上述叠加组合装配为：将N片静盘形的定子21，其中N＞1和N加1片动盘形的外转子18，按动盘-静盘-动盘-静盘……动盘的顺序装配在同一主轴3上，输出导线并联连接，以增加输出功率。

所述控制盒6内设有单片机系统、功率放大电路、互补自动充电电路、过压、欠压、过流、漏电、防雷安全保护电路、接触器为主要元件组成的通用自动控制器，附设逆变器、锂电池、超级电容或胶蓄电池以克服蓄电池使用寿命短的缺陷；制作大功率的广场灯可增设蓄电池组、超级电容器、逆变器，并另设电控箱，便于控制较大功率发电机的正常运转。