CN104481810A - 一种自伸展式垂直轴风力发电机 - Google Patents

一种自伸展式垂直轴风力发电机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自伸展式垂直轴风力发电机，包括发电机、主轴、轮辐、叶片、支撑筋以及丝杠，丝杠安装在与发电机相连的主轴上，叶片通过轮辐安装在主轴上且通过支撑筋与丝杠连接，所述自伸展式垂直轴风力发电机还包括支架、重球、齿轮、内外套筒以及内外制动器，风速过高时，重球锁住外套筒，齿轮带动丝杠向下移动，叶片收拢，外制动器限定丝杠位移，风速过低时，重球锁住内套筒，齿轮带动丝杠向上移动，叶片展开，内制动器限定丝杠位移。本发明提供的是一种无需电机带动，在风速过高时自动降低叶片扫略面积，在风速过低时自动提高叶片扫略面积的自伸展式垂直轴风力发电机，增加垂直轴风力发电机的发电量，保证垂直轴风力发电机安全平稳运行。

Description

一种自伸展式垂直轴风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电机的领域，特别是涉及一种自伸展式垂直轴风力发电机。
背景技术
随着风力发电等可再生能源技术的发展，由于垂直轴风力发电机无需对风装置，近年来得到了显著的发展。现有的垂直轴风力发电机叶片的扫掠面积一般均是不可调节的，很难适应于较宽的风速范围。
现有技术中公开的可伸展式垂直轴风力发电机，一般均设置有控制电机，控制电机带动丝杠转动，调节叶片的扫掠面积，将功率稳定在额定功率附近。由于控制电机用能耗电，当风力不稳定时，需频繁启动控制电机，浪费能源。所以，上述方案的缺点在于叶片扫掠面积需要通过控制电机调节，无法实现自伸展。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种无需电机带动，在风速过高时自动降低叶片扫略面积，在风速过低时自动提高叶片扫略面积的自伸展式垂直轴风力发电机，增加垂直轴风力发电机的发电量，保证垂直轴风力发电机安全平稳运行。
为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种自伸展式垂直轴风力发电机，包括发电机、主轴、轮辐、叶片、支撑筋、丝杠、第一支架以及第二支架，所述的丝杠通过第一支架和第二支架活动安装在与发电机相连的主轴上，所述的叶片通过轮辐安装在主轴上且通过支撑筋与丝杠连接，所述的丝杠上下移动时，叶片通过轮辐和支撑筋展开和收拢，所述的自伸展式垂直轴风力发电机还包括第三支架、重球、齿轮、内套筒、外套筒、内制动器以及外制动器，所述的齿轮安装在丝杠上且与安装在主轴上的内套筒和外套筒啮合，所述的重球通过第三支架安装在主轴上，所述的内制动器和外制动器均安装在丝杠上。
在本发明一个较佳实施例中，所述的自伸展式垂直轴风力发电机还包括内套筒弧形槽和外套筒弧形槽，所述的内套筒弧形槽和外套筒弧形槽分别安装在内套筒和外套筒的内侧边。
在本发明一个较佳实施例中，所述的重球的运动范围由内套筒弧形槽和外套筒弧形槽限定。
在本发明一个较佳实施例中，所述的丝杠的位移范围由内制动器和外制动器限定。
在本发明一个较佳实施例中，所述的丝杠通过第一支架和第二支架固定安装在与发电机相连的主轴上，丝杠上下不能移动时，丝杠上安装螺母，所述的螺母在丝杠上上下移动时，叶片通过轮辐和支撑筋板展开和收拢。
本发明的有益效果是：本发明的自伸展式垂直轴风力发电机，安装有重球、齿轮、内套筒、外套筒、内制动器以及外制动器，当环境风速高于额定风速的极限值时，重球自动锁住外套筒，齿轮带动丝杠向下移动，叶片收拢，外制动器限定丝杠位移范围，当环境风速低于额定风速的极限值时，重球自动锁住内套筒，齿轮带动丝杠向上移动，叶片展开，内制动器限定丝杠位移范围，使得自伸展式垂直轴风力发电机无需电机带动，在风速过高时自动降低叶片扫略面积，在风速过低时自动提高叶片扫略面积，增加垂直轴风力发电机的发电量，保证垂直轴风力发电机安全平稳运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其它的附图。
图1是本发明的自伸展式垂直轴风力发电机一个实施例的结构示意图；
图2是图1的局部放大示意图。
附图中的标记为：1、发电机，2、重球，3、外套筒，4、内套筒，5、第一支架，6、主轴，7、轮辐，8、叶片，9、支撑筋，10、第二支架，11、丝杠，12、齿轮，13、外制动器，14、内制动器，15、第三支架，31、外套筒弧形槽，41、内套筒弧形槽。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
一种自伸展式垂直轴风力发电机，包括发电机1、第一支架5、主轴6、轮辐7、叶片8、支撑筋9、第二支架10以及丝杠11。所述的叶片8具有一定对称翼型，与主轴6平行且绕其均匀分布，轮辐7、主轴6和叶片8采用铰链连接。所述的丝杠11通过第一支架5和第二支架10活动安装在与发电机1相连的主轴6上。所述的叶片8通过轮辐7安装在主轴6上且通过支撑筋9与丝杠11连接，丝杠11上下移动时，叶片8通过轮辐7和支撑筋9展开和收拢。本实施例所述的自伸展式垂直轴风力发电机还包括第三支架15、重球2、齿轮12、内套筒4、外套筒3、内制动器14以及外制动器13，所述的齿轮12安装在丝杠11上且与安装在主轴6上的内套筒4和外套筒3啮合。
上述中，所述的自伸展式垂直轴风力发电机还包括内套筒弧形槽41和外套筒弧形槽31，所述的内套筒弧形槽41和外套筒弧形槽31分别安装在内套筒4和外套筒3的内侧边。
进一步的，所述的重球2通过第三支架15安装在主轴6上，重球2的运动范围由内套筒弧形槽41和外套筒弧形槽31限定。所述的内制动器14和外制动器13安装在丝杠11上，丝杠11的位移范围由内制动器14和外制动器13限定。
当环境风速高于额定风速的极限值时，重球2离心运动卡在外套筒弧形槽31内，自动锁住外套筒3，外套筒3与齿轮12内啮合，外套筒3转动带动齿轮12转动且转向相同，齿轮12带动丝杠11向下移动，丝杠11通过轮辐7和支撑筋9带动叶片8收拢。丝杠11下移到指定位置时，外制动器13顶出重球2，外套筒3、齿轮12停止转动，丝杠11停止移动。
当环境风速低于额定风速的极限值时，重球2向心运动卡在内套筒弧形槽41内，自动锁住内套筒4，内套筒4与齿轮12外啮合，内套筒4转动带动齿轮12转动且转向相反，齿轮12带动丝杠11向上移动，丝杠11通过轮辐7和支撑筋9带动叶片8展开。丝杠11上移到指定位置时，内制动器14顶出重球2，内套筒4、齿轮12停止转动，丝杠11停止移动。
再进一步的，本发明的自伸展式垂直轴风力发电机，所述的丝杠11还可以通过第一支架5和第二支架10固定安装在与发电机1相连的主轴6上，丝杠11上下不能移动时，丝杠11上安装螺母（图未视），所述的螺母在丝杠11上上下移动时，叶片8通过轮辐7和支撑筋板9展开和收拢。
本发明揭示的自伸展式垂直轴风力发电机，安装有重球2、齿轮12、内套筒4、外套筒3、内制动器14以及外制动器13，当环境风速高于额定风速的极限值时，重球2自动锁住外套筒3，齿轮12带动丝杠11向下移动，叶片8收拢，外制动器13限定丝杠11位移范围，当环境风速低于额定风速的极限值时，重球2自动锁住内套筒4，齿轮12带动丝杠11向上移动，叶片8展开，内制动器14限定丝杠11位移范围，使得自伸展式垂直轴风力发电机无需电机带动，在风速过高时自动降低叶片8扫略面积，在风速过低时自动提高叶片8扫略面积，增加垂直轴风力发电机的发电量，保证垂直轴风力发电机安全平稳运行。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种自伸展式垂直轴风力发电机，其特征在于，包括发电机、主轴、轮辐、叶片、支撑筋、丝杠、第一支架以及第二支架，所述的丝杠通过第一支架和第二支架活动安装在与发电机相连的主轴上，所述的叶片通过轮辐安装在主轴上且通过支撑筋与丝杠连接，所述的丝杠上下移动时，叶片通过轮辐和支撑筋展开和收拢，所述的自伸展式垂直轴风力发电机还包括第三支架、重球、齿轮、内套筒、外套筒、内制动器以及外制动器，所述的齿轮安装在丝杠上且与安装在主轴上的内套筒和外套筒啮合，所述的重球通过第三支架安装在主轴上，所述的内制动器和外制动器均安装在丝杠上。
2.根据权利要求1所述的自启动便携式垂直轴风力发电机，其特征在于，所述的自伸展式垂直轴风力发电机还包括内套筒弧形槽和外套筒弧形槽，所述的内套筒弧形槽和外套筒弧形槽分别安装在内套筒和外套筒的内侧边。
3.根据权利要求2所述的自启动便携式垂直轴风力发电机，其特征在于，所述的重球的运动范围由内套筒弧形槽和外套筒弧形槽限定。
4.根据权利要求1所述的自启动便携式垂直轴风力发电机，其特征在于，所述的丝杠的位移范围由内制动器和外制动器限定。
5.根据权利要求1所述的自启动便携式垂直轴风力发电机，其特征在于，所述的丝杠通过第一支架和第二支架固定安装在与发电机相连的主轴上，丝杠上下不能移动时，丝杠上安装螺母，所述的螺母在丝杠上上下移动时，叶片通过轮辐和支撑筋板展开和收拢。
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