CN105673321A - 多柱塔式多功能涡轮叶片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多柱塔式多功能涡轮叶片，其包括竖直设置的旋转立轴，旋转立轴上套设有一对上下设置的旋转轴毂，在旋转立轴外周沿径向均匀分布有若干个叶片，每个叶片上端面和下端面上分别铰接有一根支撑臂杆，支撑臂杆的另一端与对应的旋转轴毂连接；叶片上端面和下端面上分别铰接有一根调节杆，调节杆的另一端与对应的支撑臂杆活动连接。本发明的优点在于，风由叶片之间的空隙进入叶片围成的空间内部，而形成涡流，增强了风能利用率和推动力，在强风和弱风状态下始终稳定运行，360°受风，运行稳定性好；通过调整调节杆的长度来调节叶片与支撑臂杆之间的角度，既可增加叶片与风的接触面积，增大扭矩力，又可增加转速，兼具阻力型和升力型垂直轴风力发电机的优点。
Description
技术领域：
本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种多柱塔式多功能涡轮叶片。
背景技术：
随着不可再生能源枯竭程度的不断加深，人们开始研究把重点转向可再生能源，以现今发展形势来看，风能已经成为最具发展潜力的可再生能源之一。目前，风能利用技术的不断成熟，对于风能利用的研究主要集中于风力发电，现有的风力发电机主要分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机，但由于水平轴风力发电机存在结构复杂、风能利用率低、通用性差、运行稳定性差等缺点，正在逐步被垂直轴风力发电机替代。
现有的垂直轴风力发电机的垂直轴只有一个重心，稳定性低，转动时产生共振，易发生不同心旋转，而造成轴头磨损，影响使用寿命，常规解决共振的方法是加大旋转轴直径或使用斜拉绳减少共振；但是，增大旋转轴直径会造成旋转轴重量增加、加大制造成本，旋转轴安装困难，在使用中，因旋转轴重量加大，造成自身的旋转阻力就高，无法用于带动大功率发电机进行发电；而使用斜拉绳解决共振，会造成占地面积增大，增加使用成本；另外，现有的垂直轴风能转换装置需要在较大的风力作用下才能旋转，同时伴随着更大的不稳定因素和随时不安全的隐患出现，更无法充分利用微风产能。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种稳定性好、使用寿命长、风能利用率高的多柱塔式多功能涡轮叶片。
本发明由如下技术方案实施：多柱塔式多功能涡轮叶片，其包括竖直设置的旋转立轴，所述旋转立轴上套设有一对上下设置的旋转轴毂，在所述旋转立轴外周沿径向均匀分布有若干个叶片，每个所述叶片上端面和下端面上分别铰接有一根支撑臂杆，所述支撑臂杆的另一端与对应的所述旋转轴毂连接；所述叶片上端面和下端面上分别铰接有一根调节杆，所述调节杆的另一端与对应的所述支撑臂杆活动连接。
进一步的，所述调节杆为丝杆，所述调节杆的一端与所述叶片的端面铰接，所述调节杆的另一端穿过所述支撑臂杆并通过螺母固定。
进一步的，所述调节杆为电动推杆，所述调节杆的壳体与所述叶片的端面铰接，所述调节杆的推杆端与所述支撑臂杆铰接。
本发明的优点：1、风由叶片之间的空隙进入叶片围成的空间内部，而形成涡流，增强了风能利用率和推动力，在强风和弱风状态下始终稳定运行，360°受风，运行稳定性好；2、通过调整调节杆的长度来调节叶片与支撑臂杆之间的角度，既可增加叶片与风的接触面积，增大扭矩力，又可增加转速，兼具阻力型和升力型垂直轴风力发电机的优点。
附图说明：
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的使用状态示意图。
图3为图2的俯视图。
旋转立轴1，旋转轴毂2，叶片3，支撑臂杆4，调节杆5，垂直轴风能转换塔架6，立柱7，上外连接梁8，下外连接梁9，上轴承10，浮力轴承11，内连接梁12，变速器13，发电机14。
具体实施方式：
实施例1：
如图1-2所示，多柱塔式多功能涡轮叶片，其包括竖直设置的旋转立轴1，旋转立轴1上套设有一对上下设置的旋转轴毂2，在旋转立轴1外周沿径向均匀分布有五个叶片3，每个叶片3上端面和下端面上分别铰接有一根支撑臂杆4，可以实际需求延长支撑臂杆4的长度，以实现叶片3旋转对扭矩成倍的增长，同时可以使叶片3向横向和纵向方面拓展，来增加叶片3的扫风面积；支撑臂杆4的另一端与对应的旋转轴毂2连接，风由叶片3之间的空隙进入叶片3围成的空间内部，而形成涡流，增强了风能利用率和推动力，在强风和弱风状态下始终稳定运行，360°受风，运行稳定性好；叶片3上端面和下端面上分别铰接有一根调节杆5，通过调整调节杆5的长度来调节叶片3与支撑臂杆4之间的角度，既可增加叶片3与风的接触面积，增大扭矩力，又可增加转速，兼具阻力型和升力型垂直轴风力发电机14的优点；调节杆5为丝杆，调节杆5的一端与叶片3的端面铰接，调节杆5的另一端穿过支撑臂杆4并通过螺母固定。
工作过程：
本实施例安装于垂直轴风能转换塔架6上，垂直轴风能转换塔架6包括六个立柱7、上外连接梁8、下外连接梁9、上轴承10、浮力轴承11和内连接梁12，其中，垂直轴风能转换塔架6为多柱结构，立柱7的数量可为3个或3个以上，上外连接梁8、下外连接梁9分别与立柱7上、下两端形成正多边形结构，在正多边形结构的两个正多边形底面中心之间竖直设有本实施例的旋转立轴1；在旋转立轴1的上端套设有上轴承10，在旋转立轴1的下端套设有浮力轴承11，浮力轴承11为磁悬浮轴承；旋转立轴1采用磁悬浮轴承支撑，稳定性能好，不易磨损；上轴承10与每根立柱7的上端对应设有内连接梁12，浮力轴承11与每根立柱7的下端对应设有内连接梁12；在上轴承10与浮力轴承11之间的旋转立轴1上沿径向均匀设有五个叶片3，叶片3可以在各种风况下旋转；旋转的叶片3可以带动旋转立轴1旋转，进而带动与旋转立轴1下方连接的变速器13增速，并通过发电机14将机械能转化为电能并储存。
实施例2：
如图1-2所示，多柱塔式多功能涡轮叶片3，其包括竖直设置的旋转立轴1，旋转立轴1上套设有一对上下设置的旋转轴毂2，在旋转立轴1外周向均匀分布有若干个叶片3，每个叶片3上端面和下端面上分别铰接有一根支撑臂杆4，可以实际需求延长支撑臂杆4的长度，以实现叶片3旋转对扭矩成倍的增长，同时可以使叶片3向横向和纵向方面拓展，来增加叶片3的扫风面积；支撑臂杆4的另一端与对应的旋转轴毂2连接，风由叶片3之间的空隙进入叶片3围成的空间内部，而形成涡流，增强了风能利用率和推动力，在强风和弱风状态下始终稳定运行，360°受风，运行稳定性好；叶片3上端面和下端面上分别铰接有一根调节杆5，调节杆5为电动推杆，调节杆5的壳体与所述叶片的端面铰接，调节杆5的推杆端与支撑臂杆4铰接，通过调整调节杆5的长度来调节叶片3与支撑臂杆4之间的角度，既可增加叶片3与风的接触面积，增大扭矩力，又可增加转速，兼具阻力型和升力型垂直轴风力发电机14的优点。
工作过程：
本实施例安装于垂直轴风能转换塔架6上，垂直轴风能转换塔架6包括六个立柱7、上外连接梁8、下外连接梁9、上轴承10、浮力轴承11、内连接梁12和旋转轴，其中，垂直轴风能转换塔架6为多柱结构，立柱7的数量可为3个或3个以上，上外连接梁8、下外连接梁9分别与立柱7上、下两端形成正多边形结构，在正多边形结构的两个正多边形底面中心之间竖直设有旋转立轴1；在旋转立轴1的上端套设有上轴承10，在旋转立轴1的下端套设有浮力轴承11，浮力轴承11为磁悬浮轴承；旋转立轴1采用磁悬浮轴承支撑，稳定性能好，不易磨损；上轴承10与每根立柱7的上端对应设有内连接梁12，浮力轴承11与每根立柱7的下端对应设有内连接梁12；在上轴承10与浮力轴承11之间的旋转立轴1上沿径向均匀设有五个叶片3，叶片3可以在各种风况下旋转；在每根立柱7的上下端面上设有法兰；旋转的叶片3可以带动旋转立轴1旋转，带动与旋转立轴1下方连接的变速器13增速，并通过发电机14将机械能转化为电能并储存。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.多柱塔式多功能涡轮叶片，其特征在于，其包括竖直设置的旋转立轴，所述旋转立轴上套设有一对上下设置的旋转轴毂，在所述旋转立轴外周沿径向均匀分布有若干个叶片，每个所述叶片上端面和下端面上分别铰接有一根支撑臂杆，所述支撑臂杆的另一端与对应的所述旋转轴毂连接；所述叶片上端面和下端面上分别铰接有一根调节杆，所述调节杆的另一端与对应的所述支撑臂杆活动连接。
2.根据权利要求1所述的多柱塔式多功能涡轮叶片，其特征在于，所述调节杆为丝杆，所述调节杆的一端与所述叶片的端面铰接，所述调节杆的另一端穿过所述支撑臂杆并通过螺母固定。
3.根据权利要求1所述的多柱塔式多功能涡轮叶片，其特征在于，所述调节杆为电动推杆，所述调节杆的壳体与所述叶片的端面铰接，所述调节杆的推杆端与所述支撑臂杆铰接。
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