CN109322786B - 一种可变高径比的垂直轴风机叶轮连杆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变高径比的垂直轴风机叶轮连杆，主要内容为：所述的轴承座组件安装在垂直轴组件的顶面上，转轴安装在轴承座组件上，转轴顶面上沿圆周方向均分分布有四个连杆，压盖安装在转轴上且压盖压在转轴上，连杆上沿圆周方向均匀分布有两条键槽，移动毂通过下滑键和上滑键安装在连杆上，挡环安装在连杆末端，弹簧套在连杆上且弹簧一端顶在挡环上，弹簧另一端顶在移动毂的凹槽里，下叶片支架一端安装在移动毂下端面上，上叶片支架一端安装在移动毂上端面上。本发明在叶片高度保持不变的状态下，就能实现在低风速下增大高径比、高风速下减小高径比，有效提高了风机叶轮的气动性能，且连接强度高，安装方便快捷。

Description

一种可变高径比的垂直轴风机叶轮连杆
技术领域
本发明属于一种风机叶轮技术领域，具体涉及一种可变高径比的垂直轴风机叶轮连杆。
背景技术
众所周知，垂直轴发电机的风轮由垂直轴和均匀的固定在垂直轴周同的叶片组成。与水平轴风机叶片相比具有很好的发展潜力，为了更有利于垂直轴风电机组向大型化、产业化发展，从而提高风场单位面积风能利用，一般通过适当提高叶轮的高径比(叶轮高度和叶片最大轨迹圆处直径的比值)增加其扫风面积，可以在增加单机容量的同时减少机组占地面积。
但是，当叶轮扫风面积和风轮实度近似恒定时，若转速相同，随着高径比H/D的增加，风机叶轮最小有效风速(又称为启动风速)减小，这有利于风机的启动，提高了风力机的启动性能；同时，在中、低风速段，高径比大的叶轮功率输出大，而在高风速段，高径比愈大，最大输出功率愈小。也就是说，在转速相同时，高径比大则低风速性能好，高径比小则高风速性能较好。单独提高或减小高径比，均不能兼顾其在低风速和高风速时性能。因此，现有恒定高径比的风机叶轮，均不能解决在低风速下获得大的高径比、高风速下获得小的高径比这一相互矛盾的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种可变高径比的垂直轴风机叶轮连杆，其在叶片高度保持不变的状态下，就能实现在低风速下增大高径比、高风速下减小高径比，有效提高了风机叶轮的气动性能，且连接强度高，安装方便快捷。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种可变高径比的垂直轴风机叶轮连杆，其中：包括底座、筋板、垂直轴组件、下滑键、上滑键、轴承座组件、连杆、转轴、压盖、移动毂、弹簧、下叶片支架、挡环、叶片和上叶片支架，所述的底座固定焊接安装在垂直轴组件的底面上且底座与垂直轴组件之间焊接有筋板，所述的轴承座组件安装在垂直轴组件的顶面上，所述的转轴安装在轴承座组件上，所述的转轴顶面上沿圆周方向均分分布有四个连杆，所述的压盖固定安装在转轴上且压盖压在转轴上，所述的连杆上沿圆周方向均匀分布有两条键槽，所述的移动毂通过下滑键和上滑键安装在连杆上且移动毂可沿连杆轴向移动，所述的挡环通过螺钉固定安装在连杆末端，所述的弹簧套在连杆上且弹簧一端顶在挡环上，所述的弹簧另一端顶在移动毂的凹槽里，所述的下叶片支架一端安装在移动毂下端面上且下叶片支架另一端安装在叶片上，所述的上叶片支架一端安装在移动毂上端面上且上叶片支架另一端安装在叶片上。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的轴承座组件底面通过法兰盘安装在垂直轴组件顶端。
上述的下滑键和上滑键都为“L”形结构形式。
上述的移动毂为“T”形结构形式。
上述的筋板为三角形结构形式。
本发明垂直轴风机叶轮的连杆直径可根据风速大小产生变化。当风速增大时，移动毂在离心力的作用下带动滑键在连杆键槽内，产生远离垂直轴的轴向滑移，同时压缩复位弹簧；当风速减小(或无风)时，移动毂在复位弹簧的作用下向垂直轴方向做轴向滑移。在叶片高度保持不变的状态下，就能实现在低风速下增大高径比、高风速下减小高径比，有效提高了风机叶轮的气动性能，且连接强度高，安装方便快捷。
本发明固定段和挡环连接端与移动毂间安装有复位弹簧，复位弹簧从开有键槽端装入，其两个自由端，分别通过挡环和移动毂内端面限制，通过更换不同刚度的弹簧，即可改变应对不同风速高径比变化的能力。
本发明的优点在于以下几点：可根据风速大小产生变化。当风速增大时，风机叶轮在离心力的作用下带动移动毂压缩弹簧，相对固定段产生远离垂直轴的轴向滑移；当风速减小时，移动毂在复位弹簧的作用下克服离心力向靠近垂直轴方向做轴向滑移。在叶片高度保持不变的状态下，就能实现在低风速下增大高径比、高风速下减小高径比，有效提高了风机叶轮的气动性能，且连接强度高，安装方便快捷。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中的附图标记为：底座1、筋板2、垂直轴组件3、下滑键4、上滑键5、轴承座组件6、连杆7、转轴8、压盖9、移动毂10、弹簧11、下叶片支架12、挡环13、叶片14、上叶片支架15。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步说明：
一种可变高径比的垂直轴风机叶轮连杆，其中：包括底座1、筋板2、垂直轴组件3、下滑键4、上滑键5、轴承座组件6、连杆7、转轴8、压盖9、移动毂10、弹簧11、下叶片支架12、挡环13、叶片14和上叶片支架15，所述的底座1固定焊接安装在垂直轴组件3的底面上且底座1与垂直轴组件3之间焊接有筋板2，所述的轴承座组件6安装在垂直轴组件3的顶面上，所述的转轴8安装在轴承座组件6上，所述的转轴8顶面上沿圆周方向均分分布有四个连杆7，所述的压盖9固定安装在转轴8上且压盖9压在转轴8上，所述的连杆7上沿圆周方向均匀分布有两条键槽，所述的移动毂10通过下滑键4和上滑键5安装在连杆7上且移动毂10可沿连杆7轴向移动，所述的挡环13通过螺钉固定安装在连杆7末端，所述的弹簧11套在连杆7上且弹簧11一端顶在挡环13上，所述的弹簧11另一端顶在移动毂10的凹槽里，所述的下叶片支架12一端安装在移动毂10下端面上且下叶片支架12另一端安装在叶片14上，所述的上叶片支架15一端安装在移动毂10上端面上且上叶片支架15另一端安装在叶片14上。
实施例中，轴承座组件6底面通过法兰盘安装在垂直轴组件3顶端。
实施例中，下滑键4和上滑键5都为“L”形结构形式。
实施例中，移动毂10为“T”形结构形式。
实施例中，筋板2为三角形结构形式。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种可变高径比的垂直轴风机叶轮连杆，其特征在于：包括底座(1)、筋板(2)、垂直轴组件(3)、下滑键(4)、上滑键(5)、轴承座组件(6)、连杆(7)、转轴(8)、压盖(9)、移动毂(10)、弹簧(11)、下叶片支架(12)、挡环(13)、叶片(14)和上叶片支架(15)，所述的底座(1)固定焊接安装在垂直轴组件(3)的底面上且底座(1)与垂直轴组件(3)之间焊接有筋板(2)，所述的轴承座组件(6)安装在垂直轴组件(3)的顶面上，所述的转轴(8)安装在轴承座组件(6)上，所述的转轴(8)顶面上沿圆周方向均分分布有四个连杆(7)，所述的压盖(9)固定安装在转轴(8)上且压盖(9)压在转轴(8)上，所述的连杆(7)上沿圆周方向均匀分布有两条键槽，所述的移动毂(10)通过下滑键(4)和上滑键(5)安装在连杆(7)上且移动毂(10)可沿连杆(7)轴向移动，所述的挡环(13)通过螺钉固定安装在连杆(7)末端，所述的弹簧(11)套在连杆(7)上且弹簧(11)一端顶在挡环(13)上，所述的弹簧(11)另一端顶在移动毂(10)的凹槽里，所述的下叶片支架(12)一端安装在移动毂(10)下端面上且下叶片支架(12)另一端安装在叶片(14)上，所述的上叶片支架(15)一端安装在移动毂(10)上端面上且上叶片支架(15)另一端安装在叶片(14)上；
所述的轴承座组件(6)底面通过法兰盘安装在垂直轴组件(3)顶端；
所述的下滑键(4)和上滑键(5)都为“L”形结构形式；
所述的移动毂(10)为“T”形结构形式；
所述的筋板(2)为三角形结构形式。
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