CN111637003A - 一种可调节垂直轴风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可调节垂直轴风力发电机，涉及风力发电机技术领域。本发明包括管柱；管柱内转动连接有转轴；管柱上端外壁滑动连接有轴套；轴套外壁通过环形导轨连接有滑块；轴套外壁连接有伸缩装置；伸缩装置一端与管柱连接；转轴上端圆周阵列有若干组连接臂；每组连接臂包括上连接杆和下连接杆；上连接杆和下连接杆一端均与转轴铰接，另一端铰接有一叶片；下连接杆铰接有推杆；推杆一端与滑块铰接。本发明利用叶片和转轴通过上连接杆和下连接杆铰接，通过推杆将下连接杆与轴套上的滑块铰接，利用轴套移动，达到调节叶片与转轴间距的目的，解决了现有垂直轴风力发电机无法根据风力大小进行调节，发电机稳定性差，影响使用寿命的问题。

Description

一种可调节垂直轴风力发电机
技术领域
本发明属于风力发电机技术领域，特别是涉及一种可调节垂直轴风力发电机。
背景技术
现有的垂直轴风力发电机的扇叶由多个叶片组成，在风力的作用下，通过叶片带动转轴旋转，从而带动发电机旋转进行发电。垂直轴风力发电机的叶片是固定不变的，当风力等级升高时，作用到叶片的作用力增大，使得旋转速度就会随之增大，发电机的输入功率就会变大，输出电压、频率升高。但是当风力等级过高时，会导致发电机的旋转转速过快，严重影响发电机的各部件的使用寿命。
同时，旋转速度过高还会导致发电机的输出电压和频率过高，超出逆变器的调节能力，无法使用。
因此，亟待对现有的垂直轴风力发电机进行改进，以实现根据风力大小对转速进行调节，使发电机能保持稳定的转速，提高发电机的稳定性，以及保证各部件的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可调节垂直轴风力发电机，通过将叶片和转轴通过上连接杆和下连接杆铰接，通过推杆将下连接杆与轴套上的滑块铰接，通过轴套移动，达到调节叶片与转轴间距的目的，解决了现有垂直轴风力发电机无法根据风力大小进行调节，发电机稳定性差，影响使用寿命的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种可调节垂直轴风力发电机，包括管柱；所述管柱内转动连接有转轴；所述转轴下端连接有发电机；所述管柱上端外壁滑动连接有轴套；所述轴套外壁固定连接有环形导轨；所述环形导轨滑动连接有若干滑块；所述轴套外壁连接有若干伸缩装置；所述伸缩装置一端与管柱固定连接；
所述转轴上端延伸出管柱，并圆周阵列有若干组连接臂；每组所述连接臂包括上连接杆和下连接杆；所述连接杆和下连接杆一端均与转轴铰接；所述连接杆和下连接杆另一端铰接有一叶片；所述下连接杆铰接有推杆；所述推杆一端与滑块铰接。
进一步地，所述发电机位于管柱底部。
进一步地，所述管柱外壁圆周阵列有滑条；所述滑条沿管柱轴向设置；所述轴套内壁开设有与滑条适配的滑槽。
进一步地，所述滑条下端固定连接有定位块。
进一步地，所述转轴周侧面转动连接有若干固定环；所述固定环周侧面固定连接有若干导柱；所述导柱与管柱内壁连接。
进一步地，所述导柱套设有固定套；所述固定套一端与管柱内壁固定连接；所述固定套内装设有弹性件。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过将叶片和转轴通过上连接杆和下连接杆铰接，通过推杆将下连接杆与轴套上的滑块铰接，通过轴套移动，达到调节叶片与转轴间距的目的，从而实现调节叶片对转轴的力矩，达到调节转轴转速，使发电机保持稳定转速的目的，避免了风力较大，导致垂直轴风力发电机转速过高，影响发电机稳定性，以及各部件使用寿命的情况发生。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种可调节垂直轴风力发电机的结构示意图；
图2为图1中A部的结构放大图；
图3为本发明的一种可调节垂直轴风力发电机的局部剖视图；
图4为图3中B部的结构放大图；
图5为本发明的具体实施方式的结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-管柱，2-转轴，3-上连接杆，4-下连接杆，5-固定环，101-轴套，102-环形导轨，103-滑块，104-伸缩装置，105-滑条，106-定位块，201-发电机，301-叶片，401-推杆，501-导柱，502-固定套，503-弹性件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-3所示，本发明为一种可调节垂直轴风力发电机，包括管柱1；管柱1内转动连接有转轴2；转轴2下端连接有发电机201，发电机201位于管柱1的底部，便于对发电机201的定期检修。
管柱1上端外壁滑动连接有轴套101，具体的，管柱1外壁圆周阵列有滑条105；滑条105沿管柱1轴向设置；轴套101内壁开设有与滑条105适配的滑槽，滑槽为燕尾槽或T形结构，从而实现轴套101与管柱1的滑动连接。
其中，滑条105下端固定连接有定位块106，定位块106用于对轴套101进行支撑和限位。
轴套101外壁固定连接有环形导轨102；环形导轨102滑动连接有若干滑块103，轴套101外壁连接有两至四个伸缩装置104；伸缩装置104一端与管柱1固定连接；伸缩装置104可为电动推杆，伸缩装置104的本体可通过直角支架与管柱1外壁安装固定，伸缩端与轴套101外壁安装固定。
转轴2上端延伸出管柱1，并圆周阵列有四组连接臂；每组连接臂包括上连接杆3和下连接杆4，上连接杆3和下连接杆4在同一竖直平面内；上连接杆3和下连接杆4一端均与转轴2铰接；上连接杆3和下连接杆4另一端铰接有一个竖直设置的叶片301，并且下连接杆4铰接有推杆401；推杆401一端与滑块103铰接。
如图5所示，当风力较大时，可通过伸缩装置104将轴套101顶升，通过滑块103铰接的推杆401顶升下连接杆4，从而使得上连接杆3和下连接杆4发生转动，继而使得叶片301逐渐靠近转轴2，使叶片301对转轴2施加的力矩变小，从而减小让转轴2产生转动的作用力，实现达到调节转轴2转速的目的，从而使得发电机的转速维持在一定范围内，避免了因风力较大，导致垂直轴风力发电机转速过高，影响发电机稳定性，以及各部件使用寿命的情况发生。
如图3和4所示，转轴2周侧面转动连接有若干固定环5；固定环5周侧面含接有若干导柱501；导柱501与管柱1内壁连接，通过固定环5可减小转轴2转动产生的振动。
同时，导柱501套设有固定套502；固定套502一端与管柱1内壁固定连接，固定套502内装设有弹性件503，弹性件503可为弹簧或橡胶块，通过弹性件503与导柱501抵靠，可对转轴2高速转动产生的振动进行缓冲，达到减振的目的，使得整体保持稳定，提高各部件的可靠性和使用寿命。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种可调节垂直轴风力发电机，包括管柱(1)；所述管柱(1)内转动连接有转轴(2)；所述转轴(2)下端连接有发电机(201)；其特征在于：
所述管柱(1)上端外壁滑动连接有轴套(101)；所述轴套(101)外壁固定连接有环形导轨(102)；所述环形导轨(102)滑动连接有若干滑块(103)；
所述轴套(101)外壁连接有若干伸缩装置(104)；所述伸缩装置(104)一端与管柱(1)固定连接；
所述转轴(2)上端延伸出管柱(1)，并圆周阵列有若干组连接臂；每组所述连接臂包括上连接杆(3)和下连接杆(4)；所述上连接杆(3)和下连接杆(4)一端均与转轴(2)铰接；所述上连接杆(3)和下连接杆(4)另一端铰接有一叶片(301)；
所述下连接杆(4)铰接有推杆(401)；所述推杆(401)一端与滑块(103)铰接。
2.根据权利要求1所述的一种可调节垂直轴风力发电机，其特征在于，所述发电机(201)位于管柱(1)底部。
3.根据权利要求1或2所述的一种可调节垂直轴风力发电机，其特征在于，所述管柱(1)外壁圆周阵列有滑条(105)；所述滑条(105)沿管柱(1)轴向设置；所述轴套(101)内壁开设有与滑条(105)适配的滑槽。
4.根据权利要求3所述的一种可调节垂直轴风力发电机，其特征在于，所述滑条(105)下端固定连接有定位块(106)。
5.根据权利要求1或2或4所述的一种可调节垂直轴风力发电机，其特征在于，所述转轴(2)周侧面转动连接有若干固定环(5)；所述固定环(5)周侧面固定连接有若干导柱(501)；所述导柱(501)与管柱(1)内壁连接。
6.根据权利要求5所述的一种可调节垂直轴风力发电机，其特征在于，所述导柱(501)套设有固定套(502)；所述固定套(502)一端与管柱(1)内壁固定连接；所述固定套(502)内装设有弹性件(503)。
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