CN112267974A - 一种垂直轴户外发电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及垂直轴发电设备技术领域，具体为一种垂直轴户外发电设备，包括旋转轴、发电装置、支撑柱、叶片和防护架，通过设置由第一叶片、第二叶片构成的可展开型叶片，其能够根据风力的大小进行展开，当风力小时叶片能够于第一圆盘、第二圆盘配合，构成容易受力的腔状，以提高发电装置在低风力状态下发电效率差的问题；当风力较大时其能够展开提高风力捕获面积，以提高发电装置在风力较大时的发电收益，具有实用意义和推广价值，预期能够产生良好的经济效益。

Description

一种垂直轴户外发电设备
技术领域
本发明涉及垂直轴发电设备技术领域，具体为一种垂直轴户外发电设备。
背景技术
风能是一种清洁无公害的可再生能源，在古代人们就利用风能来进行抽水、磨面等事情，风力发电较火力发电、核能发电更为环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的关注。
风力发电设备按照其结构可分为水平轴式风力发电机和垂直轴式风力发电机，水平轴式风力发电机存在很大的缺点，其安装高度高、占用空间大，需要额外的偏航系统使扇叶能够迎风，且水平轴式风力发电机的扇叶抗风能力差，容易出现断裂问题；垂直轴式风力发电机是一类新兴的风力发电机，能够完美地解决水平轴式风力发电机所遇到的问题，其能够适应任何风向因此不需要安装额外的偏航系统调节接受风能的方向，结构较为简单，且安装高度低，能够进行连体布置，近年来越来越得到人们的重视，有取代传统水平轴式风力发电的趋势。
垂直轴式发电机由于其安装高度较低，因此其接收的风力会小于水平轴式风力发电机在高处所接收到的风力，当风力较小时，其能够捕获的风能不足会导致发电效率较低，而当风力较大时，由于其叶片较为短小因此其捕获风能的面积非常有限，发电机的收益较小，若是研发一种新型的垂直轴风力发电设备来解决上述所提到的技术问题，对于提高垂直轴风力发电机的工作效率，促进行业的发展，构建低碳节能型社会将具有积极意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垂直轴户外发电设备，以解决背景技术中所提到的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:包括旋转轴、发电装置、支撑柱、叶片和防护架，所述旋转轴两端分别可转动连接有第一圆盘、第二圆盘，所述第一圆盘、第二圆盘侧面设有环状滑槽，所述第二圆盘底面设有呈环状的支撑板，所述发电装置安装于所述第二圆盘底面，所述发电装置与所述旋转轴相连，所述支撑柱顶端设有安装座，所述安装座套设于所述支撑板外壁与其匹配，所述叶片由第一叶片和第二叶片构成，所述第一叶片一侧与所述旋转轴相连，另一侧与所述第二叶片一侧活动连接，所述第二叶片横截面呈弧状，所述第二叶片两面分别设置有滚轮，所述第一叶片与所述第二叶片间还设有弹性连接件弹性连接，所述防护架两端分别与所述第一圆盘、安装座相连。
优选的，所述防护架由数根支架构成，所述支架两端分别固定于所述第一圆盘顶面、所述安装座底面相连。
优选的，所述旋转轴底端设有卡槽，所述发电装置转轴与所述卡槽形状匹配，所述发电装置转轴卡设于所述卡槽内构成连接。
优选的，各所述叶片等间距地与所述支撑柱相连。
优选的，所述所述支架呈“[”状。
优选的，所述安装座与所述支撑板通过数个等间距设置的螺栓进行固定。
优选的，所述第二叶片横截面形状与所述第一圆盘、第二圆盘曲面匹配。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供的一种垂直轴户外发电设备，叶片捕获风能后会带动旋转轴旋转，旋转轴将会带动与其相连的发电装置的转轴同步运动，从而实现风力发电；当风力较小时，在弹性连接件的作用下第二叶片贴近第一圆盘、第二圆盘，此时第二叶片内侧的滚轮卡设于滑槽内，第一圆盘、第二圆盘和叶片构成腔状，使得叶片更容易被推动，以解决风力较小时发电效率低的问题。
当风力较大时，在风力的作用下弹性连接件被拉伸，使得第二叶片朝外侧展开，此时第二叶片上的滚轮卡设于滑槽内，防止第二叶片过度展开，第二叶片展开后能够提高叶片对风能的捕获面积，提高发电装置的收益。
本发明通过设置由第一叶片、第二叶片构成的可展开型叶片，其能够根据风力的大小进行展开，当风力小时叶片能够于第一圆盘、第二圆盘配合，构成容易受力的腔状，以提高发电装置在低风力状态下发电效率差的问题；当风力较大时其能够展开提高风力捕获面积，以提高发电装置在风力较大时的发电收益，具有实用意义和推广价值，预期能够产生良好的经济效益。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明立体构造示意图；
图2为本发明截面构造示意图；
图3为图2中A部位构造示意图；
图4为所述叶片侧视构造示意图；
图中：旋转轴1、第一圆盘11、第二圆盘12、滑槽13、支撑板14、卡槽15、发电装置2、支撑柱3、安装座31、叶片4、第一叶片41、第二叶片42、滚轮43、弹性连接件44、支架5。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
结合图1-4，一种垂直轴户外发电设备，包括旋转轴1、发电装置2、支撑柱3、叶片4和防护架，所述旋转轴1底端设有卡槽15，所述旋转轴1两端通过轴承圈分别可转动连接有第一圆盘11、第二圆盘12，所述第一圆盘11、第二圆盘12侧面设有环状滑槽13，所述第二圆盘12底面设有呈环状的支撑板14，所述发电装置2安装于所述第二圆盘12底面，所述发电装置2转轴与所述卡槽15形状匹配，所述发电装置2转轴卡设于所述卡槽15内构成连接，所述支撑柱3顶端设有安装座31，所述安装座31套设于所述支撑板14外壁与其匹配，所述安装座31与所述支撑板14通过数个等间距设置的螺栓进行固定，各所述叶片4等间距地设于所述支撑柱3上，所述叶片4由第一叶片41和第二叶片42构成，所述第一叶片41一侧与所述旋转轴1相连，另一侧与所述第二叶片42一侧铰接连接，所述第二叶片42横截面呈弧状，所述第二叶片42横截面形状与所述第一圆盘11、第二圆盘12曲面匹配，所述第二叶片42两面分别设置有滚轮43，所述第一叶片41与所述第二叶片42间还设有2个弹性连接件44弹性连接，所述防护架由数根支架5构成，所述所述支架5呈“[”状，所述支架5两端分别通过螺栓固定于所述第一圆盘11顶面、所述安装座31底面相连。
所述发电装置2指的是现有技术中能够将机械能转化为电能的设备，其可由风力、水力进行带动，因其具体结构并非本发明所要保护的内容，因此不对其具体结构、工作原理进一步公开，使用时需将其支撑柱3固定并将发电装置与外部的电能存储设备进行连接，具体如何连接属于本领域的基础知识，不再赘述；所述支撑柱3指的是起到支撑作用的柱状部件；所述弹性连接件44指的是起到连接作用的部件，其两端与第一叶片、第二叶片相连进行弹性连接，在具体实施中可采用弹簧、弹性伸缩杆或氮气弹簧；
本发明工作原理：叶片4捕获风能后会带动旋转轴1旋转，旋转轴1将会带动与其相连的发电装置2的转轴同步运动，从而实现风力发电；当风力较小时，在弹性连接件44的作用下第二叶片42贴近第一圆盘11、第二圆盘12，此时第二叶片42内侧的滚轮43卡设于滑槽13内，第一圆盘11、第二圆盘12和叶片4构成腔状，使得叶片4更容易被推动，以解决风力较小时发电效率低的问题。
当风力较大时，在风力的作用下弹性连接件44被拉伸，使得第二叶片42朝外侧展开，此时第二叶片42上的滚轮43卡设于滑槽13内，防止第二叶片42过度展开，第二叶片42展开后能够提高叶片4对风能的捕获面积，提高发电装置2的收益。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种垂直轴户外发电设备，其特征在于：
包括旋转轴(1)、发电装置(2)、支撑柱(3)、叶片(4)和防护架；
所述旋转轴(1)两端分别可转动连接有第一圆盘(11)、第二圆盘(12)，所述第一圆盘(11)、第二圆盘(12)侧面设有环状滑槽(13)，所述第二圆盘(12)底面设有呈环状的支撑板(14)；
所述发电装置(2)安装于所述第二圆盘(12)底面，所述发电装置(2)与所述旋转轴(1)相连；
所述支撑柱(3)顶端设有安装座(31)，所述安装座(31)套设于所述支撑板(14)外壁与其匹配；
所述叶片(4)由第一叶片(41)和第二叶片(42)构成，所述第一叶片(41)一侧与所述旋转轴(1)相连，另一侧与所述第二叶片(42)一侧活动连接，所述第二叶片(42)横截面呈弧状，所述第二叶片(42)两面分别设置有滚轮(43)，所述第一叶片(41)与所述第二叶片(42)间还设有弹性连接件(44)弹性连接；
所述防护架两端分别与所述第一圆盘(11)、所述安装座(31)相连。
2.根据权利要求1所述的一种垂直轴户外发电设备，其特征在于：所述防护架由数根支架(5)构成，所述支架(5)两端分别固定于所述第一圆盘(11)顶面、所述安装座(31)底面相连。
3.根据权利要求1所述的一种垂直轴户外发电设备，其特征在于：所述旋转轴(1)底端设有卡槽(15)，所述发电装置(2)转轴与所述卡槽(15)形状匹配，所述发电装置(2)转轴卡设于所述卡槽(15)内构成连接。
4.根据权利要求1所述的一种垂直轴户外发电设备，其特征在于：各所述叶片(4)等间距地与所述支撑柱(3)相连。
5.根据权利要求2所述的一种垂直轴户外发电设备，其特征在于：所述所述支架(5)呈“[”状。
6.根据权利要求1所述的一种垂直轴户外发电设备，其特征在于：所述安装座(31)与所述支撑板(14)通过数个等间距设置的螺栓进行固定。
7.根据权利要求1所述的一种垂直轴户外发电设备，其特征在于：所述第二叶片(42)横截面形状与所述第一圆盘(11)、第二圆盘(12)曲面匹配。
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