CN112628067A - 一种风力发电机的风叶阵列机构及风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风力发电技术领域，公开了一种风力发电机的风叶阵列机构，它包括主轴和固设的套筒，主轴的一端穿过套筒，主轴上固定设置有若干绕其周向分布的门型的连接杆，连接杆的两端分别位于套筒的两端，连接杆上沿主轴的径向转动安装有叶片，叶片的转轴上设置有Z型杆，Z型杆位于连接杆的内侧，套筒的外侧壁上开设有首尾闭合的滑槽，Z型杆远离叶片的一端滑动安装在滑槽内。本发明的有益效果是：通过连接杆将叶片均布在套筒外侧，强风推动叶片转动同时带动主轴，在叶片绕套筒转动过程中，套筒上的滑槽配合Z型杆令叶片转动，令其转动至背风面时减小受风面积，从而降低对迎风面叶片的阻力，提高风能利用率。

Description

一种风力发电机的风叶阵列机构及风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别是一种风力发电机的风叶阵列机构。
背景技术
传统的风力发电装置是由垂直转轴带动其连动的发电盘转子转动发电，其沿垂直转轴周边均布设置的若干垂直叶片通过水平放射状的上下横杆固定，其中上下横杆只是起到连接固定作用。
传统的垂直风力发电装置的风叶通常受风面积大，具有较好的风机效率，但存在着装置背风面一侧的风叶同等受风，以致迎风面叶片受力被背风面叶片受力抵消一部分，影响了发电效率，风能利用率不高，不能满足要求，由于此问题的存在，严重阻碍了垂直轴风力发电机的推广和应用。
发明内容
本发明目的在于提供一种风力发电机的风叶阵列机构，以解决现有风力发电机背风面叶片受力降低了风能利用率的问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种风力发电机的风叶阵列机构，包括主轴和固设的套筒，所述主轴的一端穿过所述套筒，所述主轴上固定设置有若干绕其周向分布的门型的连接杆，所述连接杆的两端分别位于所述套筒的两端，所述连接杆上沿所述主轴的径向转动安装有叶片，所述叶片的转轴上设置有Z型杆，所述Z型杆位于所述连接杆的内侧，所述套筒的外侧壁上开设有首尾闭合的滑槽，所述Z型杆远离所述叶片的一端滑动安装在所述滑槽内，所述滑槽包括第一弧形段、两段第二弧形段以及第三弧形段，所述第一弧形段的中心与所述第三弧形段的中心均位于所述主轴的轴心线上，且所述第一弧形段位于所述第三弧形段的上方，所述第一弧形段与所述第三弧形段通过所述第二弧形段连接。
优选地，所述套筒由第一圆筒段与第二圆筒段组成，所述第一圆筒段与所述第二圆筒段的内径相等，所述第一圆筒段的外径大于所述第二圆筒段的外径，所述第二圆筒段上套有第一轴承，所述连接杆的一端固定设置在所述主轴上，其另一端固定设置在所述第一轴承的外圈上。
优选地，所述主轴上安装有若干第二轴承和若干扇叶，所述第二轴承与所述扇叶沿所述主轴的轴心线方向交错均布。
优选地，所述滑槽为若干条，所述滑槽沿所述主轴的轴心线方向均布。
优选地，所述Z型杆远离所述叶片的一端套有第三轴承，所述第三轴承位于所述滑槽内。
一种风力发电机，包括风叶阵列机构、发电机本体以及基座，所述基座固设在地面，所述发电机本体安装在所述基座内，所述发电机本体的转轴与所述主轴连接，所述套筒远离所述发电机本体。
本发明具有以下优点：
1、通过连接杆将叶片均布在套筒外侧，强风推动叶片转动同时带动主轴，在叶片绕套筒转动过程中，套筒上的滑槽配合Z型杆令叶片转动，令其转动至背风面时减小受风面积，从而降低对迎风面叶片的阻力，提高风能利用率。
2、主轴上设置第二轴承令主轴的转动更加省力轻松，且主轴上的扇叶跟随主轴转动，令套筒内形成气流，及时散失主轴转动产生的热量，提高了第二轴承的使用寿命。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图1；
图2 为本发明的结构示意图2；
图3 为图2中B处的局部放大示意图；
图4 为图2中C处的局部放大示意图；
图中，1-主轴，2-套筒，3-连接杆，4-叶片，5-Z型杆，6-滑槽，7-第二轴承，8-扇叶，9-发电机本体，10-基座，11-第一轴承。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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装置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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-4所示，一种风力发电机，包括主轴1、套筒2、发电机本体9以及基座10，基座10固设在地面，发电机本体9安装在基座10内，发电机本体9的转轴与主轴1连接，套筒2远离发电机本体9，主轴1的一端穿过套筒2，主轴1上固定设置有若干绕其周向分布的门型的连接杆3，连接杆3的两端分别位于套筒2的两端，连接杆3上沿主轴1的径向转动安装有叶片4，叶片4的转轴上设置有Z型杆5，Z型杆5位于连接杆3的内侧，套筒2的外侧壁上开设有首尾闭合的滑槽6，滑槽6为若干条，滑槽6沿主轴1的轴心线方向均布，Z型杆5远离叶片4的一端滑动安装在滑槽6内，滑槽6包括第一弧形段、两段第二弧形段以及第三弧形段，第一弧形段的中心与第三弧形段的中心均位于主轴1的轴心线上，且第一弧形段位于第三弧形段的上方，第一弧形段与第三弧形段通过第二弧形段连接，强风推动叶片4转动同时带动主轴1，在叶片4绕套筒2转动过程中，当Z型杆5进入第二弧形段时，Z型杆5发生转动，转动的Z型杆5带动进入背风面的叶片4发生转动，令背风面叶片4的风阻变小，从而降低对迎风面叶片4的阻力，提高风能利用率。
在本实施例中，如图1-4所示，套筒2由第一圆筒段与第二圆筒段组成，第一圆筒段与第二圆筒段的内径相等，第一圆筒段的外径大于第二圆筒段的外径，第二圆筒段上套有第一轴承11，连接杆3的一端固定设置在主轴1上，其另一端固定设置在第一轴承11的外圈上，第一轴承11令连接杆3的转动更加轻松省力。
在本实施例中，如图1-4所示，主轴1上安装有若干第二轴承7和若干扇叶8，第二轴承7与扇叶8沿主轴1的轴心线方向交错均布，主轴1上设置第二轴承7令主轴1的转动更加省力轻松，且主轴1上的扇叶8跟随主轴1转动，令套筒2内形成气流，及时散失主轴1转动产生的热量，提高了第二轴承7的使用寿命。
在本实施例中，如图1-4所示，Z型杆5远离叶片4的一端套有第三轴承，第三轴承位于滑槽6内，降低Z型杆5沿滑槽6运动时的摩擦阻力，令Z型杆5的转动更加省力方便。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (6)

1.一种风力发电机的风叶阵列机构，包括主轴（1）和固设的套筒（2），所述主轴（1）的一端穿过所述套筒（2），其特征在于：所述主轴（1）上固定设置有若干绕其周向分布的门型的连接杆（3），所述连接杆（3）的两端分别位于所述套筒（2）的两端，所述连接杆（3）上沿所述主轴（1）的径向转动安装有叶片（4），所述叶片（4）的转轴上设置有Z型杆（5），所述Z型杆（5）位于所述连接杆（3）的内侧，所述套筒（2）的外侧壁上开设有首尾闭合的滑槽（6），所述Z型杆（5）远离所述叶片（4）的一端滑动安装在所述滑槽（6）内，所述滑槽（6）包括第一弧形段、两段第二弧形段以及第三弧形段，所述第一弧形段的中心与所述第三弧形段的中心均位于所述主轴（1）的轴心线上，且所述第一弧形段位于所述第三弧形段的上方，所述第一弧形段与所述第三弧形段通过所述第二弧形段连接。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机的风叶阵列机构，其特征在于：所述套筒（2）由第一圆筒段与第二圆筒段组成，所述第一圆筒段与所述第二圆筒段的内径相等，所述第一圆筒段的外径大于所述第二圆筒段的外径，所述第二圆筒段上套有第一轴承（11），所述连接杆（3）的一端固定设置在所述主轴（1）上，其另一端固定设置在所述第一轴承（11）的外圈上。
3.根据权利要求1或2所述的一种风力发电机的风叶阵列机构，其特征在于：所述主轴（1）上安装有若干第二轴承（7）和若干扇叶（8），所述第二轴承（7）与所述扇叶（8）沿所述主轴（1）的轴心线方向交错均布。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电机的风叶阵列机构，其特征在于：所述滑槽（6）为若干条，所述滑槽（6）沿所述主轴（1）的轴心线方向均布。
5.根据权利要求4所述的一种风力发电机的风叶阵列机构，其特征在于：所述Z型杆（5）远离所述叶片（4）的一端套有第三轴承，所述第三轴承位于所述滑槽（6）内。
6.一种风力发电机，包括发电机本体（9）和基座（10），所述基座（10）固设在地面，所述发电机本体（9）安装在所述基座（10）内，其特征在于：还包括权利要求2所述的风叶阵列机构，所述发电机本体（9）的转轴与所述主轴（1）连接，所述套筒（2）远离所述发电机本体（9），所述第二圆筒段固设在所述基座（10）上，所述第一轴承（11）位于所述第一圆筒与所述基座（10）之间。
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