CN112963311A - 一种风光互补垂直轴风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风力发电设备技术领域，且公开了一种风光互补垂直轴风力发电机，包括机座，所述机座的顶部固定安装有主轴，所述主轴的外表面套装有转套。该风光互补垂直轴风力发电机，通过限位套的“工”字结构，且风槽与限位套的中部槽连通，所述出气孔一与出气孔二的孔径小于风槽的孔径，使得限位套的中部进入空气，并被出气孔一、出气孔二排出，当外界风过大，限位套的中部压力过大会推动限位套上升，将限位套与转轴脱离，转轴在扇叶受风吹动后转动，减小传动到支架上的力，降低转套的转速，进而保证发电机输出功率不会超过限定值，且在制动器工作时，转套的转速缓慢，不会对制动器的使用寿命造成影响。

Description

一种风光互补垂直轴风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电设备技术领域，具体为一种风光互补垂直轴风力发电机。
背景技术
风能是一种取之不尽，用之不竭的可再生新兴绿色能源，因此，世界各国和政府把风力发电行业提高到一个重要的地位，大力推动和扶持，垂直风力发电机相比水平风力发电机优点是噪声小，风能利用率高和启动风速小等优点，阻力型风力机是由于风力机的叶片在迎风方向形状不对称，引起空气阻力不同，从而产生一个绕中心轴的力矩，使风轮转动，从而带动发电机工作进行发电。
现有的阻力型风力机在使用过程中，是通过两侧扇叶受风阻力差值来带动扇叶旋转的，阻力差值的大小决定了扇叶的转动气动效率，且阻力差值大小是以及扇叶背面的卸风能力决定的，这样的卸力产生的阻力差值较小，导致在风力较小时，扇叶的旋转启动较为困难；同时在遇到强风时，风轮迎风面积及受力大，而使发电机输出功率过大，容易导致电机超出额定功率而损坏，需要制动器对转轴摩擦固定，由于扇叶转动速度过快，制动器摩擦较大，容易损坏的问题。
发明内容
本发明提供了一种风光互补垂直轴风力发电机，具备扇叶转动启动简单，主轴制动简单，摩擦小的优点，解决了扇叶启动困难，主轴转速快，制动器制动摩擦大容易损坏的问题。
本发明提供如下技术方案：一种风光互补垂直轴风力发电机，包括机座，所述机座的顶部固定安装有主轴，所述主轴的外表面套装有转套，所述转套外表面上部分的四周固定安装有连接架，所述转套外表面上下两端的四周且位于连接架的下方固定安装有支架，所述支架的外端活动套装有转轴，所述转轴的外表固定套装有扇叶，上下对称所述支架靠近转套的一侧夹持固定安装有导向叶，所述连接架的外端固定安装有滑套，所述连接架的迎风面开设有风槽，所述滑套的内部活动套装有限位套，所述限位套的上表面固定安装有弹簧，所述限位套上方的一侧开设有出气孔一，所述滑套上表面的一侧开设有出气孔二，所述支架的下表面固定安装有电磁线圈，所述扇叶的上表面且与电磁线圈配合固定安装有导磁板，所述转轴的上端为方形结构与限位套的底面槽配合。
作为优选，所述扇叶在右侧时与风的接触面为迎风面，为水平内凹面，所述扇叶的另一面为卸力面，向外凸出且向导向叶处倾斜。
作为优选，所述导向叶为“C”字形，所述导向叶的上端弧度与扇叶卸力面的倾斜度配合，所述导向叶的下端弧度更弯曲。
作为优选，所述限位套为“工”字结构，所述风槽与限位套的中部槽连通，所述出气孔一与出气孔二的孔径小于风槽的孔径。
作为优选，所述转轴与扇叶偏心套装。
本发明具备以下有益效果：
1、该风光互补垂直轴风力发电机，通过限位套的“工”字结构，且风槽与限位套的中部槽连通，所述出气孔一与出气孔二的孔径小于风槽的孔径，使得限位套的中部进入空气，并被出气孔一、出气孔二排出，当外界风过大，限位套的中部压力过大会推动限位套上升，将限位套与转轴脱离，转轴在扇叶受风吹动后转动，减小传动到支架上的力，降低转套的转速，进而保证发电机输出功率不会超过限定值，且在制动器工作时，转套的转速缓慢，不会对制动器的使用寿命造成影响。
2、该风光互补垂直轴风力发电机，通过扇叶在右侧时与风的接触面为迎风面，为水平内凹面，所述扇叶的另一面为卸力面，向外凸出且向导向叶处倾斜，使得扇叶在受风时能够带动转套转动，且另一侧扇叶的卸力面受风时，风被导向一侧与导向叶配合，使得卸下的风被导向到扇叶的迎风面，对扇叶在左侧时具有推动的作用，进而增大左右两侧的受力差，方便转套启动转动。
附图说明
图1为本发明正视结构示意图；
图2为本发明俯视结构示意图；
图3为本发明转套俯视结构示意图；
图4为本发明图1中A处放大结构示意图；
图5为本发明转轴立体结构示意图。
图中：1、机座；2、主轴；3、转套；4、连接架；5、支架；6、转轴；7、扇叶；8、导向叶；9、滑套；10、风槽；11、限位套；12、弹簧；13、出气孔一；14、出气孔二；15、电磁线圈；16、导磁板。
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。
请参阅图1-5，一种风光互补垂直轴风力发电机，包括机座1，机座1的顶部固定安装有主轴2，主轴2的外表面套装有转套3，转套3外表面上部分的四周固定安装有连接架4，转套3外表面上下两端的四周且位于连接架4的下方固定安装有支架5，支架5的外端活动套装有转轴6，转轴6的外表固定套装有扇叶7，上下对称支架5靠近转套3的一侧夹持固定安装有导向叶8，连接架4的外端固定安装有滑套9，连接架4的迎风面开设有风槽10，滑套9的内部活动套装有限位套11，限位套11的上表面固定安装有弹簧12，限位套11上方的一侧开设有出气孔一13，滑套9上表面的一侧开设有出气孔二14，支架5的下表面固定安装有电磁线圈15，扇叶7的上表面且与电磁线圈15配合固定安装有导磁板16，转轴6的上端为方形结构与限位套11的底面槽配合。
其中，扇叶7在右侧时与风的接触面为迎风面，为水平内凹面，扇叶7的另一面为卸力面，向外凸出且向导向叶8处倾斜，通过扇叶7的形状设置，使得扇叶7在受风时能够带动转套3转动，且另一侧扇叶7的卸力面受风时，风被导向一侧与导向叶8配合，使得卸下的风被导向扇叶7的迎风面，对扇叶7在左侧时具有推动的作用，进而增大左右两侧的受力差，方便转套3启动转动。
其中，导向叶8为“C”字形，导向叶8的上端弧度与扇叶7卸力面的倾斜度配合，导向叶8的下端弧度更弯曲，通过导向叶8的形状配合，能够将扇叶7卸力面的风大部分导向与扇叶7的迎风面接触，使得左侧的扇叶7在受到风力阻力的同事，会受到导向风的推力，增大左右两侧的受力差，同时导向叶8的形状设置，使得扇叶7在右侧时受风吹动，部分风被导向叶8导向后对扇叶7的背面推力较小，保证两侧受力压差，进而保证转套3启动转动简便。
其中，限位套11为“工”字结构，风槽10与限位套11的中部槽连通，出气孔一13与出气孔二14的孔径小于风槽10的孔径，通过风槽10与限位套11的配合，使得限位套11的中部进入空气，并被出气孔一13、出气孔二14排出，当外界风过大，限位套11的中部压力过大会推动限位套11上升，将限位套11与转轴6脱离，转轴6在扇叶7受风吹动后转动，减小传动到支架5上的力，降低转套3的转速，进而保证发电机输出功率不会超过限定值，且在制动器工作时，转套3的转速缓慢，不会对制动器的使用寿命造成影响。
其中，转轴6与扇叶7偏心套装，通过转轴6与扇叶7的偏心套装，使得转轴6在脱离限位套11后，扇叶7受风力作用在右侧是顺时针旋转，在支架5带动下到左侧后，受风力作用，会逆时针旋转，能够带动转轴6进行转动，进而保证扇叶7不会具有很高的自转速度，进而保证转轴6的使用寿命。
本发明垂直轴风力发电机的工作原理如下：
安装好设后，扇叶7无论受到哪个方向的风，在迎风凹面和卸力凸面的作用下，两侧的风阻力不同，带动支架5开始旋转，卸力凸面与风接触，将风导向导向叶8内，导向叶8将风导向扇叶7的背面与凸面接触冲击，给扇叶7一个推力，支架5旋转更方便，当自然风过大时，从风槽10进入限位套11中部的空气更多，压力更大，推动限位套11压缩弹簧12上升，使得限位套11与转轴6脱离，扇叶7仍受风力吹动，在偏心套装作用下，带动转轴6旋转，减小传动到支架5上的力，从而将转套3减速，发电机功率不超过额定功率，当外界风减小后，电磁线圈15通电，与导磁板16配合，使得转轴6顶部的方形结构与限位套11配合，限位套11能够下降，电磁线圈15再次断电。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (5)

1.一种风光互补垂直轴风力发电机，包括机座(1)，其特征在于：所述机座(1)的顶部固定安装有主轴(2)，所述主轴(2)的外表面套装有转套(3)，所述转套(3)外表面上部分的四周固定安装有连接架(4)，所述转套(3)外表面上下两端的四周且位于连接架(4)的下方固定安装有支架(5)，所述支架(5)的外端活动套装有转轴(6)，所述转轴(6)的外表固定套装有扇叶(7)，上下对称所述支架(5)靠近转套(3)的一侧夹持固定安装有导向叶(8)，所述连接架(4)的外端固定安装有滑套(9)，所述连接架(4)的迎风面开设有风槽(10)，所述滑套(9)的内部活动套装有限位套(11)，所述限位套(11)的上表面固定安装有弹簧(12)，所述限位套(11)上方的一侧开设有出气孔一(13)，所述滑套(9)上表面的一侧开设有出气孔二(14)，所述支架(5)的下表面固定安装有电磁线圈(15)，所述扇叶(7)的上表面且与电磁线圈(15)配合固定安装有导磁板(16)，所述转轴(6)的上端为方形结构与限位套(11)的底面槽配合。
2.根据权利要求1所述的一种风光互补垂直轴风力发电机，其特征在于：所述扇叶(7)在右侧时与风的接触面为迎风面，为水平内凹面，所述扇叶(7)的另一面为卸力面，向外凸出且向导向叶(8)处倾斜。
3.根据权利要求1所述的一种风光互补垂直轴风力发电机，其特征在于：所述导向叶(8)为“C”字形，所述导向叶(8)的上端弧度与扇叶(7)卸力面的倾斜度配合，所述导向叶(8)的下端弧度更弯曲。
4.根据权利要求1所述的一种风光互补垂直轴风力发电机，其特征在于：所述限位套(11)为“工”字结构，所述风槽(10)与限位套(11)的中部槽连通，所述出气孔一(13)与出气孔二(14)的孔径小于风槽(10)的孔径。
5.根据权利要求1所述的一种风光互补垂直轴风力发电机，其特征在于：所述转轴(6)与扇叶(7)偏心套装。
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