CN115711199A - 一种立式风车 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种立式风车，属于风力发电领域。立式风车固定于固定架，立式风车包括主轴、叶片组件以及第一磁性组件。叶片组件与主轴连接，叶片组件被配置为能够带动主轴同步转动并发电；第一磁性组件包括磁性相同且相对设置的第一磁体和第二磁体，第一磁体安装于主轴的底部，第二磁体安装于第一基台，以通过第一磁体和第二磁体之间的斥力来减小主轴受到的压力，通过该立式风车，能够在一定程度上降低主轴受到的压力，从而起到保护主轴的作用。

Description

一种立式风车

技术领域

本申请涉及风力发电领域，具体而言，涉及一种立式风车。

背景技术

现有技术中，风力发电由于具有绿色、高效的优势，已经得到广泛应用，但是，目前用于发电的立式风车的总体重量较大，相应地，风车主轴承受的压力较大，导致主轴在转动的过程中容易出现损坏或转动受到影响的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种立式风车，能够在一定程度上降低主轴受到的压力，从而起到保护主轴的作用。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种立式风车，立式风车固定于固定架，立式风车包括主轴、叶片组件以及第一磁性组件。叶片组件与主轴连接，叶片组件被配置为能够带动主轴同步转动并发电；第一磁性组件包括磁性相同且相对设置的第一磁体和第二磁体，第一磁体安装于主轴的底部，第二磁体安装于第一基台，以通过第一磁体和第二磁体之间的斥力来减小主轴受到的压力。

上述技术方案中，在主轴的底部设置第一磁体，在第一基台设置与第一磁体相对且磁性相同的第二磁体，利用同性相斥的原理，能够使得主轴受到的部分压力被抵消，从而减小主轴受到的压力，进而起到保护主轴的作用。

在一些可选的实施方案中，主轴的底端安装有第二基台，第二基台的截面积大于主轴的截面积，第一磁体安装于第二基台的底部，第一磁体的截面积大于主轴的截面积且小于等于第二基台的截面积，第二磁体的截面积与第一磁体的截面积对应。

上述技术方案中，将第一、第二磁体的截面积设置为大于主轴的截面积，相较于截面积较小的磁体，能够提供更大的排斥力，从而能够为主轴抵消更多的压力；同时，在主轴的底端增设截面积大于主轴截面积的第二基台，并且将第一磁体安装于第二基体，相较于直接将第一磁体安装在主轴的底部，能够使得第一磁体具有更高的稳定性。

在一些可选的实施方案中，主轴的几何中心、第二基台的几何中心、第一磁体的几何中心、第二磁体的几何中心和第一基台的几何中心在主轴的轴向上的正投影重合。

上述技术方案中，按照上述形式进行设置，能够使得第一磁性组件整体受力较为均匀，从而提高主轴的稳定性。

在一些可选的实施方案中，立式风车包括至少两段主轴，两段主轴通过连接轴连接，且立式风车在连接轴对应的区域设置有第二磁性组件，第二磁性组件包括磁性相同且相对设置的第三磁体和第四磁体，第三磁体安装于连接轴，第四磁体固定于第一支架，以通过第三磁体和第四磁体之间的斥力来减小主轴受到的压力。

上述技术方案中，在连接轴的对应区域设置第二磁性组件，其中，第三磁体安装于连接轴，第四磁体固定于外设的第一支架，通过相对设置且磁性相同的第三和第四磁体提供的排斥力，能够使得主轴受到的部分压力被抵消，从而减小主轴受到的压力，进而起到保护主轴的作用。

在一些可选的实施方案中，第三磁体安装于连接轴的外壁，第四磁体与第三磁体对应设置。

上述技术方案中，将第三磁体安装于连接轴的外壁，相较于安装在连接轴的内壁，能够安装尺寸更大的第三磁体，从而能够提供更大的排斥力，进而抵消更多的压力。

在一些可选的实施方案中，第三磁体套设于连接轴的外壁。

上述技术方案中，第三磁体按照上述形式进行设置，能够使得第二磁性组件产生分布更为均匀的排斥力，从而提高主轴的稳定性。

在一些可选的实施方案中，叶片组件包括多个风电叶片和多个第一连接杆，每个第一连接杆的一端与一个风电叶片连接，每个第一连接杆的另一端与主轴固定，以使风电叶片受风时能够驱动主轴转动，且每个风电叶片均被配置为能够绕风电叶片的转轴自转。

上述技术方案中，将风电叶片设置为既能够绕主轴公转，又能够绕自身的转轴自转，相较于仅能够绕主轴公转的风车叶片，能够提高风车叶片的转动效率，从而提高风车的发电效率。

在一些可选的实施方案中，立式风车还包括传动组件，传动组件包括第二连接杆和设置于第二连接杆两端且同步转动的第二锥型齿和第三锥型齿，主轴外转动套设有第一锥型齿，转轴上设置有第一齿轮，第二连接杆可转动地与第一连接杆连接，第一锥型齿与第二锥型齿啮合，第三锥型齿与第一齿轮啮合，且第一锥型齿被配置为能够满足：主轴转动时，第一锥型齿保持静止，以使风电叶片能够在受风时绕转轴自转。

上述技术方案中，按照上述形式进行设置，能够很方便的实现风车叶片的自转，同时，上述实现方式中的各个传动环节均采用齿轮传动，使得传动过程具有传动效率较高以及传动过程较为稳定的优势。

在一些可选的实施方案中，立式风车设置有与转轴的底部对应的环形导轨，环形导轨固定于第二支架，转轴的底部与环形导轨可转动配合，且立式风车设置有第三磁性组件，第三磁性组件包括磁性相同且相对设置的第五磁体和第六磁体，第五磁体安装于转轴的底部，第六磁体安装于环形导轨的顶部，以通过第五磁体和第六磁体之间的斥力来减小风电叶片受到的压力。

上述技术方案中，在转轴的底部设置对应的环形导轨，并且将第五磁体安装在转轴的底部，第六磁体固定于外设的第二支架，通过相对设置且磁性相同的第五和第六磁体提供的排斥力，能够使得风电叶片受到的部分压力被抵消，从而减小风电叶片受到的压力，进而减小主轴受到的压力，以起到保护主轴的作用。

在一些可选的实施方案中，转轴的底部设置有凹槽，第五磁体安装于槽底，环形导轨的顶部设置有与凹槽对应的凸起，第六磁体安装于凸起的顶部。

上述技术方案中，通过在转轴的底部设置凹槽，并且在环形导轨的顶部设置对应的凸起，通过凹槽和凸起的形式进行配合，能够使得风电叶片在转动的过程中较为稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种立式风车的结构示意图；

图2为图1中的I处的放大图；

图3为图1中的II处的放大图；

图4为图1中的III处在另一视角下的放大图；

图5为图1中的IV处的放大图。

图标：10-立式风车；100-主轴；110-第二基台；120-第一锥型齿；200-叶片组件；210-风电叶片；211-转轴；2111-第一齿轮；2112-凹槽；220-第一连接杆；230-传动组件；231-第二连接杆；232-第二锥型齿；233-第三锥型齿；240-环形导轨；241-凸起；300-第三磁性组件；310-第五磁体；320-第六磁体；400-第一磁性组件；410-第一磁体；420-第二磁体；500-第一基台；600-连接轴；700-第二磁性组件；710-第三磁体；720-第四磁体。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，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”、“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申请中的具体含义。

参阅图1和图2，本申请实施例提供一种立式风车10，立式风车10固定于固定架(图中未示出)，立式风车10包括主轴100、叶片组件200以及第一磁性组件400。叶片组件200与主轴100连接，叶片组件200被配置为能够带动主轴100同步转动并发电；第一磁性组件400包括磁性相同且相对设置的第一磁体410和第二磁体420，第一磁体410安装于主轴100的底部，第二磁体420安装于第一基台500，以通过第一磁体410和第二磁体420之间的斥力来减小主轴100受到的压力。

本申请中，在主轴100的底部设置第一磁体410，在第一基台500设置与第一磁体410相对且磁性相同的第二磁体420，利用同性相斥的原理，能够使得主轴100受到的部分压力被抵消，从而减小主轴100受到的压力，进而起到保护主轴100的作用。

需要注意的是，固定件的形式不做限定，只要能够实现立式风车10的固定即可。

需要注意的是，磁体的类型不做限定，磁体可以是永磁铁，也可以是电磁铁。

需要注意的是，第一磁体410与第二磁体420的截面积的相对大小不做限定，可以将第一磁体410与第二磁体420的截面积设置为一样大，也可以第一磁体410的截面积设置为小于第二磁体420的截面积，还可以将第一磁体410的截面积设置为大于第二磁体420的截面积。

参阅图2，作为一种示例，主轴100的底端安装有第二基台110，第二基台110的截面积大于主轴100的截面积，第一磁体410安装于第二基台110的底部，第一磁体410的截面积大于主轴100的截面积且小于等于第二基台110的截面积，第二磁体420的截面积与第一磁体410的截面积对应。

该实施方式中，将第一、第二磁体420的截面积设置为大于主轴100的截面积，相较于截面积较小的磁体，能够提供更大的排斥力，从而能够为主轴100抵消更多的压力；同时，在主轴100的底端增设截面积大于主轴100截面积的第二基台110，并且将第一磁体410安装于第二基体，相较于直接将第一磁体410安装在主轴100的底部，能够使得第一磁体410具有更高的稳定性。

在其他可能的实施方式中，第一磁体410可以套设于主轴100外，第二磁体420与第一磁体410对应设置即可。

需要注意的是，第二基台110的截面形状不做限定，可以是圆形，也可以是正方形，还可以是长方形。

作为一种示例，第二基台110的截面形状为圆形。

需要注意的是，第一磁体410的截面形状不做限定，可以是圆形，也可以是正方形，还可以是长方形。

作为一种示例，第一磁体410的截面形状为圆形。

该实施方式中，将第一磁体410设置为圆形，能够使得第一磁体410的形状与第二基台110的形状较为匹配，从而使得第一磁性组件400的结构较为规整。

作为一种示例，主轴100的几何中心、第二基台110的几何中心、第一磁体410的几何中心、第二磁体420的几何中心和第一基台500的几何中心在主轴100的轴向上的正投影重合。

该实施方式中，按照上述形式进行设置，能够使得第一磁性组件400整体受力较为均匀，从而提高主轴100的稳定性。

在其他可能的实施方式中，主轴100的几何中心、第二基台110的几何中心、第一磁体410的几何中心、第二磁体420的几何中心和第一基台500的几何中心在主轴100的轴向上的正投影也可以不重合，还可以是部分重合的形式。

需要注意的是，立式风车10由于涉及到的功能元件较多，故一般都将立式风车10设置为多层结构，相应地，立式风车10通常包括至少两段连接在一起的主轴100，为了减小主轴100受到的压力，可以对主轴100的连接处的结构进行优化。

参阅图1和图3，作为一种示例，立式风车10包括至少两段主轴100，两段主轴100通过连接轴600连接，且立式风车10在连接轴600对应的区域设置有第二磁性组件700，第二磁性组件700包括磁性相同且相对设置的第三磁体710和第四磁体720，第三磁体710安装于连接轴600，第四磁体720固定于第一支架，以通过第三磁体710和第四磁体720之间的斥力来减小主轴100受到的压力。

该实施方式中，在连接轴600的对应区域设置第二磁性组件700，其中，第三磁体710安装于连接轴600，第四磁体720固定于外设的第一支架(图中未示出)，通过相对设置且磁性相同的第三和第四磁体720提供的排斥力，能够使得主轴100受到的部分压力被抵消，从而减小主轴100受到的压力，进而起到保护主轴100的作用。

需要注意的是，第一支架的形式不做限定，只要能够实现第四磁体720的固定即可。

需要注意的是，第三磁体710的安装形式不做限定，可以根据实际需要进行调整。

参阅图3，作为一种示例，第三磁体710安装于连接轴600的外壁，第四磁体720与第三磁体710对应设置。

该实施方式中，将第三磁体710安装于连接轴600的外壁，相较于安装在连接轴600的内壁，能够安装尺寸更大的第三磁体710，从而能够提供更大的排斥力，进而抵消更多的压力。

需要注意的是，第三磁体710可以是整块的形式，也可以是多个小磁体拼接在一起的形式。

作为一种示例，第三磁体710套设于连接轴600的外壁，即第三磁体710是一个整体。

该实施方式中，第三磁体710按照上述形式进行设置，能够使得第二磁性组件700产生分布更为均匀的排斥力，从而提高主轴100的稳定性。

需要注意的是，叶片组件200的形式不做限定，只要能够受风时驱动主轴100转动即可。

参阅图1，作为一种示例，叶片组件200包括多个风电叶片210和多个第一连接杆220，每个第一连接杆220的一端与一个风电叶片210连接，每个第一连接杆220的另一端与主轴100固定，以使风电叶片210受风时能够驱动主轴100转动，且每个风电叶片210均被配置为能够绕风电叶片210的转轴211自转。

该实施方式中，将风电叶片210设置为既能够绕主轴100公转，又能够绕自身的转轴211自转，相较于仅能够绕主轴100公转的风车叶片，能够提高风车叶片的转动效率，从而提高风车的发电效率。

需要注意的是，驱动风电叶片210自转的驱动结构的形式不做限定。

参阅图4，作为一种示例，立式风车10还包括传动组件230，传动组件230包括第二连接杆231和设置于第二连接杆231两端且同步转动的第二锥型齿232和第三锥型齿233，主轴100外转动套设有第一锥型齿120，转轴211上设置有第一齿轮2111，第二连接杆231可转动地与第一连接杆220连接，第一锥型齿120与第二锥型齿232啮合，第三锥型齿233与第一齿轮2111啮合，且第一锥型齿120被配置为能够满足：主轴100转动时，第一锥型齿120保持静止，以使风电叶片210能够在受风时绕转轴211自转。

该实施方式中，按照上述形式进行设置，能够很方便的实现风车叶片的自转，同时，上述实现方式中的各个传动环节均采用齿轮传动，使得传动过程具有传动效率较高以及传动过程较为稳定的优势。

需要注意的是，由于风电叶片210是立式风车10的主要部件，故立式风车10中，风电叶片210的质量占比较高，为了更好的减小主轴100受到的压力，可以对叶片组件200的结构进行优化。

参阅图1和图5，作为一种示例，立式风车10设置有与转轴211的底部对应的环形导轨240，环形导轨240固定于第二支架(图中未示出)，转轴211的底部与环形导轨240可转动配合，且立式风车10设置有第三磁性组件300，第三磁性组件300包括磁性相同且相对设置的第五磁体310和第六磁体320，第五磁体310安装于转轴211的底部，第六磁体320安装于环形导轨240的顶部，以通过第五磁体310和第六磁体320之间的斥力来减小风电叶片210受到的压力。

该实施方式中，在转轴211的底部设置对应的环形导轨240，并且将第五磁体310安装在转轴211的底部，第六磁体320固定于外设的第二支架，通过相对设置且磁性相同的第五和第六磁体320提供的排斥力，能够使得风电叶片210受到的部分压力被抵消，从而减小风电叶片210受到的压力，进而减小主轴100受到的压力，以起到保护主轴100的作用。

需要注意的是，第二支架的形式不做限定，只要能够实现环形导轨240的固定即可。

需要注意的是，考虑到风电叶片210在转动过程中的稳定性，可以对风电叶片210和环形导轨240的结构进行对应调整。

参阅图5，作为一种示例，转轴211的底部设置有凹槽2112，第五磁体310安装于槽底，环形导轨240的顶部设置有与凹槽2112对应的凸起241，第六磁体320安装于凸起241的顶部。

该实施方式中，通过在转轴211的底部设置凹槽2112，并且在环形导轨240的顶部设置对应的凸起241，通过凹槽2112和凸起241的形式进行配合，能够使得风电叶片210在转动的过程中较为稳定。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立式风车，其特征在于，所述立式风车固定于固定架，所述立式风车包括：

主轴；

叶片组件，所述叶片组件与所述主轴连接，所述叶片组件被配置为能够带动所述主轴同步转动并发电；

第一磁性组件，所述第一磁性组件包括磁性相同且相对设置的第一磁体和第二磁体，所述第一磁体安装于所述主轴的底部，所述第二磁体安装于第一基台，以通过所述第一磁体和所述第二磁体之间的斥力来减小所述主轴受到的压力。

2.根据权利要求1所述的立式风车，其特征在于，所述主轴的底端安装有第二基台，所述第二基台的截面积大于所述主轴的截面积，所述第一磁体安装于所述第二基台的底部，所述第一磁体的截面积大于所述主轴的截面积且小于等于所述第二基台的截面积，所述第二磁体的截面积与所述第一磁体的截面积对应。

3.根据权利要求2所述的立式风车，其特征在于，所述主轴的几何中心、所述第二基台的几何中心、所述第一磁体的几何中心、所述第二磁体的几何中心和所述第一基台的几何中心在所述主轴的轴向上的正投影重合。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的立式风车，其特征在于，所述立式风车包括至少两段主轴，两段所述主轴通过连接轴连接，且所述立式风车在所述连接轴对应的区域设置有第二磁性组件，所述第二磁性组件包括磁性相同且相对设置的第三磁体和第四磁体，所述第三磁体安装于所述连接轴，所述第四磁体固定于第一支架，以通过所述第三磁体和所述第四磁体之间的斥力来减小所述主轴受到的压力。

5.根据权利要求4所述的立式风车，其特征在于，所述第三磁体安装于所述连接轴的外壁，所述第四磁体与所述第三磁体对应设置。

6.根据权利要求5所述的立式风车，其特征在于，所述第三磁体套设于所述连接轴的外壁。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的立式风车，其特征在于，所述叶片组件包括多个风电叶片和多个第一连接杆，每个所述第一连接杆的一端与一个所述风电叶片连接，每个所述第一连接杆的另一端与所述主轴固定，以使所述风电叶片受风时能够驱动所述主轴转动，且每个所述风电叶片均被配置为能够绕所述风电叶片的转轴自转。

8.根据权利要求7所述的立式风车，其特征在于，所述立式风车还包括传动组件，所述传动组件包括第二连接杆和设置于所述第二连接杆两端且同步转动的第二锥型齿和第三锥型齿，所述主轴外转动套设有第一锥型齿，所述转轴上设置有第一齿轮，所述第二连接杆可转动地与所述第一连接杆连接，所述第一锥型齿与所述第二锥型齿啮合，所述第三锥型齿与所述第一齿轮啮合，且所述第一锥型齿被配置为能够满足：所述主轴转动时，所述第一锥型齿保持静止，以使所述风电叶片能够在受风时绕所述转轴自转。

9.根据权利要求7所述的立式风车，其特征在于，所述立式风车设置有与所述转轴的底部对应的环形导轨，所述环形导轨固定于第二支架，所述转轴的底部与所述环形导轨可转动配合，且所述立式风车设置有第三磁性组件，所述第三磁性组件包括磁性相同且相对设置的第五磁体和第六磁体，所述第五磁体安装于所述转轴的底部，所述第六磁体安装于所述环形导轨的顶部，以通过所述第五磁体和所述第六磁体之间的斥力来减小所述风电叶片受到的压力。

10.根据权利要求9所述的立式风车，其特征在于，所述转轴的底部设置有凹槽，所述第五磁体安装于槽底，所述环形导轨的顶部设置有与所述凹槽对应的凸起，所述第六磁体安装于所述凸起的顶部。

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