CN201679622U - 立轴风力机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种立轴风力机。该风力机包括塔架(1)以及一端设置在塔架(1)上的主轴(2)，主轴(2)的另一端固连有稳定器(3)；若干叶臂(4)的一端均固连在稳定器(3)上，另一端均固连有叶片(14)，其特征在于，所述的叶臂(4)上还设置有稳固装置(5)。因此，本新型风力机具有如下优点：1.设计合理，结构简单，噪声小且实用性强；2.叶臂根部不会断裂，保证叶臂根部稳定、持久、安全运行；3.油压轴承和磁悬浮轴承能减少振动和摩擦；4.叶栅效应控制器，可定量地解决低风速，可以自启动，高风速不失速问题，提高了对风能的利用率的科学性。

Description

立轴风力机

技术领域

本实用新型涉及一种风力机，尤其是涉及一种立轴风力机的结构改良。

背景技术

1985年4月，由国家三委、四部、湖北省科委的领导、专家，对“立轴双叶组风力机”进行了技术评议：“有独创性”、“较低风速下能自启动”、“限速性能好”、“能保证机组安全”、“风能利用系数高”，代表一致认为是一种新型的有发展前途的立轴风轮你。机组在无人值守的情况下运行平稳可靠。通过完整的气动特性试验和发电实验，主要技术指标达到设计要求。

在政府和产业部门的支持下，进行了试制。共生产了16台，分别布点安装在内蒙乌拉特中期、四子王旗、集宁、浙江大陈岛、广西涠城岛、青海海西州、北京八达岭风电站、宜昌市百里荒山、内蒙古岛兰察布市化德县风电场。各试点的不同自然环境对该机的自启动性能和限速性能做了进一步的验证。

例如：浙江大陈岛的风机，当自然风达到40米/秒时，该机仍保持恒定的转速发电。在内蒙古乌拉特中期巴音杭盖苏木的风力机配套蓄电池直接为70户牧民提供稳定的供电。

在试运行中，也发现一些问题，如2008年7-8月，在内蒙古乌兰察布市化德县风力试验场，有一台风力发电机由于转速较快，两台机子都出了些问题，叶臂根部断裂，使测试不能继续进行下去，因为试制工作就此停 顿。

为解决风力发电机这一特殊的问题，技术上、工艺上必须有突破、创新。必须解决好关键部位，如叶臂根部和轴承的连接处的牢固问题。这些问题若能解决好了，立轴风力机就能稳定、持续安全的运行。

实用新型内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的由于叶片转速较快，叶臂根部容易断裂等的技术问题；提供了一种叶臂根部不会断裂，保证叶臂根部稳定、持久、安全运行的立轴风力机。

一种立轴风力机，包括塔架以及一端设置在塔架上的主轴，主轴的另一端固连有稳定器；2至6个叶臂的一端均固连在稳定器上，另一端均固连有叶片，其特征在于，所述的叶臂上还设置有稳固装置。

在上述的立轴风力机，所述的稳固装置包括L型稳固条，所述的L型稳固条一端固连在叶臂上，另一端固连在稳定器上。

在上述的立轴风力机，所述的叶臂之间还设置有可以伸缩的微调杆，所述的微调杆一端固连在一个叶臂上，另一端固连在与其相邻的另一个叶臂上。

在上述的立轴风力机，所述的塔架上设置有磁悬浮轴承，所述的主轴一端固定在磁悬浮轴承上。

在上述的立轴风力机，所述的塔架上还设置有发电机，所述的发电机的电机主轴与上述主轴同轴固连，上述的主轴上还设置有位于稳定器和磁悬浮轴承之间的联轴器。

在上述的立轴风力机，所述的磁悬浮轴承包括固定在主轴上的下永久磁体以及位于下永久轴承上方并固定在塔架上的上永久磁体。

在上述的立轴风力机，所述的下永久磁体采用N极永久磁体，所述的上永久磁体采用S极永久磁体。

作为另一种方案，在上述的立轴风力机，所述的下永久磁体采用S极永久磁体，所述的上永久磁体采用N极永久磁体。

在上述的立轴风力机，所述的叶片包括均固定在叶臂端部的主叶片以及副叶片，或一个叶片。

在上述的立轴风力机，所述的叶臂末端还设置有叶栅效应控制器，所述的叶栅效应控制器包括设置在叶臂末端并与之垂直设置的L型的叶臂横挡，所述的叶臂横挡上还设置能在叶臂横挡上旋转并套有副叶片的副叶片支撑套；设置在叶臂末端并能在叶臂上旋转的主叶片支撑套通过连杆相铰接，所述的连杆一端与副叶片支撑套铰接，另一端与主叶片支撑套相铰接。

因此，本实用新型具有如下优点：1.设计合理，结构简单，噪声较小且完全实用；2.叶臂根部不会断裂，保证叶臂根部稳定、持久、安全运行。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为图2中发电机9和磁悬浮轴承8的结构示意图；

图4为图1中的叶栅效应控制器15的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。图中，塔架1、主轴2、稳定器3、叶臂4、稳固装置5、L型稳 固条6、微调杆7、磁悬浮轴承8、发电机9、电机主轴10、联轴器11、下永久轴承12、上永久磁体13、叶片14、主叶片141、副叶片142、叶栅效应控制器15、叶臂横挡16、副叶片支撑套17、连杆18、主叶片支撑套19。

实施例：

一种立轴风力机，包括塔架1以及一端设置在塔架1上的主轴2，主轴2的另一端固连有稳定器3；若干叶臂4的一端均固连在稳定器3上，另一端均固连有叶片14，叶片14包括均固定在叶臂4的主叶片141以及副叶片142。叶臂4上还设置有稳固装置5。稳固装置5包括L型稳固条6，L型稳固条6一端固连在叶臂4上，另一端固连在稳定器3上。叶臂4之间还设置有可以伸缩的微调杆7，微调杆7一端固连在一个叶臂4上，另一端固连在与其相邻的另一个叶臂4上。

塔架1上设置有磁悬浮轴承8和发电机9，主轴2一端固定在磁悬浮轴承8上。发电机9的电机主轴10与上述主轴2同轴固连，主轴2上还设置有位于稳定器3和磁悬浮轴承8之间的联轴器11。

叶臂4末端还设置有叶栅效应控制器15，叶栅效应控制器15包括设置在叶臂4末端并与之垂直设置的L型的叶臂横挡16，的叶臂横挡16上还设置能在叶臂横挡16上旋转并套有副叶片142的副叶片支撑套17；设置在叶臂4末端并能在也叶臂4上旋转的主叶片支撑套19通过连杆18相铰接，连杆18一端与副叶片支撑套17铰接，另一端与主叶片支撑套19相铰接。

叶栅效应控制器15的工作原理如图4所示，两个叶片各自绕一点转动(A，B)，转动之间又能发生互相作用，使主、副叶片之间通过的气流发生变化的机械装置，称为叶栅效应控制器，如图4所示.

控制的动力来源于离心惯性力。当来流风速逐渐增大时，风能转速越来越大，其叶片的离心惯性力也就越来越大，控制器使主、副叶片之间的 距离变小(变窄)，使得主、副叶所得到的总升力(切向方向)变小，转速变慢。若风速由额定风速减小时，反之亦然。这转速变化按照我们所设计的风速趋近，这就是叶栅效应控制器的特点。

结构控制形式有：

主叶固定，副叶受离心惯性力控制的叶栅效应控制器。

副叶固定，主叶受离心惯性力控制的叶栅效应控制器。

主副叶均受离心惯性力控制的叶栅效应控制器。

A、B两个参考设置：

在同一水平面内，不同直径、不同径向设置两个参考点。

以A、B两个参考点，作为设计该控制器的依据，进行力学分析、计算，提高风能利用率的科学性表述(低风速可自启动，高风速不失速)。

在本实施例中，为了解决现有技术存在的技术问题，设置若干L型稳固条6，L型稳固条6一端固连在叶臂4上，另一端固连在稳定器3上。这样大大改善了叶臂根部的受力结构，从而保证了叶臂根部能稳定、持久、安全地运行，另外，在叶臂4之间还设置有可以伸缩的微调杆7，微调杆7可以是圆弧形杆，微调杆7一端固连在一个叶臂4上，另一端固连在与其相邻的另一个叶臂4上，在本实施例中，微调杆7之间的夹角为120°，但也不排除其他角度。

值得一提的是，磁悬浮轴承8包括固定在主轴2上的下永久磁体12以及位于下永久轴承12上方并固定在塔架1上的上永久磁体13。在传统技术中，上永久磁体13和下永久磁体12采用的是同极性磁体，在本实施例中中，上永久磁体13和下永久磁体12采用的是非同极性磁体，下永久磁体12采用N极永久磁体，上永久磁体13采用S极永久磁体，下永久磁体12托起了风轮等整个风机的重量，人们普遍认为，两块永久磁体同性相斥、 异性相吸的力是相等的，但试验结果表明，吸引力大于排斥力，大约大18％，因此，采用异性磁体，能保证风机能更稳定的运行。

实施例2：

在本实施例中，下永久磁体12采用S极永久磁体，所述的上永久磁体13采用N极永久磁体，本实施例中的。其余均与实施例1类同，本文不作赘述。

实施例3：

在本实施例中，磁悬浮轴承8可以用液压轴承来代替，其余均与实施例1类同，本文不作赘述。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了塔架1、主轴2、稳定器3、叶臂4、稳固装置5、L型稳固条6、微调杆7、磁悬浮轴承8、发电机9、联轴器11、下永久轴承12、上永久磁体13、叶片14、主叶片141、副叶片142、叶栅效应控制器15、叶臂横挡16、副叶片支撑套17、连杆18、主叶片支撑套19等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种立轴风力机，包括塔架(1)以及一端设置在塔架(1)上的主轴(2)，主轴(2)的上端固连有稳定器(3)；2至6个叶臂(4)的一端均固连在稳定器(3)上，另一端均固连有叶片(14)，其特征在于，所述的叶臂(4)上还设置有稳固装置(5)。

2.根据权利要求1所述的立轴风力机，其特征在于，所述的稳固装置(5)包括L型稳固条(6)，所述的L型稳固条(6)一端固连在叶臂(4)上，另一端固连在稳定器(3)上。

3.根据权利要求2所述的立轴风力机，其特征在于，所述的叶臂(4)之间还设置有可以伸缩的微调杆(7)，所述的微调杆(7)，一端固连在一个叶臂(4)上，另一端固连在与其相邻的另一个叶臂(4)上。

4.根据权利要求3所述的立轴风力机，其特征在于，所述的塔架(1)上设置有磁悬浮轴承(8)，所述的主轴(2)一端固定在磁悬浮轴承(8)上。

5.根据权利要求3所述的立轴风力机，其特征在于，所述的塔架(1)上面还设置有发电机(9)，所述的发电机(9)的电机主轴(10)，与上述主轴(2)同轴固连，上述的主轴(2)上还设置有位于稳定器(3)和磁悬浮轴承(8)之间的联轴器(11)。

6.根据权利要求4或5所述的立轴风力机，其特征在于，所述的磁悬浮轴承(8)包括固定在主轴(2)上的下永久磁体(12)以及位于下永久轴承(12)上方并固定在塔架(1)上的上永久磁体(13)。

7.根据权利要求6所述的立轴风力机，其特征在于，所述的下永久磁 体(12)采用N极永久磁体，所述的上永久磁体(13)采用S极永久磁体。

8.根据权利要求6所述的立轴风力机，其特征在于，所述的下永久磁体(12)采用S极永久磁体，所述的上永久磁体(13)采用N极永久磁体。

9.根据权利要求6所述的立轴风力机，其特征在于，所述的叶片(14)包括均固定在叶臂(4)端部的主叶片(141)以及副叶片(142)。

10.根据权利要求9所述的立轴风力机，其特征在于，所述的叶臂(4)末端还设置有叶栅效应控制器(15)，所述的叶栅效应控制器(15)包括设置在叶臂(4)末端并与之垂直设置的L型的叶臂横挡(16)，所述的叶臂横挡(16)上还设置能在叶臂横挡(16)上旋转并套有副叶片(142)的副叶片支撑套(17)；设置在叶臂(4)末端并能在叶臂(4)上旋转的主叶片支撑套(19)通过连杆(18)相铰接，所述的连杆(18)一端与副叶片支撑套(17)铰接，另一端与主叶片支撑套(19)相铰接。 

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