CN202926528U - 板式垂直轴风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种板式垂直轴风力发电机，包括叶片、发电机、竖向设置的主轴和设置在主轴顶部的叶轮，所述发电机与主轴连接，所述叶轮四周设置有多个副轴，所述叶片以可绕副轴轴心旋转的方式设置在副轴上；还包括用于支撑主轴的套管和能够周期性调整叶片角度的间歇性凸轮传动机构。本实用新型的板式垂直轴风力发电机采用独特的间歇性凸轮传动机构来代替以往板式垂直轴风力发电机中的档杆，降低了维修成本和发电机工作时的噪音，且延长了叶片的使用寿命，提高了风能利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电设备，特别涉及一种风能利用率高的板式垂直轴风力发电机。
背景技术
开发可再生能源是我国实现可持续发展的重要途径，也是能源战略的重要组成部分。风力发电作为一种洁净无污染的可再生能源，其技术成熟、且具有大规模的发展潜力，在远期有可能成为世界重要的替代能源。目前，风力发电机的结构主要分成两类，即水平轴风力机和垂直轴风力机。水平轴风机是目前技术最成熟、占据主流市场的产品。但水平轴风机由于结构原因，具有一些不可避免的缺陷，例如：1)水平轴风力机的风叶外形类似于荷兰风车，加工难度高；2)叶片受风旋转时只能利用升力产生机械能，不能利用阻力产生机械能；3)叶片只能利用单方向来风，必须安装昂贵的偏航装置实现风叶对风，且只有一次截风机会，同时塔影效应与风剪作用也较大；4)水平轴风力机的发电机架设在高空，安装维修的成本很高，同时风叶要定时清洁，保证高风速下的正常运转。
垂直轴风机因其设计方法先进，风能利用率高，启动风速低等优点逐渐被人们认识和重视。现有的板式垂直轴风力发电机根据其叶片类型不同，大致分为以下五类：1)阻力差型风力机；2)屏障型风力机；3)板式叶片型风力机；4)升力型风力机；5)升阻互补型风力机。其中，板式叶片型风力机的叶片阻力差最大，风能利用率最高，但是以往板式叶片型风力机上需要设置档杆来限制叶片的旋转角度，因此其叶片每转一周都要撞击档杆一次，不但发出噪音而且容易造成档杆损坏，进而增加了维修成本。
针对上述问题，本发明人设计了一种板式垂直轴风力发电机，该发电机采用独特的能够控制叶片旋转角度的机构来代替以往板式风力机中的档杆机构，使得本实用新型的风力发电机在继承了板式垂直轴风力发电机所有优点的同时弥补了现有技术的不足。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种板式垂直轴风力发电机，该板式垂直轴风力发电机的风能利用率高，解决了以往板式风力发电机噪音大，且档杆和叶片容易损坏的问题。
本实用新型的板式垂直轴风力发电机，包括叶片、发电机、竖向设置的主轴和设置在主轴顶部的叶轮，所述发电机与主轴连接，所述叶轮四周设置有多个副轴，所述叶片以可绕副轴轴心旋转的方式设置在副轴上；还包括用于支撑主轴的套管和能够周期性调整叶片角度的间歇性凸轮传动机构。
进一步，所述间歇性凸轮传动机构为马耳他十字机芯机构。
进一步，所述间歇性凸轮传动机构为不完全齿轮传动机构。
进一步，所述马耳他十字机芯机构中的拨动轮设置在套管的顶部，十字芯固定连接在副轴上。
进一步，所述不完全齿轮传动机构中的主动齿轮设置在套管的顶部，从动齿轮固定连接在副轴上。
进一步，所述副轴的轴线与主轴的轴线相互平行。
进一步，所述副轴的轴线与主轴的轴线相互垂直。
进一步，还包括用于自动调整叶片对风角度的偏航装置。
进一步，所述叶片呈弧形。
本实用新型的有益效果：本实用新型的板式垂直轴风力发电机，包括叶片、发电机、竖向设置的主轴和设置在主轴顶部的叶轮，所述发电机与主轴连接，所述叶轮四周设置有多个副轴，所述叶片以可绕副轴轴心旋转的方式设置在副轴上；还包括用于支撑主轴的套管和能够周期性调整叶片角度的间歇性凸轮传动机构。本实用新型的板式垂直轴风力发电机采用独特的间歇性凸轮传动机构来代替以往板式垂直轴风力发电机中的档杆，降低了维修成本和发电机工作时的噪音，且延长了叶片的使用寿命，提高了风能利用率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型板式垂直轴风力发电机实施例1的立体结构示意图(图中虚线箭头所示为叶轮旋转方向；实线箭头所示为风向)；
图2为本实用新型板式垂直轴风力发电机实施例1中马耳他十字机芯机构结构示意图；
图3为本实用新型板式垂直轴风力发电机实施例2的立体结构示意图(图中虚线箭头所示为叶轮旋转方向；实线箭头所示为风向)；
图4为本实用新型实施例2中板式垂直轴风力发电机的不完全齿轮传动机构结构示意图；
图5为本实用新型实施例1中板式垂直轴风力发电机的叶轮部分放大示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细说明，如图所示：本实用新型的板式垂直轴风力发电机，包括叶片1、发电机2、竖向设置的主轴3和设置在主轴顶部的叶轮4，所述发电机2与主轴3连接，所述叶轮四周设置有多个副轴5，所述叶片以可绕副轴5轴心旋转的方式设置在副轴5上；还包括用于支撑主轴的套管6和能够周期性调整叶片角度的间歇性凸轮传动机构。设置套管6可以方便维修人员攀爬以便对叶轮和叶片进行维修和更换。本实用新型的板式垂直轴风力发电机采用独特的间歇性凸轮传动机构来代替以往板式垂直轴风力发电机中的档杆，降低了维修成本和发电机工作时的噪音，且延长了叶片的使用寿命，提高了风能利用率。
实施例1，所述间歇性凸轮传动机构为马耳他十字机芯机构。
所述马耳他十字机芯机构包括拨动轮7和与拨动轮7传动配合的十字芯8。该马耳他十字机芯机构中的拨动轮7设置在套管6的顶部，十字芯8固定连接在副轴5上。如图1所示，本实施例中的叶轮上安装了四个叶片，每片叶片分别设置在各自的副轴上，本实施例中的副轴5采用的是与主轴3轴线相互垂直的结构，每个副轴5上固定设置有与马耳他十字机芯机构传动配合的锥形齿轮副12以完成叶片转向的目的。当然本实用新型也可设置成副轴5轴线与主轴3轴线相互平行的结构，同样可以达到目的，且能够简化安装结构。一般地，本实用新型中的叶轮旋转一周，副轴5上的十字芯旋转半周。
工作时，首先调整叶片迎风角度，使得某一叶片的正面与风向相对，此时该叶片在风力的推动下将带动主轴旋转，此时十字芯将随着叶片一起转动，当十字芯随叶片转动到背风面时拨动轮将拨动十字芯转动，使得叶片由竖直转向水平，此时当该水平叶片迎风转动时将不会受到或受到极小的风阻，进而增加了风机两侧的风阻差，提高了风能利用率。
实施例2，所述间歇性凸轮传动机构为不完全齿轮传动机构。
所述不完全齿轮传动机构包括主动齿轮9和从动齿轮10，所述不完全齿轮传动机构中的主动齿轮9设置在套管6的顶部，从动齿轮10固定连接在副轴5上。如图3所示，本实施例中的副轴5采用的是与主轴3轴线相互垂直的结构，每个副轴5上固定设置有与不完全齿轮传动机构传动配合的锥形齿轮副12以完成叶片转向的目的。当然本实用新型也可设置成副轴5轴线与主轴3轴线相互平行的结构，同样可以达到发明目的，且能够简化安装结构。一般地，本实用新型中的叶轮旋转一周，副轴5上的十字芯旋转半周。实施例2中所述的不完全齿轮传动机构的工作原理与实施例1中的马耳他十字机芯机构的工作原理基本相同，且都能够达到提高风能利用率的目的。
作为实施例1和2中技术方案的进一步改进，本实用新型的板式垂直轴风力发电机还包括用于自动调整叶片对风角度的偏航装置11。所述偏航装置11包括挡风板，所述挡风板的前端铰接在套管6上并同时与拨动轮7或主动齿轮9固定连接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述叶片1呈弧形。将叶片8设置成弧形可以进一步增加两侧叶片的风阻差，提高风能利用率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种板式垂直轴风力发电机，包括叶片(1)、发电机(2)、竖向设置的主轴(3)和设置在主轴顶部的叶轮(4)，所述发电机(2)与主轴(3)连接，其特征在于：所述叶轮四周设置有多个副轴(5)，所述叶片以可绕副轴(5)轴心旋转的方式设置在副轴(5)上；还包括用于支撑主轴的套管(6)和能够周期性调整叶片角度的间歇性凸轮传动机构。
2.根据权利要求1所述的板式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述间歇性凸轮传动机构为马耳他十字机芯机构。
3.根据权利要求1所述的板式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述间歇性凸轮传动机构为不完全齿轮传动机构。
4.根据权利要求2所述的板式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述马耳他十字机芯机构中的拨动轮(7)设置在套管(6)的顶部，十字芯(8)固定连接在副轴(5)上。
5.根据权利要求3所述的板式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述不完全齿轮传动机构中的主动齿轮(9)设置在套管(6)的顶部，从动齿轮(10)固定连接在副轴(5)上。
6.根据权利要求4或5所述的板式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述副轴(5)的轴线与主轴(3)的轴线相互平行。
7.根据权利要求4或5所述的板式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述副轴(5)的轴线与主轴(3)的轴线相互垂直。
8.根据权利要求4或5所述的板式垂直轴风力发电机，其特征在于：还包括用于自动调整叶片对风角度的偏航装置(11)。
9.根据权利要求8所述的板式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述叶片(1)呈弧形。
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|---|---|---|---|---|
| CN106815996A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-06-09 | 北京普华亿能风电技术有限公司 | 一种抗风影测风塔的信号传输系统 |
| CN115191420A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-10-18 | 国网山东省电力公司曲阜市供电公司 | 一种电力杆塔驱鸟装置 |
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