CN203430699U - 一种大型调速风车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种大型调速风车，包括立柱，立柱上端设置有转轴，转轴上均布有多个扇叶架，每个扇叶架包括至少一个门形框，每个门形框与一个扇叶框转动连接；扇叶框内安装有升降式风帆。本实用新型可根据风速调整风帆的高度以调整扇叶的最大受风面积，以便在不同风速的条件下，保持扇叶受力均匀，使风车的转速保持稳定。

Description

一种大型调速风车

技术领域

本实用新型涉及利用风力发电的大型调速风车。 

背景技术

根据风力发电机旋转轴的区别，风力发电机可以分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。水平轴风力发电机水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，旋转轴处于水平的风力发电机。垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行，一般与地面垂直，旋转轴处于垂直的风力发电机。 

现阶段应用广泛的是水平轴风力发电机，但其存在结构复杂、制造和维护成本高等缺点，而垂直轴风力发电机具有启动风速低、风能利用率高、噪声低、制造和维护成本低等优点，因此，具有广阔的市场前景。2002年，中国率先开始了新型垂直轴风力发电机的研究，相关研究工作已经处于世界领先地位。 

现有的垂直轴风力发电机在使用过程中，由风叶带动发电机主轴旋转而发电，这种方法的不足之处是发电机主轴的转速由风速决定，风速快时，转速快;风速慢时，转速慢;在极端状况下，风速过快，发电机主轴的转速远远高于风力发电机的额定转速，如不能够进行及时制动及刹车，将会引起严重后果。 

为解决上述问题，现有技术中出现了一种垂直轴风力发电机，风叶可根据风速的大小调整角度，发电机转速低于额定转速时，风叶处于最大迎风角度;发电机转速高于额定转速时，调整风叶角度使转速始终处于额定转速。 

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题： 

调整风叶角度时，应以气流方向为主要依据，大型调速风车在转动过程中，需要对不同的风叶进行单独控制。而气流并非始终是直线运动，这进一步增加了风叶转角的控制难度，要实现对转速的精准控制对控制系统的要求非常高。

发明内容

鉴于此，本实用新型目的在于提供一种能够轻易控制稳速转动的大型调速风车。 

为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是，提供一种大型调速风车，包括立柱，立柱上端设置有转轴，转轴上均布有多个扇叶架，每个扇叶架包括至少一个门形框，每个门形框与一个扇叶框转动连接；扇叶框内安装有升降式风帆。 

优选地，所述扇叶架包括多个门形框和叶臂。 

进一步地，所述扇叶框的宽度大于门形框内框的宽度。 

进一步地，靠近扇叶架与扇叶框的转动配合处通过联杆式联动机构连接。 

进一步地，所述扇叶框的下边框为一箱体，在箱体内安装有控制风帆升降的电机，风帆的上端安装有链轮，电机与链轮通过链条连接。 

优选地，所述风帆的上端设置有支撑件。 

优选地，所述支撑件为支撑板。 

优选地，所述风帆的竖直方向上均布有多根水平支撑杆。 

进一步地，所述扇叶框的竖框为滚轮槽，滚轮槽的竖直方向安装有工字钢，工字钢两侧的凹槽内均安装有多个滚轮，滚轮与水平支撑杆通过连接件连接。 

优选地，所述扇叶架为6个。 

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点： 

1、本实用新型采用了升降式风帆，可根据风速调整风帆的高度以调整扇叶的最大受风面积。以便在不同风速的条件下，保持扇叶受力均匀，使大型调速风车的转速保持稳定。在现有技术支撑下，实现风帆的控制并不难，只需要通过风速传感器探测风速，将信号通过处理器传递给电机，再由电机控制风帆的升降。

2、风帆使用了水平支撑杆，风帆在受力情况下变形不严重。 

3、风帆使用了支撑板，便于风帆在升降过程中操作。 

4、使用联杆式联动机构对扇叶框的转动角度进行约束，使扇叶框与扇叶架的转动角度不超过180°。同时，对扇叶框的转动速度有一定的约束作用，使扇叶框的最大转速不至于太大，也就避免了扇叶框在转动过程中产生较大的离心力。 

5、本实用新型所述大型调速风车的启动风速仅需3m/s。 

6、本实用新型所述大型调速风车有利于风力发电机的大型化建设。 

本实用新型大型调速风车以全新的思维方式，全新的面貌，针对自然风的特征，采取主动积极态度，用物理方法获得相对平衡的动能，用最简单的方法克服了人类利用自然风发电以来遇到的很多困难。 

本实用新型所述大型调速风车适用风速范围大，抗恶劣气候，安全性高。 

本实用新型大型调速风车结构合理，工艺简单，用材普通，可靠适用，造价低，维护费用低，适用寿命长，可轻松实现大型化。在现有风车技术方面有一定的优势。 

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的迎风面主视图。 

图2是本实用新型一较佳实施例的俯视图。 

图3是本实用新型仅对称安装两片扇叶情况下时的迎风面图。 

图4是本实用新型一较佳实施例中一个扇叶框主视图。 

图5是图3中A-A的局部剖视图。 

具体实施方式

下面结合附图与一个具体实施例进行说明。 

参见图1至图5，立柱10、转轴11、扇叶架20、叶臂21、扇叶框30、升降式风帆31、水平支撑杆32、链条33、支撑件34、电机35、工字钢301、滚轮302、连接件321。 

本实施例所描述的大型调速风车，包括立柱10，立柱10上端设置有转轴11，转轴11上均布有6个扇叶架20，每个扇叶架20由门形框和叶臂21构成，该门形框与扇叶框30转动连接。扇叶框30的宽度大于门形框内框的宽度。叶臂21的一端固定设置在门形框上，另一端安装在转轴11上。叶臂21的长度根据整机的尺寸进行调整，以获得适宜的力矩。 

扇叶框30的竖框为滚轮槽，图4示出了一种滚轮槽为凹形槽的情形。滚轮槽的竖直方向安装有工字钢301，工字钢301两侧的凹槽内安装有多个滚轮302，滚轮302与水平支撑杆32通过连接件321连接。连接件321的一端与水平支撑杆32固定连接，另一端与滚轮转动连接。 

扇叶框30的下边框为一箱体，在箱体内安装有控制风帆31升降的电机35。 

扇叶包括扇叶框30和安装在扇叶框30内的升降式风帆31，通过改变风帆的高度来改变扇叶最大受风面积，使扇叶的受到气流的推力均匀。控制风帆升降的方式很容易实现，例如，在大型调速风车上安装风速传感器探测风速，将信号通过处理器传递给电机，再由电机控制风帆的升降。作为优选，风帆的结构为：其上端设置有支撑件34，该支撑件为支撑板，该支撑板的宽度与风帆的宽度一致。风帆31的上端及支撑件34上安装有链轮，电机与链轮通过链条33连接。风帆的竖直方向上均布有多根水平支撑杆32，该支撑杆具备一定的重量和强度，使风帆在下降时能够被整齐地收纳到箱体中。 

门形框上下横框的外端均设置有轴孔，扇叶框30的上下横框的同一端均设置有转轴，上述转轴与轴孔转动连接。当然，这种安装方式仅仅是一种示意性的，在本实用新型的整体思想下，还可以采用其他的安装方式。靠近扇叶架20与扇叶框30的转动配合处还通过联杆式联动机构连接，该联杆式联动机构由两根滑动连接的联杆构成，其中一根联杆与扇叶架20转动连接，另一根联杆与扇叶框30转动连接。联杆式联动机构的作用在于约束扇叶框30的最大转动角度和转动速度。 

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (10)

1.一种大型调速风车，包括立柱（10），立柱（10）上端设置有转轴（11），其特征在于，转轴（11）上均布有多个扇叶架（20），每个扇叶架（20）包括至少一个门形框，每个门形框与一个扇叶框（30）转动连接；扇叶框（30）内安装有升降式风帆（31）。

2.根据权利要求1所述的一种大型调速风车，其特征在于，所述扇叶架（20）包括多个门形框和叶臂（21）。

3.根据权利要求2所述的一种大型调速风车，其特征在于，所述扇叶框（30）的宽度大于门形框内框的宽度。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种大型调速风车，其特征在于，靠近扇叶架（20）与扇叶框（30）的转动配合处通过联杆式联动机构连接。

5.根据权利要求1所述的一种大型调速风车，其特征在于，所述扇叶框（30）的下边框为一箱体，在箱体内安装有控制风帆（31）升降的电机（35），风帆（31）的上端安装有链轮，电机（35）与链轮通过链条（33）连接。

6.根据权利要求1所述的一种大型调速风车，其特征在于，所述风帆（31）的上端设置有支撑件（34）。

7.根据权利要求6所述的一种大型调速风车，其特征在于，所述支撑件（34）为支撑板。

8.根据权利要求1所述的一种大型调速风车，其特征在于，所述风帆的竖直方向上均布有多根水平支撑杆（32）。

9.根据权利要求8所述的一种大型调速风车，其特征在于，所述扇叶框（30）的竖框为滚轮槽，滚轮槽的竖直方向安装有工字钢（301），工字钢（301）两侧的凹槽内均安装有多个滚轮（302），滚轮（302）与水平支撑杆（32）通过连接件（321）连接。

10.根据权利要求1所述的一种大型调速风车，其特征在于，所述扇叶架（20）为6个。

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