CN204200471U - 一种适用于垂直轴风力发电机的风叶 - Google Patents

一种适用于垂直轴风力发电机的风叶 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种风力发电机的风叶，更具体的说是一种适用于垂直轴风力发电机的风叶，包括框架、叶片Ⅰ、叶片Ⅱ、叶片Ⅲ和叶片Ⅳ，各个叶片可以各自独立旋转，通过添加控制器便能够根据风速和风向自动调整各个叶片的角度，既能够提高风能的利用效率，也可以防止因为风速过快导致转速过高而损坏发电机的现象。框架包括上连接盘、下连接盘和轴，上连接盘和下连接盘之间通过轴固定连接，并且上连接盘和下连接盘的中心线与轴的轴线重合。叶片Ⅰ、叶片Ⅱ、叶片Ⅲ和叶片Ⅳ的结构、尺寸相同，均活动连接在框架上，可以各自独立旋转，调整角度从而适应风向，并且可以在风速过大时闭合，从而降低转速。

Description

一种适用于垂直轴风力发电机的风叶
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电机的风叶，更具体的说是一种适用于垂直轴风力发电机的风叶。
背景技术
煤炭、石油、天然气等传统能源的储量越来越少，使得风能等可再生能源逐渐受到世界各国的重视。风能主要是利用风力发电机将风能转换成电能。2007年我国风电装机投产340万千瓦，2010年我国风电总装机容量达到500万千瓦，2020年将达到3000万千瓦。从目前的发展态势看，几年之后，我国有望超过目前风电装机规模第一的德国，成为世界风电第一大国。但是因为风向和风速时时刻刻都在发生变化，风能的这种随意性和不稳定性给风能的开发利用带来了很多难题。如何提高风能的利用效率，以及如何解决超速转动对发电机的损坏等问题，已经成为一个研究的热点，研制一种能够适应风速和风向，能够根据风速和风向自动调整各个叶片的角度的风叶显得尤为重要，对提高风力发电机的使用寿命，加强运行的稳定性、安全性和可靠性，加速风力发电机的普及和应用都具有十分重要的意义。
发明内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种适用于垂直轴风力发电机的风叶，各个叶片可以各自独立旋转。
为解决上述技术问题，本实用新型一种适用于垂直轴风力发电机的风叶，包括框架、叶片Ⅰ、叶片Ⅱ、叶片Ⅲ和叶片Ⅳ，各个叶片可以各自独立旋转，通过添加控制器便能够根据风速和风向自动调整各个叶片的角度，既能够提高风能的利用效率，也可以防止因为风速过快导致转速过高而损坏发电机的现象。
框架包括上连接盘、下连接盘和轴，上连接盘和下连接盘之间通过轴固定连接，并且上连接盘和下连接盘的中心线与轴的轴线重合。上连接盘和下连接盘结构、尺寸相同，其中上连接盘包括加强筋Ⅰ、连接孔Ⅰ、连接孔Ⅱ、连接孔Ⅲ和连接孔Ⅳ，连接孔Ⅰ、连接孔Ⅱ、连接孔Ⅲ和连接孔Ⅳ均布在上连接盘上，相邻两者之间的角度为90°。下连接盘包括加强筋Ⅱ、连接孔Ⅴ、连接孔Ⅵ、连接孔Ⅶ和连接孔Ⅷ，连接孔Ⅴ、连接孔Ⅵ、连接孔Ⅶ和连接孔Ⅷ均布在下连接盘上，相邻两者之间的角度为90°。并且，连接孔Ⅰ的轴线和连接孔Ⅴ的轴线重合，连接孔Ⅱ的轴线和连接孔Ⅵ的轴线重合，连接孔Ⅲ的轴线和连接孔Ⅶ的轴线重合，连接孔Ⅳ的轴线和连接孔Ⅷ的轴线重合。
叶片Ⅰ、叶片Ⅱ、叶片Ⅲ和叶片Ⅳ的结构、尺寸相同，均活动连接在框架上。叶片Ⅰ的上端与上连接盘的连接孔Ⅰ活动连接，叶片Ⅰ的下端与下连接盘的连接孔Ⅴ活动连接，可以沿着连接孔Ⅰ和连接孔Ⅴ的轴线转动；叶片Ⅱ的上端与上连接盘的连接孔Ⅱ活动连接，叶片Ⅱ的下端与下连接盘的连接孔Ⅵ活动连接，可以沿着连接孔Ⅱ和连接孔Ⅵ的轴线转动；叶片Ⅲ的上端与上连接盘的连接孔Ⅲ活动连接，叶片Ⅲ的下端与下连接盘的连接孔Ⅶ活动连接，可以沿着连接孔Ⅲ和连接孔Ⅶ的轴线转动；叶片Ⅳ的上端与上连接盘的连接孔Ⅳ活动连接，叶片Ⅳ的下端与下连接盘的连接孔Ⅷ活动连接，可以沿着连接孔Ⅳ和连接孔Ⅷ的轴线转动。
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型所述的框架上的上连接盘、下连接盘和轴之间焊接连接。
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型所述的上连接盘的连接孔Ⅰ、连接孔Ⅱ、连接孔Ⅲ和连接孔Ⅳ均为台阶孔，内部均安装有轴承。
作为本技术方案的进一步优化，本实用新型所述的下连接盘上的连接孔Ⅴ、连接孔Ⅵ、连接孔Ⅶ和连接孔Ⅷ均为台阶孔，内部均安装有轴承。
本实用新型一种适用于垂直轴风力发电机的风叶的有益效果为：
a、本实用新型一种适用于垂直轴风力发电机的风叶的各个叶片活动连接在框架上，各个叶片均可以旋转，并且每个叶片的旋转角度都可以单独控制，通过调整每个叶片的角度可以较小阻力，从而可以适应不同的风向，提高风能的利用效率；
b、本实用新型一种适用于垂直轴风力发电机的风叶的叶片可以闭合，形成一个空心圆柱体，使得所受风力大大减小，这样在风速过大时，无需通过制动装置，便可以实现降低转速。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。
图1为本实用新型一种适用于垂直轴风力发电机的风叶的结构立体示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1的仰视图。
图4为本实用新型一种适用于垂直轴风力发电机的风叶闭合后的结构立体示意图。
图5为图4的仰视图。
图6为图4的主视图。
图7为图1中框架1的结构立体示意图。
图8为图7的仰视图。
图9为图7的俯视图。
图10为1中叶片Ⅰ2的结构立体示意图。
图11为图10的主视图。
图中：框架1；上连接盘1-1；加强筋Ⅰ1-1-1；连接孔Ⅰ1-1-2；连接孔Ⅱ1-1-3；连接孔Ⅲ1-1-4；连接孔Ⅳ1-1-5；下连接盘1-2；加强筋Ⅱ1-2-1；连接孔Ⅴ1-2-2；连接孔Ⅵ1-2-3；连接孔Ⅶ1-2-4；连接孔Ⅷ1-2-5；轴1-3；叶片Ⅰ2；片体Ⅰ2-1；连接轴Ⅰ2-2；叶片Ⅱ3；叶片Ⅲ4；叶片Ⅳ5。
具体实施方式
在图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11中：本实用新型涉及一种风力发电机的风叶，更具体的说是一种适用于垂直轴风力发电机的风叶，包括框架1、叶片Ⅰ2、叶片Ⅱ3、叶片Ⅲ4和叶片Ⅳ5，各个叶片可以各自独立旋转，通过添加控制器便能够根据风速和风向自动调整各个叶片的角度，既能够提高风能的利用效率，也可以防止因为风速过快导致转速过高而损坏发电机的现象。
框架1包括上连接盘1-1、下连接盘1-2和轴1-3，其中上连接盘1-1和下连接盘1-2之间通过轴1-3固定连接，轴1-3一端焊接在上连接盘1-1上，轴1-3的另一端焊接在下连接盘1-2上，并且上连接盘1-1和下连接盘1-2的中心线与轴1-3的轴线重合。上连接盘1-1和下连接盘1-2结构、尺寸相同。上连接盘1-1包括加强筋Ⅰ1-1-1、连接孔Ⅰ1-1-2、连接孔Ⅱ1-1-3、连接孔Ⅲ1-1-4和连接孔Ⅳ1-1-5，其中加强筋Ⅰ1-1-1用于提高上连接盘1-1的强度，连接孔Ⅰ1-1-2、连接孔Ⅱ1-1-3、连接孔Ⅲ1-1-4和连接孔Ⅳ1-1-5均布在上连接盘1-1上，相邻两者之间的角度为90°，用于连接叶片Ⅰ2、叶片Ⅱ3、叶片Ⅲ4和叶片Ⅳ5，并且连接孔Ⅰ1-1-2、连接孔Ⅱ1-1-3、连接孔Ⅲ1-1-4和连接孔Ⅳ1-1-5均为台阶孔，内部均安装有轴承，可以减小摩擦。下连接盘1-2包括加强筋Ⅱ1-2-1、连接孔Ⅴ1-2-2、连接孔Ⅵ1-2-3、连接孔Ⅶ1-2-4和连接孔Ⅷ1-2-5，其中加强筋Ⅱ1-2-1用于提高下连接盘1-2的强度，连接孔Ⅴ1-2-2、连接孔Ⅵ1-2-3、连接孔Ⅶ1-2-4和连接孔Ⅷ1-2-5均布在下连接盘1-2上，相邻两者之间的角度为90°，用于连接叶片Ⅰ2、叶片Ⅱ3、叶片Ⅲ4和叶片Ⅳ5，并且连接孔Ⅴ1-2-2、连接孔Ⅵ1-2-3、连接孔Ⅶ1-2-4和连接孔Ⅷ1-2-5均为台阶孔，内部均安装有轴承，可以减小摩擦。
此外，连接孔Ⅰ1-1-2的轴线和连接孔Ⅴ1-2-2的轴线重合，用于连接叶片Ⅰ2的两端；连接孔Ⅱ1-1-3的轴线和连接孔Ⅵ1-2-3的轴线重合，用于连接叶片Ⅱ3的两端；连接孔Ⅲ1-1-4的轴线和连接孔Ⅶ1-2-4的轴线重合，用于连接叶片Ⅲ4的两端；连接孔Ⅳ1-1-5的轴线和连接孔Ⅷ1-2-5的轴线重合，用于连接叶片Ⅳ5的两端。
叶片Ⅰ2由片体Ⅰ2-1和连接轴Ⅰ2-2组成，叶片Ⅱ3、叶片Ⅲ4和叶片Ⅳ5与叶片Ⅰ2的结构、尺寸相同，均活动连接在框架1上。叶片Ⅰ2的上端与上连接盘1-1的连接孔Ⅰ1-1-2活动连接，叶片Ⅰ2的下端与下连接盘1-2的连接孔Ⅴ1-2-2活动连接，可以沿着连接孔Ⅰ1-1-2和连接孔Ⅴ1-2-2的轴线转动。叶片Ⅱ3的上端与上连接盘1-1的连接孔Ⅱ1-1-3活动连接，叶片Ⅱ3的下端与下连接盘1-2的连接孔Ⅵ1-2-3活动连接，可以沿着连接孔Ⅱ1-1-3和连接孔Ⅵ1-2-3的轴线转动。叶片Ⅲ4的上端与上连接盘1-1的连接孔Ⅲ1-1-4活动连接，叶片Ⅲ4的下端与下连接盘1-2的连接孔Ⅶ1-2-4活动连接，可以沿着连接孔Ⅲ1-1-4和连接孔Ⅶ1-2-4的轴线转动。叶片Ⅳ5的上端与上连接盘1-1的连接孔Ⅳ1-1-5活动连接，叶片Ⅳ5的下端与下连接盘1-2的连接孔Ⅷ1-2-5活动连接，可以沿着连接孔Ⅳ1-1-5和连接孔Ⅷ1-2-5的轴线转动。
当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种适用于垂直轴风力发电机的风叶，包括框架(1)、叶片Ⅰ(2)、叶片Ⅱ(3)、叶片Ⅲ(4)和叶片Ⅳ(5)，其特征在于：框架(1)包括上连接盘(1-1)、下连接盘(1-2)和轴(1-3)，上连接盘(1-1)和下连接盘(1-2)之间通过轴(1-3)固定连接，并且上连接盘(1-1)和下连接盘(1-2)的中心线与轴(1-3)的轴线重合；上连接盘(1-1)和下连接盘(1-2)结构、尺寸相同，其中上连接盘(1-1)包括加强筋Ⅰ(1-1-1)、连接孔Ⅰ(1-1-2)、连接孔Ⅱ(1-1-3)、连接孔Ⅲ(1-1-4)和连接孔Ⅳ(1-1-5)，连接孔Ⅰ(1-1-2)、连接孔Ⅱ(1-1-3)、连接孔Ⅲ(1-1-4)和连接孔Ⅳ(1-1-5)均布在上连接盘(1-1)上，相邻两者之间的角度为90°，下连接盘(1-2)包括加强筋Ⅱ(1-2-1)、连接孔Ⅴ(1-2-2)、连接孔Ⅵ(1-2-3)、连接孔Ⅶ(1-2-4)和连接孔Ⅷ(1-2-5)，连接孔Ⅴ(1-2-2)、连接孔Ⅵ(1-2-3)、连接孔Ⅶ(1-2-4)和连接孔Ⅷ(1-2-5)均布在下连接盘(1-2)上，相邻两者之间的角度为90°，并且连接孔Ⅰ(1-1-2)的轴线和连接孔Ⅴ(1-2-2)的轴线重合、连接孔Ⅱ(1-1-3)的轴线和连接孔Ⅵ(1-2-3)的轴线重合、连接孔Ⅲ(1-1-4)的轴线和连接孔Ⅶ(1-2-4)的轴线重合、连接孔Ⅳ(1-1-5)的轴线和连接孔Ⅷ(1-2-5)的轴线重合；叶片Ⅰ(2)、叶片Ⅱ(3)、叶片Ⅲ(4)和叶片Ⅳ(5)的结构、尺寸相同，均活动连接在框架(1)上；叶片Ⅰ(2)的上端与上连接盘(1-1)的连接孔Ⅰ(1-1-2)活动连接，叶片Ⅰ(2)的下端与下连接盘(1-2)的连接孔Ⅴ(1-2-2)活动连接，可以沿着连接孔Ⅰ(1-1-2)和连接孔Ⅴ(1-2-2)的轴线转动；叶片Ⅱ(3)的上端与上连接盘(1-1)的连接孔Ⅱ(1-1-3)活动连接，叶片Ⅱ(3)的下端与下连接盘(1-2)的连接孔Ⅵ(1-2-3)活动连接，可以沿着连接孔Ⅱ(1-1-3)和连接孔Ⅵ(1-2-3)的轴线转动；叶片Ⅲ(4)的上端与上连接盘(1-1)的连接孔Ⅲ(1-1-4)活动连接，叶片Ⅲ(4)的下端与下连接盘(1-2)的连接孔Ⅶ(1-2-4)活动连接，可以沿着连接孔Ⅲ(1-1-4)和连接孔Ⅶ(1-2-4)的轴线转动；叶片Ⅳ(5)的上端与上连接盘(1-1)的连接孔Ⅳ(1-1-5)活动连接，叶片Ⅳ(5)的下端与下连接盘(1-2)的连接孔Ⅷ(1-2-5)活动连接，可以沿着连接孔Ⅳ(1-1-5)和连接孔Ⅷ(1-2-5)的轴线转动。
2.根据权利要求1所述的一种适用于垂直轴风力发电机的风叶，其特征在于：所述框架(1)上的上连接盘(1-1)、下连接盘(1-2)和轴(1-3)之间焊接连接。
3.根据权利要求1所述的一种适用于垂直轴风力发电机的风叶，其特征在于：所述上连接盘(1-1)的连接孔Ⅰ(1-1-2)、连接孔Ⅱ(1-1-3)、连接孔Ⅲ(1-1-4)和连接孔Ⅳ(1-1-5)均为台阶孔，内部均安装有轴承。
4.根据权利要求1所述的一种适用于垂直轴风力发电机的风叶，其特征在于：所述下连接盘(1-2)上的连接孔Ⅴ(1-2-2)、连接孔Ⅵ(1-2-3)、连接孔Ⅶ(1-2-4)和连接孔Ⅷ(1-2-5)均为台阶孔，内部均安装有轴承。
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