CN209604189U - 垂直轴风力发电机叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，提供了一种垂直轴风力发电机叶轮，包括：主轴以及，安装于所述主轴的风能捕捉机构，所述风能捕捉机构包括固定叶片单元以及可旋转叶片单元。该垂直轴风力发电机叶轮可以根据具体情况可以调整可旋转叶片单元与固定叶片单元的夹角；当风速不支持其作为升力型风电机时，可旋转叶片单元保持不变，当风速满足要求时，可旋转叶片单元偏转与固定叶片单元平行，形成升力型风力发电机更好地将风能转化为机械能。

Description

垂直轴风力发电机叶轮

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，特别是涉及一种垂直轴风力发电机叶轮。

背景技术

进入21世纪以来，世界人口不断地快速增长，由此而引起的能源消耗也在不断增加。众所周知，人类已习惯使用的石油和煤炭等矿物燃料是有限的，并且随着能源需求的激增而在不断减少。随着人们对不断增加的环境污染和能源需求的认识，对可再生能源的关注大大增加。可再生能源主要包括生物质能、太阳能、地热能、水能和风能。在这些能源当中，风能是当今世界发展最快的可再生能源，从2001到2011年，世界风电装机容量已经从25000MW增加到238000MW，风力发电具有非常广阔的前景。

风力机是利用风能的一种常见方法，它可将风能转换为机械能。风力机的两种主要类型为：水平轴风力机(HAWT)和垂直轴风力机(VAWT)。目前，水平轴风力机在，市场上占据着主导地位，但由于垂直轴风力机具有显著的优点而越来越受到研究者们的重视，与水平轴风力机相比，垂直轴风力机具有以下优点:无需对风、叶片结构简单、易维护、低噪音、适合城市环境。

现有的垂直轴风力机在低风速下自启动能力较差，导致其风能的利用率不高。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种垂直轴风力发电机叶轮，旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种垂直轴风力发电机叶轮，包括：主轴以及，安装于所述主轴的风能捕捉机构，所述风能捕捉机构包括固定叶片单元以及可旋转叶片单元。

其中，所述风能捕捉机构的数量为三个，三个所述风能捕捉机构沿所述主轴的周向均匀布置。

其中，所述风能捕捉机构还包括安装座，所示安装座包括第一法兰盘和第二法兰盘，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘均套设于所述主轴，且所述第一法兰盘和所述第二法兰盘间隔布置。

其中，所述安装座还包括第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂安装于所述第一法兰盘，所述第二支撑臂安装于所述第二法兰盘，所述固定叶片单元和所述可旋转叶片单元均安装于所述第一支撑臂和所述第二支撑臂之间。

其中，所述固定叶片单元和所述可旋转叶片单元沿所述第一支撑臂、所述第二支撑臂的长度方向间隔布置。

其中，所述固定叶片单元包括第一叶片箍、第二叶片箍以及第一叶片，所述第一叶片安装于所述第一叶片箍和所述第二叶片箍之间，所述第一叶片箍固定安装于所述第一支撑臂，所述第二叶片箍固定安装于所述第二支撑臂。

其中，所述可旋转叶片单元包括第三叶片箍、第四叶片箍以及第二叶片，所述第二叶片安装于所述第三叶片箍和所述第四叶片箍之间，所述第三叶片箍转动安装于所述第一支撑臂，所述第四叶片箍转动安装于所述第二支撑臂。

其中，所述可旋转叶片单元还包括驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述第二叶片旋转。

其中，所述第三叶片箍通过第一轴承安装于所述第一支撑臂，所述第四叶片箍通过第二轴承安装于所述第二支撑臂。

其中，所述主轴的端部安装有主轴支撑座。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的一种垂直轴风力发电机叶轮，可以根据具体情况可以调整可旋转叶片单元与固定叶片单元的夹角；当风速不支持其作为升力型风电机时，可旋转叶片单元保持不变，当风速满足要求时，可旋转叶片单元偏转与固定叶片单元平行，形成升力型风力发电机更好地将风能转化为机械能。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种垂直轴风力发电机叶轮的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一种垂直轴风力发电机叶轮中可旋转叶片单元旋转后的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一种垂直轴风力发电机叶轮中的第一叶片箍的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本实用新型实施例一种垂直轴风力发电机叶轮中的第一支撑臂的俯视图；

图6为本实用新型实施例一种垂直轴风力发电机叶轮中的第二支撑臂的俯视图；

附图标记说明:

1：第一叶片；2：第二叶片；3：第一支撑臂；4：第二支撑臂；5：驱动电机；6：第一法兰盘；7：第二法兰盘；8：主轴；9：第一叶片箍；10：主轴支撑座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的垂直轴风力发电机叶轮包括：主轴8以及，固定安装于主轴8的风能捕捉机构，风能捕捉机构包括固定叶片单元以及可旋转叶片单元。

在本实用新型实施例中，可旋转叶片单元可以根据风速仪测得的风速调节其桨距角以更好地接收各个方位的来风，增加该垂直轴风力发电机叶轮的稳定性，提高风能的利用率。

其中，在低风速下，可旋转叶片单元发生偏转与固定叶片单元垂直以捕获更多的风能，根据具体情况可以调整可旋转叶片单元与固定叶片单元的夹角；当风速不支持其作为升力型风电机时，可旋转叶片单元保持不变，当风速满足要求时，可旋转叶片单元偏转与固定叶片单元平行，形成升力型风力发电机更好地将风能转化为机械能。

在一个具体实施例中，风能捕捉机构的数量为三个，三个风能捕捉机构沿主轴的周向均匀布置。

在本实用新型实施例中，沿主轴的周向均匀布置三个风能捕捉机构，能够更好地将风能转化为机械能，以提高能量的利用率。

在一个具体实施例中，风能捕捉机构还包括安装座，安装座包括第一法兰盘6和第二法兰盘7，第一法兰盘6和第二法兰盘7均套设于主轴8，且第一法兰盘6和第二法兰盘7间隔布置。

在本实用新型实施例中，主轴8上固定安装有第一法兰盘6和第二法兰盘7，第一法兰盘6和第二法兰盘7沿主轴8的长度方向间隔设置，第一法兰盘6和第二法兰盘7之间的距离根据叶片机构的尺寸进行设计。

在一个具体实施例中，如图5和图6所示，安装座还包括第一支撑臂3和第二支撑臂4，第一支撑臂3安装于第一法兰盘6，第二支撑臂4安装于第二法兰盘7，固定叶片单元和可旋转叶片单元均安装于第一支撑臂3和第二支撑臂4之间。

在本实用新型实施例中，第一支撑臂3和第二支撑臂4均可以为矩形板，第一支撑臂3的一端固定安装于第一法兰盘6，第二支撑臂4的一端固定安装于第二法兰盘7，第一支撑臂3和第二支撑臂4平行布置。

在一个具体实施例中，固定叶片单元和可旋转叶片单元沿第一支撑臂3、第二支撑臂4的长度方向间隔布置。

在本实用新型实施例中，沿第一支撑臂3、第二支撑臂4的长度方向可以设置多个固定叶片单元和多个可旋转叶片单元。

在一个具体实施例中，固定叶片单元包括第一叶片箍9、第二叶片箍(图中未示出)以及第一叶片1，第一叶片1安装于第一叶片箍9和第二叶片箍之间，第一叶片箍9固定安装于第一支撑臂3，第二叶片箍固定安装于第二支撑臂4。

如图3和图4所示，第一叶片1的两端分别通过第一叶片箍9和第二叶片箍固定在第一支撑臂3和第二支撑臂4。第一叶片箍9通过螺钉安装于第一支撑臂3，第二叶片箍通过螺钉安装于第二支撑臂4，第一叶片1所在的平面分别与第一支撑臂3和第二支撑臂4所在的平面垂直。

其中，第一叶片箍9设置在第一支撑臂3上远离第一法兰盘6的一端，第二叶片箍设置在第二支撑臂4上远离第二法兰盘7的一端。

在一个具体实施例中，可旋转叶片单元包括第三叶片箍(图中未示出)、第四叶片箍(图中未示出)以及第二叶片2，第二叶片2安装于第三叶片箍和第四叶片箍之间，第三叶片箍转动安装于第一支撑臂3，第四叶片箍转动安装于第二支撑臂4。

在本实用新型实施例中，第三叶片箍设置在第一支撑臂3上靠近第一法兰盘6的一端，第四叶片箍设置在第二支撑臂4上靠近第二法兰盘7的一端。

在一个具体实施例中，可旋转叶片单元还包括驱动电机5，驱动电机5用于驱动第二叶片2旋转。

在本实用新型实施例中，驱动电机5的动力输出端与第三叶片箍或者第四叶片箍相连接，以驱动第二叶片2旋转。

其中，第三叶片箍通过第一轴承安装于第一支撑臂3，第四叶片箍通过第二轴承安装于第二支撑臂4。

在一个具体实施例中，方便放置主轴8，主轴8的端部安装有主轴支撑座10。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种垂直轴风力发电机叶轮，其特征在于，包括：主轴以及，安装于所述主轴的风能捕捉机构，所述风能捕捉机构包括固定叶片单元以及可旋转叶片单元；

所述风能捕捉机构还包括安装座，所示安装座包括第一法兰盘和第二法兰盘，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘均套设于所述主轴，且所述第一法兰盘和所述第二法兰盘间隔布置；

所述安装座还包括第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂安装于所述第一法兰盘，所述第二支撑臂安装于所述第二法兰盘，所述固定叶片单元和所述可旋转叶片单元均安装于所述第一支撑臂和所述第二支撑臂之间。

2.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机叶轮，其特征在于，所述风能捕捉机构的数量为三个，三个所述风能捕捉机构沿所述主轴的周向均匀布置。

3.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机叶轮，其特征在于，所述固定叶片单元和所述可旋转叶片单元沿所述第一支撑臂、所述第二支撑臂的长度方向间隔布置。

4.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机叶轮，其特征在于，所述固定叶片单元包括第一叶片箍、第二叶片箍以及第一叶片，所述第一叶片安装于所述第一叶片箍和所述第二叶片箍之间，所述第一叶片箍固定安装于所述第一支撑臂，所述第二叶片箍固定安装于所述第二支撑臂。

5.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机叶轮，其特征在于，所述可旋转叶片单元包括第三叶片箍、第四叶片箍以及第二叶片，所述第二叶片安装于所述第三叶片箍和所述第四叶片箍之间，所述第三叶片箍转动安装于所述第一支撑臂，所述第四叶片箍转动安装于所述第二支撑臂。

6.如权利要求5所述的垂直轴风力发电机叶轮，其特征在于，所述可旋转叶片单元还包括驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述第二叶片旋转。

7.如权利要求5所述的垂直轴风力发电机叶轮，其特征在于，所述第三叶片箍通过第一轴承安装于所述第一支撑臂，所述第四叶片箍通过第二轴承安装于所述第二支撑臂。

8.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机叶轮，其特征在于，所述主轴的端部安装有主轴支撑座。