CN210396968U - 一种折叠式垂直轴风力发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种折叠式垂直轴风力发电机，包括发电机转子、发电机定子轴、扇叶、顶升机构和折叠旋转机构，顶升机构包括滑套和动力传动组件，动力传动组件与发电机定子轴连接，用于驱动滑套沿发电机定子轴的轴向往复移动，滑套的外圆上设有轴承；折叠旋转机构，一个扇叶配置有一个折叠旋转机构，折叠旋转机构与滑套和扇叶连接，能够在滑套往复移动的拉动下带动扇叶相对于发电机转子收折和打开，并且能够绕轴承旋转。启动动力传动组件，动力传动组件驱动滑套往复移动，滑套往复移动拉动折叠旋转机构及发动机扇叶无级打开、收折，扇叶的展开直径能够根据风速实现无级调节；扇叶转动时折叠旋转机构能够通过轴承绕中心轴转动，旋转顺滑。

Description

一种折叠式垂直轴风力发电机

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，特别是涉及一种折叠式垂直轴风力发电机。

背景技术

面对能源紧张问题，风能作为可再生的、无污染的自然能源引起了人们的重视。风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。目前使用的风力发电机有水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向。垂直轴风力发电机相对于水平轴风力发电机，不需要偏航系统，使得设计得到显著简化。但是现有的垂直轴风力发电机的扇叶与旋转轴为固定式，扇叶与旋转轴间的距离不能够根据风速无级调节。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种折叠式垂直轴风力发电机。

一种折叠式垂直轴风力发电机，包括发电机转子和发电机定子轴，还包括：

扇叶，均匀的分布于所述发电机转子的外周侧；

顶升机构，包括滑套和动力传动组件，所述动力传动组件与所述发电机定子轴连接，用于驱动所述滑套沿所述发电机定子轴的轴向往复移动，所述滑套的外圆上设有轴承；

折叠旋转机构，一个所述扇叶配置有一个所述折叠旋转机构，所述折叠旋转机构与所述滑套和所述扇叶连接，能够在所述滑套往复移动的拉动下带动所述扇叶相对于所述发电机转子收折和打开，并且能够绕所述轴承旋转。

以上技术方案优选的，所述折叠旋转机构包括支撑臂、拉杆和分别上下平行设置的2个第一连杆、2个第二连杆与2个第三连杆，第一连杆的一端与所述发电机转子固定连接，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与所述第三连杆的一端铰接，所述第三连杆的另一端与所述扇叶固定连接，所述第二连杆的杆体上与所述拉杆的一端铰接，所述拉杆的另一端与所述支撑臂铰接，所述支撑臂与所述轴承的外圈连接。

以上技术方案优选的，所述风力发电机设置3个所述扇叶和相应的3个所述折叠旋转机构，3个所述折叠旋转机构包括3个支撑臂，所述支撑臂与所述轴承的连接端呈圆弧状，所述连接端的两端设有外伸的连接耳，用于连接相邻的所述支撑臂，将所述支撑臂设于所述轴承的外圈。

以上技术方案优选的，所述支撑臂与所述轴承的连接端设有圆弧形的凹槽，将所述轴承的外圈限制在所述凹槽内。

以上技术方案优选的，所述支撑臂与所述轴承的连接端的圆心角为120°，3个所述支撑臂围成一个整圆。

以上技术方案优选的，所述动力传动组件包括外滑套联轴器、传动装置和电机，所述外滑套联轴器的上端与所述发电机定子轴连接，所述滑套套设在所述外滑套联轴器上，所述传动装置用于将所述电机的转动转换为所述滑套的轴向的往复移动。

以上技术方案优选的，所述传动装置为相互连接的丝杠和丝杠螺母，所述丝杠设于所述外滑套联轴器上，所述滑套与所述丝杠螺母固定连接。

以上技术方案优选的，所述外滑套联轴器上平行于所述丝杠设置有导柱，所述滑套相对于所述导柱滑动设置。

以上技术方案优选的，所述丝杠和所述导柱的顶端均设有限位件。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种折叠式垂直轴风力发电机，折叠旋转机构能够带动扇叶相对于发电机转子收折和打开，并且能够跟随扇叶转动；顶升机构包括滑套和动力传动组件，动力传动组件能够驱动滑套沿发电机定子轴的轴向往复移动，滑套的外圆上设有轴承，能够使折叠旋转机构绕轴承旋转；启动动力传动组件，动力传动组件驱动滑套往复移动，滑套往复移动拉动折叠旋转机构及发动机扇叶无级打开、收折，扇叶的展开直径能够根据风速实现无级调节；扇叶转动时折叠旋转机构能够通过轴承绕中心轴转动，旋转顺滑。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所提供的扇叶收折状态下风力发电机的结构示意图；

图2是图1的A处放大图；

图3是本实用新型一实施例所提供的扇叶打开状态下风力发电机的结构示意图；

图4是图3的B处放大图；

图5是图3的俯视图；

图6是本实用新型一实施例所提供的支撑臂的结构示意图；

图7是图6的C-C剖视图。

其中：1、发电机转子；2、发电机定子轴；3、滑套；4、轴承；5、支撑臂；6、丝杠；7、电机；8、外滑套联轴器；9、导柱；10、扇叶；11、第二连杆；12、拉杆；13、第一连杆；14、第三连杆；15、丝杠螺母；16、限位件；31、第二连接筒；32、第二连接盘；51、连接耳；52、凹槽；81、第一连接筒；82、第一连接盘。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了实现扇叶的展开直径能够根据风速无级调节，本实用新型一实施例提供一种折叠式垂直轴风力发电机，如图1-5所示，包括发电机转子1、发电机定子轴2、扇叶10、顶升机构和折叠旋转机构。其中扇叶10均匀的分布于发电机转子1的外周侧，扇叶10可以为H型扇叶，能够将风能转化为机械能，带动发电机转子1转动发电；顶升机构包括滑套3和动力传动组件，动力传动组件与发电机定子轴2连接，用于驱动滑套3沿发电机定子轴2的轴向往复移动，滑套3的外圆上设有轴承4；一个扇叶10配置有一个折叠旋转机构，折叠旋转机构与滑套3和扇叶10连接，能够在滑套3往复移动的拉动下带动扇叶10相对于发电机转子1收折和打开，并且能够绕轴承4旋转。轴承4可以选用自调心滚柱止推轴承。

本实施例提供的一种折叠式垂直轴风力发电机，启动动力传动组件，动力传动组件驱动滑套3往复移动，滑套3往复移动拉动折叠旋转机构及扇叶10无级打开、收折，扇叶10的展开直径能够根据风速实现无级调节；扇叶10转动时折叠旋转机构能够通过轴承4绕中心轴转动，旋转顺滑，能够避免影响扇叶10的旋转。

具体的，折叠旋转机构包括支撑臂5、拉杆12和分别上下平行设置的2个第一连杆13、2个第二连杆11与2个第三连杆14，第一连杆13的一端与发电机转子1固定连接，第一连杆13的另一端与第二连杆11的一端铰接，第二连杆11的另一端与第三连杆14的一端铰接，第三连杆14的另一端与扇叶10固定连接，第二连杆11的杆体上与拉杆12的一端铰接，拉杆12的另一端与支撑臂5铰接，支撑臂5与轴承4的外圈连接。可选地，还可以分别上下平行设置3、4或5个第一连杆13、第二连杆11和第三连杆14。滑套3带动支撑臂5向下移动，支撑臂5拉动拉杆12向下移动且逆时针转动，拉杆12拉动第二连杆11顺时针转动，第三连杆14和扇叶10随第二连杆11向下向内移动，实现扇叶10的收折；扇叶10的打开与扇叶10的收折过程各部件动作相反，在此不再赘述。

本实施例优选的，风力发电机设置3个扇叶10和相应的3个折叠旋转机构，3个折叠旋转机构包括3个支撑臂5，如图6和7所示，支撑臂5与轴承4的连接端呈圆弧状，连接端的两端设有外伸的连接耳51，用于连接相邻的支撑臂5，将支撑臂5设于轴承4的外圈。相邻的连接耳51可以采用螺栓紧固。扇叶10及相应的折叠旋转机构还可以是4个或5个。单个的支撑臂5与轴承4的连接端的圆心角为120°，使3个支撑臂5围成一个整圆。为了进一步提高支撑臂5与轴承4外圈连接的稳固性，支撑臂5与轴承4的连接端设有圆弧形的凹槽52，凹槽52的上下两槽壁将轴承4的外圈限制在凹槽52内。

具体的，动力传动组件包括外滑套联轴器8、传动装置和电机7。外滑套联轴器8的上端与发电机定子轴2连接，滑套3套设在外滑套联轴器8上，传动装置用于将电机7的转动转换为滑套3的轴向的往复移动。外滑套联轴器8包括套筒状的第一连接筒81和设于第一连接筒81下端的第一连接盘82，发电机定子轴2伸入第一连接筒81的上端，两者固定连接；滑套3包括套筒状的第二连接筒31和设于第二连接筒31下端的第二连接盘32，第二连接筒31套设在第一连接筒81外，能够相对于第一连接筒81滑动；第一连接盘82与第二连接盘32之间设有传动装置；本实施例中传动装置为相互连接的丝杠6和丝杠螺母15，丝杠6设于外滑套联轴器8的第一连接盘82上，滑套3的第二连接盘32与丝杠螺母15固定连接。电机7可以为微型直流减速电机，电机7设于第一连接盘82的下端，能够带动丝杠6转动。传动装置还可以是齿轮齿条传动装置、直线模组或链传动装置等。还可以使用气缸或液压缸代替电机7和传动装置来控制滑套3的上下移动。

为了保证滑套3沿轴向移动的准确性，外滑套联轴器8上平行于丝杠6设置有导柱9，滑套3能够相对于导柱9滑动设置。为了避免滑套3向上移出丝杠6，丝杠6和导柱9的顶端均设有限位件16，限位件16可以为螺母。

本实施例中各部件连接顺序：滑套3的外圆安装轴承4，然后将3个支撑臂5套在轴承4外圆上并进行拼接连接，采用螺栓将相邻支撑臂5的连接耳51紧固连接；将滑套3与外滑套联轴器8进行组装；将外滑套联轴器8与发电机定子轴2连接并用螺栓固定；接下来安装滚珠丝杠6、导柱9、电机7、拉杆12、第一连杆13、第二连杆11第三连杆14和扇叶10。

本实用新型的工作过程：从扇叶10收折状态开始，扇叶10收折状态如图1和2所示，启动直流减速电机7（正转），通过滚珠丝杠6带动滑套3和支撑臂5沿外滑套联轴器8和导柱9向上移动，同时推动拉杆12上移并通过拉杆12推动第二连杆11逆时针向上摆转，将扇叶10打开到所要求的位置；扇叶打开状态如图3-5所示。自扇叶10收折状态至扇叶10打开状态过程中，扇叶10展开直径可以根据风速无级控制，扇叶10转动时拉杆12和支撑臂5可以通过轴承4绕中心轴转动。折叠旋转机构既可以轴向滑动，又可以绕中心轴转动，而直流减速电机的位置是固定的。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种折叠式垂直轴风力发电机，包括发电机转子和发电机定子轴，其特征在于，还包括：

扇叶，均匀的分布于所述发电机转子的外周侧；

顶升机构，包括滑套和动力传动组件，所述动力传动组件与所述发电机定子轴连接，用于驱动所述滑套沿所述发电机定子轴的轴向往复移动，所述滑套的外圆上设有轴承；

折叠旋转机构，一个所述扇叶配置有一个所述折叠旋转机构，所述折叠旋转机构与所述滑套和所述扇叶连接，能够在所述滑套往复移动的拉动下带动所述扇叶相对于所述发电机转子收折和打开，并且能够绕所述轴承旋转。

2.根据权利要求1所述的折叠式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述折叠旋转机构包括支撑臂、拉杆和分别上下平行设置的2个第一连杆、2个第二连杆与2个第三连杆，第一连杆的一端与所述发电机转子固定连接，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与所述第三连杆的一端铰接，所述第三连杆的另一端与所述扇叶固定连接，所述第二连杆的杆体上与所述拉杆的一端铰接，所述拉杆的另一端与所述支撑臂铰接，所述支撑臂与所述轴承的外圈连接。

3.根据权利要求2所述的折叠式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述风力发电机设置3个所述扇叶和相应的3个所述折叠旋转机构，3个所述折叠旋转机构包括3个支撑臂，所述支撑臂与所述轴承的连接端呈圆弧状，所述连接端的两端设有外伸的连接耳，用于连接相邻的所述支撑臂，将所述支撑臂设于所述轴承的外圈。

4.根据权利要求3所述的折叠式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述支撑臂与所述轴承的连接端设有圆弧形的凹槽，将所述轴承的外圈限制在所述凹槽内。

5.根据权利要求4所述的折叠式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述支撑臂与所述轴承的连接端的圆心角为120°，3个所述支撑臂围成一个整圆。

6.根据权利要求1所述的折叠式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述动力传动组件包括外滑套联轴器、传动装置和电机，所述外滑套联轴器的上端与所述发电机定子轴连接，所述滑套套设在所述外滑套联轴器上，所述传动装置用于将所述电机的转动转换为所述滑套的轴向的往复移动。

7.根据权利要求6所述的折叠式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述传动装置为相互连接的丝杠和丝杠螺母，所述丝杠设于所述外滑套联轴器上，所述滑套与所述丝杠螺母固定连接。

8.根据权利要求7所述的折叠式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述外滑套联轴器上平行于所述丝杠设置有导柱，所述滑套相对于所述导柱滑动设置。

9.根据权利要求8所述的折叠式垂直轴风力发电机，其特征在于：所述丝杠和所述导柱的顶端均设有限位件。

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