CN211737365U

CN211737365U - 一种垂直风力发电机的风叶调节装置

Info

Publication number: CN211737365U
Application number: CN202020130041.3U
Authority: CN
Inventors: 胡宇; 王优强; 菅光霄; 房玉鑫; 莫君; 左名玉
Original assignee: Qingdao University of Technology
Current assignee: Qingdao University of Technology
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2020-10-23
Anticipated expiration: 2030-01-20

Abstract

本实用新型提供一种垂直风力发电机的风叶调节装置，包括呈环形阵列设置的若干风叶、一端与风叶连接的推杆、与推杆的另一端连接的滑槽杆、与滑槽杆连接的端盖、与端盖垂直同轴连接的转轴以及用于风叶沿直线往复滑动的驱动机构，滑槽杆上设置有开口滑槽，推杆水平可滑动地设置在开口滑槽内，转轴通过轴承铰接设置在端盖上，驱动机构与转轴连接，转轴通过联轴器与发电机主轴连接。本实用新型提供的垂直风力发电机的风叶调节装置，使得风叶可以根据风力、风速等不利因素及时地进行收放和制动，使得风叶能够沿轨道完成收放动作，采用机械式的刹车结构，保证风力发电机能够及时制动刹车。

Description

一种垂直风力发电机的风叶调节装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体说是涉及一种垂直风力发电机的风叶调节装置。

背景技术

风力发电机依据风轮的结构及其在气流中的位置大体可以分为两种：一种为水平轴风力机，一种为垂直轴风力机。尽管水平轴风力发电机应用最为广泛，但存在结构复杂，制造和维护成本高等缺点，而垂直风力发电机的风叶调节装置具有启动风速低，风能利用率高，无需对风向，噪声低，制造和维护成本低等优点。并且垂直风力发电机的风叶调节装置的使用能够增大城市垂直空间的利用率，尽量减小对水平空间率的干扰。

风机叶片是风力发电机组的一个关键部件，因为叶片需要在不同的环境下工作，影响叶片的气动形式以及气流作用下风机叶片的稳定性，导致发电量下降。同时海边城市风力较大，使得叶片的气动特性发生改变。现有的垂直风力发电机是由风叶直接带动发电机主轴（转子）旋转而发电的。这种方法的不足之处是发电机主轴（转子）的转速由风速决定，风速快时，转速快，风速慢时，转速慢，在极端天气状况下，风速过快，发电机主轴（转子）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。

因此，如何使得风叶可以根据风力、风速等不利因素及时地进行收放、制动，成为急需要解决的技术难题，这对于保证垂直轴发电机的正常使用寿命，防止风叶因不利因素而出现损坏，具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种垂直风力发电机的风叶调节装置，解决了如何使得风叶可以根据风力、风速等不利因素及时地进行收放和制动的技术难题，使得风叶能够沿轨道完成收放动作，同时采用机械式的刹车结构，保证风力发电机能够及时制动刹车。

一种垂直风力发电机的风叶调节装置，包括呈环形阵列设置的若干风叶、一端与所述风叶连接的推杆、与所述推杆的另一端连接的滑槽杆、与所述滑槽杆连接的端盖、与所述端盖垂直同轴连接的转轴以及用于所述风叶沿直线往复滑动的驱动机构，所述滑槽杆上设置有开口滑槽，所述推杆水平可滑动地设置在所述开口滑槽内，所述转轴通过轴承铰接设置在所述端盖上，所述驱动机构与所述转轴连接，所述转轴通过联轴器与发电机主轴连接。

所述驱动机构包括一端与所述推杆铰接连接的电动推杆、一端与所述电动推杆另一端铰接连接的控制装置、与所述控制装置另一端连接的滑块，所述滑块可上下滑动地设置在所述转轴上的轨道上，所述推杆的下端面设置有滑动槽，所述电动推杆的一端可滑动地设置在所述滑动槽内，所述控制装置通过销轴一与所述电动推杆连接。

所述发电机主轴下端连接有风力发电机和制动装置，所述制动装置设置在所述风力发电机下端部。

所述制动装置包括设置在所述发电机主轴上的法兰盘一和法兰盘二、设置在所述法兰盘一内的两个刹车盘、设置在所述法兰盘二下端的销轴盘、制动手柄一以及与所述制动手柄一连接的支架，所述法兰盘二通过销轴二与所述销轴盘连接，所述制动手柄一通过制动组件与所述刹车盘连接，两个所述刹车盘分别设置在所述发电机主轴的两侧并通过弹簧一连接，所述支架与所述发电机主轴连接。

所述制动组件包括一端与所述制动手柄一连接的拉绳以及与所述拉绳另一端连接的转杆，所述转杆的一端与所述刹车盘内侧面铰接连接，所述转杆的另一端与所述拉绳连接。

所述支架的下端还铰接设置有制动手柄二，所述制动手柄二还与所述销轴盘下端连接，所述销轴盘上竖直设置有所述销轴二，所述销轴二可上下滑动地设置在所述法兰盘二的通孔内。

所述端盖底面设置有滑槽，所述滑槽杆可滑动地设置在所述滑槽内。

本实用新型达成以下显著效果：

（1）本实用新型具有对风叶的收放功能，在电动推杆的作用下，能够有效地防止风叶在不利因素下发生损毁，能够及时有效地将叶片进行收放，合理地利用空间，保证了产品的使用寿命与效率；

（2）本实用新型采用机械式制动系统，利用杠杆原理，增大刹车盘与法兰盘一内壁的摩擦，实现减速制动，再利用杠杆原理，实现销轴上滑进法兰盘二的通孔中，实现及时制动；

（3）本设计中的风叶可以根据风力、风速等不利因素及时地进行收放操作，保证了垂直轴发电机的正常使用寿命，防止风叶因不利因素而出现损坏，同时，还可根据空间的大小，收放叶片的距离长度。

附图说明

图1为本实用新型的风叶调节装置的结构示意图。

图2为本实用新型的叶片伸缩结构的俯视图。

图3为本实用新型的叶片伸缩结构的主视图。

图4为本实用新型的叶片伸缩结构的局部放大图。

图5为本实用新型的制动装置的结构示意图。

图6为本实用新型的制动装置的俯视图。

其中，附图标记为：1、风叶；2、推杆；3、电动推杆；4、风力发电机；5、制动装置；6、支架；7、制动手柄一；7-1、制动手柄二；8、发电机主轴；9、控制装置；10、销轴一；11、端盖；11-1、滑槽杆；12、轴承；13、滑块；14、转杆；15、刹车盘；16、弹簧一；17、拉绳；18、转轴；19、法兰盘二；20、销轴盘；21、销轴二；22、弹簧二；23、法兰盘一。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1，图2，图3和图4，一种垂直风力发电机的风叶调节装置，包括呈环形阵列设置的若干风叶1、一端与风叶1连接的推杆2、与推杆2的另一端连接的滑槽杆11-1、与滑槽杆11-1连接的端盖11、与端盖11垂直同轴连接的转轴18以及用于风叶1沿直线往复滑动的驱动机构，共同构成叶片伸缩结构，滑槽杆11-1上设置有开口滑槽，推杆2水平可滑动地设置在开口滑槽内，转轴18通过轴承12铰接设置在端盖11上，驱动机构与主轴连接，所述转轴通过联轴器与发电机主轴连接。

驱动机构包括一端与推杆2铰接连接的电动推杆3、一端与电动推杆3另一端铰接连接的控制装置9、与控制装置9另一端连接的滑块13，滑块13可上下滑动地设置在转轴18上的轨道上，推杆2的下端面设置有滑动槽，电动推杆3的一端可滑动地设置在滑动槽内，控制装置9通过销轴一10与电动推杆3连接。

转轴18下端连接有风力发电机4和制动装置5，制动装置5设置在风力发电机4下端部。

参见图5和图6，制动装置5包括设置在发电机主轴8上的法兰盘一23和法兰盘二19、设置在法兰盘一23内的两个刹车盘15、设置在法兰盘二19下端的销轴盘20、制动手柄一7以及与制动手柄一7连接的支架6，法兰盘二19通过销轴二21与销轴盘20连接，制动手柄一7通过制动组件与刹车盘15连接，两个刹车盘15分别设置在发电机主轴的两侧并通过弹簧一16连接，支架与发电机主轴连接。

制动组件包括一端与制动手柄一7连接的拉绳17以及与拉绳17另一端连接的转杆14，转杆14的一端与刹车盘15内侧面铰接连接，转杆14的另一端与拉绳17连接。

支架6的下端还设置有制动手柄二7-1，制动手柄二7-1还与销轴盘20连接，销轴盘20上竖直设置有销轴二21，销轴二21可上下滑动地设置在法兰盘二19的通孔内。

端盖底面设置有滑槽，滑槽杆可滑动地设置在滑槽内。

本实用新型具体工作过程：

风叶1与推杆2连接，两个滑块13分别通过销轴连接于电动推杆3的两端。当一端滑块13在转轴18上沿其轨道向下移动时，另一端滑块13在推杆2中的轨道上，向外推动连接风叶1的推杆2移动，实现叶片的展开；需要收缩时，在转轴18上的滑块13向上移动，在推杆2上的滑块13带动风叶1向内移动；

并且，在转轴轨道上下移动的滑块13由控制装置9控制，采用现有的技术，采用位移传感器，传感器将信号传给PLC，然后通过PLC发出指令，使得滑块13能够上下滑动，由于基于现有的电磁技术即可实现此操作，在此不再详述；

一个电动推杆3的两端分别与两个相同的滑块联接，组合成一组能够折叠的结构，共有四组；另外，三个不相同的推杆2组合成一组伸缩结构，共有四组，每一片风叶1与每组伸缩结构联接；

制动装置5与发电机连接，法兰盘一23和法兰盘二19固定在发电机主轴8上，与发电机主轴8同步转动；刹车盘15对称布置于发电机主轴8外侧，之间通过弹簧一16连接，并与法兰盘一23固定连接；转杆14与拉绳17连接，并紧贴于刹车盘15内壁，拉绳17与制动手柄一7连接。向下扳动制动手柄一7，制动手柄一7对拉绳17和转杆14施力，转杆向外运动，驱动刹车盘靠近法兰盘一23运动，导致刹车盘15直径增大，刹车盘与法兰盘一23接触，增大与发电机轴下法兰盘一23内壁的摩擦，实现风力发电机4的减速、制动；当松开拉绳17后，在弹簧一16的作用下，两个刹车盘15复位。

制动手柄二7-1与支架6铰接连接，制动手柄二7-1的内端部与销轴盘20下端活动连接，向下扳动制动手柄，使得销轴二21向上卡入法兰盘二19内，销轴二21与法兰盘二19实现配合，实现机械制动，制动解除时，向上扳动制动手柄二7-1，使得销轴二21脱离法兰盘二19的通孔；更优地，销轴盘内设置有弹簧二22，销轴二21与弹簧二外端连接，销轴二21在上下运动的过程中，可以得到更好的缓冲。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，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，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种垂直风力发电机的风叶调节装置，其特征在于，包括呈环形阵列设置的若干风叶、一端与所述风叶连接的推杆、与所述推杆的另一端连接的滑槽杆、与所述滑槽杆连接的端盖、与所述端盖垂直同轴连接的转轴以及用于所述风叶沿直线往复滑动的驱动机构，所述滑槽杆上设置有开口滑槽，所述推杆水平可滑动地设置在所述开口滑槽内，所述转轴通过轴承铰接设置在所述端盖上，所述驱动机构与所述转轴连接，所述转轴通过联轴器与发电机主轴连接。

2.根据权利要求1所述的垂直风力发电机的风叶调节装置，其特征在于，所述驱动机构包括一端与所述推杆铰接连接的电动推杆、一端与所述电动推杆另一端铰接连接的控制装置、与所述控制装置另一端连接的滑块，所述滑块可上下滑动地设置在所述转轴上的轨道上，所述推杆的下端面设置有滑动槽，所述电动推杆的一端可滑动地设置在所述滑动槽内，所述控制装置通过销轴一与所述电动推杆连接。

3.根据权利要求1所述的垂直风力发电机的风叶调节装置，其特征在于，所述发电机主轴下端连接有风力发电机和制动装置，所述制动装置设置在所述风力发电机下端部。

4.根据权利要求3所述的垂直风力发电机的风叶调节装置，其特征在于，所述制动装置包括设置在所述发电机主轴上的法兰盘一和法兰盘二、设置在所述法兰盘一内的两个刹车盘、设置在所述法兰盘二下端的销轴盘、制动手柄一以及与所述制动手柄一连接的支架，所述法兰盘二通过销轴二与所述销轴盘连接，所述制动手柄一通过制动组件与所述刹车盘连接，两个所述刹车盘分别设置在所述发电机主轴的两侧并通过弹簧一连接，所述支架与所述发电机主轴连接。

5.根据权利要求4所述的垂直风力发电机的风叶调节装置，其特征在于，所述制动组件包括一端与所述制动手柄一连接的拉绳以及与所述拉绳另一端连接的转杆，所述转杆的一端与所述刹车盘内侧面铰接连接，所述转杆的另一端与所述拉绳连接。

6.根据权利要求4所述的垂直风力发电机的风叶调节装置，其特征在于，所述支架的下端还铰接设置有制动手柄二，所述制动手柄二还与所述销轴盘下端连接，所述销轴盘上竖直设置有所述销轴二，所述销轴二可上下滑动地设置在所述法兰盘二的通孔内。

7.根据权利要求4所述的垂直风力发电机的风叶调节装置，其特征在于，所述端盖底面设置有滑槽，所述滑槽杆可滑动地设置在所述滑槽内。