CN211777801U - 一种变桨叶轮以及风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种桨叶回转阻力小的变桨叶轮以及风力发电机。采用的技术方案包括：主轴、固定于所述主轴一端的轮架、周围分布于所述轮架上的一组桨叶，其特征在于：所述桨叶与所述轮架之间为可转动连接，所述主轴与轮架之间设有变桨机构；当所述桨叶滚动至所述轮架的中心线上方时，通过所述变桨机构，使所述桨叶与所述轮架垂直；当所述桨叶滚动至所述轮架的中心线下方时，通过所述变桨机构，使所述桨叶与所述轮架平行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变桨叶轮以及风力发电机。
背景技术
风力发电机的种类主要包括水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。其中，水平轴风力发电机又分为升力型和阻力型两类。升力型风力发电机旋转速度快，阻力型旋转速度慢。对于风力发电，多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风装置，能随风向改变而转动。对于小型风力发电机，这种对风装置采用尾舵，而对于大型的风力发电机，则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。
上述无论水平轴风力发电机还是垂直轴风力发电机，均存在一些缺点，如：水平轴风力发电机的塔柱一般要高达30-40米、叶片外径长达30米，对叶片强度要求极高，而且造价很高，运输不方便，安装及维修都很困难。垂直轴风力发电机的体积虽小，安装和运输更加方便，但传统垂直轴风力发电机的桨叶回转时阻力大，将风能动能转为电能的效率不高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种桨叶回转阻力小的变桨叶轮以及风力发电机。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案包括：主轴、固定于所述主轴一端的轮架、周围分布于所述轮架上的一组桨叶，其特征在于：所述桨叶与所述轮架之间为可转动连接，所述主轴与轮架之间设有变桨机构；当所述桨叶滚动至所述轮架的中心线上方时，通过所述变桨机构，使所述桨叶与所述轮架垂直；当所述桨叶滚动至所述轮架的中心线下方时，通过所述变桨机构，使所述桨叶与所述轮架平行。
所述的变桨叶轮，其特征在于：所述变桨机构包括与所述轮架同心设置的柱形凸轮，所述柱形凸轮上下端设有相向的上滑槽、下滑槽，所述上滑槽、下滑槽之间通过变向用的斜槽平滑过渡，所述桨叶下端的与偏心轴其中一端的第一连接轴连接，所述偏心轴另一端的第二连接轴与所述上滑槽、下滑槽、斜槽滑动配合。
所述的变桨叶轮，其特征在于：所述轮架上设有一组圆周排列的轴承座，所述轴承座两端均设置第一轴承，所述偏心轴的连接轴经过所述轴承与桨叶连接。
所述的变桨叶轮，其特征在于：所述偏心轴的第二连接轴前端设有第二轴承。
所述的变桨叶轮，其特征在于：所述轮架上均匀的分布6只所述桨叶，变桨完毕后，其中3只所述桨叶与所述轮架垂直，另外3只所述桨叶与所述轮架平行。
所述的变桨叶轮，其特征在于：所述轮架由外框架、支撑架组成，所述支撑架中心与主轴连接、边缘与外框架连接。
一种风力发电机，包括立柱，其特征在于：所述立柱两侧对称的设置上述任一项所述的变桨叶轮，所述主轴的另一端与带轮连接。
本实用新型的变桨叶轮以及风力发电机优点：1、当下方的桨叶回转时，通过变桨机构将其变换方向与轮架垂直，从而大大减小阻力，最终提高将风能动能转为电能的效率。2、将变桨叶轮的上下方向倒置，还可以用作明轮船的桨叶，同样能达到减小阻力的效果。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型变桨叶轮的结构示意图，显示正面结构；
图2是本实用新型变桨叶轮的结构示意图，显示背面结构；
图3是本实用新型变桨叶轮的正视图；
图4是本实用新型柱形凸轮的结构示意图；
图5是本实用新型柱形凸轮的府视图；
图6是本实用新型偏心轴的结构示意图；
图7是本实用新型柱形凸轮、偏心轴、桨叶之间的安装示意图；
图8是本实用新型风力发电机的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1至图7所示，本实用新型的变桨叶轮，包括主轴1、固定于所述主轴1一端的轮架2、周围分布于所述轮架2上的一组桨叶3。所述桨叶3、轮架2的同步旋转带动所述主轴1的旋转。所述桨叶3与所述轮架2之间为可转动连接。所述主轴1与轮架2之间设有变桨机构4。当所述桨叶3滚动至所述轮架2的中心线o上方时，通过所述变桨机构4，将中心线o上方的桨叶3变换方向，使所述桨叶3与所述轮架2垂直，形成迎风面。当所述桨叶3滚动至所述轮架2的中心线a下方时，通过所述变桨机构4，将中心线o下方的桨叶3变换方向，使所述桨叶3与所述轮架2平行。
优选的，所述变桨机构4包括与所述轮架2同心设置的柱形凸轮5，所述柱形凸轮5上下端设有相向的上滑槽6、下滑槽7。所述上滑槽6、下滑槽7之间通过变向用的斜槽8平滑过渡，所述桨叶3下端的与偏心轴9其中一端的第一连接轴901连接，所述偏心轴9另一端的第二连接轴902与所述上滑槽6、下滑槽7、斜槽8滑动配合。安装后，所述柱形凸轮5为定轮，所述桨叶3、轮架2同步旋转时，通过所述偏心轴9与柱形凸轮5的配合，带动所述桨叶3进行90°的变桨切换。
优选的，所述轮架2上设有一组圆周排列的轴承座10，所述轴承座10两端均设置第一轴承11，所述偏心轴9的连接轴12经过所述轴承11与桨叶3连接。使所述桨叶3变桨过程更加稳定顺畅。
优选的，所述偏心轴9的第二连接轴902前端设有第二轴承903。使所述偏心轴9移动更加稳定顺畅。
优选的，所述轮架2上均匀的分布6只所述桨叶3，变桨完毕后，其中3只所述桨叶3与所述轮架2垂直，另外3只所述桨叶3与所述轮架2平行。通过实践，设置6只所述桨叶3将风能动能转为电能的效率最高。
优选的，所述轮架2由外框架13、支撑架14组成，所述支撑架14中心与主轴1连接、边缘与外框架13连接。上述结构具有结构简单、稳定性好、安装方便的优点。
实施例2：
如图8所示，本实用新型的风力发电机，包括立柱15，所述立柱15两侧对称的设置实施例1所述的变桨叶轮a，所述变桨叶轮a的柱形凸轮5通过一组安装柱17将其与所述立柱15固定连接。所述主轴1的另一端与带轮16连接。通过带轮16带动发电机组的转子旋转，进行发电。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种变桨叶轮，包括主轴（1）、固定于所述主轴（1）一端的轮架（2）、周围分布于所述轮架（2）上的一组桨叶（3），其特征在于：所述桨叶（3）与所述轮架（2）之间为可转动连接，所述主轴（1）与轮架（2）之间设有变桨机构（4）；当所述桨叶（3）滚动至所述轮架（2）的中心线（o）上方时，通过所述变桨机构（4），使所述桨叶（3）与所述轮架（2）垂直；当所述桨叶（3）滚动至所述轮架（2）的中心线（a）下方时，通过所述变桨机构（4），使所述桨叶（3）与所述轮架（2）平行。
2.根据权利要求1所述的变桨叶轮，其特征在于：所述变桨机构（4）包括与所述轮架（2）同心设置的柱形凸轮（5），所述柱形凸轮（5）上下端设有相向的上滑槽（6）、下滑槽（7），所述上滑槽（6）、下滑槽（7）之间通过变向用的斜槽（8）平滑过渡，所述桨叶（3）下端的与偏心轴（9）其中一端的第一连接轴（901）连接，所述偏心轴（9）另一端的第二连接轴（902）与所述上滑槽（6）、下滑槽（7）、斜槽（8）滑动配合。
3.根据权利要求2所述的变桨叶轮，其特征在于：所述轮架（2）上设有一组圆周排列的轴承座（10），所述轴承座（10）两端均设置第一轴承（11），所述偏心轴（9）的连接轴（12）经过所述轴承（11）与桨叶（3）连接。
4.根据权利要求2所述的变桨叶轮，其特征在于：所述偏心轴（9）的第二连接轴（902）前端设有第二轴承（903）。
5.根据权利要求2所述的变桨叶轮，其特征在于：所述轮架（2）上均匀的分布6只所述桨叶（3），变桨完毕后，其中3只所述桨叶（3）与所述轮架（2）垂直，另外3只所述桨叶（3）与所述轮架（2）平行。
6.根据权利要求1所述的变桨叶轮，其特征在于：所述轮架（2）由外框架（13）、支撑架（14）组成，所述支撑架（14）中心与主轴（1）连接、边缘与外框架（13）连接。
7.一种风力发电机，包括立柱（15），其特征在于：所述立柱（15）两侧对称的设置权利要求1-6任一项所述的变桨叶轮（a），所述主轴（1）的另一端与带轮（16）连接。
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