CN219492460U - 一种升阻复合型的垂直轴风力发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种升阻复合型的垂直轴风力发电装置，包括旋转主轴、上端转套、下端转套、升力型叶片、阻力型叶片和离心离合装置；离心离合装置中的滑块位于滑槽和T型槽之间；旋转主轴与发电机相连接。在低风速时，利用阻力型叶片的转动，通过离心离合装置中的滑块，带动上端转套转动，从而带动旋转主轴转动，带动升力型叶片的转动，当达到一定风速时，滑块从滑槽中脱离，升力型叶片与阻力型叶片分离，由升力型叶片实现高效风力发电工作。本实用新型结构简单，充分利用阻力型发电机和升力型发电机的特点，实现了在低风速时，也可使升力型叶片转动，从而实现旋转主轴转动而使发电机高效工作。

Description

一种升阻复合型的垂直轴风力发电装置

技术领域

本实用新型涉及垂直轴风力发电的领域，尤其涉及一种将升力型和阻力型相结合的垂直轴风力发电装置。

背景技术

风力发电是把风的动能变成机械动能，再把机械能转化为电力动能；风力发电机归纳起来可分为两类，水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机；相对于传统的水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机具有设计方法先进、风能利用率高、无需偏航机构、发电机安装方便、无噪音等众多优点。

垂直轴风力发电机主要分为阻力型和升力型。阻力型垂直轴风力发电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力；而升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力。由于叶片在旋转过程中，随着转速的增加阻力急剧减小，而升力反而会增大，所以升力型的垂直轴风力发电机的效率要比阻力型的高很多。但阻力型垂直轴风力发电机和升力型的垂直轴风力发电机又有其各种的优缺点。由于阻力型叶片的起动速度低，容易起动，但是其能量利用系数没有升力型高，而升力型则在低风速下无法启动。所以为了获得较低得起动风速及高效的发电效率，提高能量利用系数，必须设计新型结构来弥补当前阻力型和升力型风力发电机的缺点，充分发挥两者的优点。如专利号201721424912.7，名称为耦合型垂直轴风力发电机，能克服升力型发电机低风速下不能启动，阻力型风力发电机转换效率不高的缺点。

实用新型内容

基于上述说明，本实用新型提出一种升阻复合型垂直轴风力电发机，在低风速时，利用阻力型叶片的转动，带动离心离合装置的工作，带动升力型叶片的转动，当达到一定风速时，升力型叶片与阻力型叶片分离，由升力型叶片实现高效风力发电工作。

所采用的技术方案是：一种升阻复合型的垂直轴风力发电装置，包括旋转主轴、上端转套、下端转套、升力型叶片、阻力型叶片和离心离合装置；

旋转主轴一端与发电机底座里的发电机连接；另一端通过平键与上端转套连接，上端转套的旋转能带动旋转主轴旋转；上端转套的下方设有下端转套，下端转套套设在旋转主轴上，且下端转套可沿着旋转主轴旋转。旋转主轴的上部开有键槽，用于安装平键，通过平键与上端转套连接。

升力型叶片均匀的分布在旋转主轴的外侧；升力型叶片的一端通过上固定杆与上端转套相固定，另一端通过下固定杆与旋转主轴相固定；旋转主轴的中部开有槽，下固定杆的一端与旋转主轴上的槽用螺丝固定，下固定杆的另一端与升力型叶片的另一端用螺丝固定。

上端转套包括上盖和上转套，两者为一体；上盖上均匀开有若干个叶片安装槽；上转套上均匀开有若干个连杆安装槽；每个连杆安装槽的下方都开有T型槽；

下端转套包括下盖和下转套；下转套上均匀开有若干个滑槽；下盖通过法兰盘与阻力型叶片相固定。

离心离合装置，包括连杆固定块、运动连杆、滑套、配重块、短连杆和滑块；连杆固定块固定在上转套的连杆安装槽内；运动连杆的一端开有U型槽，通过螺栓与将U型槽与连杆固定块活动连接，实现运动连杆能绕着连杆固定块旋转；运动连杆的另一端固定有配重块；运动连杆上套设有滑套，滑套能在运动连杆上滑动；滑套的一侧固定有安装块，安装块上开有通孔；通过螺栓将短连杆的一端与通孔活动连接；短连杆的另一端与滑块活动连接；

滑块能在T型槽和滑槽内上下滑动；滑块的长度大于滑槽的长度。

进一步的，滑槽与T型槽在同一垂直线上。

进一步的，上固定杆的一端与上盖上的叶片安装槽相固定，另一端与升力型叶片相固定。

进一步的，阻力型叶片的下端与旋转主轴之间安装有轴承；旋转主轴与发电机底座之间安装有轴承。旋转主轴的中部有中部限位端，用于固定阻力型叶片的轴承；旋转主轴的下部有下部限位端，用于固定发电机底座的轴承。

进一步的，滑块包括滑片与滑块固定块；滑块固定块固定在滑片上，且滑块固定块伸出T型槽外；短连杆的一端与滑块固定块通过螺栓活动连接。

进一步的，阻力型叶片呈S型。

当本实用新型处于不工作的状态时，离心离合装置在配重块的作用下处于收缩状态，即滑块的上半部分位于上端转套的T型槽内，下半部分位于下端转套的滑槽内。

当有较低的风速通过该发电机时，外界风力吹在阻力型叶片上，阻力型叶片带动下端转套同步转动，此时的滑块有部分位于滑槽内，下端转套的转动同时带动滑块的低速转动，由于滑块的上半部分位于T型槽内，上端转套也随着下端转套的转动而转动；升力型叶片的上端固定在上端转套上，在离心离合装置的作用下与下端转套同步转动，从而带动升力型叶片的转动，使升力型叶片获得一定的启动速度，实现了在风速较低时也能转动。

当风速变大，阻力型叶片转速上升，下端转套的转速也同步上升，离心离合装置转速也同步上升，在离心力的作用下，配重块向上移动远离旋转主轴，滑套向上移动，带动短连杆也同时向上活动，从而带动整个离心离合装置呈舒展的状态，配重块向上移动，当滑块完全进入上端转套的T型槽内，滑块与下端转套的滑槽分离，此时升力型叶片不再需要阻力型叶片的辅助作用，转动的上端转套带动旋转主轴同步旋转，同时也带动升力型叶片转动，从而带动发电机进行发电。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中离心离合装置的结构示意图；

图3是图1中A部的结构示意图；

图4是本实用新型中上端转套和下端转套的结构示意图；

图5是本实用新型中离心离合装置脱离下端转套时的结构示意图；

图6是本实用新型中旋转主轴的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

参见图1-6所示，一种升阻复合型的垂直轴风力发电装置，包括旋转主轴1、上端转套2、下端转套3、升力型叶片4、阻力型叶片5和离心离合装置6。阻力型叶片5呈S型。旋转主轴1一端与发电机底座7里的发电机连接；另一端通过平键与上端转套2连接，上端转套2的旋转能带动旋转主轴1旋转；上端转套2的下方设有下端转套3，下端转套3套设在旋转主轴1上，且下端转套3可沿着旋转主轴1旋转。旋转主轴1的上部开有键槽11，用于安装平键，通过平键与上端转套2连接。上端转套2包括上盖21和上转套22，两者为一体；上盖21上均匀开有若干个叶片安装槽211；上转套22上均匀开有若干个连杆安装槽222；每个连杆安装槽222的下方都开有T型槽221。

升力型叶片4有三片(本实用新型中以三片为例进行说明)均匀的分布在旋转主轴1的外侧；上固定杆8的一端与上盖21上的叶片安装槽211相固定，另一端与升力型叶片4相固定，实现了升力型叶片转动时，带动上端转套2的转动。

升力型叶片4的另一端通过下固定杆9与旋转主轴1相固定；具体的，旋转主轴1的中部开有槽12，下固定杆9的一端与槽用螺丝固定，下固定杆9的另一端与升力型叶片4的另一端用螺丝固定。

下端转套3包括下盖31和下转套32；下转套32上均匀开有若干个滑槽33；下盖31通过法兰盘与阻力型叶片5相固定。

离心离合装置6包括连杆固定块61、运动连杆62、滑套63、配重块64、短连杆65和滑块66；连杆固定块61固定在上转套22的连杆安装槽222内；运动连杆62的一端开有U型槽，通过螺栓与将U型槽与连杆固定块61活动连接，实现运动连杆62能绕着连杆固定块61旋转；运动连杆62的另一端固定有配重块64；运动连杆62上套设有滑套63，滑套63能在运动连杆62上滑动；滑套63的一侧固定有安装块631，安装块631上开有通孔；通过螺栓将短连杆65的一端与通孔活动连接；短连杆65的另一端与滑块66活动连接。滑块66能在T型槽221和滑槽33内上下滑动；滑块66的长度大于滑槽33的长度。滑槽33与T型槽221在同一垂直线上。滑块66包括滑片661与滑块固定块662；滑块固定块662固定在滑片661上，且滑块固定块662伸出T型槽221外；短连杆65的一端与滑块固定块662通过螺栓活动连接。

阻力型叶片5的下端与旋转主轴1之间安装有轴承；旋转主轴1与发电机底座7之间安装有轴承。旋转主轴1的中部有中部限位端，用于固定阻力型叶片的轴承；旋转主轴1的下部有下部限位端，用于固定发电机底座的轴承。这两个限位端在说明书附图6中简单的标示下。

Claims (6)

1.一种升阻复合型的垂直轴风力发电装置，其特征在于：包括旋转主轴、上端转套、下端转套、升力型叶片、阻力型叶片和离心离合装置；

所述的旋转主轴一端与发电机底座里的发电机连接；另一端通过平键与上端转套连接，上端转套的旋转能带动旋转主轴旋转；上端转套的下方设有下端转套，下端转套套设在所述的旋转主轴上，且下端转套可沿着所述的旋转主轴旋转；

所述的升力型叶片均匀的分布在所述的旋转主轴的外侧；升力型叶片的一端通过上固定杆与所述的上端转套相固定，另一端通过下固定杆与所述的旋转主轴相固定；

所述的上端转套包括上盖和上转套，两者为一体；所述的上盖上均匀开有若干个叶片安装槽；上转套上均匀开有若干个连杆安装槽；每个连杆安装槽的下方都开有T型槽；

所述的下端转套包括下盖和下转套；下转套上均匀开有若干个滑槽；下盖通过法兰盘与阻力型叶片相固定；

所述的离心离合装置，包括连杆固定块、运动连杆、滑套、配重块、短连杆和滑块；所述的连杆固定块固定在所述的上转套的连杆安装槽内；运动连杆的一端开有U型槽，通过螺栓与将U型槽与所述的连杆固定块活动连接，运动连杆能绕着连杆固定块旋转；运动连杆的另一端固定有配重块；所述的运动连杆上套设有所述的滑套，滑套能在运动连杆上滑动；滑套的一侧固定有安装块，安装块上开有通孔；通过螺栓将所述的短连杆的一端与通孔活动连接；所述的短连杆的另一端与滑块活动连接；

所述的滑块能在T型槽和滑槽内上下滑动；滑块的长度大于滑槽的长度。

2.根据权利要求1所述的一种升阻复合型的垂直轴风力发电装置，其特征在于所述的滑槽与T型槽在同一垂直线上。

3.根据权利要求1所述的一种升阻复合型的垂直轴风力发电装置，其特征在于所述的上固定杆的一端与所述的上转套上的叶片安装槽相固定，另一端与升力型叶片相固定。

4.根据权利要求1所述的一种升阻复合型的垂直轴风力发电装置，其特征在于所述的阻力型叶片的下端与旋转主轴之间安装有轴承；所述的旋转主轴与发电机底座之间安装有轴承。

5.根据权利要求1所述的一种升阻复合型的垂直轴风力发电装置，其特征在于所述的滑块包括滑片与滑块固定块；滑块固定块固定在滑片上，且滑块固定块伸出T型槽外；短连杆的一端与滑块固定块通过螺栓活动连接。

6.根据权利要求1所述的一种升阻复合型的垂直轴风力发电装置，其特征在于所述的阻力型叶片呈S型。