CN221525002U - 一种垂直轴风力发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种垂直轴风力发电机，包括支撑杆和调节机构；支撑杆：其上端通过螺栓安装有壳体，壳体的上端通过轴承转动连接有垂直轴，壳体的内部下端设有发电机，发电机的转子与垂直轴固定连接，壳体的内壁设有风力发电控制器，风力发电控制器的输入端电连接于外部电源，风力发电控制器的输出端电连接于外部蓄电池的输入端；调节机构：包括转板，所述转板分别通过转轴一转动连接于垂直轴外弧面的转动架内，该垂直轴风力发电机，自动对垂直轴风力发电机的动力臂进行调节，在避免风力过大造成损伤的同时，使垂直轴风力发电机可以在更小的风力进行工作，提高风能的利用效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电机技术领域，具体为一种垂直轴风力发电机。
背景技术
风力发电机是利用风力作为机械能产生的动力源，将机械能转换为电能的电力设备，根据结构类型的不同，国内目前的风力发电机可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机，其中垂直轴风力发电机的风轮旋转轴垂直于地面或者气流的方向，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；现有技术中，垂直轴风力发电机的扇叶多沿垂直轴为中心环形分布，在工作时，通过扇叶带动垂直轴旋转，使发电机的转子进行转动，为了避免风力过大造成垂直轴转速过快出现损伤，垂直轴风力发电机的扇叶位置常常为固定间距，扇叶距离垂直轴的距离较近，需要更大的风力才能推动垂直轴转动，对于风能的利用效率较小。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种垂直轴风力发电机，自动对垂直轴风力发电机的动力臂进行调节，在避免风力过大造成损伤的同时，使垂直轴风力发电机可以在更小的风力进行工作，提高风能的利用效率，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种垂直轴风力发电机，包括支撑杆和调节机构；
支撑杆：其上端通过螺栓安装有壳体，壳体的上端通过轴承转动连接有垂直轴，壳体的内部下端设有发电机，发电机的转子与垂直轴固定连接，壳体的内壁设有风力发电控制器，风力发电控制器的输入端电连接于外部电源，风力发电控制器的输出端电连接于外部蓄电池的输入端；
调节机构：包括转板，所述转板分别通过转轴一转动连接于垂直轴外弧面的转动架内，竖向位置对应的两个转板末端之间均通过转轴二转动连接有扇叶，自动对垂直轴风力发电机的动力臂进行调节，在避免风力过大造成损伤的同时，使垂直轴风力发电机可以在更小的风力进行工作，提高风能的利用效率。
进一步的，所述调节机构还包括转筒和螺杆，所述转筒分别转动连接于垂直轴外弧面的圆管内，转筒的内部均螺纹连接有螺杆，螺杆的端头分别与相邻的扇叶固定连接，对扇叶的水平位置进行调节。
进一步的，所述调节机构还包括齿轮、齿条板和滑柱，所述滑柱竖向滑动连接于垂直轴内部的凹槽内，滑柱的上端分别设有齿条板，齿轮分别设置于转筒靠近垂直轴竖向中心的一端，齿轮分别与齿条板啮合连接，使三个转筒同步转动。
进一步的，所述调节机构还包括滑槽、U型板和电动推杆，所述滑槽设置于垂直轴的外弧面，滑柱下端的圆盘与滑槽竖向滑动连接，电动推杆分别设置于壳体的内部，电动推杆的伸缩端上端均设有U型板，滑柱下端的圆盘位于U型板的内部，电动推杆的输入端电连接于风力发电控制器的输出端，为齿条板的移动提供动力。
进一步的，所述转板均为伸缩板，转板的固定端分别通过转轴一与垂直轴外弧面的转动架转动连接，转板的伸缩端分别通过转轴二与扇叶表面的转动架转动连接，为扇叶的位置移动提供让位空间。
进一步的，所述U型板的上下内壁均转动连接有滚柱，滚柱的外弧面均与滑柱下端的圆盘贴合，减少U型板与滑柱之间的摩擦力。
进一步的，所述U型板的内部均设有转速传感器，转速传感器的检测端分别与相邻的滚柱固定连接，转速传感器的输出端电连接于风力发电控制器的输入端，对垂直轴的转动速度进行检测。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本垂直轴风力发电机，具有以下好处：
在使用时，利用风能对扇叶施加作用力，带动垂直轴和发电机的转子转动，发电机产生电力，通过风力发电控制器的调控，将生产的电力在外部蓄电池内进行储存，在风力发电过程中，滑柱下端的圆盘与滚柱相对转动，根据垂直轴的转速，启动电动推杆，使齿条板上下移动，推动齿轮和转筒转动，通过螺杆与转筒的螺纹连接，在转板的支撑下，对扇叶与垂直轴的间距进行调节，自动对垂直轴风力发电机的动力臂进行调节，在避免风力过大造成损伤的同时，使垂直轴风力发电机可以在更小的风力进行工作，提高风能的利用效率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型滑槽的结构示意图；
图3为本实用新型调节机构正视剖面的结构示意图；
图4为本实用新型A处放大结构示意图。
图中：1支撑杆、2壳体、3调节机构、31转板、32转筒、33螺杆、34齿轮、35齿条板、36滑柱、37滑槽、38U型板、39电动推杆、4扇叶、5发电机、6风力发电控制器、7垂直轴、8滚柱、9转速传感器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-4，本实施例提供一种技术方案：一种垂直轴风力发电机，包括支撑杆1和调节机构3；
支撑杆1：其上端通过螺栓安装有壳体2，为风力发电部件的安装提供空间，壳体2的上端通过轴承转动连接有垂直轴7，壳体2的内部下端设有发电机5，发电机5的转子与垂直轴7固定连接，壳体2的内壁设有风力发电控制器6，风力发电控制器6的输入端电连接于外部电源，风力发电控制器6的输出端电连接于外部蓄电池的输入端，利用垂直轴7带动发电机5的转子转动产生电力，通过风力发电控制器6的调控，将生产的电力在外部蓄电池内进行储存；
调节机构3：包括转板31，转板31分别通过转轴一转动连接于垂直轴7外弧面的转动架内，竖向位置对应的两个转板31末端之间均通过转轴二转动连接有扇叶4，通过风能对扇叶4施加作用力，使扇叶4带动垂直轴7进行转动，通过转板31的伸缩与转动，为扇叶4水平位置的调节提供空间，调节机构3还包括转筒32和螺杆33，转筒32分别转动连接于垂直轴7外弧面的圆管内，转筒32的内部均螺纹连接有螺杆33，螺杆33的端头分别与相邻的扇叶4固定连接，通过两个转板31与一个扇叶4的转动连接，限制扇叶4和螺杆33的转动，当转筒32转动时，通过螺杆33与转筒32的螺纹连接，使螺杆33带动扇叶4进行水平移动，调节机构3还包括齿轮34、齿条板35和滑柱36，滑柱36竖向滑动连接于垂直轴7内部的凹槽内，滑柱36的上端分别设有齿条板35，齿轮34分别设置于转筒32靠近垂直轴7竖向中心的一端，齿轮34分别与齿条板35啮合连接，滑柱36带动齿条板35上下移动，通过齿轮34与齿条板35的啮合连接，使齿轮34带动转筒32转动，使三个转筒32可以同步转动，调节机构3还包括滑槽37、U型板38和电动推杆39，滑槽37设置于垂直轴7的外弧面，滑柱36下端的圆盘与滑槽37竖向滑动连接，电动推杆39分别设置于壳体2的内部，电动推杆39的伸缩端上端均设有U型板38，滑柱36下端的圆盘位于U型板38的内部，电动推杆39的输入端电连接于风力发电控制器6的输出端，在风力发电过程中，滑柱36下端的圆盘在U型板38内转动，启动电动推杆39，电动推杆39的伸缩端带动U型板38上下移动，为滑柱36的转动提供让位空间，同时为滑柱36的上下移动提供动力，转板31均为伸缩板，转板31的固定端为套筒结构，转板31的伸缩端为伸缩杆结构，伸缩杆在套筒内部滑动连接，转板31的固定端分别通过转轴一与垂直轴7外弧面的转动架转动连接，转板31的伸缩端分别通过转轴二与扇叶4表面的转动架转动连接，为扇叶4的水平移动提供让位空间，U型板38的上下内壁均转动连接有滚柱8，滚柱8的外弧面均与滑柱36下端的圆盘贴合，减少U型板38与滑柱36下端的圆盘之间的摩擦力，U型板38的内部均设有转速传感器9，转速传感器9的检测端分别与相邻的滚柱8固定连接，转速传感器9的输出端电连接于风力发电控制器6的输入端，对滑柱36的转动速度进行检测。
本实用新型提供的一种垂直轴风力发电机的工作原理如下：在使用时，利用风能对扇叶4施加作用力，扇叶4带动垂直轴7进行旋转，使发电机5的转子转动产生电力，通过风力发电控制器6的调控，将生产的电力在外部蓄电池内进行储存，因为滑柱36与垂直轴7竖向滑动，限制垂直轴7与滑柱36的相对转动，所以在风力发电过程中，滑柱36下端的圆盘与滚柱8相对转动，通过转速传感器9对滚柱8转动的速度进行检测，进而对垂直轴7的转动速度进行检测，根据垂直轴7的转速，通过风力发电控制器6启动电动推杆39，电动推杆39的伸缩端带动U型板38上下移动，带动滑柱36和齿条板35上下移动，通过齿轮34与齿条板35的啮合连接，使齿轮34带动转筒32转动，通过两个转板31与一个扇叶4的转动连接，限制扇叶4和螺杆33的转动，通过螺杆33与转筒32的螺纹连接，使螺杆33带动扇叶4进行水平移动，转板31产生伸缩，对扇叶4与垂直轴7的间距进行调节，通过增大扇叶4与垂直轴7的间距，从而增加动力臂，使扇叶4可以使用更小的风力带动垂直轴7转动，提高风能的利用效率，同理，在垂直轴7转速过快时，通过减小动力臂，从而降低转速，减少风力过大时对风力发电机造成的损伤。
值得注意的是，以上实施例中所公开的风力发电控制器6可选用FD-600W型号的风力发电控制器，发电机5、电动推杆39和转速传感器9则可根据实际应用场景自由配置，发电机5可选用FD-30KW型号的风力发电机，电动推杆39可选用ANT-52型号的电动推杆，转速传感器9可选用PR-970-B01-C02-E00型号的转速传感器，风力发电控制器6控制发电机5、电动推杆39和转速传感器9工作均采用现有技术中常用的方法。
以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种垂直轴风力发电机，其特征在于：包括支撑杆(1)和调节机构(3)；
支撑杆(1)：其上端通过螺栓安装有壳体(2)，壳体(2)的上端通过轴承转动连接有垂直轴(7)，壳体(2)的内部下端设有发电机(5)，发电机(5)的转子与垂直轴(7)固定连接，壳体(2)的内壁设有风力发电控制器(6)，风力发电控制器(6)的输入端电连接于外部电源，风力发电控制器(6)的输出端电连接于外部蓄电池的输入端；
调节机构(3)：包括转板(31)，所述转板(31)分别通过转轴一转动连接于垂直轴(7)外弧面的转动架内，竖向位置对应的两个转板(31)末端之间均通过转轴二转动连接有扇叶(4)。
2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述调节机构(3)还包括转筒(32)和螺杆(33)，所述转筒(32)分别转动连接于垂直轴(7)外弧面的圆管内，转筒(32)的内部均螺纹连接有螺杆(33)，螺杆(33)的端头分别与相邻的扇叶(4)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述调节机构(3)还包括齿轮(34)、齿条板(35)和滑柱(36)，所述滑柱(36)竖向滑动连接于垂直轴(7)内部的凹槽内，滑柱(36)的上端分别设有齿条板(35)，齿轮(34)分别设置于转筒(32)靠近垂直轴(7)竖向中心的一端，齿轮(34)分别与齿条板(35)啮合连接。
4.根据权利要求3所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述调节机构(3)还包括滑槽(37)、U型板(38)和电动推杆(39)，所述滑槽(37)设置于垂直轴(7)的外弧面，滑柱(36)下端的圆盘与滑槽(37)竖向滑动连接，电动推杆(39)分别设置于壳体(2)的内部，电动推杆(39)的伸缩端上端均设有U型板(38)，滑柱(36)下端的圆盘位于U型板(38)的内部，电动推杆(39)的输入端电连接于风力发电控制器(6)的输出端。
5.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述转板(31)均为伸缩板，转板(31)的固定端分别通过转轴一与垂直轴(7)外弧面的转动架转动连接，转板(31)的伸缩端分别通过转轴二与扇叶(4)表面的转动架转动连接。
6.根据权利要求4所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述U型板(38)的上下内壁均转动连接有滚柱(8)，滚柱(8)的外弧面均与滑柱(36)下端的圆盘贴合。
7.根据权利要求6所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述U型板(38)的内部均设有转速传感器(9)，转速传感器(9)的检测端分别与相邻的滚柱(8)固定连接，转速传感器(9)的输出端电连接于风力发电控制器(6)的输入端。
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