板式垂直軸風力發電機制造技術

本實用新型專利技術公開了一種板式垂直軸風力發電機，包括葉片、發電機、豎向設置的主軸和設置在主軸頂部的葉輪，所述發電機與主軸連接，所述葉輪四周設置有多個副軸，所述葉片以可繞副軸軸心旋轉的方式設置在副軸上；還包括用于支撐主軸的套管和能夠周期性調整葉片角度的間歇性凸輪傳動機構。本實用新型專利技術的板式垂直軸風力發電機采用獨特的間歇性凸輪傳動機構來代替以往板式垂直軸風力發電機中的檔桿，降低了維修成本和發電機工作時的噪音，且延長了葉片的使用壽命，提高了風能利用率。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種風力發電設備，特別涉及一種風能利用率高的板式垂直軸風力發電機。
技術介紹
開發可再生能源是我國實現可持續發展的重要途徑，也是能源戰略的重要組成部分。風力發電作為一種潔凈無污染的可再生能源，其技術成熟、且具有大規模的發展潛力，在遠期有可能成為世界重要的替代能源。目前，風力發電機的結構主要分成兩類，即水平軸風力機和垂直軸風力機。水平軸風機是目前技術最成熟、占據主流市場的產品。但水平軸風機由于結構原因，具有一些不可避免的缺陷，例如:1)水平軸風力機的風葉外形類似于荷蘭風車，加工難度高；2)葉片受風旋轉時只能利用升力產生機械能，不能利用阻力產生機械能；3)葉片只能利用單方向來風，必須安裝昂貴的偏航裝置實現風葉對風，且只有一次截風機會，同時塔影效應與風剪作用也較大；4)水平軸風力機的發電機架設在高空，安裝維修的成本很高，同時風葉要定時清潔，保證高風速下的正常運轉。垂直軸風機因其設計方法先進，風能利用率高，啟動風速低等優點逐漸被人們認識和重視。現有的板式垂直軸風力發電機根據其葉片類型不同，大致分為以下五類:1)阻力差型風力機；2)屏障型風力機；3)板式葉片型風力機；4)升力型風力機；5)升阻互補型風力機。其中，板式葉片型風力機的葉片阻力差最大，風能利用率最高，但是以往板式葉片型風力機上需要設置檔桿來限制葉片的旋轉角度，因此其葉片每轉一周都要撞擊檔桿一次，不但發出噪音而且容易造成檔桿損壞，進而增加了維修成本。針對上述問題，本專利技術人設計了一種板式垂直軸風力發電機，該發電機采用獨特的能夠控制葉片旋轉角度的機構來代替以往板式風力機中的檔桿機構，使得本技術的風力發電機在繼承了板式垂直軸風力發電機所有優點的同時彌補了現有技術的不足。
技術實現思路
有鑒于此，本技術提供一種板式垂直軸風力發電機，該板式垂直軸風力發電機的風能利用率高，解決了以往板式風力發電機噪音大，且檔桿和葉片容易損壞的問題。本技術的板式垂直軸風力發電機，包括葉片、發電機、豎向設置的主軸和設置在主軸頂部的葉輪，所述發電機與主軸連接，所述葉輪四周設置有多個副軸，所述葉片以可繞副軸軸心旋轉的方式設置在副軸上；還包括用于支撐主軸的套管和能夠周期性調整葉片角度的間歇性凸輪傳動機構。進一步，所述間歇性凸輪傳動機構為馬耳他十字機芯機構。進一步，所述間歇性凸輪傳動機構為不完全齒輪傳動機構。進一步，所述馬耳他十字機芯機構中的撥動輪設置在套管的頂部，十字芯固定連接在副軸上。進一步，所述不完全齒輪傳動機構中的主動齒輪設置在套管的頂部，從動齒輪固定連接在副軸上。進一步，所述副軸的軸線與主軸的軸線相互平行。進一步，所述副軸的軸線與主軸的軸線相互垂直。進一步，還包括用于自動調整葉片對風角度的偏航裝置。進一步，所述葉片呈弧形。本技術的有益效果:本技術的板式垂直軸風力發電機，包括葉片、發電機、豎向設置的主軸和設置在主軸頂部的葉輪，所述發電機與主軸連接，所述葉輪四周設置有多個副軸，所述葉片以可繞副軸軸心旋轉的方式設置在副軸上；還包括用于支撐主軸的套管和能夠周期性調整葉片角度的間歇性凸輪傳動機構。本技術的板式垂直軸風力發電機采用獨特的間歇性凸輪傳動機構來代替以往板式垂直軸風力發電機中的檔桿，降低了維修成本和發電機工作時的噪音，且延長了葉片的使用壽命，提高了風能利用率。以下結合附圖和實施例對本技術作進一步描述。附圖說明圖1為本技術板式垂直軸風力發電機實施例1的立體結構示意圖(圖中虛線箭頭所示為葉輪旋轉方向；實線箭頭所示為風向)；圖2為本技術板式垂直軸風力發電機實施例1中馬耳他十字機芯機構結構示意圖；圖3為本技術板式垂直軸風力發電機實施例2的立體結構示意圖(圖中虛線箭頭所示為葉輪旋轉方向；實線箭頭所示為風向)；圖4為本技術實施例2中板式垂直軸風力發電機的不完全齒輪傳動機構結構示意圖；圖5為本技術實施例1中板式垂直軸風力發電機的葉輪部分放大示意圖。具體實施方式以下將結合附圖及具體實施例對本技術進行詳細說明，如圖所示:本技術的板式垂直軸風力發電機，包括葉片1、發電機2、豎向設置的主軸3和設置在主軸頂部的葉輪4，所述發電機2與主軸3連接，所述葉輪四周設置有多個副軸5，所述葉片以可繞副軸5軸心旋轉的方式設置在副軸5上；還包括用于支撐主軸的套管6和能夠周期性調整葉片角度的間歇性凸輪傳動機構。設置套管6可以方便維修人員攀爬以便對葉輪和葉片進行維修和更換。本技術的板式垂直軸風力發電機采用獨特的間歇性凸輪傳動機構來代替以往板式垂直軸風力發電機中的檔桿，降低了維修成本和發電機工作時的噪音，且延長了葉片的使用壽命，提高了風能利用率。實施例1，所述間歇性凸輪傳動機構為馬耳他十字機芯機構。所述馬耳他十字機芯機構包括撥動輪7和與撥動輪7傳動配合的十字芯8。該馬耳他十字機芯機構中的撥動輪7設置在套管6的頂部，十字芯8固定連接在副軸5上。如圖1所示，本實施例中的葉輪上安裝了四個葉片，每片葉片分別設置在各自的副軸上，本實施例中的副軸5采用的是與主軸3軸線相互垂直的結構，每個副軸5上固定設置有與馬耳他十字機芯機構傳動配合的錐形齒輪副12以完成葉片轉向的目的。當然本技術也可設置成副軸5軸線與主軸3軸線相互平行的結構，同樣可以達到目的，且能夠簡化安裝結構。一般地，本技術中的葉輪旋轉一周，副軸5上的十字芯旋轉半周。工作時，首先調整葉片迎風角度，使得某一葉片的正面與風向相對，此時該葉片在風力的推動下將帶動主軸旋轉，此時十字芯將隨著葉片一起轉動，當十字芯隨葉片轉動到背風面時撥動輪將撥動十字芯轉動，使得葉片由豎直轉向水平，此時當該水平葉片迎風轉動時將不會受到或受到極小的風阻，進而增加了風機兩側的風阻差，提高了風能利用率。實施例2，所述間歇性凸輪傳動機構為不完全齒輪傳動機構。所述不完全齒輪傳動機構包括主動齒輪9和從動齒輪10，所述不完全齒輪傳動機構中的主動齒輪9設置在套管6的頂部，從動齒輪10固定連接在副軸5上。如圖3所示，本實施例中的副軸5采用的是與主軸3軸線相互垂直的結構，每個副軸5上固定設置有與不完全齒輪傳動機構傳動配合的錐形齒輪副12以完成葉片轉向的目的。當然本技術也可設置成副軸5軸線與主軸3軸線相互平行的結構，同樣可以達到專利技術目的，且能夠簡化安裝結構。一般地，本技術中的葉輪旋轉一周，副軸5上的十字芯旋轉半周。實施例2中所述的不完全齒輪傳動機構的工作原理與實施例1中的馬耳他十字機芯機構的工作原理基本相同，且都能夠達到提高風能利用率的目的。作為實施例1和2中技術方案的進一步改進，本技術的板式垂直軸風力發電機還包括用于自動調整葉片對風角度的偏航裝置11。所述偏航裝置11包括擋風板，所述擋風板的前端鉸接在套管6上并同時與撥動輪7或主動齒輪9固定連接。作為上述技術方案的進一步改進，所述葉片I呈弧形。將葉片8設置成弧形可以進一步增加兩側葉片的風阻差，提高風能利用率。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本技術的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本技術進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本技術的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本技術的權利要求范圍當中。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種板式垂直軸風力發電機，包括葉片(1)、發電機(2)、豎向設置的主軸(3)和設置在主軸頂部的葉輪(4)，所述發電機(2)與主軸(3)連接，其特征在于：所述葉輪四周設置有多個副軸(5)，所述葉片以可繞副軸(5)軸心旋轉的方式設置在副軸(5)上；還包括用于支撐主軸的套管(6)和能夠周期性調整葉片角度的間歇性凸輪傳動機構。

【技術特征摘要】
1.一種板式垂直軸風力發電機，包括葉片(I)、發電機(2)、豎向設置的主軸(3)和設置在主軸頂部的葉輪(4)，所述發電機(2)與主軸(3)連接，其特征在于:所述葉輪四周設置有多個副軸(5)，所述葉片以可繞副軸(5)軸心旋轉的方式設置在副軸(5)上；還包括用于支撐主軸的套管(6)和能夠周期性調整葉片角度的間歇性凸輪傳動機構。2.根據權利要求1所述的板式垂直軸風力發電機，其特征在于:所述間歇性凸輪傳動機構為馬耳他十字機芯機構。3.根據權利要求1所述的板式垂直軸風力發電機，其特征在于:所述間歇性凸輪傳動機構為不完全齒輪傳動機構。4.根據權利要求2所述的板式垂直軸風力發電機，其特征在于:所述馬耳他十字機芯機構中的撥動輪(7)設置...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王艷，
申請(專利權)人：王艷，
類型：實用新型
國別省市：