[实用新型]一种可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

一种可调整叶片的扫风面积和工作高度的大扭矩自主式垂直轴风力发电机属于风力发电技术领域。 

背景技术

风力发电正在迅猛地被广泛的应用。它是人类新型清洁能源的解决方式之一。人们对风力发电技术已经进行了广泛深入的研究。 

ZL201220293002.0可移动式海浪风力发电系统，ZL2012220293004.X可移动式大功率高效率风力发电机中给出了垂直轴大扭矩的叶轮机构。该叶轮机构的特点是叶片在顺风侧张开固定；叶片在逆风侧可随风自由摆动。该机构在通过调整风力发电机的载体的方位使风力发电机能够全方位高效率捕捉风力。在固定的垂直轴式风力发电机上采用该大扭矩叶轮机构时，则需要对叶轮机构的凸轮传动机构改进以适用于固定垂直轴式风力发电机上的叶片对风力的全方位高效率的捕捉能力的要求。另外，在沿海和海面上的固定式风力发电机每年都要承受来自于海洋的热带风暴的袭击，工作环境对风力发电机的性能要求较高。 

发明内容

该实用新型就通过调整叶片的扫风面积和工作高度以及采用液压传动的叶轮机构，根据风速和风向的变化自主式地适应工作环境，叶片在顺风侧张开固定； 

叶片在逆风侧可随风自由摆动。风力发电机能够全方位高效率地捕捉风力，在恶劣的条件下安全工作。 

固定的垂直轴式风力发电机的支架设计 

固定的垂直轴式风力发电机的支架由固定支架部分和可升降支架部分组成。固定支架的设计 

固定支架的底部有三个一端与底部基座相固结另一端与圆筒形架杆的底部固结的支撑板，支撑板间隔120°均布在支架基座圆周上。圆筒形架杆的底部距离支架基座有一定的高度，装有可拆卸的端盖，便于安装检修。圆筒形架杆的外底部安装有带有内圆锥孔的圆环形底部固定环，在底部固定环的内圆锥孔的顶部开有排气孔。排气孔上装有消音器。在底部固定环上装 有支架的底部位置开关。圆筒形架杆的外部圆周面上径向对称分布有二个轴向导向键，圆筒形架杆的顶部通过安装在内圆孔的轴向直线滚动轴承与可升降支架部分的导向杆相连。可升降支架部分的导向杆的端部有挡环。圆筒形架杆的顶部外圆面固定有内圆锥孔的圆环形顶部固定环，在顶部固定环的内圆锥顶部开有二个排气孔，排气孔与二位二通排气电磁阀相连，在顶部固定环的外部安装有支架顶部的位置开关。圆筒形架杆的顶部固定有钢丝绳滑轮轴固定支架。在滑轮轴固定支架的两端各安装有一个钢丝绳滑轮。 

可升降支架的设计 

可升降支架部分的导向杆和辅助支承架杆一端与三角形连接板固结。在另一端，辅助支承架杆固结有两端带有外圆锥面的圆形筒。两端带有外圆锥面的圆形筒的内孔壁开有二个径向对称分布的与圆筒形架杆外部的轴向对称分布的导向键配合的轴向键槽，两端带有外圆锥面的圆形筒的内孔与圆筒形架杆外部为间隙配合，沿导向键相对移动。在两端带有外圆锥面的圆形筒的外圆周上径向对称固结用于引导钢丝绳的二套滑轮组的支架。电动机驱动蜗杆减速器传动的钢丝绳卷扬机装置固定在底部基座上。钢丝绳一端固定在圆筒形架杆的顶部的钢丝绳滑轮轴固定支架上，通过固定支架上的滑轮和可升降支架上的滑轮与卷扬机的滚筒相连。当电动机正转时，通过带动的钢丝绳拉动可升降支架的移动，当可升降支架移动到达上升的顶部时，辅助支承架杆上固定的圆形筒的上端外圆锥面与固定在固定支架顶端的内圆锥面接合。当可升降支架移动到顶部时，将锥环内的气体经由排气阀排空，对可升降支架起到缓冲作用，接触到顶部位置开关，排气阀关闭，电机停止工作。同时辅助支架杆固定，形成超静定结构。当风速过大时，打开气阀，解除自锁，电动机反向转动，当可升降支架下降达到固定支架的底部时，辅助支承架杆上固定的圆形筒的下端外圆锥面与固定在固定支架底部的内圆锥面接合，可升降支架下降到底部接触到底部位置开关时，电机停止工作，形成静超定结构。这样，保证了移动支架的对中性和支承刚性，增强了风力发电机支架杆的工作强度。 

风向标的设计 

风向标要具有固定的转向。就是即使在风向标叶片与风向一致时，风向标叶片始终按同一转向旋转。在风向标的叶片尾部一侧开有V型槽，另一侧是半圆弧封闭的端面。 

叶轮机构的设计