[发明专利]车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机

说明书

本发明提出了一种一种车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机，该装置包括立柱组件，叶片组件，发电机组件，方舱，起竖机构，风机支座，运载车；所述方舱安装在运载车上，在应用的时候可以与运载车分离单独使用；所述风力发电机的立柱组件通过风机支座和起竖机构安装在方舱顶部。与现有技术相比，本发明取消了“调节支杆”，仅用两个“连接杆”，通过起竖机构可以方便收放到移动方舱，或者卡车上，便于野外移动作业。本发明叶片能展开到最大半径进行微风起动。更重要的是本发明的所有叶片连杆均能够承受叶片的受力，而且无专门的支杆，有效提供了折叠装置的强度、可靠性、安全性，以及使用寿命。

技术领域

本发明涉及风力发电及控制系统，特别是涉及垂直轴风力发电机可折叠结构及车载/野外应用。

背景技术

近年来，风力发电得到了广泛的应用，但是风力发电机由于体积较大，因此不太适合移动实用。但是边远地区应用、例如农牧区、边防哨卡、地质勘探、考古等不仅需要大量的电力供应，而且经常需要移动。特别是车载风力发电系统和方舱用风力发电系统是解决上述应用的最佳方案之一，可以有效降低对柴油发电油料补给的需求，经济性非常高。

中国专利CN103423088A公开了一种车载折叠式风力发电机，可以方便拆装，但是该发明新型由于其可伸缩支撑杆由定位螺钉固定，尽管结构简单，但是需要使用者手动折叠，费时费力，并且仅能够升降风力发电机，无法折叠桨叶，因此非常不便于携带。

中国专利CN204559466U公开了一种野外便携式发电装置，该风力发电机的支架与风机叶片采用自锁合页连接，可以在工作时与放置时保持叶片的稳定状态，但是该实用新型不能自动控制风力发电机叶片的折叠与展开，需要使用者手动展开，由于风机塔杆比较高，因此难以手动操作。而且如果风机在旋转时也无法操作。

中国专利CN110242506A公开了一种折叠式垂直轴风力发电机，该风力发电机利用电机使控制叶片支撑臂的滑套轴向运动，从而实现风机叶片的折叠，但是该发明需要轴向滑动同时周向转动，对立柱的光洁度要求高，此外“滑套”和立柱之间的间隙会引起振动。由于“支撑臂”和“拉杆”在“第二连杆”上的作用力臂较小，需要较大的推动力；如果要增加力臂则需要驱动器有较长的滑动范围，增加了该发明机构的成本。此外该发明的机构太复杂，暴露在风沙较大的环境中无法长期运行，可靠性和寿命都会受到影响。

中国专利CN104481810B公开了一种自伸展式垂直轴风力发电机，其风力发电机及所有机构均在电机上方旋转，因此结构复杂，转动惯量大，微风起动困难，对微风条件下发电不利；该发明的调节靠纯机械结构完成，无法完成所需控制要求，例如，如果空载时无法控制停机，仅靠飞锤控制，转速和功率不可按照特定需求灵活调节；此外该装置无法实现便携式可折叠需求。

中国专利CN109630350A公开了一种可折叠式φ形垂直轴风力发电机，折叠后横向尺寸变得更宽，占用更多的横向空间，因此不适合便携。

综上所述，现有技术所有涉及到可折叠式的垂直轴风力发电机无法同时满足可折叠的便携要求，以及结构简单、低成本、高可靠性、长寿命的要求，特别是现有技术用于控制的转动、滑动轮毂和“调节支杆”不直接连接到叶片，并不能提高叶片的支撑强度，反而增加了系统的复杂程度。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提出一种车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机，与现有技术相比，本发明取消了“调节支杆”，仅用两个“连接杆”，就实现了垂直轴风力发电机的折叠功能。通过起竖机构可以方便收放到移动方舱，或者卡车上，便于野外移动作业。本发明叶片能展开到最大半径进行微风起动。当超过安全风速或者正常停机时，可以通过控制伸缩机构收起叶片，不再吸收风能；在遇到风机故障时，通过折叠状态，结合电磁刹车可以快速实现制动。当需要搬运时，通过折叠状态，叶片组件折叠到立柱周围，然后将立柱放倒至水平位置，降低整体高度，以实现便携和移动功能。更重要的是本发明的所有叶片连杆均能够承受叶片的受力，而且无专门的支杆，有效提供了折叠装置的强度、可靠性、安全性，以及使用寿命。