一种垂直轴风力发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种垂直轴风力发电装置，包括中心轴和若干均匀分布于中心轴外周的叶片，中心轴上固定套设有轮毂盘，轮毂盘通过叶片支撑板与叶片转轴轴承连接，叶片转轴轴承中设置有叶片转轴，叶片转轴与叶片固定连接，中心轴下端通过联轴器与发电机的转轴连接，中心轴上端通过轴承与吊轴连接，吊轴上设置有用于自动调整叶片攻角的变桨距系统，利用竖直方向布置的叶片带动中心轴转动，中心轴带动发电机的转动轴进行发电，同时在中心轴上方设置，变桨距系统，调节叶片攻角，减小了叶片回转时风吹叶片的阻力，提高了发电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种垂直轴风力发电装置
本专利技术属于能源动力类机械制
，具体涉及一种垂直轴风力发电装置。
技术介绍
能源是人类发展进步的动力和保障。改善能源结构、利用可再生能源、减轻环境污染、提高人民生活质量，已成为全球能源工业关注的一个发展方向。风能在目前可再生能源中技术相对成熟，并具有规模化的开发条件和商业化的前景。地球上可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，相当于全球每年消耗的煤、石油等化石燃料能量的总和。风力发电装置，是指风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能的装置。其原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。目前商用风力发电机为水平轴风力发电机，水平轴风力发电机由于其叶片的形状特殊，从设计到制造需要的成本高。与传统阻力型垂直轴风力发电机(S型)，由于叶片在旋转过程中，随着转速的增加，风和叶片之间的相对速度减小，产生的风能变小。所以到目前为止，用于发电的风力发电机都为水平轴，还没有商业化的垂直轴风力发电机组。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种垂直轴风力发电装置，本专利技术设计合理，通过自动调节叶片攻角来提高风能的发电效率率。为达到上述目的，本专利技术所述一种垂直轴风力发电装置包括中心轴和若干均匀分布于中心轴外周的叶片，中心轴上固定套设有轮毂盘，轮毂盘通过叶片支撑板与叶片转轴轴承连接，叶片转轴轴承中设置有叶片转轴，叶片转轴与叶片固定连接，中心轴下端通过联轴器与发电机的转轴连接，中心轴上端通过轴承与吊轴连接，吊轴上设置有用于自动调整叶片攻角的变桨距系统，变桨距系统包括通过轴承与吊轴连接的凸轮，凸轮上设置有凹槽，凹槽中间隔设置有滚子轴承，滚子轴承与导杆齿条一端固定连接，导杆齿条另一端与齿轮啮合，导杆支撑杆与叶片支撑板固定连接，齿轮固定在叶片转轴顶部。进一步的，导杆齿条穿过导杆支撑杆顶部设置的套筒，导杆齿条与套筒滑动配合，导杆支撑杆下部与叶片支撑板固定连接。进一步的，还包括机械式偏航系统，机械式偏航系统包括设置在吊轴上部的凸台，凸台上部固定设置有尾翼轴承和蜗轮，蜗轮与蜗杆啮合，蜗杆与偏航电动机的输出轴连接，尾翼轴承外周面通过尾翼连接杆与尾翼固定连接，尾翼连接杆上设置有尾翼触点，在尾翼触点的两侧分别设置有正转凸轮触点和反转凸轮触点，当尾翼触点转动时会和正转凸轮触点或反转凸轮触点接触，尾翼触点与导电环相接，导电环与电源连接，正转凸轮触点和反转凸轮触点通过导线连接在偏航电动机的正反转接线柱上。进一步的，尾翼为梯形，其远离尾翼连接杆一端的高度大于靠近尾翼连接杆一端的高度。进一步的，还包括用于为整个装置提供支撑的塔架，塔架包括四根沿垂直方向设置的立柱，两个相邻的立柱之间通过水平方向设置的横向支撑杆连接。进一步的，吊轴顶部固定在塔架上。进一步的，还包括设置在中心轴下部通过轴承与中心轴支座连接，中心轴支座与塔架固定连接。进一步的，发电机上设置有发电机固定板，发电机固定板固定在塔架上。进一步的，叶片的横截面自上至下形状和面积均相同，叶片的横截面为水滴形，且面向中心轴一侧向内有弧形凹槽。进一步的，联轴器与发电机之间设置有增速器。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果，本专利技术为升力型(H型)垂直轴风力发电装置，利用竖直方向布置的叶片带动中心轴转动，中心轴带动发电机的转动轴进行发电，与传统阻力型相比，叶片在旋转过程中，随着转速的增加阻力急剧减小，而升力反而增加，所以升力型垂直轴风力发电机有风能利用效率高的特点，同时在中心轴上方设置变桨距系统，调节叶片攻角，增大叶片升力，叶片回转时，减小了叶片回转时风吹叶片的阻力，进而大大提高了风能利用率，垂直轴风力发电机由于转速慢，具有噪音小的优点。进一步的，导杆齿条穿过导杆支撑杆顶部设置的套筒，导杆齿条与套筒滑动配合，导杆支撑杆下部与叶片支撑板固定连接，通过导杆支撑杆上的套筒固定导杆齿条的方向，使导杆齿条与叶片支撑板始终平行。进一步的，还包括机械式偏航系统，机械式偏航系统包括设置在吊轴上部的凸台，凸台上部固定设置有尾翼轴承和蜗轮，蜗轮与蜗杆啮合，蜗杆与偏航电动机的输出轴连接，尾翼轴承外周面通过尾翼连接杆与尾翼固定连接，尾翼连接杆上设置有尾翼触点，在尾翼触点的两侧分别设置有正转凸轮触点和反转凸轮触点，当尾翼触点转动时会和正转凸轮触点或反转凸轮触点接触，尾翼触点与导电环相接，导电环与电源连接，正转凸轮触点和反转凸轮触点通过导线连接在偏航电动机的正反转接线柱上，当风向改变时，风吹动尾翼，尾翼触点位置改变，从而触发偏航电动机正转或反转，从而启动蜗轮蜗杆机构，进而带动凸轮转动，从而把凸轮、叶片和尾翼调节到当前风向位置，与当今水平轴风力发电机采用PLC编程控制偏航系统相比，本机械式偏航系统由于只采用简单机械传动，所以具有结构简单，对风准确，维修方便，维护成本低等优点。进一步的，还包括设置在中心轴下部通过轴承与中心轴支座连接，中心轴支座与塔架固定连接，使塔架对风轮部分、变桨距系统、机械式偏航系统等起支撑作用。进一步的，叶片的横截面自上至下形状和面积均相同，加工方便，申报产成本低，叶片的横截面为翼型，利用了飞机翼形形状，从而能利用升力，提高风能利用率。进一步的，联轴器与发电机之间设置有增速器，使中心轴传递出的转速经过放大达到电机发电所要求的转速。附图说明图1为变桨矩垂直轴风力发电机系统立体图；图2为触点开关局部三维图；图3偏航电机与蜗杆的连接示意图；附图中：1-发电机底座，2-轴承端盖，3-轮毂盘，4-叶片支撑板，5-叶片，51-第一凸起，52-第二凸起，6-叶片转轴轴承，71-导杆支撑杆，72-套筒，8-叶片转轴，91-齿轮，92-导杆齿条，10-尾翼，101-尾翼连接杆，11-正转凸轮触点，12-尾翼触点，13-蜗杆轴承，14-蜗杆固定板，15-偏航电机固定板，16-塔架，17-偏航电机，181-蜗轮，182-蜗杆，19-尾翼轴承，20-导电环，21-滚子轴承，22-凸轮，23-吊轴，24-轴承，25-中心轴，26-中心轴支座，27-联轴器，28-增速器，29-发电机固定板，30-发电机，31-增速器固定板，32-凸台，33-反转凸轮触点。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。实施例1参照图1至图3，一种垂直轴风力发电装置包括风轮部分、变桨距系统、机械式偏航系统、传动装置、支撑装置五部分，其中：风轮部分包括两个轮毂盘3、八个叶片支撑板4、四个叶片5、八个叶片转轴轴承6和四个叶片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直轴风力发电装置，其特征在于，包括中心轴(25)和若干均匀分布于中心轴(25)外周的叶片(5)，中心轴(25)上固定套设有轮毂盘(3)，轮毂盘(3)通过叶片支撑板(4)与叶片转轴轴承(6)连接，叶片转轴轴承(6)中设置有叶片转轴(8)，叶片转轴(8)与叶片(5)固定连接，中心轴(25)下端通过联轴器(27)与发电机(3)的转轴连接，中心轴(25)上端通过轴承与吊轴(23)连接，吊轴(23)上设置有用于自动调整叶片攻角的变桨距系统，变桨距系统包括通过轴承与吊轴(23)连接的凸轮(22)，凸轮(22)上设置有凹槽，凹槽中间隔设置有滚子轴承(21)，滚子轴承(21)与导杆齿条(92)一端固定连接，导杆齿条(92)另一端与齿轮(91)啮合，导杆支撑杆(71)与叶片支撑板(4)固定连接，齿轮(91)固定在叶片转轴(8)顶部。

【技术特征摘要】
1.一种垂直轴风力发电装置，其特征在于，包括中心轴(25)和若干均匀分布于中心轴(25)外周的叶片(5)，中心轴(25)上固定套设有轮毂盘(3)，轮毂盘(3)通过叶片支撑板(4)与叶片转轴轴承(6)连接，叶片转轴轴承(6)中设置有叶片转轴(8)，叶片转轴(8)与叶片(5)固定连接，中心轴(25)下端通过联轴器(27)与发电机(3)的转轴连接，中心轴(25)上端通过轴承与吊轴(23)连接，吊轴(23)上设置有用于自动调整叶片攻角的变桨距系统，变桨距系统包括通过轴承与吊轴(23)连接的凸轮(22)，凸轮(22)上设置有凹槽，凹槽中间隔设置有滚子轴承(21)，滚子轴承(21)与导杆齿条(92)一端固定连接，导杆齿条(92)另一端与齿轮(91)啮合，导杆支撑杆(71)与叶片支撑板(4)固定连接，齿轮(91)固定在叶片转轴(8)顶部。2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电装置，其特征在于，导杆齿条(92)穿过导杆支撑杆(71)顶部设置的套筒(72)，导杆齿条(92)与套筒(72)滑动配合，导杆支撑杆(71)下部与叶片支撑板(4)固定连接。3.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电装置，其特征在于，还包括机械式偏航系统，机械式偏航系统包括设置在吊轴(23)上部的凸台(32)，凸台(32)上部固定设置有尾翼轴承(19)和蜗轮(181)，蜗轮(181)与蜗杆(182)啮合，蜗杆(182)与偏航电动机(17)的输出轴连接，尾翼轴承(19)外周面通过尾翼连接杆(101)与尾翼(10)固定连接，尾翼连接杆(101)上设置有尾翼...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海峰，王文中，孟繁怡，王旭，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61