一种垂直轴风力发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种垂直轴风力发电装置，包括机架、风轮轴、深沟球轴承、上端盖、下端盖、上圆锥滚子轴承、滑轨、下圆锥滚子轴承、垫圈、风摆、转杆、叶片装置、液压缸、发电机和联轴器；所述叶片装置包括叶片、叶片轴、挡块和滑块；所述滑轨包括变轨凹槽一、变轨凹槽二、轨道一和轨道二。本装置将叶片的两端安置在与风轮轴连接的转杆上，并连接滑块，滑块在滑轨上运动时，在同一方向上的滑动使得叶片的受风面始终垂直于风向，且始终保持受风面积不变且最大，使得风轮轴快速旋转，风力转化效率高，发电稳定。本装置的滑轨上设置了两个不规则的变轨凹槽，保证滑块能够自动、顺利变轨，完成叶片方向的转变。

A vertical axis wind power generation device

The utility model discloses a vertical axis wind power generation device, which comprises a frame, a wind axle, a deep groove ball bearing, an upper end cover, a lower end cover, an upper tapered roller bearing, a slide rail, a lower tapered roller bearing, a washer, a wind swing, a rotating rod, a blade device, a hydraulic cylinder, a generator and a coupling; the blade device comprises a blade, a blade shaft, a stop and a slider; the slide rail comprises a transformer Track groove 1, track changing groove 2, track 1 and track 2. The device places the two ends of the blade on the rotary rod connected with the wind axle and connects the sliding block. When the sliding block moves on the slide rail, the sliding in the same direction makes the wind receiving surface of the blade always perpendicular to the wind direction, and always keeps the wind receiving area unchanged and the largest, so that the wind axle rotates rapidly, the wind conversion efficiency is high, and the power generation is stable. Two irregular track changing grooves are arranged on the slide rail of the device to ensure that the slide can automatically and smoothly change the track and complete the change of blade direction.

【技术实现步骤摘要】
一种垂直轴风力发电装置
本技术涉及发电设备领域，具体是一种垂直轴风力发电装置。
技术介绍
风力发电机是可以将风能转换为电能的一种机械设备，其工作原理比较简单，风力发电机的叶片在风力的作用下旋转，将风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电。垂直轴风力发电机是指风轮轴垂直于地面的风力发电设备。垂直轴风力发电机无需对风，可在自然风场区域内工作，但是由于传统垂直轴风力发电机的叶片与风轮轴固连且绕风轮轴旋转，若一段时间内风力变化很小，导致同一叶片在转动过程中任意时刻对风力的受压面积在不断变化，使得风轮轴受到不均匀的风力作用，产生不稳定的电流。申请号201810292900.6的文献公开了一种新式风力发电机，该装置将风帆支撑框作为此发电机的叶片，既满足了将风能转化为机械能的工作原理，又具有拆卸方便、易于清洗的优点，但当叶片在风力的作用下旋转时，由于叶片在不断的旋转中，风力扫过的垂直面积是在一直变化的，在这个变化过程中，会导致将风力转化为电力的效率降低，同时由于风力扫过的垂直面积的变化导致风轮轴受到不均匀的风力作用，产生不稳定的电流。因此，设计一款风力发电装置，使得叶片在任意时刻风力扫过的受风面的垂直横截面积不产生变化，使得风轮轴所受风力变化较小，形成稳定的电流，同时大大提高风力转化为电力的效率，成为目前急需解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术拟解决的技术问题是，提供一种垂直轴风力发电装置。本技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种垂直轴风力发电装置，其特征在于该装置包括机架、风轮轴、深沟球轴承、上端盖、下端盖、上圆锥滚子轴承、滑轨、下圆锥滚子轴承、垫圈、风摆、转杆、叶片装置、液压缸、发电机和联轴器；所述叶片装置包括叶片、叶片轴、挡块和滑块；所述滑轨包括变轨凹槽一、变轨凹槽二、轨道一和轨道二；所述风轮轴的两端通过深沟球轴承安装在机架的中心孔上；所述发电机固定于机架底部上，其输出端通过联轴器与风轮轴的末端连接；所述上端盖和下端盖分别固定在风轮轴上；转杆分别均匀固定在上端盖和下端盖上；每一个转杆上安装有一个叶片装置；所述滑轨间隙嵌套在风轮轴上；上圆锥滚子轴承的内圈外侧与下端盖固定连接，内圈内侧固定在风轮轴外侧，外圈与滑轨固定连接；所述垫圈固定在机架上；下圆锥滚子轴承的内圈外侧与滑轨固定连接，内圈内侧间隙嵌套在风轮轴外侧，外圈与垫圈固定连接；所述风摆间隙嵌套在风轮轴上，并与滑轨固定连接；叶片轴的两端分别通过滚动轴承与一个挡块连接，一个末端与滑块固定连接，中部固定安装有叶片；挡块放置于转杆的凹槽中，形状大小与凹槽相配合，可以在凹槽中直线往复滑动；叶片轴穿过转杆的通孔；所述滑块安装在滑轨的轨道中，能够沿轨道滑动，滑轨的轨道形状与滑块的形状和运动配合；变轨凹槽一和变轨凹槽二将滑轨的整个轨道分成轨道一和轨道二；变轨凹槽一和变轨凹槽二用于滑块的90°旋转，实现滑块的变轨和叶片的换向；所述液压缸固定于滑轨上；液压缸的活塞杆穿过滑轨伸入到变轨凹槽二位置处，与滑块配合，实现滑块的90°旋转。与现有技术相比，本技术有益效果在于：(1)本装置将叶片的两端安置在与风轮轴连接的转杆上，并连接滑块，滑块在滑轨上运动时，在同一方向上的滑动使得叶片的受风面始终垂直于风向，且始终保持受风面积不变且最大，使得风轮轴快速旋转，将风力迅速转化为机械能，风力转化效率高，稳定。(2)本装置的滑轨上设置了两个不规则的变轨凹槽，一个变轨凹槽处设置液压缸将需要变轨的滑块推动转变为所需要的放置方式，保证滑块能够自动、顺利变轨，完成叶片方向的转变。(3)本装置的风轮轴通过联轴器直接与发电机连接，减少了整个能量转化过程中的能量损耗，结构简单，便于制造。(4)本装置的叶片传递风力的方式，可将风力扫过叶片产生的转矩直接传递给与之连接的风轮轴。(5)本装置结构简单，传递过程短，效率高。附图说明图1为本技术一种实施例的整体结构轴测示意图；图2为本技术一种实施例的整体结构主视图；图3为本技术图2的局部放大示意图；图4为本技术一种实施例的叶片装置沿滑轨运动过程俯视示意图；图5为本技术一种实施例的叶片装置结构示意图；图6为本技术一种实施例的转杆结构示意图；(图中：1、机架；2、风轮轴；3、深沟球轴承；4、上端盖；5、下端盖；6、上圆锥滚子轴承；7、滑轨；701、变轨凹槽一；702、变轨凹槽二；703、轨道一；704、轨道二；8、下圆锥滚子轴承；9、垫圈；10、风摆；11、转杆；1101、凹槽；1102、通孔；12、叶片装置；1201、叶片；1202、叶片轴；1203、挡块；1204、滑块；13、液压缸；14、发电机；15、联轴器)具体实施方式下面给出本技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本技术，不限制本申请权利要求的保护范围。本技术提供了一种垂直轴风力发电装置(简称装置，参见图1-6)，其特征在于该装置包括机架1、风轮轴2、深沟球轴承3、上端盖4、下端盖5、上圆锥滚子轴承6、滑轨7、下圆锥滚子轴承8、垫圈9、风摆10、转杆11、叶片装置12、液压缸13、发电机14和联轴器15；所述叶片装置12包括叶片1201、叶片轴1202、挡块1203和滑块1204；所述滑轨7包括变轨凹槽一701、变轨凹槽二702、轨道一703和轨道二704；所述风轮轴2的两端通过深沟球轴承3安装在机架1的中心孔上，使得风轮轴2能够在中心孔中自由转动；所述发电机14固定于机架1底部上，其输出端通过联轴器15与风轮轴2的末端连接；所述上端盖4和下端盖5通过平键分别固定在风轮轴2上；转杆11通过螺栓分别均匀固定在上端盖4和下端盖5上，并呈圆周分布；每一个转杆11上安装有一个叶片装置12；所述滑轨7间隙嵌套在风轮轴2上，不与风轮轴2接触；上圆锥滚子轴承6的内圈外侧与下端盖5固定连接，内圈内侧固定在风轮轴2外侧，外圈与滑轨7固定连接，使得下端盖5与滑轨7之间能够相对转动；所述垫圈9固定在机架1上；下圆锥滚子轴承8的内圈外侧与滑轨7固定连接，内圈内侧间隙嵌套在风轮轴2外侧，外圈与垫圈9固定连接，使得滑轨7能够相对于机架1旋转；所述风摆10间隙嵌套在风轮轴2上，并通过螺栓与滑轨7固定连接；叶片轴1202的两端分别通过滚动轴承与一个挡块1203连接，一个末端与滑块1204固定连接，中部固定安装有叶片1201；挡块1203放置于转杆11的凹槽1101中，形状大小与凹槽1101相配合，可以在凹槽1101中直线往复滑动；叶片轴1202穿过转杆11的通孔1102，通孔1102能够限制叶片轴1202的上下移动；所述滑块1204安装在滑轨7的环形轨道中，能够沿轨道滑动，滑轨7的轨道形状与滑块1204的形状和运动配合；变轨凹槽一701和变轨凹槽二702将滑轨7的整个环形轨道分成轨道一703和轨道二704；变轨凹槽一701和变轨凹槽二702用于滑块1204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，其特征在于该装置包括机架、风轮轴、深沟球轴承、上端盖、下端盖、上圆锥滚子轴承、滑轨、下圆锥滚子轴承、垫圈、风摆、转杆、叶片装置、液压缸、发电机和联轴器；所述叶片装置包括叶片、叶片轴、挡块和滑块；所述滑轨包括变轨凹槽一、变轨凹槽二、轨道一和轨道二；/n所述风轮轴的两端通过深沟球轴承安装在机架的中心孔上；所述发电机固定于机架底部上，其输出端通过联轴器与风轮轴的末端连接；所述上端盖和下端盖分别固定在风轮轴上；转杆分别均匀固定在上端盖和下端盖上；每一个转杆上安装有一个叶片装置；所述滑轨间隙嵌套在风轮轴上；上圆锥滚子轴承的内圈外侧与下端盖固定连接，内圈内侧固定在风轮轴外侧，外圈与滑轨固定连接；所述垫圈固定在机架上；下圆锥滚子轴承的内圈外侧与滑轨固定连接，内圈内侧间隙嵌套在风轮轴外侧，外圈与垫圈固定连接；所述风摆间隙嵌套在风轮轴上，并与滑轨固定连接；/n叶片轴的两端分别通过滚动轴承与一个挡块连接，一个末端与滑块固定连接，中部固定安装有叶片；挡块放置于转杆的凹槽中，形状大小与凹槽相配合，可以在凹槽中直线往复滑动；叶片轴穿过转杆的通孔；所述滑块安装在滑轨的轨道中，能够沿轨道滑动，滑轨的轨道形状与滑块的形状和运动配合；变轨凹槽一和变轨凹槽二将滑轨的整个轨道分成轨道一和轨道二；变轨凹槽一和变轨凹槽二用于滑块的90°旋转，实现滑块的变轨和叶片的换向；所述液压缸固定于滑轨上；液压缸的活塞杆穿过滑轨伸入到变轨凹槽二位置处，与滑块配合，实现滑块的90°旋转。/n...

【技术特征摘要】
1.一种垂直轴风力发电装置，其特征在于该装置包括机架、风轮轴、深沟球轴承、上端盖、下端盖、上圆锥滚子轴承、滑轨、下圆锥滚子轴承、垫圈、风摆、转杆、叶片装置、液压缸、发电机和联轴器；所述叶片装置包括叶片、叶片轴、挡块和滑块；所述滑轨包括变轨凹槽一、变轨凹槽二、轨道一和轨道二；
所述风轮轴的两端通过深沟球轴承安装在机架的中心孔上；所述发电机固定于机架底部上，其输出端通过联轴器与风轮轴的末端连接；所述上端盖和下端盖分别固定在风轮轴上；转杆分别均匀固定在上端盖和下端盖上；每一个转杆上安装有一个叶片装置；所述滑轨间隙嵌套在风轮轴上；上圆锥滚子轴承的内圈外侧与下端盖固定连接，内圈内侧固定在风轮轴外侧，外圈与滑轨固定连接；所述垫圈固定在机架上；下圆锥滚子轴承的内圈外侧与滑轨固定连接，内圈内侧间隙嵌套在风轮轴外侧，外圈与垫圈固定连接；所述风摆间隙嵌套在风轮轴上，并与滑轨固定连接；

【专利技术属性】
技术研发人员：关玉明，刘子婵，张聪聪，郭震，魏志超，李景曼，
申请(专利权)人：河北工业大学，萨姆蒂萨天津数据信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12