本发明专利技术提供了一种变径式垂直轴风力发电装置，属于风力发电技术领域。包括安装座、风轮主轴和若干风轮叶片，风轮叶片与风轮主轴之间通过若干联动机构相连，联动机构包括摆臂、齿轮座、太阳轮、若干与风轮叶片一一对应的行星轮，各行星轮之间的相位角与各风轮叶片之间的相位角对应，行星轮转动连接在齿轮座上，齿轮座转动连接在风轮主轴上，风轮主轴与太阳轮之间通过一扭簧相连，太阳轮同时与各行星轮啮合，摆臂的一端与风轮叶片固定相连，摆臂的另一端与对应的行星轮固定相连。本发明专利技术具有自启动性能良好等优点。动性能良好等优点。动性能良好等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种变径式垂直轴风力发电装置
[0001]本专利技术属于风力发电
，涉及一种变径式垂直轴风力发电装置。
技术介绍
[0002]垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，可以简化结构、降低成本，被广泛应用。
[0003]垂直轴风力发电机变径可以提高自启动性能和风能利用率，在风力较小时可以减小叶片半径以降低启动风力，而在启动后或风力较大时可以增大叶片半径以提高风能利用率，现有的变径方式一般为平行变径方式，即叶片的两根连杆在竖直方向相互靠近时叶片半径增大、两根连杆在竖直方向相互远离则叶片半径减小，叶片的迎风角始终是不变的，然后，在风力较小时，除了减小叶片半径可以减小启动风力外，通过增大迎风角、减小受风面可以增大小风情况下风能的利用率，使后方的叶片内侧面作为受风面依然能够对风轮的旋转提供扭矩，而现有的变径式垂直轴风力发电装置无此类设计。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种变径式垂直轴风力发电装置，本专利技术所要解决的技术问题是如何减小自启动风力要求。
[0005]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种变径式垂直轴风力发电装置，其特征在于，包括安装座、风轮主轴和若干风轮叶片，所述风轮叶片与风轮主轴之间通过若干联动机构相连，所述联动机构包括摆臂、齿轮座、太阳轮、若干与风轮叶片一一对应的行星轮，各行星轮之间的相位角与各风轮叶片之间的相位角对应，所述行星轮转动连接在齿轮座上，所述齿轮座转动连接在风轮主轴上，所述风轮主轴与太阳轮之间通过一扭簧相连，所述太阳轮同时与各行星轮啮合，所述摆臂的一端与风轮叶片固定相连，所述摆臂的另一端与对应的行星轮固定相连。
[0006]进一步的，纵向同一直线上的各行星轮之间通过一连杆相互固定；所述连杆转动连接在安装座上。
[0007]进一步的，所述联动机构有两个，两个联动机构的摆臂分别连接在对应风轮叶片的上下两端。
[0008]扭簧的存在，在无风力作用的情况下，摆臂通过风轮主轴的径线，在较小风力作用下，风轮叶片摆动而主轴不足以转动，此时，扭簧蓄能，摆臂倾斜，风轮叶片与风轮主轴之间的间距减小，实现缩径，此状态下，风力发电装置自启动阻力相比初始状态下要小，且存在扭簧的恢复力作用，风轮叶片受风作用下具有继续缩小半径的趋势，使风轮主轴更容易转动，从而实现小风力自启动，当风轮旋叶片旋转至于风轮主轴旋转同步时，且随着风轮主轴转速的增大，离心力作用下，风轮叶片恢复至初始状态，即大直径状态，实现风能的最大利用。
[0009]除上述优势之外，由于风轮叶片在摆臂倾斜的情况下实现缩径，而非传统的平直
缩径，使风轮叶片除了向风轮主轴方向移动外，还存在小幅度倾斜，使其迎风角增大，风阻和有效受风面均减小，气流阻碍减小，风轮叶片内侧面作为受风面时的气流强度被削弱并不明显，从而提高了小风力环境下的风能利用率。
附图说明
[0010]图1是本风力发电装置的立体结构示意图。
[0011]图2是齿轮座的截面图。
[0012]图3是最大外径状态下风轮叶片的位置示意图。
[0013]图4是风轮叶片外径初步收缩后的结构示意图。
[0014]图5是风轮叶片最小外径状态下的结构示意图。
[0015]图中，1、安装座；2、风轮主轴；3、风轮叶片；4、摆臂；5、齿轮座；6、太阳轮；7、行星轮；8、扭簧；9、连杆。
具体实施方式
[0016]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0017]如图1
‑
图5所示，变径式垂直轴风力发电装置包括安装座1、风轮主轴2和若干风轮叶片3，风轮叶片3与风轮主轴2之间通过若干联动机构相连，联动机构包括摆臂4、齿轮座5、太阳轮6、若干与风轮叶片3一一对应的行星轮7，各行星轮7之间的相位角与各风轮叶片3之间的相位角对应，行星轮7转动连接在齿轮座5上，齿轮座5转动连接在风轮主轴2上，风轮主轴2与太阳轮6之间通过一扭簧8相连，太阳轮6同时与各行星轮7啮合，摆臂4的一端与风轮叶片3固定相连，摆臂4的另一端与对应的行星轮7固定相连。
[0018]纵向同一直线上的各行星轮7之间通过一连杆9相互固定；连杆9转动连接在安装座1上。联动机构有两个，两个联动机构的摆臂4分别连接在对应风轮叶片3的上下两端。
[0019]扭簧8的存在，在无风力作用的情况下，摆臂4通过风轮主轴2的径线，在较小风力作用下，风轮叶片3摆动而主轴不足以转动，此时，扭簧8蓄能，摆臂4倾斜，风轮叶片3与风轮主轴2之间的间距减小，实现缩径，此状态下，风力发电装置自启动阻力相比初始状态下要小，且存在扭簧8的恢复力作用，风轮叶片3受风作用下具有继续缩小半径的趋势，使风轮主轴2更容易转动，从而实现小风力自启动，当风轮旋叶片旋转至于风轮主轴2旋转同步时，且随着风轮主轴2转速的增大，离心力作用下，风轮叶片3恢复至初始状态，即大直径状态，实现风能的最大利用。
[0020]除上述优势之外，由于风轮叶片3在摆臂4倾斜的情况下实现缩径，而非传统的平直缩径，使风轮叶片3除了向风轮主轴2方向移动外，还存在小幅度倾斜，使其迎风角增大，风阻和有效受风面均减小，气流阻碍减小，风轮叶片3内侧面作为受风面时的气流强度被削弱并不明显，从而提高了小风力环境下的风能利用率。
[0021]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本专利技术精神作举例说明。本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本专利技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变径式垂直轴风力发电装置，其特征在于，包括安装座(1)、风轮主轴(2)和若干风轮叶片(3)，所述风轮叶片(3)与风轮主轴(2)之间通过若干联动机构相连，所述联动机构包括摆臂(4)、齿轮座(5)、太阳轮(6)、若干与风轮叶片(3)一一对应的行星轮(7)，各行星轮(7)之间的相位角与各风轮叶片(3)之间的相位角对应，所述行星轮(7)转动连接在齿轮座(5)上，所述齿轮座(5)转动连接在风轮主轴(2)上，所述风轮主轴(2)与太阳轮(6)之间通过一扭簧(8)相连，...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄金花，周国鹏，冯骥，徐碧玉，肖尧，丁官元，罗贤，刘梦龄，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：
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