專利名稱：可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種發(fā)電領(lǐng)域的風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
垂直軸風(fēng)車很早被應(yīng)用到人類的生活中，它是中國最早期利用風(fēng)能的一種形式。但是，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)比水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的出現(xiàn)要晚一些。由于人們普遍認(rèn)為垂直軸的風(fēng)能利用率低于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，因而導(dǎo)致垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期得不到人們的重視。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人類認(rèn)識(shí)水平的不斷提高，越來越多的組織機(jī)構(gòu)和個(gè)人開始研究垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，并取得了很大的發(fā)展?，F(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片翼型是對(duì)稱的，葉片的軸線和回轉(zhuǎn)中心的軸線平行，這些葉片一般被固定在繞主軸旋轉(zhuǎn)的圓周上，葉片和主軸是通過輪輻連接。當(dāng)風(fēng)吹過這些具有一定翼型的葉片時(shí)，就產(chǎn)生了繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，使整個(gè)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)有垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的掃掠面積是不可調(diào)節(jié)的，很難適應(yīng)于較寬的風(fēng)速范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供通過增加葉片的展開和收攏機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自由伸展的可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是包括發(fā)電機(jī)、控制電機(jī)、螺母、主軸、以及安裝在主軸上的制動(dòng)裝置、傳動(dòng)絲杠、葉片，傳動(dòng)絲杠連接控制電機(jī)，螺母安裝在傳動(dòng)絲杠上，葉片通過輪輻安裝在主軸上且通過支撐筋板連接螺母，螺母在傳動(dòng)絲杠上上下移動(dòng)時(shí)，葉片通過輪輻和支撐筋板展開和收攏。本發(fā)明還可以包括I、所述的傳動(dòng)絲杠有兩個(gè)，兩個(gè)傳動(dòng)絲杠圍繞主軸對(duì)稱布置，用齒形帶將兩個(gè)傳動(dòng)絲杠端部的齒輪連接起來，其中一個(gè)傳動(dòng)絲杠連接控制電機(jī)。2、所述的傳動(dòng)絲杠有四個(gè)，四個(gè)傳動(dòng)絲杠圍繞主軸對(duì)稱布置，用齒形帶將四個(gè)傳動(dòng)絲杠端部的齒輪連接起來，其中一個(gè)傳動(dòng)絲杠連接控制電機(jī)。3、還包括兩個(gè)軸承，第一軸承固定在主軸上傳動(dòng)絲杠與主軸的連接處，第二軸承固定在螺母上并隨螺母一起做上下直線運(yùn)動(dòng)。4、所述的葉片至少為三個(gè)。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于本發(fā)明克服了現(xiàn)有風(fēng)機(jī)葉片掃略面積不可調(diào)的問題，通過調(diào)整葉片的掃略面積，使所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)適應(yīng)的風(fēng)速范圍加寬，增加垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。


圖I為本發(fā)明的葉片展開的示意圖2為本發(fā)明的葉片展開的俯視圖；圖3為本發(fā)明的葉片收縮的示意圖；圖4為本發(fā)明的A-A向的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述結(jié)合圖I 4，可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)是由發(fā)電機(jī)10、制動(dòng)裝置9、主軸6、葉片I和輪輻2等主要部件組成，其特點(diǎn)在于具有一定對(duì)稱翼型的葉片I與主軸6平行且繞其均勻分布，輪輻2、主軸6和葉片I采用鉸鏈連接。葉片I在展開過程中，制動(dòng)裝置9將主軸6抱死，風(fēng)輪、主軸6和發(fā)電機(jī)10停止旋轉(zhuǎn)?？刂齐姍C(jī)8帶動(dòng)傳動(dòng)絲杠5正向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母4向上做直線運(yùn)動(dòng)。支撐筋板3帶動(dòng)葉片I向外展開。葉片I、輪輻2和支撐筋3板圍繞主軸6均勻分布，當(dāng)葉片I伸展到指定位置時(shí)，控制電機(jī)8停止轉(zhuǎn)動(dòng)。制動(dòng)裝置9打開，風(fēng)輪帶動(dòng)主軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)10在額定風(fēng)速中工作。當(dāng)環(huán)境風(fēng)速低于額定風(fēng)速的極限值時(shí)，使控制電機(jī)8帶動(dòng)傳動(dòng)絲杠5繼續(xù)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母4繼續(xù)向上做直線運(yùn)動(dòng)。通過增大所述的可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片I的掃掠面積，來實(shí)現(xiàn)葉輪對(duì)風(fēng)能的最大捕獲。當(dāng)環(huán)境風(fēng)速高于額定風(fēng)速的極限值時(shí)，使控制電機(jī)8帶動(dòng)傳動(dòng)絲杠5反向轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母4向下做直線運(yùn)動(dòng)。通過減小所述的可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片I的掃掠面積，將功率穩(wěn)定在額定功率附近。在整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作過程中，控制電機(jī)8可以控制旋轉(zhuǎn)螺母4停留在主軸6上的任意位置。在I、II兩個(gè)位置增加兩個(gè)軸承，軸承I內(nèi)圈固定在主軸6上，軸承II的內(nèi)圈固定在螺母4上，與螺母4 一起做上下的直線運(yùn)動(dòng)，具體位置見圖I。這兩個(gè)軸承將主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)分離。即當(dāng)葉片I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，控制電機(jī)8可以控制葉片I的伸展和收攏，而不需要停止葉片I轉(zhuǎn)動(dòng)。控制機(jī)構(gòu)有兩套傳到絲杠5和螺母4，用齒形帶12連接兩個(gè)傳動(dòng)絲杠5端部的齒輪11，控制機(jī)構(gòu)可以通過這種方式保證兩個(gè)傳動(dòng)絲杠5同向、同速、同步轉(zhuǎn)動(dòng)，見圖4。
在實(shí)施中，發(fā)電機(jī)設(shè)置在可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸6下面。通過聯(lián)軸器使其與主軸6相連接。為了達(dá)到最佳的空氣動(dòng)力學(xué)效果，小功率的可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以相應(yīng)的把輪輻2、支撐筋板3、葉片I等相關(guān)部件尺寸縮小一些，但是對(duì)于大功率的可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可以把相應(yīng)的輪輻2、支撐筋板3和葉片I等相關(guān)的部件尺寸加大，同時(shí)葉片I的數(shù)量也需要增多。
權(quán)利要求
1.可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是包括發(fā)電機(jī)、控制電機(jī)、螺母、主軸、以及安裝在主軸上的制動(dòng)裝置、傳動(dòng)絲杠、葉片，傳動(dòng)絲杠連接控制電機(jī)，螺母安裝在傳動(dòng)絲杠上，葉片通過輪輻安裝在主軸上且通過支撐筋板連接螺母，螺母在傳動(dòng)絲杠上上下移動(dòng)時(shí)，葉片通過輪輻和支撐筋板展開和收攏。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是所述的傳動(dòng)絲杠有兩個(gè)，兩個(gè)傳動(dòng)絲杠圍繞主軸對(duì)稱布置，用齒形帶將兩個(gè)傳動(dòng)絲杠端部的齒輪連接起來，其中一個(gè)傳動(dòng)絲杠連接控制電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是所述的傳動(dòng)絲杠有四個(gè)，四個(gè)傳動(dòng)絲杠圍繞主軸對(duì)稱布置，用齒形帶將四個(gè)傳動(dòng)絲杠端部的齒輪連接起來，其中一個(gè)傳動(dòng)絲杠連接控制電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是還包括兩個(gè)軸承，第一軸承固定在主軸上傳動(dòng)絲杠與主軸的連接處，第二軸承固定在螺母上并隨螺母一起做上下直線運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是所述的葉片至少為三個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4任一所述的可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是所述的葉片至少為三個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供可伸展式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括發(fā)電機(jī)、控制電機(jī)、螺母、主軸、以及安裝在主軸上的制動(dòng)裝置、傳動(dòng)絲杠、葉片，傳動(dòng)絲杠連接控制電機(jī)，螺母安裝在傳動(dòng)絲杠上，葉片通過輪輻安裝在主軸上且通過支撐筋板連接螺母，螺母在傳動(dòng)絲杠上上下移動(dòng)時(shí)，葉片通過輪輻和支撐筋板展開和收攏。本發(fā)明克服了現(xiàn)有風(fēng)機(jī)葉片掃略面積不可調(diào)的問題，通過調(diào)整葉片的掃略面積，使所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)適應(yīng)的風(fēng)速范圍加寬，增加垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。
文檔編號(hào)F03D3/06GK102619692SQ20121008143
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者孔凡凱, 張?chǎng)? 朱永偉, 李文龍, 李熠, 鄭大勇 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)