垂直轴风力发电机桨叶的回转半径调节机构及垂直轴风力发电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102606401A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102606401A(43)申请公布日2012.07.25(21)申请号201210076415.8F03D9/00(2006.01)(22)申请日2012.03.21(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人李奇敏罗洋(74)专利代理机构重庆市前沿专利事务所50211代理人郭云(51)Int.Cl.F03D7/06(2006.01)F03D3/06(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书77页页附图附图77页(54)发明名称垂直轴风力发电机桨叶的回转半径调节机构及垂直轴风力发电机(57)摘要本发明公开一种垂直轴风力发电机桨叶的回转半径调节机构，桨叶分布在同一圆周上，还包括动力组件和执行组件其中动力组件由动力组件和竖直管组件构成，且竖直管组件的上、下端对称设有风机轮毂外壳；动力组件设于竖直管组件内，该动力组件中的动力装置能够带动两根竖直输出轴转动，竖直输出轴分居在动力装置的上、下方，两根竖直输出轴远离动力装置的一端伸到对应的风机轮毂外壳内，在两伸入端均套装有主动锥齿轮；在两个风机轮毂外壳上对称设有执行组件，该执行组件呈水平布置。本发明可根据需要调节桨叶的回转半径，有利于提高垂直轴风力发电机发电功率的稳定性、高负载下的安全性、不同风速情况的适应性以及扩大对风速的利用范围，很好地克服了传统结构不能调节桨叶回转半径的缺陷。其结构简单、制作方便，具有良好的技术和经济价值，适于在垂直轴风力发电机领域大规模推广运用。CN10264ACN102606401A权利要求书1/2页1.一种垂直轴风力发电机桨叶的回转半径调节机构，包括竖直设置的桨叶(1)，多片该桨叶分布在同一圆周上，且各桨叶(1)的上、下部均分别套装有一个叶片箍(2)，其特征在于：在所述桨叶(1)所在圆的内侧设置动力组件、竖直管组件、执行组件、风机轮毂外壳(3)和主动锥齿轮(4)，其中风机轮毂外壳(3)对称设在所述竖直管组件的上、下端，在竖直管组件内设置所述动力组件，该动力组件包括动力装置(5)和竖直输出轴(6)，其中竖直输出轴(6)对称设在动力装置(5)的上、下方，并在动力装置(5)的带动下绕各自的轴心线转动，且两根竖直输出轴(6)远离动力装置的一端伸到对应的风机轮毂外壳(3)内，并在两伸入端均套装有所述主动锥齿轮(4)；在两个风机轮毂外壳(3)上均水平设有所述执行组件，该执行组件的位置与所述叶片箍(2)一一对应；所述执行组件包括丝杆(7)、从动锥齿轮(8)和导管(9)，其中丝杆(7)通过轴承支撑于对应的所述风机轮毂外壳(3)上，且丝杆(7)的内端伸到风机轮毂外壳内，并在该伸入端套装所述从动锥齿轮(8)，该从动锥齿轮与所述主动锥齿轮(4)相啮合；所述导管(9)通过螺纹副套装于丝杆(7)的外部，该导管的外端与对应的所述叶片箍(2)固定连接，在所述动力装置(5)的带动下，各桨叶(1)可同步向外扩张或者朝内收拢，从而同步调节各个桨叶(1)的回转半径。2.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机桨叶的回转半径调节机构，其特征在于：所述动力组件由动力装置(5)、竖直输出轴(6)、减速器(10)和联轴器(11)构成，其中动力装置(5)为双轴电机，该双轴电机的两个输出端分别通过所述减速器(10)和联轴器(11)与对应的竖直输出轴(6)相连。3.根据权利要求1或2所述的垂直轴风力发电机桨叶的回转半径调节机构，其特征在于：所述竖直管组件由安装管(12)和竖直管(13)构成，其中安装管(12)连接于两根竖直管(13)之间，三者的管心线在同一条直线上；所述动力装置(5)固设在安装管(12)内，两根所述竖直输出轴(6)则通过轴承支撑在对应的竖直管(13)内。4.根据权利要求3所述的垂直轴风力发电机桨叶的回转半径调节机构，其特征在于：所述执行组件还包括水平支撑管(14)，该水平支撑管的内端固定于所述风机轮毂外壳(3)上，且水平支撑管(14)套装于所述导管(9)外，这两根管滑动配合。5.根据权利要求4所述的垂直轴风力发电机桨叶的回转半径调节机构，其特征在于：所述导管(9)和水平支撑管(14)的横截面均为椭圆形。6.根据权利要求5所述的垂直轴风力发电机桨叶的回转半径调节机构，其特征在于：所述叶片(1)的数目为4片，各叶片(1)均匀分布在同一圆周上。7.一种垂直式风力发电机，包括发电机，其特征在于：包括权利要求1所述的垂直轴风力发电机桨叶的回转半径调节机构、风速传感器、位移传感器、功率控制器和变半径控制器，其中所述风速传感器用于检测实际风速，将该实际风速与额定风速、切出风速进行比较并在实际风速≤额定风速时发送第二控制信号给功率控制器；所述位移传感器用于检测