一种风叶可变式垂直轴风力发电装置的制作方法

本发明属于风力发电机技术领域，特别是涉及一种风叶可变式垂直轴风力发电装置。

背景技术：

风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流的方向。由于垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。

在现有技术中，海上或陆地上垂直轴发电装置遇到的最大问题是当遇到强风时，风速过大，风叶迎风面积及受力大，导致发电机失速,使得发电机输出功率过大，严重时导致电机超过额定发电功率而损坏发电机组。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种在强风条件下，风叶可自动变形沿发电轴自动收拢的风力发电装置，可有效避免强风导致的发电机损坏的现象。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是提供了一种风叶可变式垂直轴风力发电装置，包括底座、主轴、风叶、发电机、风速检测装置，所述主轴固定连接于底座上，所述底座内设有发电机，所述主轴内部设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆高于所述主轴且可沿主轴方向进行直线往复运动，所述风叶至少有两组沿主轴对称的风叶单元，所述每组风叶包括上叶片和下叶片，所述上叶片和下叶片之间为可转动的连接，所述下叶片固定设于主轴上，所述上叶片固定于伸缩轴上。

所述下叶片上设有连接部，所述连接部上设有上轴孔，所述连接孔内设有转轴，所述上叶片上设有凸块，所述凸块上设有下轴孔，所述上叶片和下叶片绕转轴呈可转动连接。通过此方案，上叶片和下叶片可以进行转动，当电动伸缩杆沿主轴移动时，上叶片跟随电动伸缩杆进行移动，同时通过转轴带动下叶片进行移动，使风叶向主轴和伸缩轴靠拢。

所述风叶为两组、四组、六组或者八组。所述每两组风叶沿主轴轴线对称。

所述上叶片和下叶片的形状为直叶片。

所述电动伸缩杆包括驱动电机、减速机、主螺母、伸缩轴、丝杆，所述驱动电机和减速机设于所述底座内，所述减速机与驱动电机连接，所述主螺母和伸缩轴固定连接且设于所述主轴内，所述丝杆设于主螺母和伸缩轴的内部且与主螺母螺纹配合，所述丝杆与减速机传动连接。所述丝杆在减速机的带动下在主轴内转动时，主螺母及伸缩轴相对于主轴做直线运动。采用减速机为空心轴的蜗轮蜗杆减速机或锥齿轮减速机，与伸缩轴为螺纹副传动连接。

所述主轴与伸缩轴之间设为密闭结构。所述密闭结构包括外导向套、内导向套、密封圈，所述外导向套设于伸缩轴与主轴之间，所述内导向套设于丝杆与伸缩轴之间，所述密封圈设于外导向套的上端。

所述风速检测装置设于所述伸缩轴或者主轴上。当风速超过设定数值，可自动启动驱动电机开关，控制伸缩轴向上移动，带动风叶向主轴收拢。

所述主轴上设有驱动电机开关和信号接收器。当风速达到正常值时，可通过驱动电机开关对驱动电机进行启动，控制伸缩轴向下移动，将风叶打开；还可通过遥控开关控制信号接收器，对驱动电机进行启动。

与现有技术相比，本发明具有以下的优点：

1.当检测到外界风速大于一定值（会损害发电机组的临界风速）时，电动机通过伸缩轴将两侧风叶沿主轴收缩起来，使风叶各边都跟主轴收在近似重合的一条线上，防止因强风导致发电机损坏；待暴风过去后，再通过驱动电机开关或者遥控开关，控制电动机，将该风叶展开恢复原状；

2.电动伸缩杆与主轴配合密切，在减速机的带动下可以使伸缩轴沿主轴方向做直线运动，操作稳定；

3.伸缩轴与主轴之间设有密闭结构，防止发电装置暴露于野外等恶劣的环境中造成发电装置伸缩轴损坏，延长发电装置的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明风叶合拢状态结构示意图；

图3是本发明上叶片和下叶片连接示意图；

图4是本发明电动伸缩杆内部结构示意图。

具体实施方式

下面通过结合附图的形式来对本发明的具体实施方式来做进一步的详细的说明，但以下实施例仅列举的是较优选的实施例，其仅起到解释说明的作用来帮助理解本发明，并不能理解为是对本发明的限定。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1：如图1所示，一种风叶可变式垂直轴风力发电装置，包括底座1、主轴2、风叶3、发电机4、风速检测装置，所述主轴2固定连接于底座1上，所述底座1内设有发电机4，所述主轴2内部设有电动伸缩杆5，所述电动伸缩杆5高于所述主轴2且可沿主轴2方向进行直线往复运动，所述风叶3有两组沿主轴对称的风叶单元，所述每组风叶包括上叶片31和下叶片32，所述上叶片31和下叶片32之间为可转动的连接，所述下叶片32固定设于主轴2上，所述上叶片31固定于电动伸缩杆5上。

如图3所示，所述下叶片32上设有连接部33，所述连接部33上设有下轴孔，所述下轴孔内设有转轴34，所述上叶片31上设有凸块35，所述凸块35上设有上轴孔，所述上叶片31和下叶片32绕转轴34呈可转动连接。通过此方案，上叶片和下叶片可以进行转动，当电动伸缩杆沿主轴移动时，上叶片跟随电动伸缩杆进行移动，同时通过转轴带动下叶片进行移动，使风叶向主轴和伸缩轴靠拢。

所述上叶片31和下叶片32的形状为直叶片。在正常发电状态下，所述上叶片和下叶片夹角为70-120度。

如图4所示，所述电动伸缩杆5包括驱动电机51、减速机52、主螺母53、伸缩轴54、丝杆55，所述驱动电机51和减速机52设于所述底座1内，所述减速机52与驱动电机51连接，所述主螺母53和伸缩轴54固定连接且设于所述主轴2内，所述丝杆55设于主螺母53和伸缩轴54的内部且与主螺母53螺纹配合，所述丝杆55与减速机52传动连接。所述丝杆55在减速机52的带动下在主轴2内转动时，主螺母及伸缩轴相对于主轴做直线运动。采用减速机为空心轴的蜗轮蜗杆减速机，与伸缩轴为螺纹副传动连接。

所述丝杆55内部设有驱动轴，风叶通过驱动轴驱动发电机发电。

所述风速检测装置设于所述伸缩轴54或者主轴2上。如图2所示，当风速超过设定数值（会损坏发电机组的临界风速），可自动启动驱动电机开关，控制伸缩轴向上移动，带动风叶向主轴收拢。

所述主轴2上设有驱动电机开关和信号接收器。当风速达到正常值时，可通过驱动电机开关对驱动电机进行启动，控制伸缩轴54向下移动，将风叶展开恢复发电状态；还可通过遥控开关控制信号接收器，对驱动电机进行启动。

实施例2：其他与实施例1相同，不同的是所述风叶为六组。每两组风叶沿主轴轴线对称。

实施例3：其他与实施例1相同，不同的是所述主轴与伸缩轴之间设为密闭结构。所述密闭结构包括外导向套6、内导向套7、密封圈8，所述外导向套6设于伸缩轴54与主轴2之间，所述内导向套7设于丝杆55与伸缩轴54之间，所述密封圈8设于外导向套6的上端。所述外导向套和内导向套起到了导向作用，可以防止主轴、伸缩轴以及丝杆之间的磨损，还具有吸收震动性能，具有好的耐磨性能。密封圈的设置可以避免尘土、污泥的进入，具有良好的密封性，保障伸缩轴与主轴性能的稳定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，对其进行简单的组合变化都列为本发明的保护之内。