CN209781127U - 一种用于发电的风力源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体公开了一种用于发电的风力源装置，包括与发电机传动连接的竖轴，在竖轴的顶部绕周向均布多个风叶转动单元，所述风叶转动单元沿轴向不同高度均匀布置，所述风叶转动单元包括与竖轴垂直连接的连接杆，所述连接杆上连接有风叶组件，在连接杆正下方的竖轴上设有与连接杆相平行的限位轴，所述限位轴用于限定风叶组件受力后保持竖直方向。本装置结构简单，且安装方便快捷，风叶更换方便；限位轴的设置能使风叶在受力发生旋转后保持竖直，即保持受力面积最大，能提供更多的动能。与发电机转轴可通过齿轮传动连接，能将风能最大化且快速地转换为电能。

Description

一种用于发电的风力源装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体公开了一种用于发电的风力源装置。

背景技术

现有风力发电技术中，存在横轴发电机的螺旋桨与风接触面积小，而竖轴发电机如：H型或S型竖轴发电机竖轴两边的迎风面间的压差小，因此效率较低。众所周知，风力发电机的效率与风速的立方和风叶面积成正比。

公告号为CN200920073134.0的实用新型专利公开了竖轴式风力发电装置，竖轴式风力发电装置，包括风力叶轮、发电机、支架，所述风力叶轮位于所述支架上方，风力叶轮与所述发电机传动连接，所述风力叶轮包括一竖直设置的转轴，围绕所述转轴设有至少两片用于推动所述转轴转动的风力叶片；所述风力叶片包括一叶片框架，所述叶片框架上装有对逆向通过的气流进行阻碍的单向风力阀。本实用新型具有发电效率高、体积小、成本低、使用寿命长等优点。

公告号为CN201620592823.2的实用新型专利公开了一种竖轴式风力发电机的风叶调节组件，包括带有上、下横梁的风叶，还包括长轴及转动结构，在风叶上、下横梁的1/3处均固定连接有带有安装孔的支撑固定板，长轴通过支撑固定板的安装孔与风叶连接，长轴的两端分别经转动结构固定在支架的上、下悬臂梁处，长轴带动风叶绕转动结构旋转；叶片的上横梁与上支架的上悬臂梁的端面接触，叶片的下横梁与下支架的下悬臂梁的端面接触，限制风叶在逆时针方向的转动。

该竖轴式风力发电机的风叶调节组件，在风叶上、下横梁的1/3处均固定连接有带有安装孔的支撑固定板，长轴通过支撑固定板的安装孔与风叶连接，长轴带动风叶绕转动结构旋转；该结构简单、高效，解决了叶片调节问题，提高对风能的利用率。

公开的技术方案中的装置安装不便，且叶片自重较大，影响动能转化率。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种用于发电的风力源装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种用于发电的风力源装置，包括与发电机传动连接的竖轴，在竖轴的顶部绕周向均布多个风叶转动单元，所述风叶转动单元沿轴向不同高度均匀布置，所述风叶转动单元包括与竖轴垂直连接的连接杆，所述连接杆上连接有风叶组件，在连接杆正下方的竖轴上设有与连接杆相平行的限位轴，所述限位轴用于限定风叶组件受力后保持竖直方向。

优选的，在竖轴的顶部绕周向设置有互相垂直的两组风叶转动单元，每组风叶转动单元沿轴向不同高度布置，每组风叶转动单元包括中心处与竖轴转动连接的第一连接杆，在第一连接杆的两端处分别可拆卸固定连接有第一风叶组件，所述第一风叶组件包括与第一连接杆可拆卸固定连接的横杆及与横杆固定连接的风叶，第一连接杆两端的风叶互相垂直设置，且两个风叶分别位于限位轴的两侧。

优选的，所述风叶采用硬材料制作，所述限位轴对风叶进行阻挡以用于限定风叶受力后保持竖直方向。

优选的，在横杆靠近竖轴一侧设有与风叶相平行的第一阻挡杆，所述限位轴对第一阻挡竖杆进行阻挡以用于限定风叶受力后保持竖直方向。

优选的，在竖轴的顶部绕周向均布三组风叶转动单元，所述风叶转动单元沿轴向不同高度均匀布置，所述风叶转动单元包括第二连接杆，所述第二连接杆一端与竖轴固定连接，第二连接杆上设有第二风叶组件，所述第二风叶组件包括风叶及固定连接于风叶上部的套管，所述套管转动套设在第二连接杆上，在第二连接杆的末端设有用于防止第二风叶组件脱落插销。

优选的，在竖轴的顶部绕周向均布三组风叶转动单元，所述风叶转动单元沿轴向不同高度均匀布置，所述风叶转动单元包括第三连接杆，所述第三连接杆一端与竖轴转动连接，第三连接杆的自由端上可拆卸固定连接有第三风叶组件，所述第三风叶组件包括与第三连接杆可拆卸固定连接的横杆及与横杆固定连接的风叶。

优选的，所述风叶采用硬材料制作，所述限位轴对风叶进行阻挡以用于限定风叶受力后保持竖直方向。

优选的，在横杆靠近竖轴一侧设有与风叶相平行的第三阻挡杆，所述限位轴对第三阻挡杆进行阻挡以用于限定风叶受力后保持竖直方向。

优选的，在风叶上固定连接有用于加固叶片的龙骨架。

优选的，所述横杆设于风叶上部。

本实用新型的有益效果是：本装置结构简单，且安装方便快捷，风叶更换方便；将横杆设于风叶的上部，及将风叶的固定支点设于上部，当风力较小或者无风时，风叶能保持竖直的初始状态，能避免风叶发生乱转的情况；限位轴的设置能使风叶在受力发生旋转后保持竖直，即保持受力面积最大，能提供更多的动能。与发电机转轴可通过齿轮传动连接，能将风能最大化且快速地转换为电能。

附图说明

图1是实施例1的立体结构示意图一；

图2是图1中风叶转动单元的结构详图；

图3是实施例1的立体结构示意图二；

图4是图3中风叶转动单元的结构详图；

图5是实施例2的立体结构示意图一；

图6是图5中风叶转动单元的结构详图；

图7是实施例3的立体结构示意图一；

图8是实施例3的立体结构示意图二；

图9是图8中风叶转动单元的结构详图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

实施例1：如图1至图4所示，一种用于发电的风力源装置，包括与发电机通过齿轮传动连接的竖轴1，在竖轴1的顶部绕周向设置有互相垂直的两组风叶转动单元3，每组风叶转动单元3沿轴向不同高度布置，每组风叶转动单元3包括中心处与竖轴1转动连接的第一连接杆，在第一连接杆32的两端处分别可拆卸固定连接有第一风叶组件31，在第一连接杆32正下方的竖轴1上设有与第一连接杆32相平行的限位轴2，所述限位轴2用于限定第一风叶组件31受力后保持竖直方向。

所述第一风叶组件31包括与第一连接杆32可拆卸固定连接的横杆311及与横杆311固定连接的风叶313，所述横杆311设于风叶313上部，使风叶在较小风力的作用下或者无风时保持竖直的初始状态，在受力后从初始状态开始旋转，不发生乱转情况。第一连接杆32两端的风叶313互相垂直设置，且两个风叶313分别位于限位轴2的两侧，当每组风叶转动单元3在发生顺时针或者逆时针旋转后，所述限位轴2都能阻挡其中一个第一风叶组件31，于此同时另一个第一风叶组件31保持与风力方向平行，这组风叶转动单元3两侧的压力差最大。

进一步的，如图3和图4所示，所述风叶313采用硬材料制作，所述限位轴2对风叶313进行阻挡以用于限定风叶313受力后保持竖直方向，即受力面积最大，瞬时获得最大的动能。

进一步的，如图1和图2所示，在横杆311靠近竖轴1一侧设有与风叶313相平行的第一阻挡杆314，所述限位轴2对第一阻挡竖杆314进行阻挡以用于限定风叶313受力后保持竖直方向。

在风叶313上固定连接有龙骨架312，当叶片313采用硬质材料时，所述龙骨架312用于加固风叶，使限位轴2能有效的阻挡叶片313垂直后再发生翻转；当叶片313采用柔性材料（如蒙皮）时，适用于风力级别较高的工作环境，避免风力较大时会将风叶吹断发生损坏，所述龙骨架312可以增加风叶313的受力面积，起到支撑叶片的作用。

在风力的作用下整个装置按照顺时针或者逆时针旋转时，每组风叶转动单元3中的一个风叶313在风力的作用下带动第一连接杆32发生转动，所述第一连接杆32的另一端的风叶313也会随之发生转动，当其中一端的风叶313与风向垂直时，风叶313下部被限位轴2限制发生转动并保持竖直，此时所述风叶313的受力面积最大，受到的压力最大；与此同时另一端的风叶313与风向平行，受力面积最小。此时这组风叶转动单元3两侧的风叶313间的压力差最大，能瞬时获得最高的的转速，从而带动竖轴发电机转动，将风能最大化的转化为电能。

实施例2：

如图5和图6所示，本实施例与实施例1不同之处在于：

在竖轴1的顶部绕周向均布三组风叶转动单元4，每组风叶转动单元4沿轴向不同高度均匀布置，每组风叶转动单元4包括第二连接杆42，所述第二连接杆42一端与竖轴1固定连接，第二连接杆42上设有第二风叶组件41，所述第二风叶组件41包括风叶411及固定连接于风叶411上部的套管412，所述套管412转动套设在第二连接杆42上，在第二连接杆42的末端设有用于防止第二风叶组件41脱落插销421。

当风叶411旋转至竖直方向后，限位轴2起到阻挡风叶411继续转动，使风叶411保持竖直，风叶的受力面积最大能获得最大的动能。

实施例3：

如图7至图9所示，本实施例与实施例2不同之处在于：

所述风叶转动单元5包括第三连接杆52，所述第三连接杆52一端与竖轴1转动连接，第三连接杆52的自由端上可拆卸固定连接有第三风叶组件51，所述第三风叶组件51包括与第三连接杆52可拆卸固定连接的横杆511及与横杆511固定连接的风叶513。

如图7所示，所述风叶513采用硬材料制作，所述限位轴2对风叶进行阻挡以用于限定风叶受力后保持竖直方向。当风叶513旋转至限位轴2处后，被限位轴2限制转动，保持受力面积最大，瞬时获得最大的动能。

如图8和图9所示，在横杆511靠近竖轴1一侧设有与风叶513相平行的第三阻挡杆514，所述限位轴2对第三阻挡杆514进行阻挡以用于限定风叶513受力后保持竖直方向，适用于风力级别较高的工作环境，避免风力较大时会将风叶吹断发生损坏。

上述三个实施例中的风叶上还可加设太阳能板，在晴天无风的情况下也能持续发电，本实用新型不仅适用于边防哨卡、农牧区或者僻远地区的基站进行风力发电，还能在海岛等地适用于潮汐发电。

上述实施例中的风叶形状可设为矩形或者下部较长的菱形。

本装置结构简单，且安装方便快捷，风叶更换方便；将横杆设于风叶的上部，及将风叶的固定支点设于上部，当风力较小或者无风时，风叶能保持竖直的初始状态，能避免风叶发生乱转的情况；限位轴的设置能使风叶在受力发生旋转后保持竖直，即保持受力面积最大，能提供更多的动能。与发电机转轴可通过齿轮传动连接，能将风能最大化且快速地转换为电能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“中心”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，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

Claims (10)

1.一种用于发电的风力源装置，包括与发电机传动连接的竖轴，在竖轴的顶部绕周向均布多个风叶转动单元，其特征在于，所述风叶转动单元沿轴向不同高度均匀布置，所述风叶转动单元包括与竖轴垂直连接的连接杆，所述连接杆上连接有风叶组件，在连接杆正下方的竖轴上设有与连接杆相平行的限位轴，所述限位轴用于限定风叶组件受力后保持竖直方向。

2.根据权利要求1所述的用于发电的风力源装置，其特征在于，在竖轴的顶部绕周向设置有互相垂直的两组风叶转动单元，每组风叶转动单元沿轴向不同高度布置，每组风叶转动单元包括中心处与竖轴转动连接的第一连接杆，在第一连接杆的两端处分别可拆卸固定连接有第一风叶组件，所述第一风叶组件包括与第一连接杆可拆卸固定连接的横杆及与横杆固定连接的风叶，第一连接杆两端的风叶互相垂直设置，且两个风叶分别位于限位轴的两侧。

3.根据权利要求2所述的用于发电的风力源装置，其特征在于，所述风叶采用硬材料制作，所述限位轴对风叶进行阻挡以用于限定风叶受力后保持竖直方向。

4.根据权利要求2所述的用于发电的风力源装置，其特征在于，在横杆靠近竖轴一侧设有与风叶相平行的第一阻挡杆，所述限位轴对第一阻挡竖杆进行阻挡以用于限定风叶受力后保持竖直方向。

5.根据权利要求1所述的用于发电的风力源装置，其特征在于，在竖轴的顶部绕周向均布三组风叶转动单元，所述风叶转动单元沿轴向不同高度均匀布置，所述风叶转动单元包括第二连接杆，所述第二连接杆一端与竖轴固定连接，第二连接杆上设有第二风叶组件，所述第二风叶组件包括风叶及固定连接于风叶上部的套管，所述套管转动套设在第二连接杆上，在第二连接杆的末端设有用于防止第二风叶组件脱落插销。

6.根据权利要求1所述的用于发电的风力源装置，其特征在于，在竖轴的顶部绕周向均布三组风叶转动单元，所述风叶转动单元沿轴向不同高度均匀布置，所述风叶转动单元包括第三连接杆，所述第三连接杆一端与竖轴转动连接，第三连接杆的自由端上可拆卸固定连接有第三风叶组件，所述第三风叶组件包括与第三连接杆可拆卸固定连接的横杆及与横杆固定连接的风叶。

7.根据权利要求5或6所述的用于发电的风力源装置，其特征在于，所述风叶采用硬材料制作，所述限位轴对风叶进行阻挡以用于限定风叶受力后保持竖直方向。

8.根据权利要求6所述的用于发电的风力源装置，其特征在于，在横杆靠近竖轴一侧设有与风叶相平行的第三阻挡杆，所述限位轴对第三阻挡杆进行阻挡以用于限定风叶受力后保持竖直方向。

9.根据权利要求1至6任一项所述的用于发电的风力源装置，其特征在于，在风叶上固定连接有用于加固叶片的龙骨架。

10.根据权利要求2或6任一项所述的用于发电的风力源装置，其特征在于，所述横杆设于风叶上部。