CN213144655U - 一种垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构，包括叶轮转轴和风力叶片支撑架，所述风力叶片支撑架的一端与叶轮转轴连接，所述风力叶片支撑架的另一端设有风力叶片；所述风力叶片支撑架的长度方向与叶轮转轴的直径方向形成一定夹角。本实用新型的垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构，通过将风力叶片支撑架与叶轮转轴形成一定夹角偏心安装。使得风力叶片在受风时，将传统的叶轮转轴中心径向推力改为切线推力，将这部分径向推力利用到发电上，一方面提高了发电的效率，另一方面有效降低叶轮转轴故障率、提高叶轮转轴使用寿命，还可以减小叶轮转轴的直径，减轻设备重量、降低启动转矩、节约生产成本、降低安装难度。

Description

一种垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构

技术领域

本实用新型涉及风力发电机技术领域，特别是涉及一种垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构。

背景技术

传统的垂直轴的风力发电机的叶轮转轴是竖直设置的，叶轮安装在竖直设置的叶轮转轴上，叶轮的风力叶片支撑架与叶轮转轴的中心线径向重合，这种安装方式存在以下不足：风力叶片在受风时，如图3所示，叶轮转轴不仅会受到驱动叶轮转轴旋转的力，还得承受风力叶片通过风力叶片支撑架对叶轮转轴中心线的径向推力，这部分力完全被白白的浪费掉了，没有被转移利用到发电上。并且这个力矩会直接导致叶轮转轴偏向一边产生一定弯曲，这就是现有垂直轴风力发电机致命技术缺陷，即对叶轮转轴的要求非常高，叶轮转轴的直径需要做得更大，来抵抗偏向受力生产的弯矩。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构，该垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构通过风力叶片支撑架与叶轮转轴的安装结构，使得风力叶片在受风时，将传统的垂直轴结构叶轮转轴中心径向推力，使这部分力改变传递路线向叶轮转轴切线方向传递到叶轮转轴上，利用这部分径向推力，改变传递路线，改为叶轮转轴的切线推力利用到发电上，一方面提高了发电的效率，另一方面有效降低叶轮转轴故障率、提高叶轮转轴使用寿命，并且还可以减小叶轮转轴的直径，减轻设备重量、降低启动转矩、节约生产成本、降低安装难度。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构，包括叶轮转轴和风力叶片支撑架，所述风力叶片支撑架的一端与叶轮转轴连接，所述风力叶片支撑架的另一端设有风力叶片；

所述风力叶片支撑架的长度方向与叶轮转轴的直径方向形成一定夹角。

本实用新型的垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构，采用叶片推力偏心切线力结构，通过将风力叶片支撑架与叶轮转轴形成一定夹角偏心安装。使得风力叶片在受风时，将传统的垂直轴结构的叶轮转轴中心径向推力，使这部分力改变传递路线从叶轮转轴的切线方向传递到叶轮转轴上，利用这部分径向推力变路线改为切线推力利用到发电上，一方面提高了发电的效率，另一方面有效降低叶轮转轴故障率、提高叶轮转轴使用寿命，并且还可以减小叶轮转轴的直径，减轻设备重量、降低启动转矩、节约生产成本、降低安装难度。

在进一步的技术方案中，所述风力叶片支撑架包括两组，两组风力叶片支撑架的一端分别连接在风力叶片上，两组风力叶片支撑架的另一端分别连接在叶轮转轴的顶部和底部。

两组风力叶片支撑架能够对风力叶片起到更好的支撑效果，同时将风力叶片对叶轮转轴的推力分散到叶轮转轴的两端，叶轮转轴的受力更加平衡，对叶轮转轴起到进一步的保护作用。

在进一步的技术方案中，所述叶轮转轴的顶部和底部分别设置有轮毂，所述风力叶片支撑架安装在轮毂上。

风力叶片支撑架通过轮毂进行安装，安装更加方便，同时由轮毂来分别传递各个风力叶片旋转推力，进一步提高风能利用率。

在进一步的技术方案中，所述风力叶片支撑架包括附属安装杆，所述附属安装杆分别与叶轮转轴和风力叶片连接，所述附属安装杆的长度方向与叶轮转轴的直径方向形成一定夹角。

通过叶片支撑架对叶轮转轴的夹角推力有益效果在于操作简单、风能利用率高、降低设备重量、提高启动转矩、节约生产成本，有效提高发电效率。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构，采用叶片推力偏心切线力结构，通过将风力叶片支撑架与叶轮转轴形成一定夹角偏心安装。使得风力叶片在受风时，将传统的垂直轴结构的叶轮转轴中心径向推力，使这部分力改变传递路线从叶轮转轴的切线方向传递到叶轮转轴上，利用这部分径向推力变路线改为切线推力利用到发电上，一方面提高了发电的效率，另一方面有效降低叶轮转轴故障率、提高叶轮转轴使用寿命，并且还可以减小叶轮转轴的直径，减轻设备重量、降低启动转矩、节约生产成本、降低安装难度。

2、两组风力叶片支撑架能够对风力叶片起到更好的支撑效果，同时将风力叶片对叶轮转轴的推力分散到叶轮转轴的两端，叶轮转轴的受力更加平衡，对叶轮转轴起到进一步的保护作用。

3、风力叶片支撑架通过轮毂进行安装，安装更加方便，同时由轮毂来分别传递各个风力叶片旋转推力，进一步提高风能利用率。

4、通过叶片支撑架对叶轮转轴的夹角推力有益效果在于操作简单、风能利用率高、降低设备重量、提高启动转矩、节约生产成本，有效提高发电效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例的垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构的俯视图；

图3是现有的垂直轴风力发电机的叶轮转轴的受力示意图；

图4是本实用新型实施例的垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构的叶轮转轴的受力示意图。

附图标记：

10、叶轮转轴；20、轮毂；30、风力叶片支撑架；40、风力叶片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

实施例1：

一种垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构，如图1和图2所示，包括叶轮转轴10和风力叶片支撑架30，风力叶片支撑架30的一端与叶轮转轴10连接，风力叶片支撑架30的另一端设有风力叶片40；

风力叶片支撑架30的长度方向与叶轮转轴10的直径方向形成一定夹角。

本实用新型的垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构，采用叶片推力偏心切线力结构，通过将风力叶片支撑架30与叶轮转轴10形成一定夹角偏心安装。使得风力叶片40在受风时，将传统的垂直轴结构的叶轮转轴中心径向推力，使这部分力改变传递路线从叶轮转轴40的切线方向传递到叶轮转轴40上，利用这部分径向推力变路线改为切线推力利用到发电上，一方面提高了发电的效率，另一方面有效降低叶轮转轴40的故障率、提高叶轮转轴40的使用寿命，并且还可以减小叶轮转轴40的直径，减轻设备重量、降低启动转矩、节约生产成本、降低安装难度。

如图3所示，可以看出，现有的垂直轴风力发电机的叶轮转轴10在风力叶片受风时，每个风力叶片通过风力叶片支撑架30传递到叶轮转轴10有一个径向的推力，这部分力完全被白白的浪费掉了，没有被转移利用到发电上。并且这个力矩会直接导致叶轮转轴偏向一边产生一定弯曲。

如图4所示，可以看出，本实施例的垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构的叶轮转轴10在风力叶片受风时，每个风力叶片通过风力叶片支撑架30传递到叶轮转轴10的那部分力的方向与叶轮转轴10的径向有一定夹角，这部分力相当于在切线方向上起到了推动叶轮转轴10转动的效果，将这部分力利用了起来，同时叶轮转轴10不再承受径向的推力，有效降低了叶轮转轴故障率、提高叶轮转轴使用寿命，并且还可以减小叶轮转轴的直径，减轻设备重量、降低启动转矩、节约生产成本、降低安装难度。在同样的负载情况下，图4中的叶轮转轴10的直径可以小于图3中的叶轮转轴10的直径。

在另外一个实施例中，如图1所示，风力叶片支撑架30包括两组，两组风力叶片支撑架30的一端分别连接在风力叶片40上，两组风力叶片支撑架30的另一端分别连接在叶轮转轴10的顶部和底部。

两组风力叶片支撑架30能够对风力叶片40起到更好的支撑效果，同时将风力叶片40对叶轮转轴10的推力分散到叶轮转轴10的两端，叶轮转轴10的受力更加平衡，对叶轮转轴10起到进一步的保护作用。

在另外一个实施例中，如图1和图2所示，叶轮转轴10的顶部和底部分别设置有轮毂20，风力叶片支撑架30安装在轮毂20上。

风力叶片支撑架30通过轮毂20进行安装，安装更加方便，同时由轮毂20来分别传递各个风力叶片40传递的力，进一步的对叶轮转轴10起到保护的效果，进一步提高风能利用率。

在另外一个实施例中，如图1和图2所示，风力叶片支撑架30包括附属安装杆，附属安装杆分别与叶轮转轴10和风力叶片40连接，附属安装杆的长度方向与叶轮转轴10的直径方向形成一定夹角。

通过附属安装杆对风力叶片40进行安装，简单、高效、重量轻、成本低，力的传递更快，操作简单、风能利用率高、降低设备重量、提高启动转矩、节约生产成本，有效提高发电效率。

在本实施例中，风力叶片的顶部和底部分别连接有两组附属安装杆，两组附属安装杆又分别连接在叶轮转轴的顶部和底部的轮毂上。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。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本实用新型范围内。

Claims (4)

1.一种垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构，其特征在于，包括叶轮转轴和风力叶片支撑架，所述风力叶片支撑架的一端与叶轮转轴连接，所述风力叶片支撑架的另一端设有风力叶片；

所述风力叶片支撑架的长度方向与叶轮转轴的直径方向形成一定夹角。

2.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构，其特征在于，所述风力叶片支撑架包括两组，两组风力叶片支撑架的一端分别连接在风力叶片上，两组风力叶片支撑架的另一端分别连接在叶轮转轴的顶部和底部。

3.根据权利要求2所述的垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构，其特征在于，所述叶轮转轴的顶部和底部分别设置有轮毂，所述风力叶片支撑架安装在轮毂上。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的垂直轴风力发电机叶轮偏心切线推力结构，其特征在于，所述风力叶片支撑架包括附属安装杆，所述附属安装杆分别与叶轮转轴和风力叶片连接，所述附属安装杆的长度方向与叶轮转轴的直径方向形成一定夹角。

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