车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机制造技术

本发明专利技术提出了一种一种车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机，该装置包括立柱组件，叶片组件，发电机组件，方舱，起竖机构，风机支座，运载车；所述方舱安装在运载车上，在应用的时候可以与运载车分离单独使用；所述风力发电机的立柱组件通过风机支座和起竖机构安装在方舱顶部。与现有技术相比，本发明专利技术取消了“调节支杆”，仅用两个“连接杆”，通过起竖机构可以方便收放到移动方舱，或者卡车上，便于野外移动作业。本发明专利技术叶片能展开到最大半径进行微风起动。更重要的是本发明专利技术的所有叶片连杆均能够承受叶片的受力，而且无专门的支杆，有效提供了折叠装置的强度、可靠性、安全性，以及使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机
本专利技术涉及风力发电及控制系统，特别是涉及垂直轴风力发电机可折叠结构及车载/野外应用。
技术介绍
近年来，风力发电得到了广泛的应用，但是风力发电机由于体积较大，因此不太适合移动实用。但是边远地区应用、例如农牧区、边防哨卡、地质勘探、考古等不仅需要大量的电力供应，而且经常需要移动。特别是车载风力发电系统和方舱用风力发电系统是解决上述应用的最佳方案之一，可以有效降低对柴油发电油料补给的需求，经济性非常高。中国专利CN103423088A公开了一种车载折叠式风力发电机，可以方便拆装，但是该专利技术新型由于其可伸缩支撑杆由定位螺钉固定，尽管结构简单，但是需要使用者手动折叠，费时费力，并且仅能够升降风力发电机，无法折叠桨叶，因此非常不便于携带。中国专利CN204559466U公开了一种野外便携式发电装置，该风力发电机的支架与风机叶片采用自锁合页连接，可以在工作时与放置时保持叶片的稳定状态，但是该技术不能自动控制风力发电机叶片的折叠与展开，需要使用者手动展开，由于风机塔杆比较高，因此难以手动操作。而且如果风机在旋转时也无法操作。中国专利CN110242506A公开了一种折叠式垂直轴风力发电机，该风力发电机利用电机使控制叶片支撑臂的滑套轴向运动，从而实现风机叶片的折叠，但是该专利技术需要轴向滑动同时周向转动，对立柱的光洁度要求高，此外“滑套”和立柱之间的间隙会引起振动。由于“支撑臂”和“拉杆”在“第二连杆”上的作用力臂较小，需要较大的推动力；如果要增加力臂则需要驱动器有较长的滑动范围，增加了该专利技术机构的成本。此外该专利技术的机构太复杂，暴露在风沙较大的环境中无法长期运行，可靠性和寿命都会受到影响。中国专利CN104481810B公开了一种自伸展式垂直轴风力发电机，其风力发电机及所有机构均在电机上方旋转，因此结构复杂，转动惯量大，微风起动困难，对微风条件下发电不利；该专利技术的调节靠纯机械结构完成，无法完成所需控制要求，例如，如果空载时无法控制停机，仅靠飞锤控制，转速和功率不可按照特定需求灵活调节；此外该装置无法实现便携式可折叠需求。中国专利CN109630350A公开了一种可折叠式φ形垂直轴风力发电机，折叠后横向尺寸变得更宽，占用更多的横向空间，因此不适合便携。综上所述，现有技术所有涉及到可折叠式的垂直轴风力发电机无法同时满足可折叠的便携要求，以及结构简单、低成本、高可靠性、长寿命的要求，特别是现有技术用于控制的转动、滑动轮毂和“调节支杆”不直接连接到叶片，并不能提高叶片的支撑强度，反而增加了系统的复杂程度。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提出一种车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机，与现有技术相比，本专利技术取消了“调节支杆”，仅用两个“连接杆”，就实现了垂直轴风力发电机的折叠功能。通过起竖机构可以方便收放到移动方舱，或者卡车上，便于野外移动作业。本专利技术叶片能展开到最大半径进行微风起动。当超过安全风速或者正常停机时，可以通过控制伸缩机构收起叶片，不再吸收风能；在遇到风机故障时，通过折叠状态，结合电磁刹车可以快速实现制动。当需要搬运时，通过折叠状态，叶片组件折叠到立柱周围，然后将立柱放倒至水平位置，降低整体高度，以实现便携和移动功能。更重要的是本专利技术的所有叶片连杆均能够承受叶片的受力，而且无专门的支杆，有效提供了折叠装置的强度、可靠性、安全性，以及使用寿命。本专利技术采取的技术方案为：本专利技术的目的是为了提供为了达到上述目的，本专利技术的车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机，其特征在于，包括立柱组件，叶片组件，发电机组件，方舱，起竖机构，风机支座，运载车；所述方舱安装在运载车上，在应用的时候可以与运载车分离单独使用；所述风力发电机的立柱组件通过风机支座和起竖机构安装在方舱顶部；所述立柱组件顶端的安装法兰与发电机组件下端的定子法兰相连；所述叶片组件的上连杆、下连杆分别与发电机组件的上连杆盘和立柱组件上安装的下连杆盘相连。所述起竖机构伸出将柱组件顶起为直立状态；起竖机构缩回将柱组件拉回到水平状态；所述立柱组件上的伸缩机构伸出，带动下转盘和叶片组件展开成发电状态；伸缩机构缩回，带动下转盘和叶片组件进行折叠收起，并处于停机状态。所述立柱组件包括立柱，伸缩机构，下转盘，扶正器，安装法兰；所述伸缩机构内的伸缩杆与下转盘的滑动套相连，并能将下转盘顶起和收回；所述扶正器安装在立柱上的下转盘和安装法兰之间，且安装高度可以调节；所述安装法兰在立柱顶端；所述下转盘套在立柱上可以在伸缩杆的驱动下上下滑动；所述伸缩机构固定在立柱侧面。所述扶正器为一个锥形圆台，中间有空可以安装在立柱上，并能够调节在立柱上的高度位置；所述扶正器的圆锥形圆台向下逐渐收缩；所述扶正器的圆锥形圆台外表面有一层减振用的减振垫。所述叶片组件包括叶片，上支座，下支座，上连杆，下连杆，上转轴，下转轴，上止动端，下止动端；所述叶片组件安装在柱组件和发电机组件上，使叶片与立柱保持平行；所述上支座，下支座安装在叶片上分别与上连杆，下连杆相连，并能自由转动；所述上止动端是上连杆经过上转轴的延伸，起上限位作用；所述下止动端是下连杆经过下转轴的延伸，起下限位作用。所述发电机组件包括定子法兰，定子轴，发电机轴承，外转子，上连杆盘；所述发电机采用外转子结构，定子轴下端是定子法兰，上连杆盘安装在外转子的顶端，外转子通过发电机轴承与定子轴配合安装。所述下转盘包括滑动套，转套，伸缩杆座，盘轴承，下连杆盘；所述滑动套顶部有锥形槽，与扶正器的锥形圆台相配合，即锥度相同；所述滑动套固定在立柱外，转套通过盘轴承安装在滑动套外部自由转动，下连杆盘安装在转套上并能跟随其自由转动。所述伸缩机构的伸缩杆伸出到极限时，带动下转盘在立柱上滑动到扶正器处，并使锥形槽与扶正器压紧，下转盘的中心线与立柱的中心线完全重合扶正，使得下转盘仅能够绕立柱的中心线转动，滑动套与扶正器之间存在减振垫，保证下转盘不会因间隙而产生振动。所述下转盘与扶正器处扣紧时，上连杆盘和下连杆盘之间的距离等于或者略大于叶片组件2中的上支座和下支座的距离；同时上止动端卡住上连杆盘，并且下止动端卡住下连杆盘，使叶片与立柱并行，并且无法上下挥动，只能绕立柱旋转。所述上连杆盘和下连杆盘外廓尺寸相同，所述上连杆盘在外缘均匀对称分布用于安装风机连杆的上连杆座，所述下连杆盘中间有圆孔，在外缘由相同均匀对称分布用于安装风机连杆的下连杆座。所述风机支座上的斜撑杆一端固定在立柱上，一端通过转轴固定在方舱顶部，并能够随立柱旋转；起竖机构伸长将立柱顶起到竖直位置时，斜撑杆与竖机构形成垂直的斜撑，保证立柱竖直位置牢固稳定。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点和效果：本专利技术的一个效果在于，叶片可以完全展开，也可以完全收起贴合在立柱周围，体积达到最小，通过起竖机构，可以将立柱起竖到垂直地面位置，也可以收起放倒至水平位置；展开和折叠收起可以通过自动控制系统连续完成。本专利技术的一个效果在于，每个叶片仅有两个叶片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机，其特征在于，包括立柱组件(1)，叶片组件(2)，发电机组件(3)，方舱(4)，起竖机构(5)，风机支座(6)，运载车(7)；所述方舱(4)安装在运载车(7)上，在应用的时候可以与运载车(7)分离单独使用；所述风力发电机的立柱组件(1)通过风机支座(6)和起竖机构(5)安装在方舱(4)顶部；所述立柱组件(1)顶端的安装法兰(105)与发电机组件(3)下端的定子法兰(301)相连；所述叶片组件(2)的上连杆(204)、下连杆(205)分别与发电机组件(3)的上连杆盘(305)和立柱组件(1)上安装的下连杆盘(1035)相连。/n

【技术特征摘要】
1.车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机，其特征在于，包括立柱组件(1)，叶片组件(2)，发电机组件(3)，方舱(4)，起竖机构(5)，风机支座(6)，运载车(7)；所述方舱(4)安装在运载车(7)上，在应用的时候可以与运载车(7)分离单独使用；所述风力发电机的立柱组件(1)通过风机支座(6)和起竖机构(5)安装在方舱(4)顶部；所述立柱组件(1)顶端的安装法兰(105)与发电机组件(3)下端的定子法兰(301)相连；所述叶片组件(2)的上连杆(204)、下连杆(205)分别与发电机组件(3)的上连杆盘(305)和立柱组件(1)上安装的下连杆盘(1035)相连。


2.如权利要求1所述的车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机，其特征在于，所述起竖机构(5)伸出将柱组件(1)顶起为直立状态；起竖机构(5)缩回将柱组件(1)拉回到水平状态；所述立柱组件(1)上的伸缩机构(102)伸出，带动下转盘(103)和叶片组件(2)展开成发电状态；伸缩机构(102)缩回，带动下转盘(103)和叶片组件(2)进行折叠收起，并处于停机状态。


3.如权利要求1所述的车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机，其特征在于，所述立柱组件(1)包括立柱(101)，伸缩机构(102)，下转盘(103)，扶正器(104)，安装法兰(105)；所述伸缩机构(102)内的伸缩杆(1021)与下转盘(103)的滑动套(1031)相连，并能将下转盘(103)顶起和收回；所述扶正器(104)安装在立柱(101)上的下转盘(103)和安装法兰(105)之间，且安装高度可以调节；所述安装法兰(105)在立柱(101)顶端；所述下转盘(103)套在立柱(101)上可以在伸缩杆(1021)的驱动下上下滑动；所述伸缩机构(102)固定在立柱(101)侧面。


4.如权利要求3所述的车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机，其特征在于，所述扶正器(104)为一个锥形圆台，中间有空可以安装在立柱(101)上，并能够调节在立柱(101)上的高度位置；所述扶正器(104)的圆锥形圆台向下逐渐收缩；所述扶正器(104)的圆锥形圆台外表面有一层减振用的减振垫(1041)。


5.如权利要求1所述的车载无支杆可折叠垂直轴风力发电机，其特征在于，所述叶片组件(2)包括叶片(201)，上支座(202)，下支座(203)，上连杆(204)，下连杆(205)，上转轴(206)，下转轴(207)，上止动端(208)，下止动端(209)；所述叶片组件(2)安装在柱组件(1)和发电机组件(3)上，使叶片(201)与立柱(101)保持平行；所述上支座(202)，下支座(203)安装在叶片(201)上分别与上连杆(204)，下连杆(205)相连，并能自由转动；所述上止动端(208)是上连杆(204)经过上转轴(206)的延伸，起上限位作用；所述下止动端(209)是下连杆(205)经过下转轴(207)的延伸，起下限...

【专利技术属性】
技术研发人员：冬之阳，李良伟，徐勤为，马金戈，郝颖，
申请(专利权)人：北京动力京工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11