【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风力发电，具体为一种叶片自动伸缩型垂直轴风机。
技术介绍
1、风力发电机总体归纳可分为两类：1、水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；2、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。而现有水平轴风机仍然存在以下三点不足：(1)噪声过大；(2)发电系统不稳定，波动性较大；(3)发电机等主要零部件位于高空，安装和维护成本较高。因此，业内技术人员也在积极探索新型的垂直轴风机。
2、相比于水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机具有可微风驱动、无噪音等优点，不仅结构设计简单，也减少了风轮对风时的陀螺力。但是由于垂直轴风力发电机叶片迎风面积非常有限，风动转化效率低，风机性能的cp值不超过0.4。
3、根据风力机叶片的工作原理，垂直轴风力机分为升力型风力机和阻力型风力机。根据风力机的工作机制或整体样式差异，主要分为以下十二种类型：
4、第一类：变桨型垂直轴风力机，设置各种类型的变桨机构，调整叶片的倾角或调整叶片的迎风面积，从而达到增加气动效率或抗强风的目的。已公布的变桨型垂直轴风力机主要有：h型垂直轴风力发电机cn202211311521.x、垂直轴风力发电机cn202211275138.3；第二类：叶片开闭型垂直轴风力机，叶片框架上设置小叶片，顺风侧时关闭小叶片以增大风阻，迎风侧时打开小叶片也减小风阻，通过这种方式提高两侧风阻差，从而提高气动效率。已公布的叶片开闭型垂直轴风力机主要有：开闭式垂直轴流体轮发电装置cn202211247798.0、一种平帆式垂直轴风力发电机cn202
5、现有的垂直轴风力机难以应用的主要原因是效率较低，但目前已有的十二类垂直轴风力机中，除了导流型垂直轴风力机外，其它类型的垂直轴风力机依然效率较低。主要原因是，若将风机叶片的旋转空间对分成两侧，其中顺风侧和迎风侧各占一半，顺风侧的风对风机做正功，迎风侧的风对风机做负功，而迎风侧的阻力不可能完全为零，因此现有的十一类垂直轴风机性能的cp值低于0.5。而导流机构在小型的风扇中具有较高应用价值，但在大型的风力机中，叶片之外再单独设置大型的导流机构并不现实，不仅增加了成本，大型导流机构的受力问题以及占地问题都会限制导流型垂直轴风机的应用。
6、当然，通过电机切换叶片及叶片支架的方式，也可以实现两侧空间的应用，但同时切换叶片和叶片支架需要的能量相对较多，本专利技术提供了一种旋杆切换的方式实现了两侧空间的叶片对转，相对而言消耗能量更少。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有电机切换叶片及叶片支架的方式消耗能量大导致的效率低的问题，提出了一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，通过固定系统为整个风机提供安装支点和旋转中轴，推动系统安装在固定系统上。在风力的作用下，推动系统推动风机旋转，旋转过程中叶片伸缩系统引导叶片在顺风侧时展开接受风力，同时在逆风侧时收拢，减少了在逆风侧时的阻力，此外，当上旋转支架和下旋转支架旋转时，推杆引导球在微调驱动导槽运动，从而推动推杆在推杆引导槽中运动。在推杆引导杆的引导下，叶片支架会绕着第一旋转轴和叶片支架旋转轴旋转，实现了在不使用额外电机驱动的情况下，叶片的伸展及叶片支架的方向微调，从而保证旋转过程中叶片所在的平面与风向垂直，使得叶片能最大程度的接受风能，提高了风能利用效率。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，包括：固定系统、推动系统、叶片伸缩系统和叶片微调系统；推动系统安装在固定系统上；在风力的作用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：包括固定系统(1000)、推动系统(2000)、叶片伸缩系统(3000)和叶片微调系统(4000)；推动系统(2000)安装在固定系统(1000)上；在风力的作用下，推动系统(2000)推动风机旋转，旋转过程中叶片伸缩系统(3000)引导叶片在顺风侧时展开接受风力，同时在逆风侧时收拢，此外，叶片微调系统(4000)引导叶片在旋转过程中进行方向微调，从而保证旋转过程中叶片所在的平面与风向垂直。
2.根据权利要求1所述的一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：所述固定系统(1000)包括中心柱体(100)、偏航壳体(110)和固定环(120)，所述偏航壳体(110)的上部壳体(111)通过壳体连接杆(113)和下部壳体(112)相连接，上部壳体(111)和下部壳体(112)与中心柱体(100)套接并通过固定环(120)将偏航壳体(110)限位，围绕上部壳体(111)的外围设置有顶部支架安装槽(118)，下部壳体(112)的下端设置有伸缩驱动导槽(114)，下部壳体(112)的底端连接有微调驱动凸台(115)，微调驱动凸台(1
3.根据权利要求2所述的一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：所述固定环(120)的侧面对称设置有若干固定螺孔(121)。
4.根据权利要求1所述的一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：所述推动系统(2000)包括上旋转支架(200)、下旋转支架(210)、叶片支架(220)、旋转筒(230)和叶片(240)，叶片支架(220)的叶片支架转轴孔(224)分别与第一旋转轴(203)和叶片支架旋转轴(217)套嵌，旋转筒(230)套接在叶片支架连杆(226)上，旋转筒(230)与叶片(240)的其中一侧固定连接；其中，所述上旋转支架(200)的中部设置有上旋转支架中心环(201)，上旋转支架中心环(201)的四周沿上旋转支架中心环(201)的直径径向对称分布有若干上旋转支架杆(202)，上旋转支架杆(202)中部的一侧设置有第一旋转轴(203)。
5.根据权利要求4所述的一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：所述下旋转支架(210)的中部设置有下旋转支架中心环(211)，下旋转支架中心环(211)的四周沿下旋转支架中心环(211)的直径径向对称分布有若干第一下旋转支架杆(212)，第一下旋转支架杆(212)靠近下旋转支架中心环(211)的一侧设置有推杆引导槽(214)，第一下旋转支架杆(212)的另一侧设置有第二下旋转支架杆(213)，第一下旋转支架杆(212)和第二下旋转支架杆(213)之间通过若干旋转支架杆连接柱(216)连接，第二下旋转支架杆(213)与下旋转支架中心环(211)的交界处设置有竖直引导柱体(215)，第二下旋转支架杆(213)的中间上侧位置设置有叶片支架旋转轴(217)。
6.根据权利要求5所述的一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：所述叶片支架(220)包括通过叶片支架连杆(226)两端连接的上叶片支架杆(222)和下叶片支架杆(221)，下叶片支架杆(221)和上叶片支架杆(222)与叶片支架连杆(226)的连接一侧均设置有叶片滑槽(223)且在叶片滑槽(223)的中间另一侧设置有叶片支架转轴孔(224)，下叶片支架杆(221)和上叶片支架杆(222)远离叶片支架连杆(226)的一端设置有旋转轮安装轴(225)，下叶片支架杆(221)的另一端沿叶片支架连杆(226)的设置方向设置有滑竿移动轴(227)，滑竿移动轴(227)与叶片支架连杆(226)之间下叶片支架杆(221)的径向两侧设置有锥齿固定凸台(228)，锥齿固定凸台(228)之间的下叶片支架杆(221)上从靠近滑竿移动轴(227)的一侧依次设置有直齿限定孔(229)、第二锥齿安装孔(232)和驱动齿安装孔(231)。
7.根据权利要求1所述的一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：所述叶片伸缩系统(3000)包括滑竿(300)、直齿(310)、第二锥齿(320)、第一锥齿(330)、驱动齿(340)、传送带(350)、旋转轮(360)和拉线(370)；所述滑竿(300)包括圆环形的第一滑套(302)和第二滑套(303)，第一滑套(302)和第二滑套(303)通过连杆固定连接，第一滑套(302)的一侧固定连接有滑竿引导球(301)；直齿(310)包括直齿套环(311)和直齿齿杆(312)，旋转轮(360)为中空的圆环形滚轮；滑竿引导球(301)卡嵌在伸缩驱动导槽(114)中，第一滑套(302...
【技术特征摘要】
1.一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：包括固定系统(1000)、推动系统(2000)、叶片伸缩系统(3000)和叶片微调系统(4000)；推动系统(2000)安装在固定系统(1000)上；在风力的作用下，推动系统(2000)推动风机旋转，旋转过程中叶片伸缩系统(3000)引导叶片在顺风侧时展开接受风力，同时在逆风侧时收拢，此外，叶片微调系统(4000)引导叶片在旋转过程中进行方向微调，从而保证旋转过程中叶片所在的平面与风向垂直。
2.根据权利要求1所述的一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：所述固定系统(1000)包括中心柱体(100)、偏航壳体(110)和固定环(120)，所述偏航壳体(110)的上部壳体(111)通过壳体连接杆(113)和下部壳体(112)相连接，上部壳体(111)和下部壳体(112)与中心柱体(100)套接并通过固定环(120)将偏航壳体(110)限位，围绕上部壳体(111)的外围设置有顶部支架安装槽(118)，下部壳体(112)的下端设置有伸缩驱动导槽(114)，下部壳体(112)的底端连接有微调驱动凸台(115)，微调驱动凸台(115)的中部设置有微调驱动导槽(116)，微调驱动凸台(115)的底部设置有底部支架安装槽(117)。
3.根据权利要求2所述的一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：所述固定环(120)的侧面对称设置有若干固定螺孔(121)。
4.根据权利要求1所述的一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：所述推动系统(2000)包括上旋转支架(200)、下旋转支架(210)、叶片支架(220)、旋转筒(230)和叶片(240)，叶片支架(220)的叶片支架转轴孔(224)分别与第一旋转轴(203)和叶片支架旋转轴(217)套嵌，旋转筒(230)套接在叶片支架连杆(226)上，旋转筒(230)与叶片(240)的其中一侧固定连接；其中，所述上旋转支架(200)的中部设置有上旋转支架中心环(201)，上旋转支架中心环(201)的四周沿上旋转支架中心环(201)的直径径向对称分布有若干上旋转支架杆(202)，上旋转支架杆(202)中部的一侧设置有第一旋转轴(203)。
5.根据权利要求4所述的一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：所述下旋转支架(210)的中部设置有下旋转支架中心环(211)，下旋转支架中心环(211)的四周沿下旋转支架中心环(211)的直径径向对称分布有若干第一下旋转支架杆(212)，第一下旋转支架杆(212)靠近下旋转支架中心环(211)的一侧设置有推杆引导槽(214)，第一下旋转支架杆(212)的另一侧设置有第二下旋转支架杆(213)，第一下旋转支架杆(212)和第二下旋转支架杆(213)之间通过若干旋转支架杆连接柱(216)连接，第二下旋转支架杆(213)与下旋转支架中心环(211)的交界处设置有竖直引导柱体(215)，第二下旋转支架杆(213)的中间上侧位置设置有叶片支架旋转轴(217)。
6.根据权利要求5所述的一种叶片自动伸缩型垂直轴风机，其特征在于：所述叶片支架(220)包括通过叶片支架连杆(226)两端连接的上叶片支架杆(222)和下叶片支架杆(221)，下叶片支架杆(221...
【专利技术属性】
技术研发人员：张银量，王建宝，赵燕，贺鑫，王向予，曹云飞，
申请(专利权)人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。