[实用新型]一种带保护装置的可调风轮半径垂直轴风力机

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种发电机，具体地说是风力发电机。

背景技术

工业发展使石油等化石燃料的日益匮乏以及新世纪越来越严重的环境污染问题，开发清洁可再生的能源成为目前世界范围研究的重点，而风力发电已成为备受关注的热门技术。其中的垂直轴风机技术因为其环保、自启动能力强而受到关注。启动能力、工作范围以及风能利用率通常作为垂直轴风力机性能的评判关键。大量研究表明：大实度垂直轴风力机适宜低尖速比工作环境，主要用于提水、灌溉等；而小实度垂直轴风力机更适宜工作高尖速比范围，多用来风力发电。可见改变实度参数对于提高垂直轴风力机的整体性能起着关键作用。

专利“可伸展式垂直轴风力发电机”(专利号：201210081433.5)采用定桨形式叶片，通过安装在底座的四组丝杆实现叶片轮辐和支撑板的展开和收拢，但由于底座部件过多增加了风机旋转惯量降低了风机效率，而且缺乏不安全风速保护装置。专利“一种可调迎风面积的垂直轴风力机”(专利号：201410055338)采用剪刀叉和绳索机构可以调节风轮半径，不过由于绳索的柔性，调节风轮半径出现不够及时和精确的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供减少风机事故发生的一种带保护装置的可调风轮半径垂直轴风力机。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型一种带保护装置的可调风轮半径垂直轴风力机，其特征是：包括主轴、塔架、发电机、叶片旋转单元，具有空心结构的主轴通过轴承安装在塔架上，发电机设置在塔架里，主轴的下端部与发电机相连，主轴里设置丝杆安装上座、丝杆安装下座、伺服电机、丝杆螺母结构，伺服电机连接丝杆螺母结构的丝杆，丝杆支撑在丝杆安装上座和丝杆安装下座上，并与丝杆安装上座和丝杆安装下座旋转配合，丝杆安装上座与丝杆螺母结构的螺母之间设置丝杆弹簧，叶片旋转单元包括叶片、叶片支架、主轴支架、支撑杆、细杆、离心球、绳、挡板弹簧、安全销、滑盘，叶片安装在叶片支架上，叶片支架与主轴通过主轴支架相连，滑盘设置在螺母外侧，滑盘的外端设置挡板，安全销一部分位于螺母的凹槽里，另一部分位于滑盘里，安全销与挡板之间设置挡板弹簧，离心球通过绳与安全销相连，离心球通过细杆与支撑杆铰接，支撑杆与滑盘铰接。

本实用新型还可以包括：

1、所述的叶片旋转单元包括三组，三组叶片旋转单元圆周方向均匀设置。

2、风速升高时，离心球转速随之提高，从而离心球通过绳带动安全销脱离螺母。

本实用新型的优势在于：本实用新型提出的一种带保护装置的可调风轮半径垂直轴风力机，采用叶片变桨距安装，根据风速大小控制风轮半径大小(迎风面积)，从而实现垂直轴风力机在不同风速下的气动性能提高，大大提高了风力机的工作范围，并且在不安全风速下可以起到保护风机的作用，防止风机事故。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的平面剖视图；

图3为本实用新型的安全保护装置结构示意图；

图4为安全销处的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1～4，发电机22安装在在塔架23的底部部，塔架23通过加强肋板24与大地固定；主轴4与发电机22的输出轴通过键链接，主轴4外圈通过轴承20与塔架23内圈配合；叶片1安装在叶片支架2中，叶片1与变桨电机7输出轴固结可绕轴线旋转；支架3两端分别与主轴4和叶片支架2铰接，支架5中部与支撑杆6铰接；支撑杆6低段与滑盘13铰接；丝杆螺母16安装在丝杆17上，丝杆17旋转使丝杆螺母16上下移动，通过安全销15带动滑盘13上下移动，推动支撑杆6带动支架5收拢或展开。

结合图2，3，4，,丝杆17两端通过丝杆安装上座11和丝杆安装下座18支撑，两端轴承配合可旋转；丝杆17末端与联轴器19连接，伺服电机21输出轴与联轴器19连接，伺服电机21通过联轴器19带动丝杆17旋转；离心球9通过细杆8与支撑杆6铰接，离心球9通过细绳10与安全销15连接，安全销15通过弹簧14与挡板25连接，挡板25与滑盘13通过螺钉固定；一般工作情况，弹簧14顶住安全销15使滑盘13与螺母16相联接，风速过快离心球9产生高速旋转离心力拉动细绳10带动安全销15脱离螺母16；滑盘13通过弹簧12与丝杆安装上座11连接，释放弹力可克服叶片自身离心力可使滑盘13迅速脱离螺母16并减少刚性冲击。