本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，是一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

本領(lǐng)域技術(shù)人員近幾年對(duì)垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置做了較多改進(jìn)，使一臺(tái)垂直風(fēng)力發(fā)電裝置的發(fā)電總量達(dá)到了3000kw以上，并解決了許多風(fēng)力發(fā)電裝置使用壽命短，維修量大等不足，同時(shí)還解決了風(fēng)力發(fā)電裝置葉片結(jié)構(gòu)的不足，達(dá)到在風(fēng)力較小的情況下也能做功發(fā)電等。但是，經(jīng)過(guò)使用后發(fā)現(xiàn)這種發(fā)電裝置雖有較多優(yōu)點(diǎn)，仍存在不足：葉片的轉(zhuǎn)速不能控制，當(dāng)風(fēng)速較大時(shí)葉片轉(zhuǎn)速較快，葉片的做功能力較小，導(dǎo)致發(fā)電效率低，這也是本領(lǐng)域長(zhǎng)期以來(lái)難以解決的問(wèn)題；葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相鄰葉片間易產(chǎn)生碰撞，易使葉片損壞；葉片與自身安裝的葉框之間的限位時(shí)產(chǎn)生碰撞，使葉片或葉框變形，風(fēng)速越大變形越嚴(yán)重，導(dǎo)致葉片或葉框的使用壽命縮短等，環(huán)境噪音一般在70-80分貝。上述不足均同時(shí)還導(dǎo)致發(fā)電裝置的發(fā)電效率降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，它能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高風(fēng)力發(fā)電裝置的發(fā)電效率。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)以下技術(shù)方案：一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，包括塔架，塔架通過(guò)固定件與轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸下部與發(fā)電機(jī)構(gòu)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝數(shù)個(gè)葉框，每個(gè)葉框上分別安裝相應(yīng)的葉片框，葉片框與葉片連接，第一支撐板位于葉框的右端，第一支撐板通過(guò)連接件與第一連桿一端鉸接，葉片框的上部邊框上安裝第一固定座，第一固定座上安裝第一導(dǎo)向桿，第一導(dǎo)向桿上安裝第一滑動(dòng)座，第一導(dǎo)向桿上分別安裝第一彈簧和第二彈簧，第一滑動(dòng)座安裝在第一彈簧和第二彈簧之間，第一連桿的另一端與第一滑動(dòng)座鉸接，第一彈簧的一端固定于第一導(dǎo)向桿的一端，另一端與第一滑動(dòng)座一側(cè)連接，第二彈簧的一端固定于第一導(dǎo)向桿的另一端，第二彈簧的另一端與第一滑動(dòng)座的另一側(cè)連接，葉框上安裝固定軸，葉片框繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。第一固定座的一側(cè)安裝第一鎖緊機(jī)構(gòu)，第一鎖緊機(jī)構(gòu)有第一電磁閥，第一電磁閥通過(guò)第一軸與第一滑塊連接，第一滑塊上設(shè)置第一鍵，第一滑塊安裝在第一套內(nèi)，第一滑塊下部安裝第一銷軸，第一銷軸上安裝第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒，第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒的齒端面向第一導(dǎo)向桿。第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒面向第一滑塊的第一側(cè)面是曲面或斜面，第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒的第一末端面是曲面或斜面，第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒的第一側(cè)面和第一末端面限制第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒的齒端逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。第一支撐板的下端通過(guò)連接件與第二連桿一端鉸接，葉片框的下部邊框上安裝第二固定座，第二固定座上安裝第二導(dǎo)向桿，第二導(dǎo)向桿上分別安裝第三彈簧和第四彈簧，第二導(dǎo)向桿上安裝第二滑動(dòng)座，第二滑動(dòng)座位于第三彈簧和第四彈簧之間，第三彈簧的一端固定在第二導(dǎo)向桿一端，另一端與第二滑動(dòng)座一側(cè)固定，第四彈簧一端固定在第二導(dǎo)向桿另一端，第四彈簧另一端與第二滑動(dòng)座另一側(cè)固定。第二固定座的一側(cè)安裝第二鎖緊機(jī)構(gòu)，第二鎖緊機(jī)構(gòu)有第二電磁閥，第二電磁閥通過(guò)第二軸與第二滑塊連接，第二滑塊上設(shè)置第二鍵，第二滑塊裝在第二套內(nèi)，第二滑塊下部安裝第二銷軸，第二銷軸上安裝第二單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒，第二單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒的齒端面向第二導(dǎo)向桿。第二單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒面向第二滑塊的第二側(cè)面是曲面或斜面，第二單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒的第二末端是曲面或斜面，第二單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒的第二側(cè)面和第二末端限制第二單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒的齒端逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。第一支撐板上部安裝第一支撐座，第一連桿的一端與第一支撐座鉸接，第一支撐座的表面上安裝第一緩沖墊。葉片框繞固定軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度是75o-90o。葉片框的左端設(shè)置第二支撐板，第二支撐板上端安裝第三支撐座，第二支撐板下端安裝第四支撐座，第三支撐座和第四支撐座上分別安裝緩沖墊，葉片框轉(zhuǎn)至水平位置后與緩沖墊相觸。固定軸安裝在葉框長(zhǎng)度方向的第一距離L₁ 和第二距離L₂ 的結(jié)合部位，第二距離L₂的長(zhǎng)度大于第一距離L₁的長(zhǎng)度。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：徹底解決了風(fēng)速越大發(fā)電效率越低的難題，能夠持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電，同時(shí)避免了葉片在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相鄰葉片間產(chǎn)生的碰撞，還避免了葉片與自身安裝的葉框間產(chǎn)生的碰撞，提高了葉片、葉框、葉片框的使用壽命，大幅提高了發(fā)電效率。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)使葉片框繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)較為緩慢，增加了風(fēng)作用于葉片曲面上的時(shí)間,從而增加了葉片的做功能力，提高了發(fā)電裝置的發(fā)電效率。本實(shí)用新型所述裝置還能避免發(fā)電裝置遇大風(fēng)或臺(tái)風(fēng)時(shí)在極速風(fēng)速下對(duì)葉片產(chǎn)生的破壞，保護(hù)葉片不受損傷。本實(shí)用新型所述裝置還具有葉片轉(zhuǎn)動(dòng)角度小、風(fēng)能使用率高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

附圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是圖1中葉片和葉片框結(jié)構(gòu)27的放大結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是圖2中葉片框上部安裝的緩沖結(jié)構(gòu)放大示意圖；附圖4是圖3中A向轉(zhuǎn)動(dòng)180o放大結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5是圖4中B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖6是圖2中葉片框下部安裝的緩沖結(jié)構(gòu)放大示意圖；圖7是圖6中C向放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7中D-D剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

對(duì)照附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

本實(shí)用新型的貢獻(xiàn)在于使葉片框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的速度放緩，增加風(fēng)作用于葉片曲面上的時(shí)間，解決了長(zhǎng)期以來(lái)風(fēng)速較大時(shí)發(fā)電效率反而降低的難題。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是：一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，包括塔架30，塔架30通過(guò)固定件與轉(zhuǎn)動(dòng)軸28連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸28下部與發(fā)電機(jī)構(gòu)29連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸28上安裝數(shù)個(gè)葉框19，每個(gè)葉框19上分別安裝相應(yīng)的葉片框22，葉片框22與葉片23連接，第一支撐板20位于葉框19的右端，第一支撐板20通過(guò)連接件與第一連桿14一端鉸接，葉片框22的上部邊框上安裝第一固定座12，第一固定座12上安裝第一導(dǎo)向桿18，第一導(dǎo)向桿18上安裝第一滑動(dòng)座13，第一導(dǎo)向桿18上分別安裝第一彈簧17和第二彈簧16，第一滑動(dòng)座13安裝在第一彈簧17和第二彈簧16之間，第一連桿14的另一端與第一滑動(dòng)座13鉸接，第一彈簧17的一端固定于第一導(dǎo)向桿18的一端，另一端與第一滑動(dòng)座13一側(cè)連接，第二彈簧16的一端固定于第一導(dǎo)向桿18的另一端，第二彈簧16的另一端與第一滑動(dòng)座13的另一側(cè)連接，葉框19上安裝固定軸21，葉片框22繞固定軸21轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型的上述方案徹底解決了風(fēng)速大時(shí)發(fā)電效率反而降低的難題。徹底避免了相鄰葉片間及葉片和自身葉框間的碰撞。當(dāng)風(fēng)作用于葉片曲面時(shí)，葉片框22繞固定軸21逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于第一彈簧17和第二彈簧16的作用力，在第一連桿14的帶動(dòng)下，葉片框22緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，延長(zhǎng)了風(fēng)作用于葉片23上的時(shí)間。當(dāng)風(fēng)作用葉片曲面上葉片框22轉(zhuǎn)動(dòng)至第二彈簧16的壓縮極限位時(shí)，葉片框22與葉框19間的開合角度最大，該角度一般接近90o時(shí)為最佳角度，當(dāng)然，該角度如果大于90o，發(fā)電效率仍較公知技術(shù)有較大提高。本實(shí)用新型優(yōu)選的方案是：葉片框22繞固定軸21逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角度是75o-90o。本實(shí)用新型所述的緩沖結(jié)構(gòu)包括連桿、固定座、導(dǎo)向桿、及彈簧等，本實(shí)用新型所述的緩沖結(jié)構(gòu)根據(jù)使用需要可以安裝一個(gè)，安裝在葉片框的上部或下部。

本實(shí)用新型優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是：固定軸21位于葉框19長(zhǎng)度方向的第一距離L₁和第二距離L₂的相結(jié)合部位，第二距離L₂的長(zhǎng)度大于第一距離L₁的長(zhǎng)度，第一距離L₁的長(zhǎng)度起點(diǎn)位于第一支撐板20（或支撐軸）的中心線，終點(diǎn)位于固定軸21的中心線，第二距離L₂的長(zhǎng)度起點(diǎn)位于固定軸21的中心線，終點(diǎn)位于第二支撐板31的中心線。這種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)使葉片框22的二分之一以上的長(zhǎng)度位于固定軸21的左側(cè)，使葉片23曲面的受風(fēng)作用面積加大，葉片的做功能力加大，從而進(jìn)一步提高發(fā)電效率。

本實(shí)用新型提供的進(jìn)一步方案是：第一固定座12的一側(cè)安裝第一鎖緊機(jī)構(gòu)35，第一鎖緊機(jī)構(gòu)35有第一電磁閥4，第一電磁閥4通過(guò)第一軸36與第一滑塊5連接，第一滑塊5上設(shè)置第一鍵11，第一滑塊5安裝在第一套8內(nèi)，第一滑塊5下部安裝第一銷軸9，第一銷軸9上安裝第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒10，第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒10的齒端面向第一導(dǎo)向桿18。本實(shí)用新型提供的鎖緊機(jī)構(gòu)主要用于當(dāng)出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)等特大風(fēng)速時(shí)，由控制器啟動(dòng)第一電磁閥4，第一滑塊5帶動(dòng)第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒10向第一導(dǎo)向桿18移動(dòng)，第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒10的齒端卡在第一滑動(dòng)座13一側(cè)，使第一滑動(dòng)座13不能移動(dòng)，使葉片停止轉(zhuǎn)動(dòng)，保持葉片處固定的漏風(fēng)位置，保護(hù)葉片不受損傷。當(dāng)風(fēng)速降低時(shí)電磁閥復(fù)位，葉片恢復(fù)正常做功運(yùn)動(dòng)。第一銷軸9上安裝第一扭簧32，第一扭簧32用于復(fù)位。所述控制器可以是電腦、單片機(jī)或可編程控制器等，風(fēng)速儀將所測(cè)風(fēng)速傳至控制器，控制器啟動(dòng)電磁閥工作。

本實(shí)用新型的進(jìn)一步方案是：第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒10面向第一滑塊5的第一側(cè)面33是曲面或斜面，第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒10的第一末端面34是曲面或斜面，第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒10的第一側(cè)面33和第一末端面34限制第一單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒10的齒端逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型所述的左、右、上、下、順時(shí)針、逆時(shí)針均以圖示位置為參考基準(zhǔn)。

本實(shí)用新型發(fā)電裝置的發(fā)電量較小時(shí)，可使用較小的葉片，相應(yīng)的葉框、葉片框均縮小，安裝一個(gè)緩沖結(jié)構(gòu)即可達(dá)到本實(shí)用新型所述效果。本實(shí)用新型所述葉框沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸28垂直方向排列多層，沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸28水平方向排列多個(gè)，每個(gè)葉框上均安裝相應(yīng)的葉片框及葉片。當(dāng)本實(shí)用新型所述發(fā)電裝置的發(fā)電量較大時(shí)，葉片的體積選擇較大，為此，本實(shí)用新型提供的優(yōu)先方案是：第一支撐板20的下端通過(guò)連接件與第二連桿50一端鉸接，葉片框22的下部邊框上安裝第二固定座48，第二固定座48上安裝第二導(dǎo)向桿52，第二導(dǎo)向桿52上分別安裝第三彈簧53和第四彈簧54，第二導(dǎo)向桿52上安裝第二滑動(dòng)座49，第二滑動(dòng)座49位于第三彈簧53和第四彈簧54之間，第三彈簧53的一端固定在第二導(dǎo)向桿52一端，另一端與第二滑動(dòng)座49一側(cè)固定，第四彈簧54一端固定在第二導(dǎo)向桿52另一端，第四彈簧54另一端與第二滑動(dòng)座49另一側(cè)固定。本實(shí)用新型所述的連接件是安裝在第一支撐板20上的第一支撐座15，第二支撐座51也可以是與第一支撐板20一體結(jié)構(gòu)的凸起座。

本實(shí)用新型提供的進(jìn)一步優(yōu)選方案是：第二固定座48的一側(cè)安裝第二鎖緊機(jī)構(gòu)56，第二鎖緊機(jī)構(gòu)56有第二電磁閥40，第二電磁閥40通過(guò)第二軸72與第二滑塊41連接，第二滑塊41上設(shè)置第二鍵47，第二滑塊41裝在第二套44內(nèi)，第二滑塊41下部安裝第二銷軸45，第二銷軸45上安裝第二單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒46，第二單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒46的齒端面向第二導(dǎo)向桿52。第二銷軸45上安裝第二扭簧68，第二扭簧68用于復(fù)位。第二鎖緊機(jī)構(gòu)56的作用、效果及工作過(guò)程等均與第一鎖緊機(jī)構(gòu)相同。本實(shí)用新型所述的第二單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒46面向第二滑塊41的第二側(cè)面69是曲面或斜面，第二單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒46的第二末端70是曲面或斜面，第二單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒46的第二側(cè)面69和第二末端70限制第二單向轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒46的齒端逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

本實(shí)用新型在第一支撐板20的上下兩端分別安裝緩沖結(jié)構(gòu)，使葉片框的轉(zhuǎn)速緩慢，盡可能多的使風(fēng)作用于葉片曲面上的時(shí)間延長(zhǎng)，增加葉片的做功能力，進(jìn)一步提高發(fā)電效率。

本實(shí)用新型所述的第一支撐板20上部安裝第一支撐座15，第一連桿14的一端與第一支撐座15鉸接，第一支撐座15的表面上安裝第一緩沖墊26。第一支撐板20下部安裝第二支撐座51，第二支撐座51的表面上安裝第二緩沖墊55。安裝在葉框19上的另一個(gè)葉片框轉(zhuǎn)至水平位置時(shí)，與第一緩沖墊26和第二緩沖墊55相觸。本實(shí)用新型所述的葉片框22的左端設(shè)置第二支撐板31，第二支撐板31上端安裝第三支撐座58，第二支撐板31下端安裝第四支撐座61，第三支撐座58和第四支撐座61上分別安裝緩沖墊，葉片框22轉(zhuǎn)至水平位置后與緩沖墊相觸。本實(shí)用新型在第一支撐座15的表面上安裝的第一緩沖墊26裝在第一支撐座15上的孔內(nèi)，第二支撐座51的表面上安裝的第二緩沖墊55裝在相應(yīng)的孔內(nèi)，緩沖墊的外表面凸出孔的最外端，使葉片框22復(fù)位時(shí)不碰撞第二支撐板31，從而進(jìn)一步降低本實(shí)用新型所述發(fā)電裝置的運(yùn)行噪音。本實(shí)用新型所述的發(fā)電裝置運(yùn)行噪音極低，在正常天氣情況下，環(huán)境噪音一般為35分貝左右。本實(shí)用新型所發(fā)電裝置使用的葉片23是整體式結(jié)構(gòu)，整體式葉片23的長(zhǎng)度方向兩端分別與相應(yīng)的葉片框22長(zhǎng)度方向的兩邊框連接，葉片23的長(zhǎng)度方向曲面是整體曲面，進(jìn)一步增加風(fēng)作用于葉片曲面的面積，不產(chǎn)生風(fēng)漏現(xiàn)象。本實(shí)用新型所述的第一固定座12安裝在葉片框22上邊框的中部，這是優(yōu)選方案，第二固定座48安裝葉片框22下邊框的中部，這也是優(yōu)選方案。本實(shí)用新型經(jīng)試用能夠達(dá)到持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電，發(fā)電效率比現(xiàn)有技術(shù)提高40%左右。

圖中1殼體、2第一支撐框架、3頂蓋、6彈簧、7外套、24葉片框支撐桿、25葉片支撐架、37鎖緊機(jī)械安裝座、38第二支撐框架、39第二電磁閥、40殼體、42彈簧、57是第二支撐板31上鉸接的另一組葉片、葉片框上的連接、60是第二支撐板31上鉸接的另一組葉片、葉片框上的第四連接、59第三緩沖墊、62第四緩沖墊。