專利名稱：垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及風(fēng)力發(fā)電，特別是一種啟動(dòng)風(fēng)速低，發(fā)電效率高的垂直 軸風(fēng)力發(fā)電裝置。
技術(shù)背景
眾所周知，風(fēng)力機(jī)是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、電能或熱能的能量轉(zhuǎn)換 裝置，按風(fēng)輪軸的位置不同可分為水平軸風(fēng)力機(jī)和垂直軸風(fēng)力機(jī)，能量驅(qū)動(dòng) 鏈(即風(fēng)輪、主軸、增速箱、發(fā)電機(jī))呈水平方向的稱之為水平軸風(fēng)力機(jī) (Horizontal Axis Wind Turbine, HA沐T)。能量驅(qū)動(dòng)鏈成垂直方向的稱之為 垂直軸風(fēng)力機(jī)(Verticaol Axis Wind Turbine ， VAWT)。
水平軸風(fēng)力機(jī)是目前國(guó)內(nèi)外研制最多，最常見的一種風(fēng)力機(jī)，也是技術(shù) 最成熟的一種風(fēng)力機(jī)，其風(fēng)輪葉輪數(shù)一般為2 3葉，葉輪形狀一般為翼形， 該風(fēng)輪啟動(dòng)力矩較大，風(fēng)能利用系數(shù)高，為使掃風(fēng)面隨時(shí)對(duì)著風(fēng)向，需裝有 調(diào)向裝置。
垂直軸風(fēng)力機(jī)很早就被應(yīng)用于人類的生活領(lǐng)域中，但是由于人們普遍認(rèn) 為垂直軸風(fēng)輪的啟動(dòng)力矩小、風(fēng)能利用率低，因而導(dǎo)致垂直軸風(fēng)力機(jī)長(zhǎng)期得 不到重視。隨著科技的發(fā)展和人類認(rèn)識(shí)水平的不斷提高，研究證明垂直軸風(fēng) 力發(fā)電機(jī)風(fēng)能利用率并不低于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，目前許多國(guó)家的機(jī)構(gòu)和個(gè) 人正在研究各種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。垂直軸風(fēng)力機(jī)可分為兩個(gè)主要類型一 類是利用空氣動(dòng)力的阻力做功，典型的結(jié)構(gòu)是S型風(fēng)力機(jī)；另一類是利用翼 型的升力做功，最典型的是達(dá)里厄(Darrieus)型風(fēng)力機(jī)，達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)有多 種形式如①型、H型、Y型和菱形，基本上是直葉輪和彎葉輪兩種，以H 型、①型風(fēng)輪為典型。上述現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電技術(shù)存在如下缺陷
1. 水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝調(diào)試維護(hù)困難、制造成本高，抗損 能力差，并且有一定的噪聲污染，表現(xiàn)為(1)從葉輪受力分析來看，水平 軸漿葉上受到正面風(fēng)載荷力、離心力作用，隨機(jī)風(fēng)載荷達(dá)幾十噸，而葉輪結(jié) 構(gòu)類似懸臂梁，葉輪根部受到的彎矩應(yīng)力很大，大量事故都是葉輪根部折斷; (2)當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)，為了調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，安裝有液壓閉環(huán)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)漿 距，即在風(fēng)載荷下轉(zhuǎn)動(dòng)漿葉一個(gè)角度，該系統(tǒng)精度高、價(jià)格貴、維護(hù)難；(3) 為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的合理匹配，設(shè)計(jì)有重達(dá)50 100噸的多級(jí)行星齒輪變速箱，其 運(yùn)輸和安裝起重的難度很大，成本很高；(4)水平軸機(jī)組機(jī)艙放置在高塔的 頂部，是一個(gè)可旋轉(zhuǎn)360 °的活動(dòng)聯(lián)接系統(tǒng)。其重心高，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致 安裝和維護(hù)不便。
2. 垂直軸風(fēng)力電機(jī)擁有比水平軸風(fēng)力電機(jī)噪音低、安全性高等特點(diǎn)。一 般垂直軸風(fēng)力機(jī)不要迎風(fēng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以接受360。方位中任何方向來風(fēng)，并 始終向著設(shè)計(jì)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；風(fēng)機(jī)不需要閉環(huán)液壓調(diào)距系統(tǒng)、不需要葉輪迎風(fēng) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)、不需要任何自動(dòng)控制調(diào)速系統(tǒng)或特殊設(shè)計(jì)的變速恒頻發(fā)電機(jī)。在 整個(gè)可發(fā)電風(fēng)速范圍內(nèi)向電網(wǎng)輸出同頻率，同電壓的電；不需要發(fā)電機(jī)的過 載、過流保護(hù)系統(tǒng)及復(fù)雜昂貴的監(jiān)控系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)的齒輪箱放在底部，重心 低，不僅穩(wěn)定，而且維護(hù)方便；風(fēng)機(jī)塔架可以用鋼索進(jìn)行固定，因而制造成本 大大減小，但垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)普遍存在啟動(dòng)性能差，運(yùn)行效率低等缺點(diǎn)， 這在全球風(fēng)力發(fā)電設(shè)計(jì)領(lǐng)域來說都是一個(gè)比較難以跨越的課題。如S型風(fēng)機(jī)
(風(fēng)阻型)由兩個(gè)軸線錯(cuò)開的半圓柱形組成，其優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，缺點(diǎn)是 (1)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，其尖速比小于1，故風(fēng)能利用率低，轉(zhuǎn)化效率系數(shù)Cp在 0.3左右；(2)由于圍繞著風(fēng)輪產(chǎn)生不對(duì)稱氣流，從而對(duì)它產(chǎn)生側(cè)向推力。對(duì) 于較大型的風(fēng)力機(jī)，由于受偏轉(zhuǎn)與極限應(yīng)力的限制，采用這種結(jié)構(gòu)形式是比 較困難的。而升力型風(fēng)機(jī)如達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)(一般尖速比在4 5)其風(fēng)能利用率高，可達(dá)O. 45 0. 55。但缺點(diǎn)是(1)啟動(dòng)力矩小，不能自啟動(dòng)(2)
調(diào)速、限速困難。.
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種啟動(dòng)力矩大、 發(fā)電效率高、使用壽命長(zhǎng)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置。 本發(fā)明專利可以通過如下措施達(dá)到
一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，包括支架、發(fā)電機(jī)、葉輪，葉輪由葉片、輪 輻、輪轂和主軸組成，葉片連接在輪輻上，輪輻連接于輪轂上，輪轂可繞主 軸旋轉(zhuǎn)，其特征在于葉輪呈H型并垂直安裝，發(fā)電機(jī)和主軸相連接，主軸為 垂直軸，主軸上裝有自動(dòng)偏航剎車調(diào)速裝置。
本發(fā)明自動(dòng)偏航剎車調(diào)速裝置安裝在主軸的頂部，隨風(fēng)向及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控 制垂直安裝的葉輪的迎風(fēng)攻角；葉輪在風(fēng)力驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從 而達(dá)到發(fā)電的目的。
本發(fā)明專利葉輪采用H型翼型葉片，輪輻采用三角形輪輻，輪輻與輪轂 上、下雙支點(diǎn)連接，葉片與輪輻采用活動(dòng)連接，并可繞銷軸擺動(dòng)，其擺動(dòng)方 向和位置受自動(dòng)偏航剎車調(diào)速系統(tǒng)的控制，由于采用了垂直葉片和三角形雙 支點(diǎn)設(shè)計(jì)，使得主要受力點(diǎn)集中于輪轂，因此很好地解決了葉片脫落、斷裂 和葉片飛出等問題，使用壽命延長(zhǎng)。
本發(fā)明專利的自動(dòng)偏航剎車調(diào)速裝置由電子測(cè)風(fēng)測(cè)速儀、控制箱、偏航 電機(jī)、偏心電機(jī)、轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)軸、液壓作動(dòng)筒、葉片等組成，電子測(cè)風(fēng)測(cè)速儀 檢測(cè)風(fēng)向風(fēng)速及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，信號(hào)輸入到控制箱，控制箱根據(jù)風(fēng)向驅(qū)動(dòng)偏航電 機(jī)，使轉(zhuǎn)盤的偏心方位與風(fēng)向保持一定角度；根據(jù)風(fēng)速和葉輪轉(zhuǎn)速，控制箱 控制偏心電機(jī)偏轉(zhuǎn)一個(gè)偏心距離L;轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸、液壓作動(dòng)筒與葉片鉸鏈相 連；葉片在輪輻前端通過銷軸連接，可繞銷軸做一定幅度的擺動(dòng)，輪輻與輪 轂相連并繞著主軸旋轉(zhuǎn)；葉片、輪輻的回轉(zhuǎn)中心為主軸，而液壓作動(dòng)筒、轉(zhuǎn)盤的回轉(zhuǎn)中心是偏心電機(jī)的中心；這樣，葉片、輪輻、液壓作動(dòng)筒、轉(zhuǎn)盤就 組成了一個(gè)以主軸為中心的隨轉(zhuǎn)角不同而夾角不斷變化的四連桿機(jī)構(gòu)，它根 據(jù)風(fēng)向的不同和轉(zhuǎn)速的高低來不斷調(diào)整葉片的迎風(fēng)攻角，從而達(dá)到在低風(fēng)速 時(shí)以風(fēng)阻型方式快速啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，在額定轉(zhuǎn)速時(shí)以升力型方式高效運(yùn)行風(fēng)機(jī)， 而在超過額定轉(zhuǎn)速時(shí)自動(dòng)剎車限速的目的。
本發(fā)明專利使用時(shí)，自動(dòng)偏航剎車調(diào)速裝置中的電子測(cè)風(fēng)測(cè)速儀檢測(cè)風(fēng) 向風(fēng)速及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，信號(hào)輸入到控制箱，控制箱根據(jù)風(fēng)向驅(qū)動(dòng)偏航電機(jī)，使 轉(zhuǎn)盤的偏心方位與風(fēng)向保持一定角度；同時(shí)根據(jù)風(fēng)速和葉輪轉(zhuǎn)速，控制箱控 制偏心電機(jī)偏轉(zhuǎn)一個(gè)偏心距離；因轉(zhuǎn)盤安裝于偏心電機(jī)上，故相對(duì)主軸移動(dòng) 一個(gè)偏心距L;此時(shí)，對(duì)于處于順風(fēng)位置的葉片，液壓作動(dòng)筒在偏心的相反方 向，葉片上液壓作動(dòng)筒的連接點(diǎn)到主軸的距離=液壓作動(dòng)筒長(zhǎng)度-偏心距；液 壓作動(dòng)筒拉動(dòng)葉片向主軸中心轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片與輪輻基本平行，葉片的受風(fēng)面積 基本等于葉片的弦長(zhǎng)；而處于逆風(fēng)位置的葉片，液壓作動(dòng)筒與偏心的相同方
向，葉片上液壓作動(dòng)筒的連接點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離=液壓作動(dòng)筒長(zhǎng)度+偏心距；液 壓作動(dòng)筒推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)到與輪輻約為90°角度，此葉片的受風(fēng)面積基本等于 葉片弦高；即葉片在順風(fēng)時(shí)張開最大從而獲得最大的風(fēng)能，而在逆風(fēng)時(shí)葉片 迎風(fēng)面最小從而阻力最小；風(fēng)機(jī)在兩側(cè)力矩差的作用下迅速啟動(dòng)，從而達(dá)到 低速快速啟動(dòng)的目的；在葉輪轉(zhuǎn)速低于設(shè)定轉(zhuǎn)速時(shí)，此偏心距一直存在，葉 片始終在順風(fēng)時(shí)張幵而在逆風(fēng)時(shí)合上，從而獲得最佳的力學(xué)性能。
當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速時(shí)，偏心電機(jī)不再反方向偏心，而是由液壓作 動(dòng)筒執(zhí)行剎車調(diào)速功能，此時(shí)，作動(dòng)筒在控制箱的控制下活塞伸出，作動(dòng)筒 變長(zhǎng)，推動(dòng)葉片向外轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，葉片阻力增大，從而實(shí)現(xiàn)剎車調(diào)速功能。
當(dāng)葉輪達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電子測(cè)風(fēng)測(cè)速儀發(fā)出信號(hào)，偏心電機(jī)在控制箱 的控制下與主軸中心重合，此時(shí)，輪輻、葉片、液壓作動(dòng)筒就組成一繞主軸 旋轉(zhuǎn)的固定的三角形，葉片角度不再變化，成為純升力型風(fēng)機(jī)，圍繞主軸高速旋轉(zhuǎn)，以獲得高的風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率。
當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電子測(cè)風(fēng)測(cè)速儀發(fā)出信號(hào)，偏心電機(jī)在控 制箱的控制下繼續(xù)與主軸中心重合，作動(dòng)筒在控制箱的控制下活塞伸出，作 動(dòng)筒變長(zhǎng)，推動(dòng)葉片向外轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，葉片阻力增大，從而實(shí)現(xiàn)剎車調(diào)速 功能。
本發(fā)明專利發(fā)明所設(shè)計(jì)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，是一種全新結(jié)構(gòu)的垂直軸風(fēng)力發(fā) 電機(jī)。它集風(fēng)阻型風(fēng)機(jī)的大啟動(dòng)力矩、升力型風(fēng)機(jī)的高風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率及獨(dú)有 的超速剎車調(diào)速于一身，結(jié)構(gòu)上使用垂直軸風(fēng)機(jī)的基本形式，以達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、制造成本低、安全性高、操作維護(hù)方便、噪音低等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)在其頂部 安裝有類似水平軸風(fēng)機(jī)的自動(dòng)偏航剎車調(diào)速系統(tǒng)來操縱風(fēng)機(jī)的葉片，使葉片 隨著風(fēng)向即轉(zhuǎn)速的不同而在不同的位置擁有不同的迎風(fēng)角，自動(dòng)偏航剎車調(diào) 速裝置的作用是在低風(fēng)速時(shí)以風(fēng)阻型方式啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，以獲得大的啟動(dòng)力矩; 而在高風(fēng)速時(shí)和高轉(zhuǎn)速時(shí)以升力型方式運(yùn)行，以獲得高的風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率；在 超高風(fēng)速時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剎車調(diào)速，以獲得穩(wěn)定的電力輸出。

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圖1是本發(fā)明專利的發(fā)電裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖1的俯視圖。
圖3是本發(fā)明中葉輪三角形雙支點(diǎn)連接示意圖
圖4是本發(fā)明中自動(dòng)偏航剎車調(diào)速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的俯視圖。
圖6是本發(fā)明在額定轉(zhuǎn)速時(shí)自動(dòng)偏航剎車調(diào)速裝置的狀態(tài)示意圖。
圖7本發(fā)明在額定轉(zhuǎn)速時(shí)葉片的狀態(tài)示意圖。
圖8是本發(fā)明在超速時(shí)自動(dòng)偏航剎車調(diào)速裝置的狀態(tài)示意圖。 圖9是本發(fā)明在超速時(shí)葉片的狀態(tài)示意圖。。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合各附圖對(duì)本發(fā)明專利作進(jìn)一步描述
如圖l、圖2所示， 一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，包括支架l、發(fā)電機(jī)2、 葉輪3、自動(dòng)偏航剎車調(diào)速系統(tǒng)4。葉輪3包括葉片5、銷軸6、支耳7、輪 輻8、輪轂9、主軸IO (如圖3所示)；電液控制自動(dòng)偏航剎車調(diào)速系統(tǒng)包括 轉(zhuǎn)軸12、轉(zhuǎn)盤13、鉸鏈19、液壓作動(dòng)筒20、控制箱21、偏心電機(jī)22、偏航 電機(jī)23 (如圖4、圖5所示)，支架l、發(fā)電機(jī)2的結(jié)構(gòu)及相互連接關(guān)系與現(xiàn) 有技術(shù)相同，此不贅述，本發(fā)明專利的特征在于葉輪3采用H型翼型葉片5， 輪輻8釆用三角形輪輻，輪輻與輪轂9上、下雙支點(diǎn)連接，如圖3所示。葉 片與輪輻采用活動(dòng)連接，并可繞銷軸6擺動(dòng)，其擺動(dòng)方向和位置受自動(dòng)偏航 剎車調(diào)速系統(tǒng)4的控制，由于采用了垂直葉輪和三角形雙支點(diǎn)設(shè)計(jì)，使得主 要受力點(diǎn)集中于輪轂，因此很好地解決了葉片脫落、斷裂和葉片飛出等問題， 使用壽命延長(zhǎng)。
如圖4、圖5所示，自動(dòng)偏航剎車調(diào)速裝置由電子測(cè)風(fēng)測(cè)速儀22、控制 箱21、偏航電機(jī)24、偏心電機(jī)23、轉(zhuǎn)盤13、轉(zhuǎn)軸12、液壓作動(dòng)筒20、鉸鏈 19等組成，電子測(cè)風(fēng)測(cè)速儀22檢測(cè)風(fēng)向風(fēng)速及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，信號(hào)輸入到控制箱 21，控制箱根據(jù)風(fēng)向驅(qū)動(dòng)偏航電機(jī)24，使轉(zhuǎn)盤13的偏心方位與風(fēng)向保持一定 角度；根據(jù)風(fēng)速和葉輪轉(zhuǎn)速，控制箱控制偏心電機(jī)23偏轉(zhuǎn)一個(gè)偏心距離L; 轉(zhuǎn)盤13通過轉(zhuǎn)軸12、液壓作動(dòng)筒20與葉片5鉸鏈相連；葉片5在輪輻8前 端通過銷軸6連接，可繞銷軸6做一定幅度的擺動(dòng)，輪輻8與輪轂9相連并 繞著主軸10旋轉(zhuǎn)；葉片5、輪輻8的回轉(zhuǎn)中心為主軸10，而液壓作動(dòng)筒20、 轉(zhuǎn)盤13的回轉(zhuǎn)中心是偏心電機(jī)中心；這樣，葉片5、輪輻8、液壓作動(dòng)筒20、 轉(zhuǎn)盤13就組成了一個(gè)以主軸10為中心的隨轉(zhuǎn)角不同而夾角不斷變化的四連 桿機(jī)構(gòu)，它根據(jù)風(fēng)向的不同和轉(zhuǎn)速的高低來不斷調(diào)整葉片5的迎風(fēng)攻角，從 而達(dá)到在低風(fēng)速時(shí)以風(fēng)阻型方式快速啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，在額定轉(zhuǎn)速時(shí)以升力型方式 高效運(yùn)行風(fēng)機(jī)，而在超過額定轉(zhuǎn)速時(shí)自動(dòng)剎車限速的目的。本發(fā)明在啟動(dòng)時(shí)，如圖4、圖5所示，自動(dòng)偏航剎車調(diào)速裝置4中的電子 測(cè)風(fēng)測(cè)速儀22檢測(cè)風(fēng)向風(fēng)速及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，信號(hào)輸入到控制箱21,控制箱21 根據(jù)風(fēng)向驅(qū)動(dòng)偏航電機(jī)24，使轉(zhuǎn)盤13的偏心方位與風(fēng)向保持一定角度；同時(shí) 根據(jù)風(fēng)速和葉輪3轉(zhuǎn)速，控制箱21控制偏心電機(jī)23偏轉(zhuǎn)一個(gè)偏心距離L;因 轉(zhuǎn)盤13安裝于偏心電機(jī)23上，故相對(duì)主軸10移動(dòng)一個(gè)偏心距L;此時(shí)，對(duì) 于處于順風(fēng)位置的葉片5，液壓作動(dòng)筒20在偏心的相反方向，葉片5上液壓 作動(dòng)筒20的連接點(diǎn)到主軸10的距離二液壓作動(dòng)筒長(zhǎng)度-偏心距；液壓作動(dòng)筒 20拉動(dòng)葉片5向主軸10中心轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片5與輪輻8基本平行，葉片5的受風(fēng) 面積基本等于葉片的弦長(zhǎng)；而處于逆風(fēng)位置的葉片，液壓作動(dòng)筒20與偏心的 相同方向，葉片5上液壓作動(dòng)筒20的連接點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸12的距離二液壓作動(dòng)筒長(zhǎng) 度+偏心距；液壓作動(dòng)筒20推動(dòng)葉片5旋轉(zhuǎn)到與輪輻8約為90°角度，此葉 片5的受風(fēng)面積基本等于葉片弦高；即葉片在順風(fēng)時(shí)張開最大從而獲得最大 的風(fēng)能，而在逆風(fēng)時(shí)葉片迎風(fēng)面最小從而阻力最??；風(fēng)機(jī)在兩側(cè)力矩差的作 用下迅速啟動(dòng)，從而達(dá)到低速快速啟動(dòng)的目的；在葉輪轉(zhuǎn)速低于設(shè)定轉(zhuǎn)速時(shí)， 此偏心距一直存在，葉片始終在順風(fēng)時(shí)張開而在逆風(fēng)時(shí)合上，從而獲得最佳 的力學(xué)性能。
如圖6、圖7所示，本發(fā)明在達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電子測(cè)風(fēng)測(cè)速儀22發(fā)出 信號(hào)，偏心電機(jī)23在控制箱21的控制下與主軸10中心重合，此時(shí)，輪輻8、 葉片5、液壓作動(dòng)筒20就組成一繞主軸10旋轉(zhuǎn)的固定的三角形，葉片5角度 不再變化，成為純升力型風(fēng)機(jī)，圍繞主軸10高速旋轉(zhuǎn)，以獲得高的風(fēng)電轉(zhuǎn)換 效率。
如圖8、圖9所示，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電子測(cè)風(fēng)測(cè)速儀22發(fā) 出信號(hào)，偏心電機(jī)23在控制箱21的控制下與主軸10中心重合，控制箱21 控制液壓作動(dòng)筒20執(zhí)行剎車調(diào)速功能，此時(shí)，液壓作動(dòng)筒20在控制箱21的 控制下活塞伸出，液壓作動(dòng)筒20變長(zhǎng)，推動(dòng)葉片5向外轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，葉片5阻力增大，從而實(shí)現(xiàn)剎車調(diào)速功能。
如前所述，本發(fā)明專利所設(shè)計(jì)的風(fēng)力發(fā)電裝置，是一種全新結(jié)構(gòu)的垂直 軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。它集風(fēng)阻型風(fēng)機(jī)的大啟動(dòng)力矩、升力型風(fēng)機(jī)的高風(fēng)電轉(zhuǎn)換效 率及獨(dú)有的超速剎車調(diào)速于一身，結(jié)構(gòu)上使用垂直軸風(fēng)機(jī)的基本形式，以達(dá) 到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、安全性高、操作維護(hù)方便、噪音低等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí) 在其頂部安裝有類似水平軸風(fēng)機(jī)的自動(dòng)偏航剎車調(diào)速系統(tǒng)來操縱風(fēng)機(jī)的葉 片，使葉片隨著風(fēng)向及轉(zhuǎn)速的不同而在不同的位置擁有不同的迎風(fēng)角，以達(dá) 到在低風(fēng)速時(shí)以風(fēng)阻型方式快速啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，在高風(fēng)速時(shí)和高轉(zhuǎn)速時(shí)以升力型 方式高效率運(yùn)行風(fēng)機(jī)，在超高風(fēng)速時(shí)自動(dòng)剎車調(diào)速保護(hù)風(fēng)機(jī)的目的。自動(dòng)偏 航剎車調(diào)速系統(tǒng)的使用解決了目前垂直軸風(fēng)機(jī)普遍存在的不能自動(dòng)調(diào)速、剎 車?yán)щy等難題，同時(shí)在使用電液控制自動(dòng)偏航剎車調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，因液壓作動(dòng) 筒中的液體具有阻尼作用，可有效的減弱風(fēng)機(jī)的振動(dòng)。此技術(shù)是對(duì)垂直軸風(fēng) 力發(fā)電機(jī)一種較大的更新。
權(quán)利要求1、一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，包括支架、發(fā)電機(jī)、葉輪，葉輪由葉片、輪輻、輪轂和主軸組成，葉片連接在輪輻上，輪輻連接于輪轂上，輪轂可繞主軸旋轉(zhuǎn)，其特征在于葉輪呈H型并垂直安裝，發(fā)電機(jī)和主軸相連接，主軸為垂直軸，主軸上裝有自動(dòng)偏航剎車調(diào)速裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于自動(dòng)偏 航剎車調(diào)速裝置安裝在主軸的頂部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于輪輻采 用三角形輪輻，輪輻與輪轂上、下雙支點(diǎn)連接，葉片與輪輻采用活動(dòng)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于自動(dòng)偏 航剎車調(diào)速裝置由電子測(cè)風(fēng)測(cè)速儀、控制箱、偏航電機(jī)、偏心電機(jī)、轉(zhuǎn)盤、 轉(zhuǎn)軸、液壓作動(dòng)筒組成，電子測(cè)風(fēng)測(cè)速儀檢測(cè)風(fēng)向風(fēng)速及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，信號(hào)輸 入到控制箱，控制箱根據(jù)風(fēng)向驅(qū)動(dòng)偏航電機(jī)，使轉(zhuǎn)盤的偏心方位與風(fēng)向保持 一定角度，根據(jù)風(fēng)速和葉輪轉(zhuǎn)速，控制箱控制偏心電機(jī)偏轉(zhuǎn)一個(gè)偏心距離。專利摘要本實(shí)用新型專利涉及風(fēng)力發(fā)電，一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，包括支架、發(fā)電機(jī)、葉輪，葉輪由葉片、輪輻、輪轂和主軸組成，葉片連接在輪輻上，輪輻連接于輪轂上，輪轂可繞主軸旋轉(zhuǎn)，其特征在于葉輪呈H型并垂直安裝，發(fā)電機(jī)和主軸相連接，主軸為垂直軸，主軸上裝有自動(dòng)偏航剎車調(diào)速裝置，本實(shí)用新型專利具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、使用效率高、安全性好、操作維護(hù)方便、噪音低等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)低風(fēng)速時(shí)大力矩啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，高風(fēng)速時(shí)和高轉(zhuǎn)速時(shí)高效率運(yùn)行風(fēng)機(jī)，在超高風(fēng)速時(shí)自動(dòng)剎車調(diào)速保護(hù)風(fēng)機(jī)的功能。
文檔編號(hào)F03D9/00GK201314277SQ20082022451
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者慧 劉, 歐振玉 申請(qǐng)人:歐振玉