專利名稱：帶啟動輔翼的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是帶啟動輔翼垂直軸升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
垂直軸升力型結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)誕生在二十世紀(jì)三十年代(1931年)，由達(dá)利厄?qū)嵱眯滦?，其風(fēng)能利用系數(shù)和實(shí)用性已達(dá)到較高水平，但由于垂直軸升力型結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在自啟動性能上存在缺陷，而且高風(fēng)速下安全問題未得到很好解決，所以一直未得到較大范圍的推廣。到了二十一世紀(jì)的今天，雖然在達(dá)利厄(升力)機(jī)型上做了較多的啟動輔助，如在H型升力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)部再增加一套S型的阻力型葉片來增加啟動性能，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜也增加了成本，且還造成了風(fēng)阻影響了發(fā)電效率。因此，用最簡單的結(jié)構(gòu)改善升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動性能，又不影響發(fā)電效率，而且增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全性能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是開發(fā)一種通過在垂直軸升力型結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)上增設(shè)一套啟動輔翼，用較簡單的結(jié)構(gòu)改善升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動性能，而又不影響發(fā)電效率，且通過大氣壓作用來對垂直軸升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)在高風(fēng)速下進(jìn)行限速從而達(dá)到安全的目的，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)屬于垂直軸結(jié)構(gòu)H型三葉片升力型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。本實(shí)用新型帶啟動輔翼的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括升力葉片1、通過鉸鏈7相連的啟動輔翼2，支撐三個升力葉片I的支架3，支架3固定在發(fā)電機(jī)4的軸上，可以轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)4安裝在塔桿8上，升力葉片I與啟動輔翼2之間有彈性復(fù)位塊6。所述的彈性復(fù)位塊6是由彈性橡膠塊細(xì)柱狀結(jié)構(gòu)黏附在升力葉片I上的。本實(shí)用新型帶啟動輔翼的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是通過結(jié)構(gòu)簡單的輔翼改善了升力型結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動性能，而且不影響升力型結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率。啟動翼可以根據(jù)風(fēng)速和轉(zhuǎn)速在離心力、氣動阻力、大氣壓作用下自動調(diào)整其工作狀態(tài)，達(dá)到低風(fēng)速下較好啟動，工作風(fēng)速下高效發(fā)電，高風(fēng)速下安全限速的目的。

圖1為帶啟動輔翼的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 a為帶啟動輔翼的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動時的工作示意圖；圖2b為帶啟動輔翼的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動后工作發(fā)電時的工作示意圖；圖2 c為帶啟動輔翼的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在大風(fēng)高轉(zhuǎn)速下，大氣壓作用打破升力葉片升力結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1 (a)所示，由支架3支撐的風(fēng)輪三只升力葉片1、支架3固定在發(fā)電機(jī)4的軸上可以轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)4安裝在塔桿8上，升力葉片I與啟動輔翼2通過鉸鏈7連接，連接根部之間有彈性復(fù)位塊6。啟動輔翼2中間有凹槽，在彈性復(fù)位塊6的彈性力作用下靠在支架3的尼龍隔套5上，尼龍隔套5起緩沖作用。圖2 (a)所示，當(dāng)風(fēng)W吹過來，由于升力葉片I與支架3連接，升力葉片I與啟動輔翼2構(gòu)成的張開受風(fēng)面SI形成推動阻力，所以當(dāng)風(fēng)吹動時，風(fēng)輪就圍繞風(fēng)輪中心轉(zhuǎn)動，并達(dá)到速度V。在轉(zhuǎn)動加速過程中啟動輔翼2受到離心力F和相對來流風(fēng)速Wv的作用，則啟動輔翼2開始貼近升力葉片1，這樣風(fēng)速Wv的風(fēng)阻作用就開始降低，從而最大程度發(fā)揮升力葉片I的升力加速作用。圖2 (b)所示，當(dāng)風(fēng)速增加達(dá)到Wl時，由于在風(fēng)速的阻力推動和升力葉片I的雙重作用，風(fēng)輪加速到V2，這時啟動輔翼2在離心力F和相對來流風(fēng)速Wv的作用下完全貼緊升力葉片1，這時相對來流風(fēng)速Wv形成的風(fēng)阻面S2達(dá)到最小，盡可能避免風(fēng)阻的影響，此時升力葉片I上表面來流速度Wvla與下表面來流速度Wvlb形成速差，因此升力葉片I的升力性能開始發(fā)揮作用，升力Fl作用達(dá)到最佳效率狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最佳高效發(fā)狀態(tài)。其中V線速度，Wl是風(fēng)速，Wvl是相對來流速度。圖2 (C)所示，當(dāng)風(fēng)速繼續(xù)增大達(dá)到W2時,風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速增大到V3，這時由于升力葉片I上表面來流速度Wvla與下表面來流速度Wvlb形成速差繼續(xù)擴(kuò)大，離心力Fa，和來流風(fēng)速Wv2形成的風(fēng)阻已經(jīng)不能克服大氣壓atm的作用，啟動輔翼在大氣壓atm在彈性位塊6的雙重作用力下，被向上掀起，這時升力葉片I的升力結(jié)構(gòu)被打破，不在具備升力作用，而啟動輔翼被向上掀起后，形成的風(fēng)阻面積S3擴(kuò)大，從而葉片開始失速，風(fēng)能轉(zhuǎn)速迅速降低，在高風(fēng)速下達(dá)到了安全性的目的。當(dāng)大風(fēng)過后，風(fēng)速和風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速降低之后，啟動輔翼2受到離心力F和相對來流風(fēng)速Wv的作用開始減弱，而升力葉片I與啟動輔翼2的連接根部之間的彈性復(fù)位塊6則開始發(fā)揮復(fù)位作用，這時啟動輔翼2又開始發(fā)揮阻力啟動作用，風(fēng)力發(fā)電機(jī)重新開始投入工作。本實(shí)用新型的帶啟動輔翼的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其啟動輔翼2在啟動時達(dá)到了最佳阻力推動作用，改善風(fēng)力機(jī)啟動性能，在達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后，啟動輔翼貼緊升力葉片，盡可能減小風(fēng)阻影響發(fā)揮風(fēng)力機(jī)升力作用的效率，在風(fēng)速過大時，通過大氣壓作用破壞升力葉片的升力性能形成失速達(dá)到安全性目的。
權(quán)利要求1.一種帶啟動輔翼的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括升力葉片(I)、通過鉸鏈(7)相連的啟動輔翼(2)，其特征在于支撐三個升力葉片(I)的支架(3)，支架(3)固定在發(fā)電機(jī)(4)的軸上可以轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)(4)安裝在塔桿(8)上，升力葉片(I)與啟動輔翼(2)之間有彈性復(fù)位塊(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶啟動輔翼的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于由支架(3)支撐風(fēng)輪的三只升力葉片(I)、支架(3)固定在發(fā)電機(jī)(4)的軸上可以轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)(4)安裝在塔桿(8)上，升力葉片(I)與啟動輔翼(2)通過鉸鏈(7)連接，連接根部之間有彈性復(fù)位塊(6)，啟動輔翼(2)中間有凹槽，在彈性復(fù)位塊(6)的彈性力作用下靠在支架(3)的尼龍隔套(5)上。
專利摘要一種帶啟動輔翼的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括升力葉片(1)、通過鉸鏈(7)相連的啟動輔翼(2)，支撐三個升力葉片(1)的支架(3)，支架(3)固定在發(fā)電機(jī)(4)的軸上可以轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)(4)安裝在塔桿(8)上，升力葉片(1)與啟動輔翼(2)之間有彈性復(fù)位塊(6)。其優(yōu)點(diǎn)是通過結(jié)構(gòu)簡單的輔翼改善了升力型結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動性能，而且不影響升力型結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率。啟動翼可以根據(jù)風(fēng)速和轉(zhuǎn)速自動調(diào)整其工作狀態(tài)，達(dá)到低風(fēng)速投入工作，高風(fēng)速不影響效率的目的。
文檔編號F03D3/06GK202832974SQ20122015437
公開日2013年3月27日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者何利明, 石偉峰, 蘇超 申請人:黃石華科新能源科技有限公司