專(zhuān)利名稱(chēng)：一種風(fēng)輪葉片可調(diào)速的垂直軸風(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)電機(jī)，具體為一種應(yīng)用于離網(wǎng)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)目前分為垂直式和水平式發(fā)動(dòng)機(jī)；相對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于垂直式風(fēng)力發(fā)電電機(jī)體積小、安裝方便、啟動(dòng)風(fēng)速小、風(fēng)向改變時(shí)適應(yīng)力強(qiáng)，其具有效率高、風(fēng)能利用率高、靜音、維修成本低等優(yōu)勢(shì)，目前得到了廣泛的開(kāi)發(fā)和利用。無(wú)論是阻力型還是升力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組其風(fēng)輪葉片都是固定的，在超過(guò)額定風(fēng)速以后，由于機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)電機(jī)、電力電子容量等物理性能的限制，必須降低風(fēng)輪的能量捕獲，使功率輸出仍保持在額定值附近。這樣也同時(shí)限制了葉片承受的負(fù)荷和整個(gè)風(fēng)力機(jī)收到的沖擊，從而保證風(fēng)力機(jī)安全不受損害。否則，失速將引起葉片震動(dòng)，葉片動(dòng)力失速是非線性顫振，將會(huì)引起很大的動(dòng)應(yīng)力，造成葉片疲勞破壞，影響風(fēng)力機(jī)運(yùn)行安全性和可靠性。但目前現(xiàn)有技術(shù)的垂·直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)葉失速上還沒(méi)有很好的控制方法，只能通過(guò)發(fā)電機(jī)的電磁剎車(chē)及手動(dòng)剎車(chē)來(lái)控制風(fēng)葉的失速，這就在加大發(fā)電機(jī)的體積及成本的同時(shí)，還造成了失速狀態(tài)下功率輸出的損失。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，通過(guò)改變?nèi)~片攻角來(lái)改善風(fēng)輪的運(yùn)行性能，適應(yīng)風(fēng)速的變化、調(diào)節(jié)風(fēng)速與風(fēng)力發(fā)電機(jī)負(fù)荷間的關(guān)系。這樣解決了目前垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片失速的問(wèn)題，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)能在較寬的風(fēng)速范圍內(nèi)工作，在高風(fēng)速段依然能保持功率的平穩(wěn)輸出。極大地提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的整體發(fā)電效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種新型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括與地面垂直的主軸，發(fā)電裝置、升力葉片所述升力葉片為機(jī)翼狀結(jié)構(gòu)，并通過(guò)連桿、輪轂與主軸相連且繞主軸等距分布，所述升力葉片上還安裝有調(diào)節(jié)風(fēng)葉攻角的調(diào)節(jié)裝置。本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于通過(guò)安裝在風(fēng)葉上的調(diào)速裝置，使風(fēng)葉隨風(fēng)左右擺動(dòng)形成一定的攻角a，左右攻角a可形成的最大角度各為15度。為使風(fēng)葉隨風(fēng)左右擺動(dòng)，在風(fēng)葉上安裝有調(diào)節(jié)裝置。這種安裝在風(fēng)葉上的調(diào)速裝置是通過(guò)機(jī)械、微機(jī)控制手段促使風(fēng)葉發(fā)生左右擺動(dòng)形成攻角的一種風(fēng)葉攻角調(diào)節(jié)裝置。本實(shí)用新型的升力風(fēng)葉采用了機(jī)翼狀結(jié)構(gòu)，其目的是為了充分利用機(jī)翼的啟動(dòng)特性，利用機(jī)翼的升力特性來(lái)推動(dòng)風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型在機(jī)翼上安裝有調(diào)節(jié)風(fēng)葉攻角的調(diào)節(jié)裝置，這本案例的調(diào)節(jié)裝置為球鉸接頭。安裝在升力風(fēng)葉的上下端，離葉片前緣1/4葉片弦長(zhǎng)前的位置上，這樣可保證葉片在任何角度風(fēng)對(duì)葉片的作用力合力的作用點(diǎn)在轉(zhuǎn)軸的后方，能使葉片隨風(fēng)擺動(dòng)。

圖I為本實(shí)用新型的組裝結(jié)構(gòu)圖；[0008]圖2為本實(shí)用新型的俯視圖；圖3為本實(shí)用新型球鉸接頭的結(jié)構(gòu)圖；圖中1為主軸；2為升力葉片；3為連桿；4為輪轂；5為發(fā)電裝置；6 :調(diào)節(jié)裝置；7
連接軸。
具體實(shí)施方式
為了加深對(duì)本實(shí)用新型的理解，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述，該實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不夠成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍 的限定。參考圖I所示本實(shí)用新型涉及一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括與地面垂直的主軸1，安裝在主軸I下面的發(fā)電裝置5，連接在主軸I上的上、下輪轂4，三塊機(jī)翼狀結(jié)構(gòu)的升力葉片2，所述三塊升力葉片2通過(guò)連桿3繞主軸I等距分布；每塊升力葉片2對(duì)應(yīng)著上、下兩組連桿3，每組連桿3為兩根，其分別連接升力葉片2和輪轂4，所述每組的兩根連接3撐開(kāi)形成角度β，而角度β選擇在30度-60度之間，以此可以提高連桿的整體承受力；所述下輪轂通過(guò)連盤(pán)與發(fā)電裝置5連接，當(dāng)升力葉片2旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)輪轂旋轉(zhuǎn)，從而通過(guò)連盤(pán)使發(fā)電裝置啟動(dòng)運(yùn)行。參考圖2所示本圖為實(shí)用新型的俯視圖。在升力葉片2旋轉(zhuǎn)當(dāng)中，當(dāng)風(fēng)速超過(guò)其額定風(fēng)速時(shí)，調(diào)節(jié)裝置將開(kāi)始調(diào)節(jié)攻角a，使升力葉片2開(kāi)始左右擺動(dòng)。風(fēng)速越大，其攻角a將變得越大，升力葉片2的擺動(dòng)幅度也隨之?dāng)U大，左右攻角a可形成的最大角度各為15度。參考圖3所不本案為風(fēng)速調(diào)節(jié)球絞接機(jī)構(gòu)圖。在球面部使用聞精度的軸承用鋼球，通過(guò)模壓鑄造將鋼球包起來(lái)，在保持柄被成形后，通過(guò)特殊焊接將連桿與球鏈接在一起。另外，在外圈外徑部加工了輥軋螺絲，可簡(jiǎn)單地安裝在連接桿3上，只要將螺絲擰緊就可達(dá)到?jīng)]有間隙的結(jié)實(shí)的固定。本實(shí)用新型的工作原理為風(fēng)輪在旋轉(zhuǎn)當(dāng)中，當(dāng)風(fēng)速超過(guò)其額定風(fēng)速時(shí)，安裝在風(fēng)葉上的調(diào)節(jié)裝置將開(kāi)始調(diào)節(jié)攻角a，使葉片開(kāi)始左右擺動(dòng)。風(fēng)速越大，其攻角a將變得越大，葉片的擺動(dòng)幅度也隨之?dāng)U大，左右攻角a可形成的最大角度各為15度。風(fēng)葉的調(diào)速，就避免了大迎角下風(fēng)葉的失速狀態(tài)。經(jīng)計(jì)算，由于本結(jié)構(gòu)去掉了發(fā)電機(jī)內(nèi)電磁剎車(chē)裝置，可以將垂直軸發(fā)電機(jī)的成本減少15%，由于避免了風(fēng)葉的失速，保證風(fēng)機(jī)在高風(fēng)速段依然能保持功率的平穩(wěn)輸出，這樣可以使發(fā)電能力整體提聞40%左右。
權(quán)利要求1.一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括與地面垂直的主軸，發(fā)電裝置、升力葉片，其特征在于所述升力葉片為機(jī)翼狀結(jié)構(gòu)，并通過(guò)連桿、輪轂與主軸相連且繞主軸等距分布，所述升力葉片上還安裝有調(diào)節(jié)風(fēng)葉風(fēng)速的調(diào)速裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于通過(guò)安裝在風(fēng)葉上的調(diào)速裝置，使風(fēng)葉隨風(fēng)左右擺動(dòng)形成一定的攻角a，左右攻角a可形成的最大角度各為15度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于安裝在風(fēng)葉上的調(diào)速裝置是通過(guò)機(jī)械、微機(jī)控制手段促使風(fēng)葉發(fā)生左右擺動(dòng)形成攻角的一種風(fēng)葉攻角調(diào)節(jié)裝置。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。目前在垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉失速上還沒(méi)有很好的控制方法，只能通過(guò)發(fā)電機(jī)的電磁剎車(chē)及手動(dòng)剎車(chē)來(lái)控制風(fēng)葉的失速，這就加大了發(fā)電機(jī)的體積及成本，及造成失速狀態(tài)下功率輸出的極大損失。本實(shí)用新型通過(guò)改變?nèi)~片攻角的方式，調(diào)節(jié)風(fēng)葉的風(fēng)速。它是用簡(jiǎn)單的調(diào)速裝置控制風(fēng)葉的擺動(dòng)，以此改變風(fēng)葉的攻角去消除風(fēng)葉的失速。本實(shí)用新型不再需要額外的控制器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。
文檔編號(hào)F03D3/06GK202756176SQ20122021194
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者李 杰 申請(qǐng)人:李 杰