懸浮式垂直軸風(fēng)力的制造方法
【專利摘要】懸浮式垂直軸風(fēng)力機(jī)屬于風(fēng)力機(jī)技術(shù)；在下支座上安裝總控制器，在軸承套與下支座和上軸承端蓋之間分別配裝下壓力傳感器和上壓力傳感器，步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)控制器固裝在下法蘭上，兩個(gè)橫向葉片支架固配在下橫梁上，在對稱翼型的橫向葉片兩端部上分別固裝橫向葉片支撐軸，通過橫向葉片支撐軸與橫向葉片支架可轉(zhuǎn)動地配合將橫向葉片配裝在下橫梁上，橫向葉片轉(zhuǎn)角控制傳動機(jī)構(gòu)將步進(jìn)電機(jī)與橫向葉片連接；上、下壓力傳感器通過導(dǎo)線與總控制器連通，總控制器與步進(jìn)電機(jī)控制器無線連通；風(fēng)機(jī)作業(yè)時(shí)呈懸浮狀態(tài)，零部件機(jī)械磨損小，使用壽命長，風(fēng)能利用率高。
【專利說明】懸浮式垂直軸風(fēng)力機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造屬于風(fēng)力機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及一種懸浮式垂直軸風(fēng)力機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著不可再生能源的減少和環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，可再生且無環(huán)境污染的風(fēng)能開發(fā)利用成為發(fā)展趨勢，風(fēng)力機(jī)即是其中之一。目前，風(fēng)力機(jī)主要分為水平軸和垂直軸風(fēng)力機(jī)兩種。相對于水平軸風(fēng)力機(jī)，垂直軸風(fēng)力機(jī)有著較優(yōu)越的技術(shù)特性，因此，垂直軸風(fēng)力機(jī)研發(fā)利用成為未來的發(fā)展趨勢。但是，由于大型的垂直軸風(fēng)力機(jī)體型巨大，質(zhì)量沉重，對垂直軸風(fēng)力機(jī)起支撐作用的軸承、支架及底座帶來較大的負(fù)荷，風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)動工況時(shí)機(jī)械摩擦較大，除帶來零部件磨損、降低使用壽命外，同時(shí)也降低了風(fēng)能利用率，造成風(fēng)能損耗浪費(fèi)，降低作業(yè)效果。為解決上述問題，已有利用磁懸浮軸承和橫梁采用翼型結(jié)構(gòu)兩種垂直軸風(fēng)力機(jī)的研究，但前者造價(jià)高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，后者橫梁的迎風(fēng)攻角不可調(diào)，產(chǎn)生升力效應(yīng)的能力較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明創(chuàng)造的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況，設(shè)計(jì)提供一種新結(jié)構(gòu)的懸浮式垂直軸風(fēng)力機(jī)，通過在垂直軸風(fēng)力機(jī)橫梁上加裝升力裝置，達(dá)到風(fēng)力機(jī)運(yùn)行時(shí)減小和抵消加載在軸承上的重量、減輕零部件磨損、延長機(jī)械使用壽命、提高風(fēng)能利用率的目的。
[0004]本發(fā)明創(chuàng)造的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種懸浮式垂直軸風(fēng)力機(jī)，在下支座上固裝軸承套，在軸承套上通過下軸承和上軸承可轉(zhuǎn)動地配裝垂直軸，上軸承端蓋配裝在軸承套上端部上，在垂直軸上從上至下通過上法蘭和下法蘭分別配裝上橫梁和下橫梁，風(fēng)力機(jī)葉片配裝在上、下橫梁外端部上，在下支座上安裝總控制器，在下支座上部與軸承套下部之間支撐配裝下壓力傳感器，在軸承套上端部與上軸承端蓋之間支撐配裝上壓力傳感器，步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)控制器固裝在下法蘭上，且由導(dǎo)線連通，兩個(gè)橫向葉片支架固配在下橫梁上，在對稱翼型的橫向葉片兩端部上分別固裝橫向葉片支撐軸，橫向葉片轉(zhuǎn)角控制傳動機(jī)構(gòu)將步進(jìn)電機(jī)與橫向葉片連接；所述上、下壓力傳感器通過導(dǎo)線分別與總控制器連通，總控制器與步進(jìn)電機(jī)控制器無線連通。
[0005]本發(fā)明創(chuàng)造利用旋轉(zhuǎn)的槳葉產(chǎn)生升力、并通過控制槳葉的迎風(fēng)攻角可改變其產(chǎn)生升力大小的原理，通過檢測軸承套上、下兩端的壓力差來判斷橫向葉片的升力與風(fēng)力機(jī)重力的關(guān)系，通過不斷微調(diào)橫向葉片的攻角使風(fēng)力機(jī)在額定轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)的任意時(shí)刻都能是升力抵消風(fēng)力機(jī)的重力，保證其在懸浮狀態(tài)下工作。本發(fā)明創(chuàng)造的特點(diǎn)是:有效的避免了由于重力原因使風(fēng)力機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生較大的機(jī)械摩擦，降低甚至避免風(fēng)力機(jī)對支撐的軸承及支架、底座造成壓力負(fù)荷，延長壽命，同時(shí)也會提高風(fēng)能利用率，增大發(fā)電效率。
【專利附圖】

【附圖說明】[0006]圖1是懸浮式垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
[0007]圖2是橫向葉片轉(zhuǎn)角控制傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖
[0008]圖3是圖2的A-A向的剖視圖
[0009]圖中件號說明:
[0010]1、下支座、2、下壓力傳感器、3、軸承套、4、下軸承、5、垂直軸、6、上軸承、7、上壓力傳感器、8、上軸承端蓋、9、下法蘭、10、上法蘭、11、上橫梁、12、風(fēng)力機(jī)葉片、13、橫向葉片支架、14、橫向葉片支撐軸、15、橫向葉片、16、下橫梁、17、橫向葉片轉(zhuǎn)角控制傳動機(jī)構(gòu)、18、步進(jìn)電機(jī)、19、步進(jìn)電機(jī)控制器、20、總控制器、21、絲杠、22、齒條螺母、23、圓柱齒輪、24、蝸桿、25、蝸輪。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0012]一種懸浮式垂直軸風(fēng)力機(jī),在下支座I上固裝軸承套3，在軸承套3上通過下軸承4和上軸承6可轉(zhuǎn)動地配裝垂直軸5，上軸承端蓋8配裝在軸承套3上端部上,在垂直軸5上從上至下通過上法蘭10和下法蘭9分別配裝上橫梁11和下橫梁16，風(fēng)力機(jī)葉片12配裝在上、下橫梁11、16外端部上，在下支座(I)上安裝總控制器20，在下支座I上部與軸承套3下部之間支撐配裝下壓力傳感器2，在軸承套3上端部與上軸承端蓋8之間支撐配裝上壓力傳感器7，步進(jìn)電機(jī)18和步進(jìn)電機(jī)控制器19固裝在下法蘭9上，且由導(dǎo)線連通，兩個(gè)橫向葉片支架13固配在下橫梁16上，在對稱翼型的橫向葉片15兩端部上分別固裝橫向葉片支撐軸14，橫向葉片轉(zhuǎn)角控制傳動機(jī)構(gòu)17將步進(jìn)電機(jī)18與橫向葉片15連接；所述上、下壓力傳感器7、2通過導(dǎo)線分別與總控制器20連通，總控制器20與步進(jìn)電機(jī)控制器19無線連通。
[0013]所述的橫向葉片轉(zhuǎn)角控制傳動機(jī)構(gòu)17由絲杠21、齒條螺母22、圓柱齒輪23、蝸桿24和蝸輪25構(gòu)成，所述的齒條螺母22可軸向移動地配裝在絲杠21上，絲杠21與步進(jìn)電機(jī)18連接，所述蝸輪25固裝在橫向葉片支撐軸14上，所述圓柱齒輪23固配在蝸桿24上，且圓柱齒輪23與齒條螺母22的齒條部嚙合，蝸桿24與蝸輪25嚙合。
[0014]使用時(shí)，當(dāng)懸浮式垂直軸風(fēng)力機(jī)在未達(dá)到額定工作狀態(tài)時(shí)，橫向葉片15的迎風(fēng)攻角為0°，由于其為對稱翼型，此時(shí)升力接近零，懸浮系統(tǒng)不工作。當(dāng)風(fēng)力機(jī)達(dá)到額定工作狀態(tài)時(shí)，下壓力傳感器2與上壓力傳感器7開始工作，檢測軸承套3兩端的壓力，并將檢測結(jié)果傳輸?shù)娇偪刂破?0進(jìn)行分析，當(dāng)軸承套3下部壓力大于上部壓力時(shí)，重力大于升力，總控制器20通過無線連接向步進(jìn)電機(jī)控制器19下達(dá)指令，步進(jìn)電機(jī)控制器19控制步進(jìn)電機(jī)18工作，并通過橫向葉片轉(zhuǎn)角控制傳動機(jī)構(gòu)17增大橫向葉片15的迎風(fēng)攻角，增大懸浮系統(tǒng)的升力。當(dāng)軸承套3下部壓力小于上部壓力時(shí)，重力小于升力，總控制器20通過無線連接向步進(jìn)電機(jī)控制器19下達(dá)指令，步進(jìn)電機(jī)控制器19控制步進(jìn)電機(jī)18工作,并通過橫向葉片轉(zhuǎn)角控制傳動機(jī)構(gòu)17減小橫向葉片15的迎風(fēng)攻角，減小懸浮系統(tǒng)的升力。
【權(quán)利要求】
1.一種懸浮式垂直軸風(fēng)力機(jī)，在下支座(I)上固裝軸承套(3)，在軸承套(3)上通過下軸承(4)和上軸承(6)可轉(zhuǎn)動地配裝垂直軸(5)，上軸承端蓋(8)配裝在軸承套(3)上端部上，在垂直軸(5 )上從上至下通過上法蘭(10 )和下法蘭(9 )分別配裝上橫梁(11)和下橫梁(16)，風(fēng)力機(jī)葉片(12)配裝在上、下橫梁(11、16)外端部上，其特征在于在下支座(I)上安裝總控制器(20)，在下支座(I)上部與軸承套(3)下部之間支撐配裝下壓力傳感器(2)，在軸承套(3)上端部與上軸承端蓋(8)之間支撐配裝上壓力傳感器(7)，步進(jìn)電機(jī)(18)和步進(jìn)電機(jī)控制器(19)固裝在下法蘭(9)上，且由導(dǎo)線連通，兩個(gè)橫向葉片支架(13)固配在下橫梁(16)上，在對稱翼型的橫向葉片(15)兩端部上分別固裝橫向葉片支撐軸(14)，橫向葉片轉(zhuǎn)角控制傳動機(jī)構(gòu)(17)將步進(jìn)電機(jī)(18)與橫向葉片(15)連接；所述上、下壓力傳感器(7、2)通過導(dǎo)線分別與總控制器(20)連通，總控制器(20)與步進(jìn)電機(jī)控制器(19)無線連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮式垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于所述的橫向葉片轉(zhuǎn)角控制傳動機(jī)構(gòu)(17 )由絲杠(21)、齒條螺母(22 )、圓柱齒輪(23 )、蝸桿(24)和蝸輪(25 )構(gòu)成，所述的齒條螺母(22)可軸向移動地配裝在絲杠(21)上，絲杠(21)與步進(jìn)電機(jī)(18)連接，所述蝸輪(25)固裝在橫向葉片支撐軸(14)上，所述圓柱齒輪(23)固配在蝸桿(24)上，且圓柱齒輪(23)與齒條螺母(22)的齒條部嚙合，蝸桿(24)與蝸輪(25)嚙合。
【文檔編號】F03D7/06GK203796487SQ201320586071
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】馮放, 王紹龍, 李巖, 和慶斌 申請人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)