[發明專利]風力發電機的限速機構

無效

• 申請號: 200710185020.0
• 申請日: 2007-10-31
• 公開（公告）號: CN101424250A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 周立行;周立理;周成祥
• 申請（專利權）人: 東莞南光電器有限公司;周立行;周立理;周成祥
• 主分類號: F03D7/06
• 分類號: F03D7/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張政權

技術領域

本發明涉及風力發電機，尤其涉及一種垂直軸阻力型風力發電機的限速機構。

背景技術

常見的阻力型風力發電機(以下簡稱風力機)按照其風葉的形狀主要有三種。一是杯型，是由四件半球形的葉片11構成(見圖1)，類似于氣象站的測風儀器。二是翼片型(見圖2)，其葉片21端部裝有合頁22及小葉片23，小葉片23可輕松地擺動。背風方向時小葉片23被風吹開，阻力很小。旋轉至迎風方向時小葉片23在自重與風力共同作用下閉合。呈現較大的阻力。三是S型或多S型(見圖3)。這三種葉片都屬于阻力型、它們共同的特性是依靠受風面積，在風力的作用下產生壓力，從而推動風力機旋轉。因此風速越大、在不改變風葉受風面積和負載的情況下、風力機的轉速就越快。而一般的風力機，從啟動風速到最大工作風速至少有4倍的速差，如沒有有效的限速機構、在強風情況下將危及風力機本身。

為此，現有的風力機也有采用電器方式采集風力機的轉速信號來控制風力機轉速的機電機構。但這種機構制造復雜且成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種風力機的限速機構，通過在強風的情況下有效地減小風力機風葉的受風面積或減小風輪的力距使風力機減速，均衡發電功率，擴大可利用的風速范圍以及提高風力機的大風安全性。

根據本發明的一個方面，提供一種風力發電機的限速機構，所述風力發電機包括垂直型轉軸和安裝在該垂直型轉軸上的風輪，所述限速機構包括：

利用空氣動力的阻力做功的主風葉；以及

用以調節主風葉受風面積從而控制風輪轉速的限速裝置。

上述風輪為杯型風輪，它包括與所述轉軸呈垂直安裝的旋轉支架以及安裝在旋轉支架上的主風葉，所述主風葉為半球形狀，所述限速裝置包括相對主風葉的風杯口呈反向安裝的半球形副風葉，所述副風葉通過活動支桿連接到所述轉軸的端部并在離心力和重力的作用下可活動地遮蓋所述主風葉的風杯口的一部分。

上述風輪為杯型風輪，它包括安裝在垂直型轉軸上的主風葉框架，所述主風葉框架離所述轉軸較遠的一側相對地平面有一向上傾斜的傾斜角，且所述主風葉為一底側開口的立體三角形狀，所述限速裝置包括與主風葉同軸安裝在主風葉風杯口內的副風葉，所述副風葉為立體三角形狀且所述副風葉在離心力和重力的作用下可活動地遮蓋所述主風葉的所述底側開口的一部分或全部。

上述風輪為翼片型風輪，它包括與所述轉軸呈垂直安裝的旋轉支架以及安裝在旋轉支架上的主風葉，所述主風葉包括主風葉框架和設置在主風葉框架上的小葉片，所述限速裝置包括連接所述旋轉支架與主風葉的合頁，所述合頁設置成使所述主風葉的迎風葉面面向所述旋轉支架的水平軸線有一個活動角度，所述限速裝置還包括將所述主風葉的迎風葉面向所述旋轉支架的水平軸線方向拉緊的拉力彈簧，所述拉力彈簧的初始拉力設置成與在設定限速機構起作用的風速時風葉所受的風力相應，且在風速下降時起到復位作用，所述拉力彈簧的一端設置在所述主風葉的迎風葉面上，另一端設置在所述旋轉支架上。

上述風輪為S型風輪，它包括與所述轉軸呈垂直安裝的旋轉支架以及固定在旋轉支架上的主風葉，所述主風葉為半圓柱形狀，其弧形表面開有間隔排列的泄荷孔，所述限速裝置包括可活動地套裝在所述主風葉風杯口內部的副風葉，所述副風葉同為半圓柱形狀，其弧形表面開有與主風葉相同間隔排列但錯開一個位置的泄荷孔，所述限速裝置還包括固定在所述副風葉的弧形表面相對側的重錘以及用以將所述重錘向所述垂直型轉軸方向拉緊的拉力彈簧，所述拉力彈簧的一端設置在所述重錘上，另一端設置在所述旋轉支架上。

上述主風葉和所述副風葉的上下封頭上開有相同間隔排列但錯開一個位置的泄荷孔。

根據本發明的另一方面，提供一種風力發電機的限速機構，所述風力發電機包括垂直型轉軸和安裝在該垂直型轉軸上的風輪，所述限速機構包括：

利用空氣動力的阻力做功的風葉；以及

用以調節風葉的力距從而控制風輪轉速的限速裝置。

上述風輪為杯型風輪，它包括與所述轉軸呈垂直安裝的旋轉支架以及可水平活動地安裝在旋轉支架上的風葉，所述風葉為半圓柱形狀，所述限速裝置包括用以將所述風葉沿所述旋轉支架向遠離所述垂直型轉軸的方向移動的推拉裝置，以及在離心力的作用下將所述風葉沿所述旋轉支架向所述垂直型轉軸的方向移動的重錘。

上述推拉裝置為設置在所述旋轉支架遠離所述垂直型轉軸的外側端部的拉簧，所述重錘可水平活動地設置在所述旋轉支架的外側端部與所述風葉之間，且所述重錘通過拉繩并經由設置在所述垂直型轉軸上的轉向滑輪與所述風葉連接在一起。