[發明專利]垂直軸風力發電機增能翼的位移機構

有效

• 申請號: 201019114069.6
• 申請日: 2010-02-08
• 公開（公告）號: CN102146885A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 蔣大龍;盛明凡;許金泉
• 申請（專利權）人: 國能風力發電有限公司
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D7/06;F03D11/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 陳英

技術領域

本發明屬于風力發電機技術領域，提供一種垂直軸風力發電中的構件，尤其是一種帶有增能翼的垂直軸風力發電機中增能翼的位移機構。

背景技術

在現有技術中，垂直軸風力發電機越來越顯示出其效率高、功率大和便于安裝使用、壽命長等優點。但是，在風輪被風吹動旋轉時，風輪的轉動速度并不能隨風力成比例增加，在風力不是很大的情況下這一情況更加突出，究其原因是，當來風氣流沖擊風輪時，在其迎風面的一側受到的是使得風輪轉動的有效推力，而在另一側受到的則是阻止風輪轉動的阻力，上述兩種力的合力是推動風輪旋轉作功的有效動力。由于迎風面上一側風阻的存在，顯著降低了垂直軸風輪的有效受風性能，使得發電機的效率降低。

現有技術中解決這一問題的方法是在風輪迎風面設置導流裝置，使得來風按照導流裝置提供的通道吹向風輪而推動風輪轉動，構建一個導流風場。這種通過將自然風引入導流通道，再推動風輪葉片消除風阻力的方法，存在降低自然風的風力的缺點，同時，自然風的風向會頻繁變化，如果導流裝置不隨風向改變導流方向，導流裝置帶來的風能損耗將更大，如果設計可以隨風向變化而改變導流方向的導流裝置，勢必使得導流裝置的結構變得復雜，這給在風場這樣特定的、往往也是嚴酷的環境中的使用、管理和維護都會帶來不便。

本申請的申請人研制出一種克服風阻力矩的技術，即在風輪的迎風面的產生阻力矩一側的風輪前面設置一可阻擋氣流作用于葉片的增能翼。通過增能翼切斷這部分風流場。這樣，就可以明顯地提高風輪的轉動性能和發電機的發電功率及效率。自然界的風向是變化的，因此，增能翼的相對于葉片的位置也是要隨之變化。另外，當風力較大時，其對于風輪所產生的阻力矩與有效推動力矩相比所占比例將會很小，這時，就不需要再在風輪葉片前面設置增能翼了。此時，需要將增能翼從風輪的迎風面移動到背風面或順風面上，或者移開風輪。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可方便地改變增能翼的位置且結構簡單的垂直軸風力發電機增能翼的位移機構。

一垂直軸風力發電機風輪，其可轉動地固設在一垂直軸中心塔柱上并與發電機轉子連接，其上設有若干葉片，還包括一增能翼，為一擋風件，其上具有一擋風面，該增能翼設置在一支撐裝置上，用以與一垂直軸風力發電機中的風輪的一個側面對應，該側面為該風輪在使用中迎風面的一部分，該部分迎風面對應的風輪葉片由于來風氣流作用使轉動受阻，所述增能翼使得該側面被擋住。

本發明提供的所述位移機構就是使得該支撐裝置可以位移，以適應風力發電機風輪的運行。

因此，本發明提供的垂直軸風力發電機增能翼的位移機構包括一支撐裝置和一驅動裝置，所述支撐裝置設于一固定機架上，所述支撐裝置上還設有固聯所述增能翼的連接結構，以連接所述增能翼以不阻擋所述垂直軸風力發電機上風輪的轉動的方式設置在該支撐裝置上，且該增能翼上具有的一擋風面與與所述垂直軸風力發電機中的風輪的一個側面對應，該側面為該風輪在使用中迎風面的一部分，該部分迎風面對應的風輪葉片由于來風氣流作用使轉動受阻，所述增能翼使得該側面被擋住；

所述驅動裝置設置在所述固定機架上，其與所述支撐裝置相連接，使得該支撐裝置位移而使設于其上的所述增能翼的擋風面擋住所述風輪的不同側面。

所述支撐裝置可以是這樣的：包括上下兩根支撐桿，兩根該支撐桿的一端通過所述連接結構分別與所述增能翼的上端和下端固聯，該支撐桿的長度為使得連接在其上的所述增能翼設置于所述風力發電機風輪葉片回轉最大圓周軌跡的外側，兩根該支撐桿的另一端通過可轉動的所述連接結構與所述風力發電機中設置所述風輪的一靜止的中心塔柱即所述固定機架可轉動地連接；在其中一根所述支撐桿的與所述中心塔柱的可轉動的所述連接結構上連接所述驅動機構，驅動所述支撐桿繞所述中心塔柱轉動。

所述支撐裝置也可以為一支架，其上設有所述增能翼固定結構，使該增能翼設置在該支架上，所述支架設置在所述垂直軸風力發電機風輪旁邊的基礎構成的所述固定機架上，使得所述增能翼位于所述風輪葉片回轉圓周軌跡的外面；所述驅動裝置安裝在所述支架或固定機架上，以驅動所述支架相對于所述基礎位移；

所述驅動器上的啟動部件上可以連接一控制器，控制驅動器的啟閉。

所述支撐桿是包括兩段，其中靠近所述增能翼的一段為單根桿段，其一端與所述增能翼連接，另一段為雙桿段，包括兩根分桿，該兩根分桿的一端設有可轉動的所述連接結構用于與所述中心塔柱可轉動地連接；在所述單根桿段和兩根分桿之間設有一三通連接器，該三通連接器上設有三個連接部，其成Y形分布，一側的一個連接部連接所述單根桿段的另一端，該三通連接器另一側的兩個連接部分別連接兩個所述分桿的另一端。