[實用新型]轉斗調速式垂直軸風力發電裝置

有效

• 申請號: 201120176039.0
• 申請日: 2011-05-28
• 公開（公告）號: CN202065128U
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 陳阿蓮;陳亦棟;張承慧;馬梁
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D3/00;F03D3/06;F03D7/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本實用新型涉及一種風力發電裝置，尤其是一種轉斗調速式垂直軸風力發電裝置。

背景技術

目前隨著礦物資源的日趨減少，人類對新能源的開發利用越來越迫切，風力就是最具有開發規模的可再生新能源，它具有無污染、可再生、無需運輸、便于安裝等許多優點，倍受人們的重視和利用。但是自然風速有著不穩定和瞬息萬變的特性，在風力發電方面當風速超過切出數值時，如果風電機沒有可靠靈活的調速裝置，對風電機的安全就有破壞作用，所以，風電機的調速裝置是保護機組性能安全的重要裝置。目前的垂直軸風力發電機，多數沒有調速裝置，風速小轉的慢，風速高轉得快，遇到強臺風時自身很難生存。

實用新型內容

本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種全機械結構，無需外加動力，無需復雜和易損的電子部件，結構安全，性能可靠，使用方便的轉斗調速式垂直軸風力發電裝置。

為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案：

一種轉斗調速式垂直軸風力發電裝置，包括發電機，發電機的軸上由上向下分別套有相接觸驅動風輪機構和調速風輪機構。

所述驅動風輪機構包括套于發電機的軸上的風輪輪轂，風輪輪轂上均布有若干發散狀的驅動風輪臂桿，所述每個驅動風輪臂桿的末端均活動連接有一個風斗，每個風斗的下端通過擺動裝置連接于發電機軸外部的風輪輪轂上，且擺動裝置的下部與調速風輪機構相接觸。

所述擺動裝置包括與風斗下端相連的風斗立軸，風斗立軸穿過驅動風輪臂桿末端上設置的立軸座與立軸臂相連，立軸臂與長拉桿一端相連，長拉桿另一端與之字形拐臂上端相連，之字形拐臂的中部通過銷軸活動連接于拐臂座上，拐臂座設置于套在發電機軸外部的風輪輪轂上，拐臂座的下部設有連接之字形拐臂和拐臂座的回位彈簧N，之字形拐臂的下端與調速風輪機構相接觸。

所述風斗由凹凸兩個面組成，其中，凹面是吸收風能的一面，凸面是導流面。

所述風輪輪轂上設有罩在發電機軸末端外部的防護罩。

所述調速風輪機構包括套在發電機的軸上并固定于發電機殼上的下滑套，下滑套外部裝有上下設置且嚙合的螺旋套和螺旋輪轂座，螺旋輪轂座上均布有若干發散狀調速風輪臂桿，每個調速風輪臂桿的末端均固定安裝有一個調速風杯，每個調速風輪臂桿上均設有與發電機殼相連的回位彈簧F；所述螺旋套上設有兩個導向槽，導向槽內裝有使螺旋套只能上下移動不能徑向旋轉的定位銷，螺旋套上部裝有推力軸承，推力軸承的上面與所述之字形拐臂相接觸。

所述螺旋套的下端面上設有螺旋齒，螺旋輪轂座的上端面上設有與螺旋套上的螺旋齒相嚙合的螺旋齒。

所述發電機為風力發電機，風力發電機設置支撐架上。

本實用新型的驅動風輪是將風能變為機械能帶動發電機發電的裝置，風輪上的風斗有凹凸兩個面：凹面是吸收風能的一面，它產生一種阻力推動風輪旋轉。凸面是導流面，它可使風斗在運行中減小與氣流的摩擦阻力，減少風輪能量損耗。所以，只要改變風斗凹凸面對風向的不同角度就能改變風輪的轉速。

本實用新型的風斗與風斗立軸連接在一起，風斗立軸垂直安裝在立軸座中，屬于動配合可旋轉，風斗立軸下端固定著立軸臂，立軸臂有長拉桿與拐臂上端連接，拐臂安裝在拐臂座可轉動，拐臂下端與推力軸承上面接觸，推力軸承下面裝在螺旋套上，螺旋套上有兩個導向槽裝有定位銷，它的作用使螺旋套只能上下移動不能徑向旋轉。螺旋套下端的螺旋齒與螺旋輪轂座上面的螺旋齒嚙合，螺旋套和螺旋輪轂都裝在下滑套上邊。當風速小于額定風速時，調速風輪不轉，由于回位彈簧F的作用螺旋輪轂座和螺旋套處于全嚙合狀態，推力軸承處入最低位置，由于回位彈簧N8的作用，拐臂下端收縮，長拉桿外伸，風斗的凹面與驅動風輪臂桿軸向平行，風電機正常運轉。當風速大于額定風速時，調速風輪順向擺動，由于螺旋輪轂座和螺旋套的作用，推力軸承上行，推動拐臂下端張開，上端收縮，長拉桿拉動立軸臂帶動風斗立軸和風斗向內旋轉，風斗凹面受風量減少，驅動風輪轉速降低，發電機處于調速狀態。當風速再大，達到切出風速以上時，由于調速風輪的旋轉作用，經過傳遞風斗的凹面與驅動風輪臂桿的軸向成90度，此時風斗對風力的獲取能量幾乎為零，驅動風輪和發電機停轉，所以，具有抗臺風的功能。

附圖說明

圖1是本實用新型整體結構示意圖；

圖2是本實用新型局部結構示意圖；

圖3是調速風輪俯視圖；

圖4a是風輪風斗正常運行狀態圖；

圖4b是風輪風斗調速狀態圖；

圖4c是風輪風斗停轉狀態圖；