[發明專利]風葉轉向控制系統及旋帆式風機

無效

• 申請號: 201210365306.8
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102865193A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 常典軍
• 申請（專利權）人: 北京石光龍騰風力科技發展有限公司
• 主分類號: F03D7/06
• 分類號: F03D7/06;F03D3/06;F03D11/02
• 代理公司: 北京兆君聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11333
• 代理人: 胡敬紅

技術領域

本發明屬于機電設備領域，特別是涉及風葉轉向控制系統及采用該控制系統的旋帆式風機。

背景技術

風力發電機組主要由風葉和發電機組成，風葉在風力帶動下，轉動，使其切割發電機內的磁力線圈產生的磁力線，從而將風能轉化為電能。風能是一種潔凈能源，且是大自然賦予的無窮盡的能量，各國都在大力開發風能。目前，應用在風力發電機設備上的各個風葉只能沿中心軸轉動，而其迎風角度一般不可調節，當風向不斷改變時，風扇葉片迎風面積變小，降低風力對風葉的吹動力，風能利用不合理，造成風能的損失浪費，風能轉換效率降低。專利“板式風能轉換裝置”（ZL2008202117537）提出了一種鏈輪式裝配方式，在風力推動下，星形框架總成順時針轉動，在風向舵標控制下中心鏈輪不轉動，保持靜止，此時主傳動鏈條拉動驅動鏈輪4并帶動從動鏈輪、迎風板逐漸轉動，實現迎風板相對于中心軸的公轉和自轉運動，調節其迎風面角度。但鏈條與輪的配合運行非常復雜，而且逐級傳動的能量損失很大，具有很多不可控因素，最終導致可行性較差；而且傳動裝置固定在機架的上方，重心較高，穩定性較差，整個機組載重負荷較大。

發明內容

針對上述領域中的缺陷，本發明提供一種風葉轉向控制系統，能使風葉以最佳角度對風，使迎風面軸對稱，左右形成最大力差推動風車轉動，取得最大的風能轉換效率，并可調正轉，反轉或停車，而且還提高了傳動的可靠性和穩定性。

本發明還提供含有該風葉轉向控制系統的旋帆式風機，其風機的實度率可達掃風面積的80%以上，能量轉換率超過60%。由于轉向控制系統的重心降低，整個機組的穩定性得以提高。

風葉轉向控制系統，包括一根豎直的中心軸和若干固定有風葉的豎直的副軸，所述副軸繞中心軸轉動，所述每個副軸通過分別固定于其上、下端的上托臂、下托臂與中心軸的上、下端連接，其特征在于：在上托臂或下托臂與中心軸的連接處固定有齒輪傳動系統，齒輪傳動系統下方固定有動力控制系統，所述齒輪傳動系統包括依次相互嚙合的中心齒輪A、中間齒輪A、副齒輪A，所述副齒輪A與上托臂或下托臂固定連接，所述動力控制系統包括依次相互嚙合的中心齒輪B、中間齒輪B、副齒輪B，所述轉軸上端固定著中心齒輪A，下端固定有中心齒輪B，所述轉軸下端底部還固定有鎖定機構，轉軸位于中心齒輪A和下端固定有中心齒輪B之間部分套接有傳動軸，副齒輪B固定于動力輸出軸上。

所述副軸為四個，所述中心齒輪A與兩個中間齒輪A嚙合，所述一個中間齒輪A與兩個副齒輪A嚙合，所述兩個中間齒輪A分別位于中心齒輪A的相對位置，所述兩個副齒輪A分別位于中間齒輪A的相對位置。

所述中心齒輪A、中間齒輪A和副齒輪A的齒輪比為3：4+2：3。

所述齒輪轉動系統固定于齒輪箱內，齒輪箱位于下托臂與中心軸的連接處。

所述轉軸的下端底部還固定有轉輪。

旋帆式風機，包括風葉，其特征在于還包括上述控制系統，所述風葉固定于所述副軸上。

所述風葉為豎直懸掛的風帆式風葉，所述風葉分為左右兩半副本，以副軸為中心對稱固定。

所述中心軸與上托臂之間、中心軸與下托臂之間固定有斜拉桿。

所述中心軸的頂部固定有風向標和測速儀。

本發明通過中間齒輪A將中心齒輪A的轉動傳遞給副齒輪A，從而使副齒輪A的轉動方向與中間齒輪A方向相同，即當副軸繞中心軸公轉的同時，副軸也同時在自轉，保證了與副軸固定的風葉隨時都是最佳的迎風角度，風葉的掃風面積提高了，風能的利用率也提高了。同時齒輪的傳動較鏈輪的傳動穩定性更高，且齒輪可位于齒輪箱中，封閉性好，持久，耐用。

本發明動力控制系統包括中心齒輪B、中間齒輪B、副齒輪B，在調試前通過轉動轉軸可以將風葉以最佳角度迎風，通過鎖定機構鎖定后，風葉的自轉和公轉由齒輪傳動系統控制完成，非常簡單方便。風葉的轉動通過齒輪傳動系統傳送至傳動軸，再通過動力控制系統再傳輸至動力輸出軸，外接發電機，將動能轉為電能，由于齒輪傳動系統和動力控制系統的重心降低，整個機組的穩定性得以提高，增強了可操作性。

本發明設置了四個風葉，為保證齒輪之間的布置，本發明設計了兩個中間齒輪A，將副齒輪A兩兩與中間齒輪A嚙合。所述中心齒輪A、中間齒輪A和副齒輪A的齒輪比為3：4+2：3，相當于副軸繞中心軸轉一圈，而副軸自轉轉半圈，由于風葉正反面迎風具有相同的效果。

將所有的齒輪傳動系統設置有一個齒輪箱中，可以防止齒輪被沙塵粘附。

轉軸底部還固定有轉輪，方便轉軸的轉動。