[發(fā)明專利]一種垂直軸風(fēng)力機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410499350.7
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104295441B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張立勛;陳志明;朱海濤;梁迎彬;盧金偉;王勇;裴悅
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06;F03D9/25;F03D80/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種風(fēng)力發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

隨著我國能源需求不斷增多，對石油、天然氣、煤炭的消耗不斷增加，伴隨著的污染也越來越嚴重。開發(fā)新型的新能源已成為各國研究的熱點。風(fēng)電屬于新能源范疇，且是可再生能源，充分的利用風(fēng)能高效率發(fā)電已成為國內(nèi)外研究的重點。專利“一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機”(專利號201410114990.1)，采用上、下葉片布局方式，利用可變慣性飛輪機構(gòu)，實現(xiàn)較低風(fēng)速下啟動和在較高風(fēng)速下持續(xù)運轉(zhuǎn)，但其在較高風(fēng)速下風(fēng)機的發(fā)電效率將大大降低。專利“一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機”(專利號200910132493.3)，主要由與地面垂直的垂直軸、發(fā)電機、輪轂和葉片組成,采用自動變槳距功能,解決了大功率升力型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機低風(fēng)速無法自行啟動的難題,使所述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機適應(yīng)的風(fēng)速范圍加寬了,增加了垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電量，但其同樣沒有解決在在較高風(fēng)速下發(fā)電效率變化較大的問題。專利“垂直軸風(fēng)力發(fā)電機及其葉臂”(專利號201210018981.3)的葉臂可大體上形成無任何銳角的弧形剖面，故可有效消弭應(yīng)力集中、結(jié)構(gòu)脆弱等問題。此外，由于弧形剖面的受風(fēng)面積比V形剖面更大，故所增加的扭矩更強，能降低風(fēng)力發(fā)電機所需的啟動風(fēng)速，但是在高風(fēng)速和低風(fēng)速下發(fā)電效率差別較大的問題沒有得到解決。現(xiàn)有的垂直風(fēng)力機對風(fēng)能利用率較低，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供在低風(fēng)速和高風(fēng)速下都能夠?qū)崿F(xiàn)最大發(fā)電效率的一種垂直軸風(fēng)力機。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明一種垂直軸風(fēng)力機，其特征是：包括機座、風(fēng)機主軸、驅(qū)動軸、發(fā)電機、外葉片、內(nèi)葉片，驅(qū)動軸上自上而下依次套裝有外葉片梁架、內(nèi)葉片梁架、內(nèi)葉片支架、外葉片支架，外葉片安裝在外葉片梁架和外葉片支架之間，內(nèi)葉片安裝在內(nèi)葉片梁架和內(nèi)葉片支架之間，內(nèi)葉片相對于外葉片臨近于驅(qū)動軸，機座上固定有機架，風(fēng)機主軸安裝在機架里，驅(qū)動軸與風(fēng)機主軸相連，驅(qū)動軸上固定風(fēng)機帶輪，發(fā)電機固定在機座上，風(fēng)機帶輪和發(fā)電機的帶輪通過皮帶或鏈條纏繞連接，內(nèi)葉片支架下部設(shè)置凸起，凸起表面安裝摩擦片，外葉片支架上部設(shè)置與凸起配合的凹槽，凹槽表面安裝摩擦片。

本發(fā)明還可以包括：

1、還包括重錘式離合裝置，重錘式離合裝置包括重錘、支桿、連桿、連桿固定旋轉(zhuǎn)塊，連桿固定旋轉(zhuǎn)塊通過軸承套裝于驅(qū)動軸上，驅(qū)動軸上設(shè)置限定連桿固定旋轉(zhuǎn)塊的下方極限位置的凸臺，連桿的一端安裝在連桿固定旋轉(zhuǎn)塊上，連桿的另一端安裝重錘，支桿一端連接連桿，支桿另一端連接內(nèi)葉片支架。

2、所述的外葉片、內(nèi)葉片均有兩個，兩個外葉片之間相對于驅(qū)動軸對稱布置，兩個內(nèi)葉片相對于驅(qū)動軸對稱布置，一個支桿、一個連桿和一個重錘組成一個重錘式離合單元，所述的重錘式離合單元有兩個，且相對于驅(qū)動軸對稱布置。

3、所述的外葉片為流線型，內(nèi)葉片為“C”型，當(dāng)內(nèi)葉片有兩個時，兩個內(nèi)葉片朝向相反，構(gòu)成斷開的“S”型。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于：本發(fā)明采用內(nèi)、外葉片的布局方式，結(jié)合重錘在不同轉(zhuǎn)速下的運動特性，實現(xiàn)在低風(fēng)速時，內(nèi)、外葉片同時驅(qū)動主軸發(fā)電，高風(fēng)速時，內(nèi)葉片支架在重錘所產(chǎn)生的離心力的作用下向上運動與外葉片支架分離，使內(nèi)葉片轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的力矩對主軸失去作用，只有外葉片驅(qū)動主軸發(fā)電。不同的風(fēng)速利用不同葉片結(jié)合方式，充分利用風(fēng)能進行發(fā)電，提高了風(fēng)能的利用率，應(yīng)用場合廣泛。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明外葉片和內(nèi)葉片布置形態(tài)示意圖；

圖3為本發(fā)明重錘式離合裝置的離合機構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明重錘式離合裝置的重錘連桿旋轉(zhuǎn)固定機構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述：

結(jié)合圖1～4，本發(fā)明一種垂直軸風(fēng)力機，主要包括風(fēng)機底座2、發(fā)電機20、帶輪3、21、帶輪驅(qū)動軸、風(fēng)機主軸4、外葉片9、內(nèi)葉片8、外葉片支架7、內(nèi)葉片支架18、伺服驅(qū)動裝置單元、重錘式離合裝置。垂直軸風(fēng)力機的帶輪驅(qū)動軸通過軸承與風(fēng)機底座2相連，發(fā)電機20通過螺栓安裝在風(fēng)機底座2，并通過帶輪與帶輪驅(qū)動軸相連，帶輪驅(qū)動軸通過法蘭與風(fēng)機主軸4相連，外葉片支架7、內(nèi)葉片支架18安裝在風(fēng)機主軸4上，外葉片支架7、內(nèi)葉片支架18上分別安裝外葉片9和內(nèi)葉片8，外葉片9采用普通流線型葉片，內(nèi)葉片8采用近‘C’型葉片，伺服驅(qū)動裝置與外葉片9相連，重錘式離合裝置與風(fēng)機主軸4相連。