[實(shí)用新型]一種垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片防撞裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520368165.4
• 申請(qǐng)日: 2015-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN204729228U
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉淑琴;李紅偉;邊忠國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)蘇州研究院
• 主分類號(hào): F03D3/06
• 分類號(hào): F03D3/06
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力機(jī)發(fā)電機(jī)技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片防撞裝置。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)能過風(fēng)力推動(dòng)風(fēng)輪上的多個(gè)葉片環(huán)繞垂直軸回轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)械產(chǎn)生電能；傳統(tǒng)的升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片相對(duì)于風(fēng)輪臂是固定不動(dòng)的，這種風(fēng)力機(jī)起動(dòng)非常困難；為了有效利用風(fēng)能，解決自起動(dòng)問題，有的垂直軸風(fēng)力機(jī)在升力型葉片基礎(chǔ)上增加阻力型葉片，但這種風(fēng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)阻力型葉片起反作用，降低了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片做成活動(dòng)式的，實(shí)現(xiàn)葉片可變槳功能，但為了保證葉片在回轉(zhuǎn)一周過程中保持最佳攻角，現(xiàn)有技術(shù)中垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)有一個(gè)推桿結(jié)構(gòu)，但機(jī)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，也極大消耗了風(fēng)的能量，從而導(dǎo)致風(fēng)能利用系數(shù)大打折扣；現(xiàn)有技術(shù)中的另一種垂直軸風(fēng)力機(jī)采用限制釘來把葉片擺動(dòng)限制在合理攻角內(nèi)，但所述限制釘與葉片之間容易發(fā)生撞擊，在長(zhǎng)期、周期性的強(qiáng)力撞擊下很容易損壞葉片，影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片防撞裝置，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，在不影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電效率的前提下，在輪臂與葉片之間設(shè)計(jì)一種防撞裝置，并與輪臂立桿連接，通過防撞擋塊限制風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的活動(dòng)范圍，確保葉片在回轉(zhuǎn)一周過程中具有最佳攻角，同時(shí)又能避免葉片與輪臂之間發(fā)生撞擊，從而提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的效率，延長(zhǎng)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的使用壽命。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片防撞裝置，包括垂直軸、輪臂、葉片、輪臂立桿、上葉鼻、下葉鼻、輪臂斜桿、防撞裝置、頂板、防撞擋塊、軸孔、擋塊孔，其特征在于：

所述垂直軸風(fēng)力機(jī)的垂直軸通過安裝盤將葉輪活動(dòng)套接，所述葉輪上環(huán)繞均布固定連接有多個(gè)輪臂，所述輪臂與輪臂立桿相互垂直焊接固定，所述輪臂與輪臂立桿之間傾斜焊接固定設(shè)置有輪臂斜桿；所述輪臂立桿的上下二端，通過軸承活動(dòng)連接設(shè)置有上葉鼻和下葉鼻，所述上葉鼻和下葉鼻通過螺接與葉片垂直固定連接；所述輪臂立桿的上端軸承套接的上葉鼻上方固定套接有防撞裝置，所述防撞裝置設(shè)置有一塊頂板，所述頂板中心設(shè)置有軸孔，所述軸孔的孔徑與輪臂立桿的直徑匹配設(shè)置，所述軸孔用于套接在所述上葉鼻上方的輪臂立桿上；所述頂板二側(cè)邊沿垂直方向向下方延伸出二塊防撞擋塊，所述防撞擋塊垂直設(shè)置于所述輪臂的二側(cè)方，用于對(duì)所述輪臂觸接后，反向作用于上葉鼻，進(jìn)而限制與上葉鼻固定連接的葉片；所述防撞擋塊下方設(shè)置有擋塊孔，所述擋塊孔用于裝配固定件，以便于將所述防撞裝置卡位在所述上葉鼻的上下并使之軸向固定。

所述防撞裝置上的二塊防撞擋塊分別設(shè)置于所述頂板相鄰的二個(gè)邊緣上，二塊所述防撞擋塊平面之間呈相互垂直方向設(shè)定；二個(gè)所述防撞擋塊之間的寬度大于所述輪臂的直徑，因此，所述防撞擋塊卡位于所述輪臂后，仍然具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，進(jìn)而使得上葉鼻和固接在上葉鼻外側(cè)的葉片也具有確定的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍。

所述頂板的前后二個(gè)角部設(shè)置為斜角形狀，以便于跟隨所述上葉鼻轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)減少空間阻力。

所述防撞裝置設(shè)置在所述葉輪的每一個(gè)上葉鼻上，所述防撞裝置設(shè)置的數(shù)量與葉片設(shè)置的數(shù)量相同。

本實(shí)用新型的工作原理為：所述葉片能夠圍繞輪臂立桿的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，在葉輪回轉(zhuǎn)過程中，葉片在離心力作用下始終與輪臂基本垂直，同時(shí)通過與輪臂立桿之間的回轉(zhuǎn)自動(dòng)調(diào)槳；風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)中，葉片產(chǎn)生離心力遠(yuǎn)離回轉(zhuǎn)中心，輪臂產(chǎn)生拉力與之平衡，兩個(gè)力在一條直線上，大小相同，方向相反，所述上葉鼻回轉(zhuǎn)中心正好位于徑向直線上，離心力迫使葉片保持與輪臂垂直的狀態(tài)；風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速越高，葉片離心力越大，葉片與輪臂之間垂直狀態(tài)保持的越好

風(fēng)力發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，葉片與輪臂垂直，防撞裝置的二個(gè)防撞擋塊位于所述輪臂二側(cè)；當(dāng)風(fēng)力較小，風(fēng)力發(fā)電機(jī)沒有啟動(dòng)時(shí)，由于沒有離心力，葉輪迎風(fēng)一側(cè)的葉片無法與輪臂保持垂直，葉片繞輪臂立桿轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著葉片轉(zhuǎn)動(dòng)角度的增大，葉片帶動(dòng)上葉鼻轉(zhuǎn)動(dòng)，所述上葉鼻帶動(dòng)防撞裝置中的防撞擋塊移動(dòng)，至防撞裝置與所述輪臂接觸為止，受到防撞擋塊的限制，此時(shí)葉片不再轉(zhuǎn)動(dòng)，迎風(fēng)面積最大，類似阻力型葉片；葉輪順風(fēng)一側(cè)的葉片弦長(zhǎng)方向與風(fēng)相順，迎風(fēng)面積最??；此時(shí)風(fēng)輪利于啟動(dòng)，同時(shí)避免了葉片擺動(dòng)幅度大對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)產(chǎn)生的不利影響，或與輪臂發(fā)生碰撞，產(chǎn)生能量損耗的影響。