[發明專利]一種垂直軸風能發電機可變翼系統

在審

• 申請號: 201810439373.7
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108374754A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 張方明;雷鳴;劉艷
• 申請（專利權）人: 杭州轔蕭科技有限公司
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06;F03D7/06
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種垂直軸風能發電機可變翼系統，涉及風能發電機領域，所述可變翼系統與葉片處于葉片支撐臂的兩側，包括齒輪、帶齒皮帶輪、帶齒皮帶、旋轉控制盤、兩個單向軸承、兩個觸發機構、扭力彈簧，其中：所述齒輪固定于風機主軸上，所述帶齒皮帶輪設置在葉片轉軸上，所述帶齒皮帶套裝在所述齒輪和所述帶齒皮帶輪上；所述旋轉控制盤設置在葉輪轉軸上；所述兩個觸發機構設置于葉片支撐臂上方；所述扭力彈簧設置于所述帶齒皮帶輪和所述旋轉控制盤之間。本發明使發電扭矩比較均勻、負轉矩的出現時間大大降低，風能利用率大幅提高。

技術領域

本發明涉及風能發電機領域，尤其涉及一種垂直軸風能發電機可變翼系統。

背景技術

風能發電是通過利用風能發電，而風能發電機則是實現風能轉變為電能的機械設備。根據葉片固定軸方位的不同可將風能發電機分為垂直軸型和水平軸型兩類。

水平軸型風能發電機，顧名思義葉輪旋轉軸與地面基本平行且與風向一致，該類型風能發電機由葉片與輪轂、機艙和塔架構成，在該機艙內安裝有主軸承、齒輪箱、發電機、偏航裝置、風向風速測量、控制柜等。目前，水平軸風能發電機發展歷史較長，技術較為成熟，其發電扭矩較為均勻、工作效率較垂直軸風能發電機高等優點使其一直占據市場主流，其缺點為增加額外偏航裝置進行對風，受風力影響使機艙設立于離地面較高位置，安裝，維修成本增加，體型及噪音較大使其無法在城市內建造。

垂直軸風能發電機中，旋轉軸垂直設立于地面，按照空氣動力學原理可分為阻力型和升力型二類。由于受尖速比影響使得阻力型風機發展潛力較低，升力型垂直軸風能發電機民用市場潛力巨大，各國均競相加大對其研發力度。相較于水平軸風能發電機，垂直軸具有以下優點：基本無噪音，葉片無向外延伸，因此所占空間較小且可安裝在居民區高大建筑物頂層，通過借助已有建筑物的高度而大大降低建造，維護成本，便于電力運輸。風機旋轉軸及葉片始終與風向垂直，無需偏航裝置進行對風，由此結構得到簡化且對風所需驅動力得以節約。

然而，傳統垂直軸風能發電機存在缺點，即：發電扭矩非常不均勻、并有相當大的負扭矩，造成凈發電扭矩較小，風能利用率低。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種垂直軸風能發電機可變翼系統，通過一種可控傳動裝置使得葉片繞垂直軸旋轉中產生自轉，由此，該葉片的升力和阻力的大小及方向均隨之改變，負轉矩出現時間將大大降低，風能利用率大幅提高。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是，在垂直軸風能發電機的葉片旋轉過程中，負轉矩的出現時間盡可能降低，甚至為零，使得垂直軸風能發電機的發電扭矩盡量均勻，從而提高風能利用率。

為實現上述目的，本發明提供了一種垂直軸風能發電機可變翼系統，所述可變翼系統與葉片處于葉片支撐臂的兩側，包括齒輪、帶齒皮帶輪、帶齒皮帶、旋轉控制盤、兩個單向軸承、兩個觸發機構、扭力彈簧，其中：

所述齒輪固定于風機主軸上，所述帶齒皮帶輪設置在葉片轉軸上，所述帶齒皮帶套裝在所述齒輪和所述帶齒皮帶輪上；

所述旋轉控制盤設置在葉輪主軸上；

所述兩個觸發機構設置于葉片支撐臂上方；

所述扭力彈簧設置于所述帶齒皮帶輪和所述旋轉控制盤之間。

進一步地，所述齒輪的半徑為所述帶齒皮帶輪的一半。

進一步地，所述帶齒皮帶輪和所述旋轉控制盤分別通過所述兩個單向軸承緊固于葉片轉軸上。

進一步地，所述兩個單向軸承具有同方向的轉動以及逆止功能。

進一步地，所述帶齒皮帶輪下方設有一突起與一長條形觸發桿。

進一步地，所述旋轉控制盤分別在輪盤表面以及外緣擁有長條形突起。