[發明專利]一種具有永磁限位功能的帆翼式垂直軸風輪機

在審

• 申請號: 201910343023.5
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN109931215A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 張大禹;程奕鑫;馬明旭;韓躍新;吳璞;陳憶閩;周磊
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06;F03D7/06
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種具有永磁限位功能的帆翼式垂直軸風輪機，其中心轉軸上固裝有上下支架，支架間均布有若干葉片固定架，葉片固定架與支架鉸接且可繞鉸接點轉動，鉸接點處內置有復位彈簧；葉片固定架上和上支架上各自設有永磁鐵，兩處永磁鐵正對設置且處于異性相吸狀態，葉片固定架通過永磁鐵的磁吸力和復位彈簧的彈簧力與上支架進行限位固定；每個葉片固定架上均安裝有柔性葉片，柔性葉片展開成平面后的形狀為等腰梯形，柔性葉片四個角點位于同一個豎直平面內，葉片長底邊為自由端，葉片短底邊為固定端；當葉片固定架與上支架處于限位固定狀態時，柔性葉片四個角點所在豎直平面的安裝角范圍為±30°；柔性葉片的短底邊:長底邊:長短底邊公垂線高度＝1:(1.01～1.1):(0.2～0.45)。

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，特別是涉及一種具有永磁限位功能的帆翼式垂直軸風輪機。

背景技術

風能作為一種清潔能源，其占傳統能源的比重越來越大，而垂直軸風輪機便是一種使用范圍比較廣泛的風能發電設備。

目前，傳統的垂直軸風輪機主要應用在小型離網的供電設施中，且傳統的垂直軸風輪機普遍存在風能利用率較低的缺點。

再有，傳統的垂直軸風輪機在超速控制方面也存在一定的局限性，不同于大型水平軸風輪機的變槳距或變攻角方式，垂直軸風輪機幾乎只局限于機械剎車方式，而機械剎車方式并不能降低強風對風輪機的應力。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種具有永磁限位功能的帆翼式垂直軸風輪機，能夠有效提高風能利用率，在強風下能夠使全部葉片與風向保持平行，以釋放大部分風能，保證垂直軸風輪機在強風下的安全。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種具有永磁限位功能的帆翼式垂直軸風輪機，包括上支架、下支架、柔性葉片、葉片固定架、中心轉軸、第一永磁鐵及第二永磁鐵；所述上支架水平固裝在中心轉軸頂端，所述下支架水平固裝在中心轉軸下端；所述葉片固定架豎直安裝在上支架和下支架之間，葉片固定架頂端與上支架相鉸接，葉片固定架底端與下支架相鉸接，葉片固定架可繞鉸接轉動，且葉片固定架在鉸接點處內置有復位彈簧；所述柔性葉片安裝在葉片固定架上，柔性葉片數量若干，若干柔性葉片在圓周方向上均布設置；所述柔性葉片展開成平面后的形狀為等腰梯形，當柔性葉片安裝到葉片固定架后，呈等腰梯形的柔性葉片的四個角點位于同一個豎直平面內，呈等腰梯形的柔性葉片的長底邊為自由端，呈等腰梯形的柔性葉片的短底邊為固定端；所述第一永磁鐵固裝在葉片固定架上，所述第二永磁鐵固裝在上支架上，第一永磁鐵與第二永磁鐵正對設置，且第一永磁鐵與第二永磁鐵處于異性相吸狀態；所述葉片固定架通過永磁鐵的磁吸力和復位彈簧的彈簧力與上支架進行限位固定。

所述柔性葉片的數量均為4～16個。

當所述葉片固定架與上支架處于限位固定狀態時，呈等腰梯形的柔性葉片的四個角點所在的豎直平面的安裝角范圍為±30°。

呈等腰梯形的所述柔性葉片的短底邊、長底邊、長短底邊公垂線高度的比例關系均為：短底邊:長底邊:長短底邊公垂線高度＝1:(1.01～1.1):(0.2～0.45)。

本發明的有益效果：

本發明的具有永磁限位功能的帆翼式垂直軸風輪機，能夠有效提高風能利用率，在強風下能夠使全部葉片與風向保持平行，以釋放大部分風能，保證垂直軸風輪機在強風下的安全。

附圖說明

圖1為本發明的一種具有永磁限位功能的帆翼式垂直軸風輪機(在安全風速下)的結構示意圖；

圖2為本發明的具有永磁限位功能的帆翼式垂直軸風輪機在超過安全風速時的工作狀態圖；

圖中，1—上支架，2—下支架，3—柔性葉片，4—葉片固定架，5—中心轉軸，6—第一永磁鐵，7—第二永磁鐵。

具體實施方式