[發明專利]一種輪軌式垂直軸風力機結構及其運行方法

在審

• 申請號: 202111194879.4
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN113898526A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 李超
• 申請（專利權）人: 南京師范大學中北學院
• 主分類號: F03D3/00
• 分類號: F03D3/00;F03D3/02;F03D7/06;F03D13/20;F03D9/12
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1.一種輪軌式垂直軸風力機結構及其運行方法，由環形軌道、發電小車、聯接架、圓筒轉子葉片、驅動電機、飛輪儲能超越離合器、T形錐齒輪轉向器1、飛輪、主傳動鏈輪、換向中心、驅動電磁離合器、彈簧儲能超越離合器、軸間傳動鏈輪、電磁離合器與換向齒輪1、電磁離合器與換向齒輪2、換向中介齒輪、T形錐齒輪轉向器2、圓筒轉子、電磁制動器、儲能彈簧、儲能傳動鏈輪、小車轉向架、車輪發電裝置組成；聯接架與均布在環形軌道上的發電小車組成風力機整體結構，各發電小車上豎直安裝有圓筒轉子葉片，由驅動電機通過換向中心把單向輸入的轉動分時實現圓筒轉子葉片正、反兩個方向的轉動，使轉子葉片上產生可以驅動發電小車在環形軌道上連續運行的馬格努斯效應力；發電小車車輪及發電裝置安裝在小車轉向架上，車輪滾動帶動發電裝置發電。

2.根據權利要求1所述的一種輪軌式垂直軸風力機結構及其運行方法，其特征在于所述的圓筒轉子葉片需要根據其在環形軌道上所處方位改變旋轉方向時通過所述換向中心的電磁離合器和換向齒輪實現運行中換向；圓筒轉子葉片在換向前自由轉動階段的剩余轉動能量通過換向中心逆向傳遞給蓄能彈簧進行單向扭轉蓄能，并在圓筒轉子葉片換向啟動時把彈簧所蓄能量再次通過換向中心傳遞給圓筒轉子葉片，作為其反向轉動的啟動力矩。

3.根據權利要求1所述的一種輪軌式垂直軸風力機結構及其運行方法，其特征在于所述的飛輪安裝在所述驅動電機輸出的分支傳動鏈上，在圓筒轉子葉片進入換向區間脫離驅動電機驅動的間隙，電機驅動飛輪加速蓄能，并在轉子葉片接收完蓄能彈簧的啟動能量后把飛輪所蓄能量傳遞給轉子葉片，進一步提高轉子葉片換向轉動后的轉速。

4.根據權利要求1所述的一種輪軌式垂直軸風力機結構及其運行方法，其特征在于所述的圓筒轉子葉片在完成接受蓄能彈簧和儲能飛輪所傳遞的啟動能量后，通過超越離合器接受驅動電機傳來的轉動能量，并按電機滿負荷驅動能力加速驅動轉子葉片，直至轉子葉片獲得在實時風速下的最大馬格努斯效應的轉速。

5.根據權利要求1所述的一種輪軌式垂直軸風力機結構及其運行方法，其特征在于所述的發電小車車輪所帶動的發電裝置為分布式獨立發電單元，根據現場風速大小適時調整實際參與發電的發電單元數量，提高低風速和高風速下風力機的風能適應范圍。