可變距垂直軸風力機的製作方法
2023-10-11 10:10:39
專利名稱：可變距垂直軸風力機的製作方法
可變距垂直軸風力機本發明涉及垂直軸風力發電機中起風能轉換作用的風力機，通過改變阻力 型葉片的旋轉半徑，提高了垂直軸風力機的起動性能、風能利用係數和動力性 能，減少了超、失現象。
背景技術：
現有垂直軸風力機主要有2種類型，1種為阻力型風力機(其葉片稱為阻力 型葉片)，另1種為達裡厄型風力機(其葉片簡稱為帆形葉片)。阻力型風力機 自起動轉矩較大，但高速性係數及風能利用係數較低；達裡厄型風力機高速性 係數及風能利用係數較高,但不能自起動，2種類型風力機特點和缺陷都很明顯。發明內容為了克服傳統垂直軸風力機的缺點，本發明通過在達裡厄型風力機上增加 阻力型葉片，該阻力型葉片可沿徑向移動，根據需要移動到不同的位置，起到 起動、高速牽引、制動等作用。附圖l是本發明的主、俯視原理示意圖。本發明所屬的風力機其核心結構主要由帆形葉片、阻力型葉片及控制機構、 上下橫梁和起支撐、傳動作用的中軸等組成。在風力作用下風力機繞中軸旋轉 把風能轉化為機械能，其中阻力型葉片在風力機的橫梁上可沿徑向移動，在不 同的位置起到起動、高速牽引、制動等作用，以提高風力機的起動性能、動力 性能和風能利用係數，這是本發明的核心。本發明的目的通過以下技術方案實現帆形葉片和阻力型葉片的個數一般 都為2個(也適用於更多葉片的風力機)，帆形葉片固定在橫梁外端，阻力型葉 片利用滑輪等方式可在橫梁上徑向移動，並根據需要通過控制機構使其停在合
適的位置，整個風力機繞中軸軸線轉動，把風能轉化為機械能並帶動發電機發 電。在風力機開始轉動並帶動發電機發電之初，由於帆形葉片不能自起動，更 不能帶動整個風力機轉動，此時阻力型葉片起著動力源作用，在風力作用下它 可帶動整個風力機繞中軸轉動，為增大力臂和起動力矩，此時阻力型葉片一般 離中軸較遠(靠近帆形葉片)，如
圖1中主視圖所示的起動位置。由於阻力型葉 片的高速性係數(尖速比)較小，且起動之時葉片的旋轉半徑(即力臂)較大， 此時風力機轉速是比較小的，風力機還不能正常發電。在相同風速下要使阻力 型葉片在較高轉速中能繼續發揮牽引作用，就得減小其旋轉半徑。同時在達到 一定的起動轉速後，帆形葉片具有了一定的牽引力，由於帆形葉片的高速性系 數大於1，它有帶動整個風力機往更高轉速轉動的趨勢，而阻力型葉片高速性系 數小於l，如果不減小阻力型葉片的旋轉半徑，阻力型葉片不僅不能帶動風力機 更高速轉動，而且可能會阻礙帆形葉片的牽引。因此，起動後阻力型葉片應在其控制機構的作用下向中軸移動，其葉片小 部分超過中軸，如圖1中主視圖所示的高速牽引位置，形成比一般阻力型風力 機具更高風能利用係數的旋流式垂直軸風力機。在風力機需停機、減速時，阻力型葉片可繼續移動，當葉片的中心超過中 軸軸線時，阻力型葉片將起到制動、減速的作用，並且超鍵部分越多制動力距 就越大。同樣道理，當風速變化時可以通過適當的控制使阻力型葉片處在合適 的位置，實現風力機過、失速控制。由此，本發明通過合理地控制阻力型葉片的相對位置，可提高垂直軸風力 機的起動性能和風能利用係數，改善風力機的動力性能。
權利要求
1、一種阻力型葉片旋轉半徑可變化的組合式垂直軸風力機，其特徵在於其主要結構有帆形葉片、阻力型葉片及其控制機構、上下橫梁、中軸和其他輔助機構組成，其中帆形葉片固定在橫梁外端，阻力型葉片可在橫梁上徑向移動，中軸起支撐和傳動等作用，整個風力機繞中軸軸線轉動，把風能轉化為機械能。
2、 根據權利要求1所述的垂直軸風力機，其特徵在於根據風力機起動、 高速轉動、制動等需要，阻力型葉片可利用滑輪等方式，通過控制機構使其相 應地停在起動、高速牽引、制動等位置，以提高風力機的起動性能、動力性能 和風能利用係數。
3、 根據權利要求1所述的垂直軸風力機，其特徵在於帆形葉片和阻力型 葉片個數均為2個，不失一般性也可以為3、 4、 5等整數個，並周向均布。
全文摘要
本發明涉及風力發電機中起風能轉換作用的風力機裝置，主要由帆形葉片、阻力型葉片及其控制機構、上下橫梁和起支撐、傳動作用的中軸等組成，根據起動、高速轉動、制動等需要，通過合理控制阻力型葉片的徑向位置，實現提高垂直軸風力機的起動性能、動力性能和風能利用係數的目的。
文檔編號F03D3/00GK101117943SQ20061005289
公開日2008年2月6日 申請日期2006年8月4日 優先權日2006年8月4日
發明者陳忠維 申請人:陳忠維