一種組合型垂直軸風力機的製作方法

2023-06-02 21:38:41

專利名稱：一種組合型垂直軸風力機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於風力機，主要涉及一種配裝起動助力與制動限 速裝置的組合型垂直軸風力機械。
背景技術：
目前，在歐美和日本等風力發電先進國家，效率高的升力型垂 直軸風力機被越來越多的應用到中小型風力發電中。但該類風力機 有兩個主要缺點，首先是起動性能差，有些甚至無法自起動，需要 起動電機帶動或安裝額外的起動裝置。其次，當風速超過設計額定 風速或瞬間過大時，風力機會超過額定轉數，損壞風輪或發電機， 需要過轉數時的制動限速裝置。但增加這些裝置不但會使風力機成 本增加很多，結構與控制系統變得複雜，更主要的是起動電機和制 動器還要耗費大量的電力，降低了風力機的效率。
發明內容
本實用新型的目的就是針對上述已有技術存在的問題，設計提 供一種配裝起動助力與制動限速總成的組合型垂直軸風力機，達到 有利於垂直軸風力機的起動、提高其起動性能、當風速超過額定風 速或瞬間風速過大時能降低風力機轉速、起到限速作用、避免和消 除風力機損壞的目的。
本實用新型的基本設計是，組合型垂直軸風力機包括垂直轉軸 及直線翼形葉片，在垂直轉軸外壁面上配裝起動助力與制動限速總 成，該起動助力與制動限速總成整體位於直線翼形葉片內側。起動助 力與制動限速總成由圓形輪轂總成、圓形座板總成和圓弧形葉片裝
配構成，其中圓形輪轂總成和圓形座板總成分別由 一對分體式半圓 形輪轂和一對分體式半圓形座板組合構成，圓形座板總成整體配裝 在圓形輪轂總成外壁面上，且一個分體式半圓形座板位於一個分體
式半圓形輪穀外壁面上；在圓形座板總成的上、中、下三段部位上分 別固裝配置兩個圓弧形葉片，在圓形座板總成圓周方向上六個圓弧 形葉片朝向相同，每一段部位上的兩個圓弧形葉片之間夾角成180° : 上段與中段、中段與下段部位上相鄰的圓弧形葉片之間夾角均為60 °或120。。
本實用新型起動助力和制動限速作業時不消耗額外電力，具有 總體設計新穎合理、結構簡單、製造成本低廉、安裝與維護簡易方 便、起動助力與制動限速性能好、使用可靠、配套範圍廣的特點， 可在各種起動性能較差的垂直軸風力機上使用。


圖l是一種組合型垂直軸風力機總體結構示意圖； 圖2是起動助力與制動限速總成結構示意圖； 圖3是圖2的俯向視圖4、圖5、圖6依次是圖2中的A—A、 B—B、 C—C剖面圖， 即相鄰圓弧形葉片間按60。角排列結構圖7、圖8依次是圖1中B—B、 C一C剖面處相鄰圓弧形葉片之 間按120°角排列結構圖。
圖中件號說明
1、圓弧形葉片、2、圓形輪轂總成、3、圓形座板總成、4、分 體式半圓形輪轂、5、分體式半圓形座板、6、起動助力與制動限速 總成、7、垂直轉軸、8、直線翼形葉片。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型最佳實施方案進行詳細描述。組合 型垂直軸風力機包括垂直轉軸7及直線翼形葉片8，其特徵在於在
垂直轉軸7外壁面上配裝起動助力與制動限速總成6,該起動助力 與制動限速總成6整體位於直線翼形葉片8內側。起動助力與制動 限速總成6由圓形輪毅總成2、圓形座板總成3和圓弧形葉片1裝 配構成，其中圓形輪轂總成2和圓形座板總成3分別由一對分體式 半圓形4侖轂4和一對分體式半圓形座^反5組合構成，圓形座^1總成 3整體配裝在圓形輪轂總成2外壁面上，且一個分體式半圓形座板5 位於一個分體式半圓形輪轂4外壁面上；在圓形座板總成3的上、 中、下三段部位上分別固裝配置兩個圓弧形葉片1,在圓形座板總 成3圓周方向上六個圓弧形葉片1朝向相同，每一段部位上的兩個 圓弧形葉片1之間夾角成180。，上段與中段、中段與下段部位上 相鄰的圓弧形葉片l之間夾角均為60。或120° 。直線翼形葉片8 的葉片軸向高度尺寸T與由直線翼形葉片8組成的風輪直徑尺寸① 的比值大於或等於1。由直線翼形葉片8組成的風輪直徑尺寸O與 由圓弧形葉片1外端構成的直徑尺寸D之間的比值為2. 5 —3. 5: 1。 圓形座板總成3的軸向總高度尺寸H與每段位上兩個圓弧形葉片1 外端構成的圓形走私尺寸D之間的比值為2.5 — 3.5: 1。在圓形輪 穀總成2外壁面與每個圓弧形葉片l之間均設有間隙，該間隙尺寸 S小於圓弧形葉片1直徑尺寸d的1/2。圓弧形葉片1軸向高度尺寸 h與圓弧形葉片1直徑尺寸d之間的比值大於1。
作業時，在起動階段，該裝置的圓弧形葉片1可以接受到各個 方向的來風，由於葉片之間產生的阻力差，產生了繞垂直軸風力機 轉動方向的轉矩，該轉矩達到起動力矩後，帶動垂直軸風力機旋轉。 在風力機正常運轉階段，該裝置產生的轉矩與垂直軸風力機轉矩相 疊加，增加垂直軸風力機的輸出效率。在超過額定轉數運轉階段， 由於該裝置的結構特性決定，在達到某一轉數後，隨轉數的增長產 生的轉矩不再增加開始下降，最終為零，然後開始產生與垂直軸風 力枳^走轉方向相反的轉矩，這樣，相對於垂直軸風力才幾而言變成為 阻力，即相當於制動減速效果。
權利要求1、一種組合型垂直軸風力機，包括垂直轉軸(7)及直線翼形葉片(8)，其特徵在於在垂直轉軸(7)外壁面上配裝起動助力與制動限速總成(6)，該起動助力與制動限速總成(6)整體位於直線翼形葉片(8)內側。
2、 根據權利要求1所述的一種組合型垂直軸風力機，其特徵在 於起動助力與制動限速總成(6 )由圓形輪穀總成(2 )、圓形座板總 成(3)和圓弧形葉片(l)裝配構成，其中圓形輪轂總成(2)和圓 形座板總成(3)分別由一對分體式半圓形輪轂(4)和一對分體式 半圓形座板(5 )組合構成，圓形座板總成(3)整體配裝在圓形輪 轂總成(2)外壁面上，且一個分體式半圓形座板(5)位於一個分 體式半圓形輪轂(4)外壁面上；在圓形座板總成(3)的上、中、 下三段部位上分別固裝配置兩個圓弧形葉片(1),在圓形座板總成(3)圓周方向上六個圓弧形葉片(l)朝向相同，每一段部位上的 兩個圓弧形葉片(1)之間夾角成180。，上段與中段、中段與下段 部位上相鄰的圓弧形葉片(1)之間夾角均為60。或120° 。
3、 根據權利要求1所述的一種組合型垂直軸風力機，其特徵在 於直線翼形葉片(8)的葉片軸向高度尺寸T與由直線翼形葉片(8) 組成的風輪直徑尺寸①的比值大於或等於1。
4、 根據權利要求2所述的一種組合型垂直軸風力機，其特徵在 於由直線翼形葉片(8)組成的風輪直徑尺寸①與由圓弧形葉片(1) 外端構成的直徑尺寸D之間的比值為2. 5 — 3. 5: 1。
5、 根據權利要求2所述的一種組合型垂直軸風力機，其特徵在 於圓形座板總成(3 )的軸向總高度尺寸H與每段位上兩個圓弧形葉 片(1)外端構成的圓形直徑尺寸D之間的比值為2. 5 —3. 5: 1。
6、 根據權利要求2所述的一種組合型垂直軸風力機，其特徵在 於在圓形輪轂總成(2)外壁面與每個圓弧形葉片(1)之間均設有 間隙，該間隙尺寸S小於圓弧形葉片(1 )直徑尺寸d的1/2。
7、 根據權利要求1所述的一種組合型垂直軸風力機，其特徵在 於圓弧形葉片(1)軸向高度尺寸h與圓弧形葉片(1)直徑尺寸d 之間的比值大於1。
專利摘要一種組合型垂直軸風力機屬於風力機械；在該機的垂直轉軸外壁面上配裝起動助力與制動限速總成，起動助力與制動限速總成由圓形輪轂總成、圓形座板總成和圓弧形葉片構成，其中圓形輪轂總成和圓形座板總成分別由一對分體式半圓形輪轂和一對分體式半圓形座板組合構成，圓形座板總成整體配裝在圓形輪轂總成外壁面上，在圓形座板總成的上、中、下三段部位上分別固裝配置相互之間夾角180°的兩個圓弧形葉片，且上段與中段、中段與下段部位上相鄰的圓弧形葉片之間夾角為60°或120°；本機結構簡單，製造成本低廉，維護簡易方便，起動助力與制動限速性能好，作業可靠、配套範圍廣。
文檔編號F03D11/00GK201212451SQ20082009036
公開日2009年3月25日 申請日期2008年7月4日 優先權日2008年7月4日
發明者放 馮, 巖 李, 李聲茂, 媛 遲 申請人:東北農業大學