一種垂直軸風力發電機限位器的製作方法

2023-06-13 11:55:11

專利名稱：一種垂直軸風力發電機限位器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及風カ發電技術領域，特別涉及ー種垂直軸風カ發電機限位器。
背景技術：
風カ發電機歸納起來可分為兩類水平軸風カ發電機，S卩，風輪的旋轉軸與風向平行；和垂直軸風カ發電機，即風輪的旋轉軸垂直於氣流方向。垂直軸風カ發電機主要分為阻カ型和升力型兩種。阻力型垂直軸風カ發電機主要是利用空氣流過葉片產生的阻力作為驅動力，利用阻カ進行旋轉。這種裝置有較大的啟動 カ矩，但葉尖速比(葉片頂端的圓周速度與風接觸葉片之前很遠距離上的速度之比，葉片越長或葉片轉速越快，同風速下的葉尖速比就越高)低。在風輪尺寸、重量和成本一定的情況下，提供的功率輸出低。而升カ型垂直軸風カ發電機則是利用空氣流過葉片產生的升力作為驅動力。由於葉片在旋轉過程中，隨著轉速的增加阻力急劇減小，而升カ反而會増大， 所以升力型的垂直軸風カ發電機的效率要比阻力型的高很多。但是升力型垂直軸風カ發電機具有啟動カ矩小的缺陷，大型的升力型垂直軸風カ發電機需要專門的啟動裝置來啟動， 才能正常工作。因此，需要提供ー種垂直軸風カ發電機限位器以解決上述問題。

實用新型內容本實用新型的目的是提供ー種垂直軸風カ發電機限位器，是ー種控制發電機葉片迎風角度以便最大限度的捕捉風能的裝置，使風カ發電機能夠同時即利用葉片的阻力做功也利用葉片的升力做功。集阻力型垂直軸風カ發電機啟動カ矩大的優點和升力型垂直軸風力發電機效率高的優點於一體，並且同時克服了阻力型垂直軸風カ發電機葉尖速比低，效率低；升力型垂直軸風カ發電機啟動カ矩小，啟動困難的缺陷。可使風カ發電機低風速啟動，無噪音，低風速運行。比同類型風カ發電機效率至少提高30%。本實用新型的垂直軸風カ發電機限位器包括調向舵(7)，其為燕尾形，燕尾的小端設置有圓柱狀調向舵軸(8)，調向舵軸(8)和其上的調向舵軸套(10)連接，調向舵(7)上設有鎖軸(13)，鎖軸(13)上方設有電磁閥(12);定位鎖，其由固定在支架上的鎖孔座(14) 和固定在調向舵(7)上的所述鎖軸(13)組成；以及，限位軌道(3)，其為ー環形槽狀結構， 限位軌道⑶通過軸套⑷和軸(5)連接，百葉上和限位軌道(3)相接觸的部位設置滑輪
(2)，百葉經連杆(6)與滑輪⑵相連，滑輪形狀和限位軌道(3)的形狀互相吻合，滑輪依附在限位軌道(3)內運行。較佳地，所述鎖孔座(14)為圓形鎖孔座。較佳地，所述鎖軸(13)為圓柱狀鎖軸。較佳地，百葉經連杆(6)與調向舵(7)相連，調向舵(7)與回位彈簧⑴相連。較佳地，調向舵(7)與調速停車器電動機相連。較佳地，所述支架安裝在塔架上。[0012]較佳地，所述軸(5)安裝在塔架上。本實用新型的限位器能使風カ發電機葉片隨時變化從而使風力發電機變速運行， 使風カ發電機能在葉尖速比恆定的情況下運轉，從而使風能利用係數在很大的風速變化範圍內均能保持最大值，從而提聞了效率。在實用新型內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式
部分中進ー步詳細說明。本實用新型內容部分並不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特徵和必要技術特徵，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護範圍。
以下結合附圖，詳細說明本實用新型的優點和特徵。
圖I是根據本實用新型一個實施例的垂直軸風カ發電機限位器的縱向剖視圖；圖2是根據本實用新型一個實施例的垂直軸風カ發電機限位器的俯視圖；圖3是根據本實用新型一個實施例的垂直軸風カ發電機限位器在發電裝置中的位置指示圖。圖中標號1_回位彈簧；2_滑輪；3_限位軌道；4_軸套；5-軸；6-連杆；7-調向舵；8_調向舵軸；9_電磁閥開關；10-調向舵軸套；11_電磁閥彈簧；12_電磁閥；13_鎖軸； 14-鎖孔；100-限位器。
具體實施方式
在下文的描述中，給出了大量具體的細節以便提供對本實用新型更為徹底的理解。然而，對於本領域技術人員來說顯而易見的是，本實用新型可以無需ー個或多個這些細節而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本實用新型發生混淆，對於本領域公知的ー些技術特徵未進行描述。為了徹底了解本實用新型，將在下列的描述中提出詳細的結構。顯然，本實用新型的施行並不限定於本領域的技術人員所熟習的特殊細節。本實用新型的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本實用新型還可以具有其他實施方式。
以下結合附圖對本實用新型的實施例做詳細描述。分別參考圖I和圖2，是根據本實用新型一個實施例的垂直軸風カ發電機限位器 100的示意圖。本實用新型的限位器100包括燕尾狀調向舵7、圓柱狀定位鎖及限位軌道3。調向舵7為燕尾形，燕尾的小端(即圖I中的調向舵7的下端)設置有圓柱狀調向舵軸8，圓柱狀調向舵軸8設置在調向舵軸套10中。調向舵7上還設置有圓柱狀鎖軸13， 鎖軸13上方設有電磁閥12，電磁閥12上設置有開關9用以控制電磁閥12的開關。該開關 9隨著調向舵7的偏轉而開啟和關閉。定位鎖由固定在支架上的圓形鎖孔14和固定在調向舵7上的圓柱狀鎖軸13組成。定位鎖依靠鎖軸13伸入到鎖孔14中而鎖定，並通過鎖軸13移出鎖孔14而開啟。在正常情況下，定位鎖處於鎖定狀態。當風向改變時，風カ會推動調向舵7，使得調向舵7向順風的方向偏轉。調向舵7的偏轉接通電磁閥12的開關9，使得電磁鐵吸合，並使調向舵7上升。由於鎖軸13設置在調向舵7上，因此調向舵7的上升使鎖軸13能夠脫離鎖孔14以進行解鎖。百葉帶動整個限位器隨風向偏轉，當調向舵7偏轉到順風位置時調向舵7回正，使得電磁閥12的開關9關閉。此時，在自身重量和電磁閥彈簧11的作用下，調向舵7下沉、 回落，鎖軸13落入鎖孔14中，調向舵7重新鎖定。百葉在調整後的位置，即新相位的情況下繼續工作。當風向再改變時，重複上述過程以對百葉進行調整。限位軌道3為ー不規則環形槽狀結構，形狀例如為腎形。限位軌道3通過軸套4和軸5連接，百葉上和限位軌道3相接觸的部位設置滑輪2，百葉經連杆6與滑輪2相連，滑輪 2的形狀和限位軌道3的形狀互相吻合，滑輪2依附在限位軌道3內運行，從而對百葉的旋轉傾角進行限定，以保證處於順風位置的百葉始終能和風的方向保持垂直，獲得最大推力； 處於逆風位置的百葉在限位軌道3和百葉及其連杆6機構的共同約束下，始終能和風的方向保持受カ的最佳角度，使逆風位置的百葉象帆船逆風行駛一祥，也能獲得和順風位置的百葉旋轉方向(順時針或逆時針)一致的推力。使處於順風位置的百葉和處於逆風位置的百葉均能在順風和逆風時同時獲得足夠的能量，推動百葉做功。上述的支架和軸5都安裝在塔架上。百葉經連杆6與調向舵7相連，調向舵7與回位彈簧I相連；調向舵7與調速停車器電動機相連。當風カ加大達到一定程度時，調向舵7翻轉位移。調向舵7翻轉位移拉動連杆6致使百葉打開一定角度，減少受力面，使其轉速降低，反之，當風カ減小達到一定程度時，調向舵7翻轉位移，調向舵7翻轉位移拉動連杆6致使百葉關閉一定角度，増大百葉受カ面，則使其轉速增加。當風速較大達到破壞程度時，調向舵7翻轉位移拉動連杆6致使百葉完全打開，和風向呈平行狀，則百葉不能接受外力，百葉不受力，不能轉動，自動控制發電機停止轉動。當風カ減弱達到適合發電機工作時，調向舵7在回位彈簧I的作用下翻轉回位，百葉自動完全關閉，和風向呈垂直狀，則百葉接受外力，百葉受カ轉動做功，自動控制發電機轉動。風カ推動百葉旋轉做功發電，依此循環。當蓄電池已經充滿的情況下，蓄電池保護器會向調速停車器控制器給出ー個開關量信號，啟動調速停車器電動機，調速停車器電動機驅動調向舵7翻轉位移，調向舵7翻轉位移拉動連杆6致使百葉完全打開，和流體方向呈平行狀，則百葉不能接受外力，百葉不受力，不能轉動，自動控制發電機停止轉動。發電機停止轉動，充電器停止充電，保護蓄電池不被過充。當蓄電池需要充電時，蓄電池保護器會向調速停車器的控制器給出ー個開關量信號，啟動調速停車器電動機，調速停車器電動機驅動百葉關閉，和風向呈垂直狀，則百葉接受外力，百葉受カ轉動做功，自動控制發電機轉動。風カ推動百葉旋轉做功發電，依此循環。參考圖3，示出了本實用新型的限位器在垂直軸風カ發電機中的安裝位置。本實用新型的限位器能使風カ發電機葉片隨時變化從而使風力發電機變速運行， 使風カ發電機能在葉尖速比恆定的情況下運轉，從而使風能利用係數在很大的風速變化範圍內均能保持最大值，從而提聞了效率。本實用新型已經通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用於舉例和說明的目的，而非意在將本實用新型限制於所描述的實施例範圍內。此外本領域技術人員可以理解的是，本實用新型並不局限於上述實施例，根據本實用新型的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本實用新型所要求保護的範圍以內。本實用新型的保護範圍由附屬的權利要求書及其等效範圍所界定。
權利要求1.ー種垂直軸風カ發電機限位器，其特徵在於該限位器包括調向舵(7)，其為燕尾形，燕尾的小端設置有圓柱狀調向舵軸(8)，調向舵軸(8)和其上的調向舵軸套(10)連接，調向舵(7)上設有鎖軸(13)，鎖軸(13)上方設有電磁閥(12)；定位鎖，其由固定在支架上的鎖孔座(14)和固定在調向舵(7)上的所述鎖軸(13)組成；以及，限位軌道(3)，其為ー環形槽狀結構，限位軌道(3)通過軸套(4)和軸(5)連接，百葉上和限位軌道(3)相接觸的部位設置滑輪(2)，百葉經連杆(6)與滑輪(2)相連，滑輪形狀和限位軌道⑶的形狀互相吻合，滑輪依附在限位軌道⑶內運行。
2.根據權利要求I所述的垂直軸風カ發電機限位器，其特徵在於所述鎖孔座(14)為圓形鎖孔座。
3.根據權利要求I所述的垂直軸風カ發電機限位器，其特徵在幹所述鎖軸(13)為圓柱狀鎖軸。
4.根據權利要求I所述的垂直軸風カ發電機限位器，其特徵在於百葉經連杆(6)與調向舵⑵相連，調向舵(7)與回位彈簧⑴相連。
5.根據權利要求I所述的垂直軸風カ發電機限位器，其特徵在於調向舵(7)與調速停車器電動機相連。
6.根據權利要求I所述的垂直軸風カ發電機限位器，其特徵在於所述支架安裝在塔架上。
7.根據權利要求I所述的垂直軸風カ發電機限位器，其特徵在幹所述軸(5)安裝在塔架上。
專利摘要本實用新型公開了一種垂直軸風力發電機限位器，包括調向舵，其為燕尾形，燕尾的小端設置有圓柱狀調向舵軸，調向舵軸和其上的調向舵軸套連接，調向舵上設有鎖軸，鎖軸上方設有電磁閥；定位鎖，其由固定在支架上的鎖孔座和固定在調向舵上的所述鎖軸組成；以及，限位軌道，其為一環形槽狀結構，限位軌道通過軸套和軸連接，百葉上和限位軌道相接觸的部位設置滑輪，百葉經連杆與滑輪相連，滑輪形狀和限位軌道的形狀互相吻合，滑輪依附在限位軌道內運行。本實用新型的限位器能使風力發電機葉片隨時變化從而使風力發電機變速運行，使風力發電機能在葉尖速比恆定的情況下運轉，從而使風能利用係數在很大的風速變化範圍內均能保持最大值，提高了效率。
文檔編號F03D7/06GK202348567SQ20112036445
公開日2012年7月25日 申請日期2011年9月27日 優先權日2011年9月27日
發明者趙永勝 申請人:趙永勝