一種垂直軸風力機用起動助力與制動限速裝置的製作方法

2023-06-02 21:36:56 1

專利名稱：一種垂直軸風力機用起動助力與制動限速裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於風力機，主要涉及一種垂直軸風力機上用於起 動助力與制動限速的作業總成。
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
本實用新型針對上述問題，提供一種垂直軸風力機用起動助力 與制動限速裝置，該裝置能提高風力機的起動性能和整體性能，當 風速超過設計額定風速或瞬間過大時還能降低風力機轉數起到制動 限速作用，防止風力機受損。
本實用新型的基本設計是，圓形輪轂總成由 一對分體式半圓形 輪轂相對配裝構成，圓形座板總成由 一對分體式半圓形座板相對配 套組成，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轂外壁面上；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° ，至此構成一種 垂直軸風力機用起動助力與制動限速裝置。
本實用新型作業時不消耗額外電力，具有設計新穎合理、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、作業可靠、適用範圍廣的特點，可廣泛用於各種起動性能 較差的垂直軸風力機上。


圖1是一種垂直軸風力機用起動助力與制動限速裝置總體結構 示意圖2是圖1的俯向一見圖3、圖4、圖5依次是圖1中的A—A、 B—B、 C一C剖面圖， 即圓弧形葉片按60。角排列結構圖6、圖7依次是圖1中B—B、 C一C剖面處圓弧形葉片按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、圓形座板多成、4、分 體式半圓形輪轂、5、分體式半圓形座板。
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。 一種 垂直軸風力機用起動助力與制動限速裝置，圓形輪轂總成2由一對 分體式半圓形輪轂4相對配裝構成，圓形座板總成3由一對分體式 半圓形座板5相對配套組成，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l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。。圓形座板總成3的軸向總高度尺寸H 與每一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。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。 圓弧形葉片1的軸向高度尺寸h與圓弧形葉片1的直徑尺寸d之間 的比值大於1。
使用時，將本裝置整體配裝在垂直軸風力機的垂直軸上。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機旋 轉方向相反的轉矩，這樣，相對於垂直軸風力4幾而言變成為阻力， 即相當於制動減速效果。
權利要求1、一種垂直軸風力機用起動助力與制動限速裝置，其特徵在於圓形輪轂總成(2)由一對分體式半圓形輪轂(4)相對配裝構成，圓形座板總成(3)由一對分體式半圓形座板(5)相對配套組成，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(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(1)之間夾角均為60°或120°。
2、 才艮據權利要求1所述的一種垂直軸風力機用起動助力與制動 限速裝置，其特徵在於圓形座板總成(3 )的軸向總高度尺寸H與每 一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。
3、 根據權利要求1所述的一種垂直軸風力機用起動助力與制動 限速裝置，其特徵在於在圓形輪穀總成(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。
4、 根據權利要求1所述的一種垂直軸風力機用起動助力與制動 限速裝置，其特徵在於圓弧形葉片(1)的軸向高度尺寸h與圓弧形 葉片(1)的直徑尺寸d之間的比值大於1。
專利摘要一種垂直軸風力機用起動助力與制動限速裝置屬於風力機技術；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轂外壁面上；在圓形座板總成的上、中、下三段部位上分別固裝兩個相隔180°的圓弧形葉片，其六個圓弧形葉片在圓形座板總成圓周方向上朝向相同；三段部位上相鄰圓弧形葉片間隔為60°或120°；本裝置作業時無需消耗額外電力，具有設計新穎合理、結構簡單、製造成本低廉、安裝與維護簡易方便、作業性能好、作業可靠、適用範圍廣的特點。
文檔編號F03D3/00GK201212449SQ20082009036
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 申請人:東北農業大學