一種垂直軸阻力型風車制動裝置製造方法
2023-12-04 19:58:51
一種垂直軸阻力型風車制動裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種垂直軸阻力型風車制動裝置，在半圓筒型風車葉片的徑向兩端分別固定內嵌軸承的軸承座，軸承座位於葉片的中上部，在穿過軸承的軸上設置有扭轉彈簧，扭轉彈簧一端固定在軸上，另一端固定在葉片上。由於葉片上下兩部分承受不對稱，遇風後會產生不同的風壓，造成葉片整體繞著葉片軸的自由偏轉，而通過扭轉彈簧的使用，可以更好的控制葉片的偏轉角度。本發明提出垂直軸阻力型風車制動裝置具有可控性、可設計性，無需提供外部動力裝置等優點。
【專利說明】—種垂直軸阻力型風車制動裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種垂直軸阻力型風車制動裝置。
【背景技術】
[0002]水平軸風車的變槳距技術，是一種風能吸收與轉換的功率調節方式。風車的葉片相對於風向有不同的槳距角，當風速持續變化時，葉片的槳距角可以根據風速的大小而進行自動調節，使其始終保持在最佳角度，從而使風車在不同風速下始終保持其風輪的最佳轉換效率，同時在高風速段保持功率平穩輸出。
[0003]垂直軸風車具有無需對風裝置，製造簡單等優勢，在風能利用領域佔據了一席之地。隨著技術的發展，垂直軸風車的葉片也能像水平軸風車的葉片一樣可以通過調節攻角來適應不同的風速，提高其風能利用效率。升力型垂直軸變槳結構有錐齒輪變槳結構，凸輪式變槳結構，合頁式變槳結構，分離式葉片變槳結構等。上述變槳結構均可根據風速的變化而調整葉片槳距，使風車在一定風速範圍內的風能利用率達到一個合理的數值，不會因為風速過大導致失控，進而損壞葉片或傳動裝置。
[0004]跟升力型垂直軸風車相比，垂直軸阻力型風機具備自啟動性能良好的優勢。而阻力型風車由於其自身的工作效率問題，往往應用起來需要使用較大型的風力裝置。出於對大型阻力型風車的安全性與可靠性方面的考慮，在每個葉片上安裝獨立的變槳距系統是非常有必要的。
【發明內容】
[0005]本發明目的是提供一種垂直軸阻力型風車制動裝置，進而實現風車在極限風速下的氣動制動。
[0006]本發明的實現過程如下:
一種垂直軸阻力型風車制動裝置，其特徵在於:在半圓筒型風車葉片(I)的徑向兩端分別固定內嵌軸承的軸承座(3)，軸承座(3)位於葉片的中上部，在穿過軸承的軸上設置有扭轉彈簧(2)，扭轉彈簧(2) —端固定在軸上，另一端固定在葉片上。
[0007]風車葉片(I)兩側的扭轉彈簧(2)為左右兩種旋向，以風車葉片(I)中線對稱設置，扭轉彈簧(2)可位於風車葉片內側或外側。
[0008]由於葉片上下兩部分承受不對稱，遇風後會產生不同的風壓，造成葉片整體繞著葉片軸的自由偏轉，而通過扭轉彈簧的使用，可以更好的控制葉片的偏轉角度。
[0009]本發明提出的垂直軸阻力型風車氣動制動原理如下:穿過葉片的軸與被固定在葉片上軸承座的內嵌軸承之間的連接，既能保持葉片在無風或停機的時候保持豎直，又能在風力較大的工況下，只能讓相對於來風方向位於凹面的葉片朝順時針方向旋轉，而相對於來風方向位於凸面的葉片保持豎直。這樣可以避免同一風向上葉片系統在極限風速下引起共振的風險，減小了風車的轉動力矩，也保證了可調節角度葉片系統的穩定性。在風力較強的工況下，當葉片旋轉至凹面時，會相應的產生一定角度的旋轉，由此減小了葉片承受的風壓，降低風輪的轉速，實現空氣動力制動的效果。而通過扭轉彈簧的設計，以及葉片連杆相對葉片的上下位置選取，可以直接影響葉片的偏轉角度大小，進而決定氣動制動效果。
[0010]本發明提出垂直軸阻力型風車制動裝置具有可控性、可設計性，無需提供外部動力裝置等優點。
[0011]
【專利附圖】
【附圖說明】
圖1為本發明垂直軸阻力型風車制動裝置結構示意圖；
圖中，I為風車葉片；2為扭轉彈簧；3為軸承座。
【具體實施方式】
[0012]一種垂直軸阻力型風車制動裝置，在半圓筒型風車葉片(I)的徑向兩端分別固定內嵌軸承的軸承座(3)，軸承座(3)位於葉片的中上部偏心位置，在穿過軸承的軸上設置有扭轉彈簧(2)，扭轉彈簧(2) —端固定在軸上，另一端固定在葉片上。
[0013]風車葉片(I)兩側的扭轉彈簧(2)分別與風車葉片(I)和穿過軸承座內嵌軸承的風車葉片(I)連杆通過螺栓固連，並且風車葉片(I)兩側的扭轉彈簧(2)為左右兩種旋向，以風車葉片(I)中線對稱安裝，扭轉彈簧(2)位於風車葉片內側。
[0014]實施例1
在本實施例中，使用一定功率的鼓風機作為動力源，對準五葉片的垂直軸阻力型風車中的一個葉片的凹面。並將風車與一定功率的永磁渦流發熱機進行匹配，當風車開始旋轉，經風速儀測得上風向平均風速為5m/s，並在風車開始轉動前在葉片的凸面中心安裝能實時顯示葉片角度的數顯傾角儀。測得葉片偏轉角度為10.6度。
[0015]實施例2
在本實施例中，使用一定功率的鼓風機作為動力源，對準五葉片的垂直軸阻力型風車中的一個葉片的凹面。並將風車與一定功率的永磁渦流發熱機進行匹配，當風車開始旋轉，經風速儀測得平均風速為6m/s，並在風車開始轉動前在葉片的凸面中心安裝能實時顯示葉片角度的數顯傾角儀。測得葉片偏轉角度為12.3度。
[0016]實施例3
在本實施例中，使用一定功率的鼓風機作為動力源，對準五葉片的垂直軸阻力型風車中的一個葉片的凹面。並將風車與一定功率的永磁渦流發熱機進行匹配，當風車開始旋轉，經風速儀測得平均風速為7m/s，並在風車開始轉動前在葉片的凸面中心安裝能實時顯示葉片角度的數顯傾角儀。測得葉片偏轉角度為13.8度。
[0017]實施例4
在本實施例中，使用一定功率的鼓風機作為動力源，對準五葉片的垂直軸阻力型風車中的一個葉片的凹面。並將風車與一定功率的永磁渦流發熱機進行匹配，當風車開始旋轉，經風速儀測得平均風速為8m/s，並在風車開始轉動前在葉片的凸面中心安裝能實時顯示葉片角度的數顯傾角儀。測得葉片偏轉角度為20.3度。
[0018]實施例5
在本實施例中，使用一定功率的鼓風機作為動力源，對準五葉片的垂直軸阻力型風車中的一個葉片的凹面。並將風車與一定功率的永磁渦流發熱機進行匹配，當風車開始旋轉，經風速儀測得平均風速為9m/s，並在風車開始轉動前在葉片的凸面中心安裝能實時顯示葉片角度的數顯傾角儀。測得葉片偏轉角度為24.6度。
[0019]實施例6
在本實施例中，使用一定功率的鼓風機作為動力源，對準五葉片的垂直軸阻力型風車中的一個葉片的凹面。並將風車與一定功率的永磁渦流發熱機進行匹配，當風車開始旋轉，經風速儀測得平均風速為lOm/s，並在風車開始轉動前在葉片的凸面中心安裝能實時顯示葉片角度的數顯傾角儀。測得葉片偏轉角度為25.7度。
[0020]實施例7
在本實施例中，使用一定功率的鼓風機作為動力源，對準五葉片的垂直軸阻力型風車中的一個葉片的凹面。並將風車與一定功率的永磁渦流發熱機進行匹配，當風車開始旋轉，經風速儀測得平均風速為llm/s，並在風車開始轉動前在葉片的凸面中心安裝能實時顯示葉片角度的數顯傾角儀。測得葉片偏轉角度為29.1度。
[0021]實施例8
在本實施例中，使用一定功率的鼓風機作為動力源，對準五葉片的垂直軸阻力型風車中的一個葉片的凹面。並將風車與一定功率的永磁渦流發熱機進行匹配，當風車開始旋轉，經風速儀測得平均風速為12m/s，並在風車開始轉動前在葉片的凸面中心安裝能實時顯示葉片角度的數顯傾角儀。測得葉片偏轉角度為34.7度。
[0022]實施例9
在本實施例中，使用一定功率的鼓風機作為動力源，對準五葉片的垂直軸阻力型風車中的一個葉片的凹面。並將風車與一定功率的永磁渦流發熱機進行匹配，當風車開始旋轉，經風速儀測得平均風速為13m/s，並在風車開始轉動前在葉片的凸面中心安裝能實時顯示葉片角度的數顯傾角儀。當風車開始旋轉，經風速儀測得平均風速為13m/s，葉片偏轉角度為40.0度。
【權利要求】
1.一種垂直軸阻力型風車制動裝置，其特徵在於:在半圓筒型風車葉片(I)的徑向兩端分別固定內嵌軸承的軸承座(3)，軸承座(3)位於葉片的中上部，在穿過軸承的軸上設置有扭轉彈簧(2)，扭轉彈簧(2) —端固定在軸上，另一端固定在葉片上。
2.根據權利要求1所述的垂直軸阻力型風車制動裝置，其特徵在於:扭轉彈簧(2)位於風車葉片(I)內側或外側。
3.根據權利要求1所述的垂直軸阻力型風車制動裝置，其特徵在於:風車葉片(I)兩側的扭轉彈簧(2)為左右兩種旋向，以風車葉片(I)中線對稱設置。
【文檔編號】F03D7/06GK104165122SQ201410379158
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月5日 優先權日:2014年8月5日
【發明者】鄭茂盛, 趙淵, 王磊, 胡軍, 滕海鵬 申請人:西北大學, 陝西省能源化工研究院