專利名稱：一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率調(diào)節(jié)裝置。
技術(shù)背景目前，風(fēng)力發(fā)電的主要設(shè)備有兩種，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和垂直軸風(fēng)力 發(fā)電機(jī)組，這兩類機(jī)組的結(jié)構(gòu)形式、運(yùn)行工況和采用的設(shè)備不完全相同。水 平軸風(fēng)電機(jī)組的葉片繞平行于地面的水平軸旋轉(zhuǎn)，被普遍應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電 中。垂直軸風(fēng)電機(jī)組的葉片繞垂直于地面的豎軸旋轉(zhuǎn)，典型的垂直軸風(fēng)電機(jī)組是Darrieus型。1931年Darrieus在美國申請了專利(專利號1835018)， 提出了一種垂直軸風(fēng)電機(jī)組。上世紀(jì)80-90年代，國外出現(xiàn)了大量的垂直軸 風(fēng)電機(jī)組，并且研制了 4兆瓦的Darrieus風(fēng)電機(jī)組。Darrieus風(fēng)輪的輸出功率將隨風(fēng)速的增加而增大，到一定的風(fēng)速后風(fēng)輪 自然失速將減少風(fēng)輪的輸出，這是風(fēng)輪的自然特性，Darrieus型垂直軸風(fēng)電 機(jī)組由于葉片的安裝方式，實(shí)際運(yùn)用中很難調(diào)節(jié)改變?nèi)~片的攻角，只能利用 風(fēng)輪的自然特性。Darrieus風(fēng)輪存在2個突出的問題 一是Darrieus型風(fēng) 輪實(shí)際運(yùn)用中很難得到合適的的自然失速特性；二是Darrieus型風(fēng)輪轉(zhuǎn)動 慣量很大，制動比較困難，需要借助于空氣阻力來進(jìn)行制動?，F(xiàn)有的產(chǎn)品和 技術(shù)還沒有能夠解決上述2個突出的問題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所提供的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率調(diào)節(jié)裝置，其結(jié) 構(gòu)包括葉型功率調(diào)節(jié)片5。本發(fā)明氣動功率調(diào)節(jié)裝置其結(jié)構(gòu)還可以包括帶制動器的電動機(jī)1、齒輪 箱2、鼓型聯(lián)軸器3、驅(qū)動軸4、聯(lián)軸器6、軸承及軸承座7;其中葉型功率 調(diào)節(jié)片5安裝固定在驅(qū)動軸4上，驅(qū)動軸4的兩端通過聯(lián)軸器6和軸承及軸 襯座7安裝在垂直軸風(fēng)電機(jī)組的橫撐上，驅(qū)動軸4經(jīng)過鼓型聯(lián)軸器3連接齒 輪箱2和帶制動器的電動機(jī)1。本發(fā)明所述的葉型功率調(diào)節(jié)片5斷面采用圓弧形狀的葉型，如圖3所示，其斷面是兩個直徑相等的圓相互交叉的部分，這樣的葉型斷面在弦線平行與來流空氣時，空氣形成的阻力較小。這樣的葉型功率調(diào)節(jié)片在1500kW的 Darrieus型風(fēng)輪應(yīng)用時，僅需要3片，每片的長度為lOm，厚度為400mm，弦 長為1400mm，安裝這樣的葉型功率調(diào)節(jié)片可以大大改善風(fēng)輪的功率特性和制 動性能。本發(fā)明所述的帶制動器的電動機(jī)1通過齒輪箱2、鼓型聯(lián)軸器4驅(qū)動葉 型功率調(diào)節(jié)片5翻轉(zhuǎn)。本發(fā)明氣動功率調(diào)節(jié)裝置采用空氣阻力較小的葉型制作功率調(diào)節(jié)片5， 安裝在Darrieus型風(fēng)輪的橫支撐上(如圖2所示)，平時發(fā)電狀態(tài)時功率調(diào) 節(jié)片不打開，在一定的風(fēng)速下功率調(diào)節(jié)片打開1個角度，產(chǎn)生一定的空氣阻 力，削減掉一定的風(fēng)輪功率，在制動時功率調(diào)節(jié)片全部打開，幫助風(fēng)輪的制 動。本發(fā)明氣動功率調(diào)節(jié)裝置克服了現(xiàn)有Darrieus型風(fēng)輪自然特性不好、 制動困難的的技術(shù)問題，改善Darrieus型風(fēng)輪的輸出特性，獲得了更大的 年發(fā)電量；同時改善了 Darrieus型風(fēng)輪的制動性能。


圖1垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率調(diào)節(jié)裝置組成原理圖 圖2氣動功率調(diào)節(jié)裝置在垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上的應(yīng)用 圖3功率調(diào)節(jié)片(5)不工作時的狀態(tài)圖 圖4功率調(diào)節(jié)片(5)工作時的狀態(tài)圖 圖5功率調(diào)節(jié)片(5)工作時的狀態(tài)圖 圖6功率調(diào)節(jié)片(5)制動時的狀態(tài)圖其中1為帶制動器的電動機(jī)、2為齒輪箱、3為鼓型聯(lián)軸器、4為驅(qū) 動軸、5為葉型功率調(diào)節(jié)片、6為聯(lián)軸器、7為軸承及軸承座。
具體實(shí)施方式
一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率調(diào)節(jié)裝置，其結(jié)構(gòu)包括帶制動器 的電動機(jī)l、齒輪箱2、鼓型聯(lián)軸器3、驅(qū)動軸4、葉型功率調(diào)節(jié)片5、聯(lián)軸 器6、軸承及軸承座7;其中葉型功率調(diào)節(jié)片5安裝固定在驅(qū)動軸4上，驅(qū) 動軸4的兩端通過聯(lián)軸器6和軸承及軸承座7安裝在垂直軸風(fēng)電機(jī)組的橫撐 上，驅(qū)動軸4經(jīng)過鼓型聯(lián)軸器3連接齒輪箱2和帶制動器的電動機(jī)1。葉型功率調(diào)節(jié)片5不工作時如圖3所示，此時迎風(fēng)運(yùn)動時的空氣阻力很 小；工作時帶制動器的電動機(jī)1通過齒輪箱2、驅(qū)動軸4驅(qū)動葉型功率調(diào)節(jié)片5翻轉(zhuǎn)；葉型功率調(diào)節(jié)片5旋轉(zhuǎn)了 1個小角度，迎風(fēng)運(yùn)行將產(chǎn)生空氣阻力， 如圖4所示;葉型功率調(diào)節(jié)片5旋轉(zhuǎn)張開更大的角度將產(chǎn)生更大的空氣阻力， 以此可以削減風(fēng)輪的輸出功率，如圖5所示；葉型功率調(diào)節(jié)片5旋轉(zhuǎn)至垂直風(fēng)向的位置，即葉型功率調(diào)節(jié)片5的極限位置，產(chǎn)生最大的空氣阻力，使風(fēng) 輪的轉(zhuǎn)速迅速下降，用于在大風(fēng)情況下的制動，如圖6所示。
權(quán)利要求
1. 一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率調(diào)節(jié)裝置，其特征在于結(jié)構(gòu)包括葉型功率調(diào)節(jié)片(5)。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率調(diào)節(jié)裝 置，其特征在于結(jié)構(gòu)還包括帶制動器的電動機(jī)(1)、齒輪箱(2)、鼓型聯(lián)軸 器(3)、驅(qū)動軸(4)、聯(lián)軸器(6)、軸承及軸承座(7);其中葉型功率調(diào)節(jié) 片(5)安裝固定在驅(qū)動軸(4)上，驅(qū)動軸(4)的兩端通過聯(lián)軸器(6)和 軸承及軸承座(7)安裝在垂直軸風(fēng)電機(jī)組的橫撐上，驅(qū)動軸(4)經(jīng)過鼓型 聯(lián)軸器(3)連接齒輪箱(2)和帶制動器的電動機(jī)(1)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率調(diào) 節(jié)裝置，其特征在于葉型功率調(diào)節(jié)片(5)的葉型是指圓狐形狀的葉型。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的氣動功率調(diào)節(jié) 裝置，其特征在于帶制動器的電動機(jī)(1)通過齒輪箱(2)、鼓型聯(lián)軸器(4) 驅(qū)動葉型功率調(diào)節(jié)片(5)翻轉(zhuǎn)。
5、 如權(quán)利要求3所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率調(diào)節(jié)裝 置，其特征在于帶制動器的電動機(jī)(1)通過齒輪箱(2)、鼓型聯(lián)軸器(4) 驅(qū)動葉型功率調(diào)節(jié)片(5)翻轉(zhuǎn)。
6、 如權(quán)利要求l、 2或5所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率 調(diào)節(jié)裝置，其特征在于葉型功率調(diào)節(jié)片(5)的葉型斷面是兩個直徑相等的 圓相互交叉的部分。
7、 如權(quán)利要求l、 2或5所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率 調(diào)節(jié)裝置，其特征在于葉型功率調(diào)節(jié)片在1500kW的Darrieus型風(fēng)輪，安裝3片，每片的長度為10m,厚度為400mm，弦長為1400mm。
8、 如權(quán)利要求4所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率調(diào)節(jié)裝 置，其特征在于葉型功率調(diào)節(jié)片(5)的葉型斷面是兩個直徑相等的圓相互 交叉的部分。
9、 如權(quán)利要求4所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率調(diào)節(jié)裝 置，其特征在于葉型功率調(diào)節(jié)片在1500kW的Darrieus型風(fēng)輪，安裝3片， 每片的長度為10m，厚度為400mm，弦長為1400mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用的氣動功率調(diào)節(jié)裝置，其結(jié)構(gòu)包括葉型功率調(diào)節(jié)片5。本發(fā)明氣動功率調(diào)節(jié)裝置克服了現(xiàn)有Darrieus型風(fēng)輪自然特性不好、制動困難的技術(shù)問題，改善Darrieus型風(fēng)輪的輸出特性，獲得了更大的年發(fā)電量；同時改善了Darrieus型風(fēng)輪的制動性能。
文檔編號F03D7/06GK101225797SQ20071006275
公開日2008年7月23日 申請日期2007年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月16日
發(fā)明者潘國平, 郭樹言 申請人:北京雙帆科技有限公司