CN101603513A - 垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其能有效地防止狂风引起的过载，并且寿命周期长，包括：用于盛放流体的缸体，内置于该缸体中的活塞，连通缸体内被活塞间隔开的空间的毛细通孔，内端与活塞连接且外端伸出缸体的活塞杆，以及产生用于控制活塞杆移动的弹性力的弹性装置，该弹性力在狂风未来到时足以使活塞杆伸出缸体并保持正常的工作位置，但在狂风到来时足以让活塞杆往缸体内收缩。
Description
技术领域
本发明涉及垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置。
背景技术
目前，世界上所采用的风力发电方式主要有两类，一类是水平轴风力发电机，通常采用螺旋桨叶片，并用风舵来跟踪风向，此类风力发电机被广泛应用。水平轴风力发电机技术较为成熟，虽然被广泛应用，但也有诸多不足之处，如微风就不能推动风叶启动，有不少时候达不到额定转速，使设备闲置。另一类是垂直轴风力发电机通常采用风帆叶片，还有φ型、Δ型、S型、等。垂直轴风力发电机主要还是以垂直风叶为多，垂直风叶容易接受任何风向，微风就能启动，垂直轴风力发电机具有旋转动力矩大等优点。但由于现有垂直轴风力发电机存在诸多缺陷，如遇到台风、飓风无法减速等问题。
公开号为CN1605749的中国专利申请公开一种风力发电机叶片结构及稳速装置。该叶片结构是用大风叶框内置若干小风叶框，并用网托住小风叶，在顺风面，小风叶在大风叶框内张开，在逆风面，小风叶在大风叶框内靠稳速器弹性件打开小风叶。另在遇到狂风时稳速器弹性件因风的推力过大而打开。
但存在缺陷的是：采用稳速器弹性件使小风叶在大风叶框很频繁的张开、关闭，通常风力发电机的额定转速为400转/分。另在遇到狂风时稳速器弹性件因风的推力过大而打开，而在逆风面就关闭，狂风时的转速是很多倍于400转/分，而稳速器弹性件在瞬间就打开和关闭，稳速器弹性件很容易在短期内损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其能有效地防止狂风引起的过载，并且寿命周期长。
为实现所述目的，本发明的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其特点是，包括：用于盛放流体的缸体，内置于该缸体中的活塞，连通缸体内被活塞间隔开的空间的毛细通孔，内端与活塞连接且外端伸出缸体的活塞杆，以及产生用于控制活塞杆移动的弹性力的弹性装置，该弹性力在狂风未来到时足以使活塞杆伸出缸体并保持正常的工作位置，但在狂风到来时足以让活塞杆往缸体内收缩。
所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其进一步的特点是，弹性装置设置在活塞和缸体之间。
所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其进一步的特点是，弹性装置是螺旋弹簧。
所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其进一步的特点是，还包括护杆套管，活塞杆的外端固定连接该护杆套管，护杆套管可滑动地套在缸体上，外露于缸体外的活塞杆大部分或全部内置于该护杆套管中。
所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其进一步的特点是，还包括两球铰链，该两球铰链分别连接该活塞杆的外端和缸体的底部外侧。
所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其进一步的特点是，缸体的封口处设置密封螺栓，密封螺栓的中心孔内设置有密封圈，活塞杆从密封螺栓的中心孔中穿出缸体。
所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其进一步的特点是，活塞的侧壁镶嵌有密封圈，以实现活塞的侧壁和缸体内壁之间的密封。
所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其进一步的特点是，毛细通孔形成在活塞上。
所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其进一步的特点是，缸体内充满了所述流体，所述流体是油或气体。
本发明的有益效果是：当遇到狂风时，狂风的风力推动叶片后所支撑的狂风减速保护装置，狂风的推力大于弹性装置产生的弹性力时，活塞向内移动，缸体的活塞杆就会缩短，缩短的活塞杆就会拉动叶片转角度，使叶片改变迎风面，受风面积减少，叶片就不会高速旋转；因为有毛细通孔，活塞在缸体前后移动只能是非常缓慢；在垂直轴风力发电机叶片的逆风面，被狂风的风力推动的活塞在缸体里，此时活塞不会马上伸出来，这样缩短的活塞杆就会保持已拉动叶片转角度，叶片在逆风面增加受风面积，使叶片旋转速度降低；当狂风减弱，风的推力小于弹性装置的弹性力时，该弹性力会弹开推动活塞，使活塞杆伸出推动叶转动到工作角度，保持发电机的转速始终在极限范围内，起到稳速的作用，也有利于保护风力发电机装置。
附图说明
图1是本发明的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置的剖视图。
图2是图1中I处的局部放大示意图。
图3是安装在一垂直轴风力发电机后的遇狂风减速保护装置的工况示意图，其中实线表示遇狂风时的位置，虚线表示正常风速时风叶的位置。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置100包括活塞杆5、活塞7、缸体9以及弹簧8，以及可选部件：球铰链1、护杆套管2等。
两球铰链1分别安装在活塞杆5的外端和缸体9的底部(封闭端)。活塞杆5的外端固定连接护杆套管2，护杆套管2可滑动地套在缸体9上，活塞杆5的内端固定连接活塞7，活塞7外圈镶嵌有密封圈6，活塞7放置在油缸9内，密封圈6对活塞7和油缸9之间的间隙起到密封作用。活塞7与缸体9底部之间设置弹簧8。缸体9的封口内设置密封螺栓3，密封螺栓3圈内镶嵌密封圈4，密封对滑动的活塞杆5和密封螺栓3之间的间隙。
如图2所示，活塞7具有一个或多个毛细通孔70，该毛细通孔70连接缸体9内被活塞7分隔开的两部分。毛细通孔70的孔径大小足够细，但同时足以在缸体9内间隔开的两部分出现压差时，流体能通过毛细通孔70流动。缸体9被活塞7间隔开的两部分均充满了流体，例如油或气。
本发明的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置的工作原理如下所述。
球铰链1各安装在活塞杆5的外端和缸体9的底部，可以调节减速保护装置的长短尺寸，如图3所示，球铰链1直接与风叶20背后的支架可转动地连接，保证了风叶20和旋转装置(位于图3中中心部分)的灵活性。活塞杆5外端固定连接护杆套管2，护杆套管2起到保护活塞杆5免受日晒雨淋和腐蚀生锈作用。活塞杆5内端固定连接活塞7，活塞7外圈镶嵌有密封圈6，当活塞杆5在缸体9内来回伸缩，密封圈6起到活塞7对油或气的阻隔密封作用。缸体9的封口处装有密封螺栓3，密封螺栓3圈内镶嵌密封圈4，使活塞杆5在密封圈4中来回伸缩时不会泄漏油或气。缸体9为全封闭，缸体没有油孔，缸体9中活塞杆5所固定活塞7上有毛细通孔70，活塞7后部与缸体9之间连接有弹簧8，缸体9中活塞7前、后空间内都充满油或气。当遇到狂风时，在垂直轴风力发电机叶片的顺风面，狂风的风力推动叶片后所支撑的狂风减速保护装置，狂风的推力大于活塞7上弹簧8施加的弹簧力时，活塞7向内移动，缸体9的活塞杆5就会缩短，缩短的活塞杆5就会拉动叶片转角度，使叶片改变迎风面，受风面积减少，叶片就不会高速旋转，如图3所示，当叶片沿方向A转动时，受到方向B的狂风作用，各叶片的迎风面积减少。因为在活塞7上有毛细通孔70，活塞7在缸体9前后移动只能是非常缓慢。在垂直轴风力发电机叶片的逆风面，被狂风的风力推动的活塞7在缸体9里，此时活塞7不会马上伸出来，这样缩短的活塞杆5就会保持已拉动叶片转角度，叶片在逆风面增加受风面积，使叶片旋转速度降低。当狂风减弱，风的推力小于弹簧8的施加在活塞7上的压力时，弹簧8会弹开推动活塞7，使活塞杆5伸出推动叶转动到小于狂风时的角度。继续参照图3，在垂直轴风力发电机叶片的顺风面，叶片转动到最佳迎风面，最大面积受风。在垂直轴风力发电机叶片的逆风面，叶片则转动到最小面积受风。保持发电机的转速始终在极限范围内，起到稳速的作用，也有利于保护风力发电机装置。
Claims (9)
1.一种垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其特征在于，包括：
缸体，用于盛放流体；
活塞，内置于该缸体中；
毛细通孔，连通缸体内被活塞间隔开的空间；
活塞杆，其内端与活塞连接，外端伸出缸体；以及
弹性装置，产生用于控制活塞杆移动的弹性力，该弹性力在狂风未来到时足以使活塞杆伸出缸体并保持正常的工作位置，但在狂风到来时足以让活塞杆往缸体内收缩。
2.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其特征在于，弹性装置设置在活塞和缸体之间。
3.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其特征在于，弹性装置是螺旋弹簧。
4.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其特征在于，还包括护杆套管，活塞杆的外端固定连接该护杆套管，护杆套管可滑动地套在缸体上，外露于缸体外的活塞杆大部分或全部内置于该护杆套管中。
5.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其特征在于，还包括两球铰链，该两球铰链分别连接该活塞杆的外端和缸体的底部外侧。
6.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其特征在于，缸体的封口处设置密封螺栓，密封螺栓的中心孔内设置有密封圈，活塞杆从密封螺栓的中心孔中穿出缸体。
7.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其特征在于，活塞的侧壁镶嵌有密封圈，以实现活塞的侧壁和缸体内壁之间的密封。
8.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其特征在于，毛细通孔形成在活塞上。
9.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机遇狂风减速保护装置，其特征在于，缸体内充满了所述流体，所述流体是油或气体。
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2009
- 2009-07-15 CN CNA2009100548157A patent/CN101603513A/zh active Pending
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20091216 |