CN102042179B - 一种风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置 - Google Patents

一种风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置，其特点是风叶可折叠，迎风夹角变大受力面积增大，背风夹角变小受力面积减小，从而使风能有效率提高；巧妙地在主轴和固定架(壳)之间设置油阻调速和控制系统，不但使运行更加平稳，而且避免了超大风速紧急刹闸对设备的严重损伤和突然停止发电可能带来的次生损害，是可在超大风速条件下既不紧急刹闸，也不停止发电的优秀装置。

Description

一种风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置
技术领域
本发明涉及一种风力发电技术领域，尤指一种风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置。
背景技术
资源枯竭，全球变暖的威胁让全世界达成共识，节能减排才是可持续发展的最佳方案，在此前提下，风能、太阳能、生物质能开发应用的研究和应用技术得以突飞猛进的发展。
风力发电市场巨大，技术发展迅速，其核心技术风叶和调速系统千变万化，种类繁多，风叶是多种多样甚至奇形怪状，但都是固定的，迎风和背风面积不发生变化，从而使风能利用效率很难进一步提高；而调速方法一般为偏心法、偏转法和阻尼法，效果皆不理想，控制一般是使用的“紧急刹车”法，也叫卡键式制动，此类制动法，不但对自身装置有很大的损害，突然停止发电不但浪费能源，也往往对用电机械、机器带来次生损害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置，其特征是可以提高风能利用效率，运行平稳、控制性能优良的风力发电装置。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置，其中该装置包括轴、可折叠风叶、油阻调速和控制器、发电机和支架。
本发明风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置，其中所述可折叠风叶片通过风叶支架固定在轴上，风叶设有弹簧，迎风角度变大受力面积大，背风角度变小受力面积小。
本发明风叶可折叠、油阻调速和控制风力的垂直轴发电装置，其中所述油阻调速和控制器，主传动齿轮、油阻制动叶片固定在轴上；其他的被动传动齿轮、传动杆(摆线)、储油箱、传动轨道及滚动钢球、缸套安装在固定支架壳上；储油箱分上、下两层，中间有油自动回落口；缸套上有活塞、出油孔、进油孔等。
采用上述方案后，本发明结构简单、安装方便，不但能提高风能利用效率，而且可以使风力发电装置运行平稳，在超强风的条件下，不但能保持正常发电，而且不损害本身装置，减少次生损害。
附图说明：
图1是发明风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置的结构示意图：
其中1：轴
    2：风叶
    3：油阻调速和控制器
    4：发电机
    5：支架
图2是本发明风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置风叶的结构示意图：
其中1：轴
    6：风叶架
    7：可折叠风叶片
    8：弹簧
图3是本发明风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置的油阻和调速器的结构示意图：
其中1：轴
    9：固定外架、壳
    10：主传动齿轮
    11：传动杆、摆线
    12：转动轨道及滚动钢球
    13：储油箱，上下两层，中间有油自动回落口(21)
    14：缸套进油口
    15：活塞
    16：缸套
    17：缸套出油口
    18：溢油口
    19：油阻制动叶片
    20：背动传动齿轮
    21：油自动回落口
具体实施方式
为了更好的理解与实施，下面结合附图详细说明本发明风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置。
请参阅附图1所示风叶可折叠、油阻调速和控制垂直轴风力发电装置结构示意图，该装置包括轴1、风叶2、油阻调速和控制器3、发电机4、支架5。
请参阅附图2所示风叶可折叠、油阻和调速控制的垂直轴风力发电装置中的风叶部分结构示意图，该风叶部分的可折叠风叶2安装在轴1和支架6上，有可折叠风叶片7和弹簧8，该系统迎风夹角度变大受力面积增大，背风夹角变小受力面积减小，从而使风能利用效率提高。
请参阅附图3所示风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置的油阻调速和控制器的结构示意图，该油阻调速的控制器包括：固定在立轴1上的主传动齿轮10和油阻固定叶片19；固定在固定外架、壳9上的有被动的传动齿轮20、传动杆、摆线11、转动轨道及滚动钢球12、储油箱13、缸套16；油缸16上有活塞15，油缸出油口17、缸套进油口14；储油箱13分上下两层，中间有油自动回落口21；转动轨道及滚动钢球12、溢油口18、和油阻制动叶片19位置在储油箱13的上层。
当风速较小和正常时，通过主传动齿轮10和被动齿轮20带动传动杆、摆线11拉动活塞15，把油从储油箱13的下层通过缸套出油孔17把油送到上层，油通过自动回落口21往下流的油量足以使储油箱13上层的油不存留，因此油阻制动叶片19不受阻力，可自由随轴1转动；而风速很大时，通过主传动齿轮10和被动齿轮20带动摆线、传动杆11强力拉动活塞15把更多的油从储油箱13的下层通过缸套16的出油孔17把油送到上层，但通过自动回落21往下流的油不足以将储油箱13上层的油全部流下，储油箱13上层的存油使置于转动轨道及滚动的钢球12上的油阻制动叶片19受到阻力，当风力过大时，过多的油经储油箱13上层的溢油孔(18)自动回流到储油箱13的下层，该阻力的存在和大小变化可以实现对装置的调速和控制，即使遇到超强台风，整个装置也不会停止运转，从而能够充分利用风能。
以上所述实施方法仅仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并非对本发明的范围进行既定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案所出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置，其特征是该装置包括：轴(1)、可折叠风叶(2)、油阻调速和控制器(3)、发电机(4)、支架(5)，可折叠风叶(2)安置在轴(1)和支架(5)上，可折叠风叶具有可折叠风叶片(7)和弹簧(8)，可折叠风叶迎风夹角变大受力面积增大，背风夹角变小受力面积减小，从而克服了风小不转动、风大停止发电的缺点，从而使风能利用效率提高；油阻调速和控制器(3)包括固定在轴(1)上的主传动齿轮(10)和油阻制动叶片(19)；固定在固定外架、壳(9)上的被动齿轮(20)、传动杆、摆线(11)、转动轨道及滚动钢球(12)、储油箱(13)、缸套(16)；缸套(16)上有活塞(15)、缸套出油口(17)、缸套进油口(14)；储油箱(13)分上下两层，中间有油自动回落口(21)；转动轨道及滚动钢球(12)、溢油口(18)和油阻制动叶片(19)的位置在储油箱(13)的上层。
2.如权利要求1所述的一种风叶可折叠、油阻调速和控制的垂直轴风力发电装置，其特征在于：当风速较小和正常时，通过主传动齿轮(10)和被动齿轮(20)带动传动杆、摆线(11)拉动活塞(15)，把油从储油箱(13)的下层通过缸套出油口(17)把油送到上层，油通过油自动回落口(21)往下流的油量足以使储油箱(13)上层的油不存留，因此油阻制动叶片(19)不受阻力，可自由随轴(1)转动；而风速很大时，通过主传动齿轮(10)和被动齿轮(20)带动传动杆、摆线(11)强力拉动活塞(15)把更多的油从储油箱(13)的下层通过缸套(16)的缸套出油口(17)把油送到上层，但通过油自动回落口(21)往下流的油不足以将储油箱(13)上层的油全部流下，储油箱(13)上层的存油使置于转动轨道及滚动钢球(12)上的油阻制动叶片(19)受到阻力，当风力过大时，过多的油经储油箱(13)上的溢油口(18)自动回流到储油箱(13)的下层，该阻力的存在和大小变化可以实现对装置的调速和控制，即使遇到超强台风，整个装置也不会停止运转，从而能够充分利用风能。
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