CN201212451Y - 一种组合型垂直轴风力机 - Google Patents

Abstract

一种组合型垂直轴风力机属于风力机械；在该机的垂直转轴外壁面上配装起动助力与制动限速总成，起动助力与制动限速总成由圆形轮毂总成、圆形座板总成和圆弧形叶片构成，其中圆形轮毂总成和圆形座板总成分别由一对分体式半圆形轮毂和一对分体式半圆形座板组合构成，圆形座板总成整体配装在圆形轮毂总成外壁面上，在圆形座板总成的上、中、下三段部位上分别固装配置相互之间夹角180°的两个圆弧形叶片，且上段与中段、中段与下段部位上相邻的圆弧形叶片之间夹角为60°或120°；本机结构简单，制造成本低廉，维护简易方便，起动助力与制动限速性能好，作业可靠、配套范围广。

Description

一种组合型垂直轴风力机

技术领域

本实用新型属于风力机，主要涉及一种配装起动助力与制动限速装置的组合型垂直轴风力机械。

背景技术

目前，在欧美和日本等风力发电先进国家，效率高的升力型垂直轴风力机被越来越多的应用到中小型风力发电中。但该类风力机有两个主要缺点，首先是起动性能差，有些甚至无法自起动，需要起动电机带动或安装额外的起动装置。其次，当风速超过设计额定风速或瞬间过大时，风力机会超过额定转数，损坏风轮或发电机，需要过转数时的制动限速装置。但增加这些装置不但会使风力机成本增加很多，结构与控制系统变得复杂，更主要的是起动电机和制动器还要耗费大量的电力，降低了风力机的效率。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述已有技术存在的问题，设计提供一种配装起动助力与制动限速总成的组合型垂直轴风力机，达到有利于垂直轴风力机的起动、提高其起动性能、当风速超过额定风速或瞬间风速过大时能降低风力机转速、起到限速作用、避免和消除风力机损坏的目的。

本实用新型的基本设计是，组合型垂直轴风力机包括垂直转轴及直线翼形叶片，在垂直转轴外壁面上配装起动助力与制动限速总成，该起动助力与制动限速总成整体位于直线翼形叶片内侧。起动助力与制动限速总成由圆形轮毂总成、圆形座板总成和圆弧形叶片装配构成，其中圆形轮毂总成和圆形座板总成分别由一对分体式半圆形轮毂和一对分体式半圆形座板组合构成，圆形座板总成整体配装在圆形轮毂总成外壁面上，且一个分体式半圆形座板位于一个分体式半圆形轮毂外壁面上；在圆形座板总成的上、中、下三段部位上分别固装配置两个圆弧形叶片，在圆形座板总成圆周方向上六个圆弧形叶片朝向相同，每一段部位上的两个圆弧形叶片之间夹角成180°，上段与中段、中段与下段部位上相邻的圆弧形叶片之间夹角均为60°或120°。

本实用新型起动助力和制动限速作业时不消耗额外电力，具有总体设计新颖合理、结构简单、制造成本低廉、安装与维护简易方便、起动助力与制动限速性能好、使用可靠、配套范围广的特点，可在各种起动性能较差的垂直轴风力机上使用。

附图说明

图1是一种组合型垂直轴风力机总体结构示意图；

图2是起动助力与制动限速总成结构示意图；

图3是图2的俯向视图；

图4、图5、图6依次是图2中的A—A、B—B、C—C剖面图，即相邻圆弧形叶片间按60°角排列结构图；

图7、图8依次是图1中B—B、C—C剖面处相邻圆弧形叶片之间按120°角排列结构图。

图中件号说明：

1、圆弧形叶片、2、圆形轮毂总成、3、圆形座板总成、4、分体式半圆形轮毂、5、分体式半圆形座板、6、起动助力与制动限速总成、7、垂直转轴、8、直线翼形叶片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型最佳实施方案进行详细描述。组合型垂直轴风力机包括垂直转轴7及直线翼形叶片8，其特征在于在垂直转轴7外壁面上配装起动助力与制动限速总成6，该起动助力与制动限速总成6整体位于直线翼形叶片8内侧。起动助力与制动限速总成6由圆形轮毂总成2、圆形座板总成3和圆弧形叶片1装配构成，其中圆形轮毂总成2和圆形座板总成3分别由一对分体式半圆形轮毂4和一对分体式半圆形座板5组合构成，圆形座板总成3整体配装在圆形轮毂总成2外壁面上，且一个分体式半圆形座板5位于一个分体式半圆形轮毂4外壁面上；在圆形座板总成3的上、中、下三段部位上分别固装配置两个圆弧形叶片1，在圆形座板总成3圆周方向上六个圆弧形叶片1朝向相同，每一段部位上的两个圆弧形叶片1之间夹角成180°，上段与中段、中段与下段部位上相邻的圆弧形叶片1之间夹角均为60°或120°。直线翼形叶片8的叶片轴向高度尺寸T与由直线翼形叶片8组成的风轮直径尺寸Φ的比值大于或等于1。由直线翼形叶片8组成的风轮直径尺寸Φ与由圆弧形叶片1外端构成的直径尺寸D之间的比值为2.5—3.5：1。圆形座板总成3的轴向总高度尺寸H与每段位上两个圆弧形叶片1外端构成的圆形走私尺寸D之间的比值为2.5—3.5：1。在圆形轮毂总成2外壁面与每个圆弧形叶片1之间均设有间隙，该间隙尺寸S小于圆弧形叶片1直径尺寸d的1/2。圆弧形叶片1轴向高度尺寸h与圆弧形叶片1直径尺寸d之间的比值大于1。

作业时，在起动阶段，该装置的圆弧形叶片1可以接受到各个方向的来风，由于叶片之间产生的阻力差，产生了绕垂直轴风力机转动方向的转矩，该转矩达到起动力矩后，带动垂直轴风力机旋转。在风力机正常运转阶段，该装置产生的转矩与垂直轴风力机转矩相叠加，增加垂直轴风力机的输出效率。在超过额定转数运转阶段，由于该装置的结构特性决定，在达到某一转数后，随转数的增长产生的转矩不再增加开始下降，最终为零，然后开始产生与垂直轴风力机旋转方向相反的转矩，这样，相对于垂直轴风力机而言变成为阻力，即相当于制动减速效果。

Claims (7)

1、一种组合型垂直轴风力机，包括垂直转轴(7)及直线翼形叶片(8)，其特征在于在垂直转轴(7)外壁面上配装起动助力与制动限速总成(6)，该起动助力与制动限速总成(6)整体位于直线翼形叶片(8)内侧。

2、根据权利要求1所述的一种组合型垂直轴风力机，其特征在于起动助力与制动限速总成(6)由圆形轮毂总成(2)、圆形座板总成(3)和圆弧形叶片(1)装配构成，其中圆形轮毂总成(2)和圆形座板总成(3)分别由一对分体式半圆形轮毂(4)和一对分体式半圆形座板(5)组合构成，圆形座板总成(3)整体配装在圆形轮毂总成(2)外壁面上，且一个分体式半圆形座板(5)位于一个分体式半圆形轮毂(4)外壁面上；在圆形座板总成(3)的上、中、下三段部位上分别固装配置两个圆弧形叶片(1)，在圆形座板总成(3)圆周方向上六个圆弧形叶片(1)朝向相同，每一段部位上的两个圆弧形叶片(1)之间夹角成180°，上段与中段、中段与下段部位上相邻的圆弧形叶片(1)之间夹角均为60°或120°。

3、根据权利要求1所述的一种组合型垂直轴风力机，其特征在于直线翼形叶片(8)的叶片轴向高度尺寸T与由直线翼形叶片(8)组成的风轮直径尺寸Φ的比值大于或等于1。

4、根据权利要求2所述的一种组合型垂直轴风力机，其特征在于由直线翼形叶片(8)组成的风轮直径尺寸Φ与由圆弧形叶片(1)外端构成的直径尺寸D之间的比值为2.5—3.5:1。

5、根据权利要求2所述的一种组合型垂直轴风力机，其特征在于圆形座板总成(3)的轴向总高度尺寸H与每段位上两个圆弧形叶片(1)外端构成的圆形直径尺寸D之间的比值为2.5—3.5:1。

6、根据权利要求2所述的一种组合型垂直轴风力机，其特征在于在圆形轮毂总成(2)外壁面与每个圆弧形叶片(1)之间均设有间隙，该间隙尺寸S小于圆弧形叶片(1)直径尺寸d的1/2。

7、根据权利要求1所述的一种组合型垂直轴风力机，其特征在于圆弧形叶片(1)轴向高度尺寸h与圆弧形叶片(1)直径尺寸d之间的比值大于1。

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