專(zhuān)利名稱(chēng)：轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電裝置，尤其是一種轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前隨著礦物資源的日趨減少，人類(lèi)對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越迫切，風(fēng)力就是最具有開(kāi)發(fā)規(guī)模的可再生新能源，它具有無(wú)污染、可再生、無(wú)需運(yùn)輸、便于安裝等許多優(yōu)點(diǎn)， 倍受人們的重視和利用。但是自然風(fēng)速有著不穩(wěn)定和瞬息萬(wàn)變的特性，在風(fēng)力發(fā)電方面當(dāng)風(fēng)速超過(guò)切出數(shù)值時(shí)，如果風(fēng)電機(jī)沒(méi)有可靠靈活的調(diào)速裝置，對(duì)風(fēng)電機(jī)的安全就有破壞作用，所以，風(fēng)電機(jī)的調(diào)速裝置是保護(hù)機(jī)組性能安全的重要裝置。目前的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)， 多數(shù)沒(méi)有調(diào)速裝置，風(fēng)速小轉(zhuǎn)的慢，風(fēng)速高轉(zhuǎn)得快，遇到強(qiáng)臺(tái)風(fēng)時(shí)自身很難生存。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種全機(jī)械結(jié)構(gòu)，無(wú)需外加動(dòng)力，無(wú)需復(fù)雜和易損的電子部件，結(jié)構(gòu)安全，性能可靠，使用方便的轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案一種轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，包括發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的軸上由上向下分別套有相接觸驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)構(gòu)和調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)。所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)構(gòu)包括套于發(fā)電機(jī)的軸上的風(fēng)輪輪轂，風(fēng)輪輪轂上均布有若干發(fā)散狀的驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿，所述每個(gè)驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿的末端均活動(dòng)連接有一個(gè)風(fēng)斗，每個(gè)風(fēng)斗的下端通過(guò)擺動(dòng)裝置連接于發(fā)電機(jī)軸外部的風(fēng)輪輪轂上，且擺動(dòng)裝置的下部與調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)相接觸。所述擺動(dòng)裝置包括與風(fēng)斗下端相連的風(fēng)斗立軸，風(fēng)斗立軸穿過(guò)驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿末端上設(shè)置的立軸座與立軸臂相連，立軸臂與長(zhǎng)拉桿一端相連，長(zhǎng)拉桿另一端與之字形拐臂上端相連，之字形拐臂的中部通過(guò)銷(xiāo)軸活動(dòng)連接于拐臂座上，拐臂座設(shè)置于套在發(fā)電機(jī)軸外部的風(fēng)輪輪轂上，拐臂座的下部設(shè)有連接之字形拐臂和拐臂座的回位彈簧N，之字形拐臂的下端與調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)相接觸。所述風(fēng)斗由凹凸兩個(gè)面組成，其中，凹面是吸收風(fēng)能的一面，凸面是導(dǎo)流面。所述風(fēng)輪輪轂上設(shè)有罩在發(fā)電機(jī)軸末端外部的防護(hù)罩。所述調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)包括套在發(fā)電機(jī)的軸上并固定于發(fā)電機(jī)殼上的下滑套，下滑套外部裝有上下設(shè)置且嚙合的螺旋套和螺旋輪轂座，螺旋輪轂座上均布有若干發(fā)散狀調(diào)速風(fēng)輪臂桿，每個(gè)調(diào)速風(fēng)輪臂桿的末端均固定安裝有一個(gè)調(diào)速風(fēng)杯，每個(gè)調(diào)速風(fēng)輪臂桿上均設(shè)有與發(fā)電機(jī)殼相連的回位彈簧F;所述螺旋套上設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽內(nèi)裝有使螺旋套只能上下移動(dòng)不能徑向旋轉(zhuǎn)的定位銷(xiāo)，螺旋套上部裝有推力軸承，推力軸承的上面與所述之字形拐臂相接觸。[0011]所述螺旋套的下端面上設(shè)有螺旋齒，螺旋輪轂座的上端面上設(shè)有與螺旋套上的螺旋齒相嚙合的螺旋齒。所述發(fā)電機(jī)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)置支撐架上。本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪是將風(fēng)能變?yōu)闄C(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的裝置，風(fēng)輪上的風(fēng)斗有凹凸兩個(gè)面凹面是吸收風(fēng)能的一面，它產(chǎn)生一種阻力推動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)。凸面是導(dǎo)流面， 它可使風(fēng)斗在運(yùn)行中減小與氣流的摩擦阻力，減少風(fēng)輪能量損耗。所以，只要改變風(fēng)斗凹凸面對(duì)風(fēng)向的不同角度就能改變風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型的風(fēng)斗與風(fēng)斗立軸連接在一起，風(fēng)斗立軸垂直安裝在立軸座中，屬于動(dòng)配合可旋轉(zhuǎn)，風(fēng)斗立軸下端固定著立軸臂，立軸臂有長(zhǎng)拉桿與拐臂上端連接，拐臂安裝在拐臂座可轉(zhuǎn)動(dòng)，拐臂下端與推力軸承上面接觸，推力軸承下面裝在螺旋套上，螺旋套上有兩個(gè)導(dǎo)向槽裝有定位銷(xiāo)，它的作用使螺旋套只能上下移動(dòng)不能徑向旋轉(zhuǎn)。螺旋套下端的螺旋齒與螺旋輪轂座上面的螺旋齒嚙合，螺旋套和螺旋輪轂都裝在下滑套上邊。當(dāng)風(fēng)速小于額定風(fēng)速時(shí)，調(diào)速風(fēng)輪不轉(zhuǎn)，由于回位彈簧F的作用螺旋輪轂座和螺旋套處于全嚙合狀態(tài)，推力軸承處入最低位置，由于回位彈簧N8的作用，拐臂下端收縮，長(zhǎng)拉桿外伸，風(fēng)斗的凹面與驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿軸向平行，風(fēng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速時(shí)，調(diào)速風(fēng)輪順向擺動(dòng)，由于螺旋輪轂座和螺旋套的作用，推力軸承上行，推動(dòng)拐臂下端張開(kāi)，上端收縮，長(zhǎng)拉桿拉動(dòng)立軸臂帶動(dòng)風(fēng)斗立軸和風(fēng)斗向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，風(fēng)斗凹面受風(fēng)量減少，驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)速降低，發(fā)電機(jī)處于調(diào)速狀態(tài)。當(dāng)風(fēng)速再大，達(dá)到切出風(fēng)速以上時(shí)，由于調(diào)速風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)作用，經(jīng)過(guò)傳遞風(fēng)斗的凹面與驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿的軸向成90度，此時(shí)風(fēng)斗對(duì)風(fēng)力的獲取能量幾乎為零，驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)停轉(zhuǎn)，所以，具有抗臺(tái)風(fēng)的功能。

圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是調(diào)速風(fēng)輪俯視圖；圖4a是風(fēng)輪風(fēng)斗正常運(yùn)行狀態(tài)圖；圖4b是風(fēng)輪風(fēng)斗調(diào)速狀態(tài)圖；圖4c是風(fēng)輪風(fēng)斗停轉(zhuǎn)狀態(tài)圖；其中1.電機(jī)殼，2.下滑套，3.螺旋輪轂座，4.螺旋套，5.導(dǎo)向槽，6.定位銷(xiāo)，7推力軸承，8.回位拉簧N，9.拐臂，10.拐臂座，11.風(fēng)輪輪轂，12.防護(hù)罩，13.調(diào)速風(fēng)輪臂桿， 14.調(diào)速風(fēng)杯，15.風(fēng)斗，16.風(fēng)斗立軸，17.立軸座，18.立軸臂，19.長(zhǎng)拉桿，20.驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿，21、發(fā)電機(jī)的軸，22、發(fā)電機(jī)軸承，23、發(fā)電機(jī)定子，24、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，25、發(fā)電機(jī)繞組，26、 支撐架，27、發(fā)電機(jī)，28、調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)，29、驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)構(gòu)，30、回位拉簧F。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1-圖4所示，一種轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，包括發(fā)電機(jī)27，發(fā)電機(jī)的軸21上由上向下分別套有相接觸驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)構(gòu)29和調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)28。所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)構(gòu)29包括套于發(fā)電機(jī)的軸21上的風(fēng)輪輪轂11，風(fēng)輪輪轂11上均布有若干發(fā)散狀的驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿20，所述每個(gè)驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿20的末端均活動(dòng)連接有一個(gè)風(fēng)斗15，每個(gè)風(fēng)斗15的下端通過(guò)擺動(dòng)裝置連接于發(fā)電機(jī)軸21外部的風(fēng)輪輪轂11上，且擺動(dòng)裝置的下部與調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)相接觸。所述擺動(dòng)裝置包括與風(fēng)斗15下端相連的風(fēng)斗立軸16，風(fēng)斗立軸16穿過(guò)驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿20末端上設(shè)置的立軸座17與立軸臂18相連，立軸臂18與長(zhǎng)拉桿19 一端相連，長(zhǎng)拉桿19另一端與之字形拐臂9上端相連，之字形拐臂9的中部通過(guò)銷(xiāo)軸活動(dòng)連接于拐臂座10 上，拐臂座10設(shè)置于套在發(fā)電機(jī)軸21外部的風(fēng)輪輪轂11上，拐臂座10的下部設(shè)有連接之字形拐臂9和拐臂座10的回位彈簧N8，之字形拐臂9的下端與調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)相接觸。所述風(fēng)斗15由凹凸兩個(gè)面組成，其中，凹面是吸收風(fēng)能的一面，凸面是導(dǎo)流面。所述風(fēng)輪輪轂11上設(shè)有罩在發(fā)電機(jī)軸末端外部的防護(hù)罩12。所述調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)28包括套在發(fā)電機(jī)的軸21上并固定于發(fā)電機(jī)殼1上的下滑套 2，下滑套2外部裝有上下設(shè)置且嚙合的螺旋套4和螺旋輪轂座3，螺旋輪轂座3上均布有若干發(fā)散狀調(diào)速風(fēng)輪臂桿13，每個(gè)調(diào)速風(fēng)輪臂桿13的末端均固定安裝有一個(gè)調(diào)速風(fēng)杯14，每個(gè)調(diào)速風(fēng)輪臂桿13上均設(shè)有與發(fā)電機(jī)殼1相連的回位彈簧F30 ；所述螺旋套4上設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)向槽5，導(dǎo)向槽5內(nèi)裝有使螺旋套4只能上下移動(dòng)不能徑向旋轉(zhuǎn)的定位銷(xiāo)6，螺旋套4上部裝有推力軸承7，推力軸承7的上面與所述之字形拐臂9相接觸。所述螺旋套4的下端面上設(shè)有螺旋齒，螺旋輪轂座3的上端面上也設(shè)有與螺旋套 4上的螺旋齒相嚙合的螺旋齒。所述發(fā)電機(jī)27為風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)置支撐架26上。如圖1所示，發(fā)電機(jī) 27由發(fā)電機(jī)繞組25、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子24、發(fā)電機(jī)定子23、發(fā)電機(jī)軸21和發(fā)電機(jī)軸承22組成，該組成結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)構(gòu)29是將風(fēng)能變?yōu)闄C(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的裝置，風(fēng)輪上的風(fēng)斗15有凹凸兩個(gè)面凹面是吸收風(fēng)能的一面，它產(chǎn)生一種阻力推動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)。凸面是導(dǎo)流面，它可使風(fēng)斗15在運(yùn)行中減小與氣流的摩擦阻力，減少風(fēng)輪能量損耗。所以，只要改變風(fēng)斗15凹凸面對(duì)風(fēng)向的不同角度就能改變風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型的風(fēng)斗15與風(fēng)斗立軸16連接在一起，風(fēng)斗立軸16垂直安裝在立軸座 17中，屬于動(dòng)配合可旋轉(zhuǎn)，風(fēng)斗立軸下端固定著立軸臂18，立軸臂18有長(zhǎng)拉桿19與拐臂9 上端連接，拐臂9安裝在拐臂座10可轉(zhuǎn)動(dòng)，拐臂9下端與推力軸承7上面接觸，推力軸承7 下面裝在螺旋套4上，螺旋套4上有兩個(gè)導(dǎo)向槽5裝有定位銷(xiāo)6，它的作用使螺旋套4只能上下移動(dòng)不能徑向旋轉(zhuǎn)。螺旋套4下端的螺旋齒與螺旋輪轂座3上面的螺旋齒嚙合，螺旋套4和螺旋輪轂3都裝在下滑套2上邊。當(dāng)風(fēng)速小于額定風(fēng)速時(shí)，調(diào)速風(fēng)輪不轉(zhuǎn)，由于回位彈簧F的作用螺旋輪轂座3和螺旋套4處于全嚙合狀態(tài)， 推力軸承7處入最低位置，由于回位彈簧N8的作用，拐臂9下端收縮，長(zhǎng)拉桿19外伸，風(fēng)斗 15的凹面與驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿20軸向平行，風(fēng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)風(fēng)速大于額定風(fēng)速時(shí)，調(diào)速風(fēng)輪 28順向擺動(dòng)，由于螺旋輪轂座3和螺旋套4的作用，推力軸承7上行，推動(dòng)拐臂9下端張開(kāi)， 上端收縮，長(zhǎng)拉桿19拉動(dòng)立軸臂18帶動(dòng)風(fēng)斗立軸6和風(fēng)斗15向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，風(fēng)斗15凹面受風(fēng)量減少，驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪29轉(zhuǎn)速降低，發(fā)電機(jī)處于調(diào)速狀態(tài)。當(dāng)風(fēng)速再大，達(dá)到切出風(fēng)速以上時(shí)，由于調(diào)速風(fēng)輪28的旋轉(zhuǎn)作用，經(jīng)過(guò)傳遞風(fēng)斗15的凹面與驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿20的軸向成90度，此時(shí)風(fēng)斗對(duì)風(fēng)力的獲取能量幾乎為零，驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪和發(fā)電機(jī)停轉(zhuǎn)，所以，具有抗臺(tái)風(fēng)的功能。
權(quán)利要求1.一種轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，包括發(fā)電機(jī)，其特征在于發(fā)電機(jī)的軸上由上向下分別套有相接觸驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)構(gòu)和調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)構(gòu)包括套于發(fā)電機(jī)的軸上的風(fēng)輪輪轂，風(fēng)輪輪轂上均布有若干發(fā)散狀的驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿，所述每個(gè)驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿的末端均活動(dòng)連接有一個(gè)風(fēng)斗，每個(gè)風(fēng)斗的下端通過(guò)擺動(dòng)裝置連接于發(fā)電機(jī)軸外部的風(fēng)輪輪轂上，且擺動(dòng)裝置的下部與調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)相接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述擺動(dòng)裝置包括與風(fēng)斗下端相連的風(fēng)斗立軸，風(fēng)斗立軸穿過(guò)驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪臂桿末端上設(shè)置的立軸座與立軸臂相連，立軸臂與長(zhǎng)拉桿一端相連，長(zhǎng)拉桿另一端與之字形拐臂上端相連，之字形拐臂的中部通過(guò)銷(xiāo)軸活動(dòng)連接于拐臂座上，拐臂座設(shè)置于套在發(fā)電機(jī)軸外部的風(fēng)輪輪轂上，拐臂座的下部設(shè)有連接之字形拐臂和拐臂座的回位彈簧N，之字形拐臂的下端與調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)相接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述風(fēng)斗由凹凸兩個(gè)面組成，其中，凹面是吸收風(fēng)能的一面，凸面是導(dǎo)流面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述風(fēng)輪輪轂上設(shè)有罩在發(fā)電機(jī)軸末端外部的防護(hù)罩。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)包括套在發(fā)電機(jī)的軸上并固定于發(fā)電機(jī)殼上的下滑套，下滑套外部裝有上下設(shè)置且嚙合的螺旋套和螺旋輪轂座，螺旋輪轂座上均布有若干發(fā)散狀調(diào)速風(fēng)輪臂桿，每個(gè)調(diào)速風(fēng)輪臂桿的末端均固定安裝有一個(gè)調(diào)速風(fēng)杯，每個(gè)調(diào)速風(fēng)輪臂桿上均設(shè)有與發(fā)電機(jī)殼相連的回位彈簧F;所述螺旋套上設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽內(nèi)裝有使螺旋套只能上下移動(dòng)不能徑向旋轉(zhuǎn)的定位銷(xiāo)，螺旋套上部裝有推力軸承，推力軸承的上面與所述之字形拐臂相接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述螺旋套的下端面上設(shè)有螺旋齒，螺旋輪轂座的上端面上設(shè)有與螺旋套上的螺旋齒相嚙合的螺旋齒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，其特征在于所述發(fā)電機(jī)為風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)置支撐架上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種轉(zhuǎn)斗調(diào)速式垂直軸風(fēng)力發(fā)電裝置，包括發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的軸上由上向下分別套有相接觸驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)構(gòu)和調(diào)速風(fēng)輪機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)構(gòu)是將風(fēng)能變?yōu)闄C(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的裝置，風(fēng)輪上的風(fēng)斗有凹凸兩個(gè)面凹面是吸收風(fēng)能的一面，它產(chǎn)生一種阻力推動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)。凸面是導(dǎo)流面，它可使風(fēng)斗在運(yùn)行中減小與氣流的摩擦阻力，減少風(fēng)輪能量損耗。所以，只要改變風(fēng)斗凹凸面對(duì)風(fēng)向的不同角度就能改變風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型采用全機(jī)械結(jié)構(gòu)，無(wú)需外加動(dòng)力，無(wú)需復(fù)雜和易損的電子部件，結(jié)構(gòu)安全，性能可靠，使用方便。
文檔編號(hào)F03D9/00GK202065128SQ201120176039
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月28日
發(fā)明者張承慧, 陳亦棟, 陳阿蓮, 馬梁 申請(qǐng)人:山東大學(xué)