升力型垂直轴风力发电机的辅助风机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102493914A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102493914A(43)申请公布日2012.06.13(21)申请号201110388682.4(22)申请日2011.11.30(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号(72)发明人翟宇毅陆文洁李宇周宇曾德才周晓君(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙)31205代理人何文欣(51)Int.Cl.F03D3/06(2006.01)F03D7/06(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图22页(54)发明名称升力型垂直轴风力发电机的辅助风机(57)摘要本发明设计一种升力型垂直轴风力发电机的辅助风机。它包括一根转轴、一对风轮和两个连接支架，所述转轴是与升力型垂直轴风力发电机主轴同轴线连接的T字型转轴；所述连接支架是转折角为120°±20°的转折杆，其长端一头连接所述风轮，短端一头连接一个配重钢球，所述两个连接支架的中间转折点处分别与所述T字型转轴的水平短轴的两端部铰连，使所述两个风轮形成旋转半径可变式风轮，该风轮为杯状阻力型风轮。本发明适于安装在升力型垂直轴风力发电机的顶端上，能使该风力发电机具有良好的自启动性能，在高风速下还可以缓冲风力发电机降速。CN102493ACN102493914A权利要求书1/1页1.一种升力型垂直轴风力发电机的辅助风机，包括一根转轴、一对风轮和两个连接支架（2），其特征在于所述转轴是与升力型垂直轴风力发电机主轴同轴线连接的T字型转轴（4）；所述连接支架（2）是转折角为120°±20°的转折杆，其长端一头连接所述风轮，短端一头连接一个配重钢球（3），所述两个连接支架（2）的中间转折点处分别与所述T字型转轴（4）的水平短轴的两端部铰连，使所述两个风轮形成旋转半径可变式风轮（1），该风轮（1）为杯状阻力型风轮。2.根据权利要求1所述的升力型垂直轴风力发电机的辅助风机，其特征在于所述T字型转轴（4）的水平短轴的两端加工有凹槽，所述连接支架（2）的中间转折点处通过铰链销（6）安装在所述凹槽内。3.根据权利要求1所述的升力型垂直轴风力发电机的辅助风机，其特征在于所述T字型转轴（4）上滑套一个弹簧挡块（5），在该弹簧挡块（5）与T字型转轴（4）的水平短轴之间套装一个压簧（8）；在所述弹簧挡块（5）与连接支架（2）之间安装一个拉簧（7）。2CN102493914A说明书1/3页升力型垂直轴风力发电机的辅助风机技术领域[0001]本发明涉及一种升力型垂直轴风力发电机的辅助风机，特别是适宜安装在自启动性能较差的升力型垂直轴风力发电机上，用于提高启动性能和高风速下的安全性。技术背景[0002]垂直轴风力发电机（VAWTverticalaxiswindturbine）从结构原理上，主要分为升力型和阻力型。阻力型垂直轴风力发电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力的，而升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力的。阻力型风力发电机优点是起动转矩较大，启动性能良好，但是它的转速低，风力机风能利用率低于水平轴风力发电机。升力型转速高，旋转惯性大，结构相对简单，成本较低，但此结构在垂直轴风力发电机开始运行时，启动比较困难尤其是风速小的情况下运转性能差。根据叶片的形状，升力型可分为直叶片和弯叶片两种，直叶片可以通过合理选择叶片翼型和安装角，来获得较好的自启动性能，而弯叶片必须靠其它动力启动，达到要求的转速才能正常运行。[0003]目前，常用的一种机械结构改进方式是通过将升力型和阻力型垂直轴风力机固定相结合，变成一种升阻型风力发电机。由于阻力型垂直轴风力发电机具有良好的启动性能，通过了两者的结合改善了整体的启动性能。然而，阻力型的尖速比较小，当达到一定风速，升力型风力发电机的转速大于阻力型风力发电机的转速时，阻力型就导致了整机的阻力，降低了风机的效率。[0004]同时，对于水平轴风力发电机来说，在风速较高的情况下，可以通过偏航机构使风轮的迎风面减小，以机械的方式来达到降速和保护机构的目的。对于垂直轴风力发电机而言，可以接收任意方向的来风，在遇上大风的时候，缺少了缓冲降速来保证安全。发明内容[0005]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种升力型垂直轴风力发电机的辅助风机，风轮半径可变，用于安装在升力型垂直轴风力发电机的顶端上，使该风力发电机具有良好的自启动性能，在高风速下还可以缓冲使风力发电机降速。[0006]为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：一种升力型垂直轴风力发电机的辅助风机，包括一根转轴、一对风轮和两个连接支架，其特征在于所述转轴是与升力型垂直轴风力发电机主轴同轴线连接的T字型转轴；所述连接支架是转折角为120°±20°