[实用新型]一种垂直轴风力机用起动助力与制动限速装置

说明书

技术领域

本实用新型属于风力机，主要涉及一种垂直轴风力机上用于起动助力与制动限速的作业总成。

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

本实用新型针对上述问题，提供一种垂直轴风力机用起动助力与制动限速装置，该装置能提高风力机的起动性能和整体性能，当风速超过设计额定风速或瞬间过大时还能降低风力机转数起到制动限速作用，防止风力机受损。

本实用新型的基本设计是，圆形轮毂总成由一对分体式半圆形轮毂相对配装构成，圆形座板总成由一对分体式半圆形座板相对配套组成，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°，至此构成一种垂直轴风力机用起动助力与制动限速装置。

本实用新型作业时不消耗额外电力，具有设计新颖合理、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、作业可靠、适用范围广的特点，可广泛用于各种起动性能较差的垂直轴风力机上。

附图说明

图1是一种垂直轴风力机用起动助力与制动限速装置总体结构示意图；

图2是图1的俯向视图；

图3、图4、图5依次是图1中的A—A、B—B、C—C剖面图，即圆弧形叶片按60°角排列结构图；

图6、图7依次是图1中B—B、C—C剖面处圆弧形叶片按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。

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。一种垂直轴风力机用起动助力与制动限速装置，圆形轮毂总成2由一对分体式半圆形轮毂4相对配装构成，圆形座板总成3由一对分体式半圆形座板5相对配套组成，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°。圆形座板总成3的轴向总高度尺寸H与每一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。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的轴向高度尺寸h与圆弧形叶片1的直径尺寸d之间的比值大于1。

使用时，将本装置整体配装在垂直轴风力机的垂直轴上。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。