[发明专利]垂直轴风力发电系统及其风叶角度自动调节装置

说明书

本申请是申请人于2010年1月14日递交的、申请号为“201010022775.0”的、发明名称为“垂直轴风力发电系统及其风叶角度自动调节装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种垂直轴风力发电系统及其风叶角度自动调节装置。

背景技术

公开号为CN1858438的中国专利申请公开了一种垂直轴风力发电系统，它在风叶回转中心设有轴，风叶在支架上围绕该轴来回转动形成风轮，风叶在支架上来回转动时的角度范围由自动控制系统控制叶片转角而确定，叶片在不同的位置获得相应最佳的叶片转角。

但无论采取何种改变叶片转角的方法，会存在下述缺陷。

缺陷是转角叶片在迎顺风面，转角叶片不能和风向成为90度，无法叶片使最佳迎风，在迎逆风面，转角叶片不能和风向成为0度，因而无法充分利用风能。

公开号为CN101260865的中国专利申请提出了自调角度迎风叶片，利用叶片旋转轴与主轴直接用齿轮相啮合或链条传动。叶片转到最佳迎风位置。

但存在缺陷的是：因主轴和叶片的传动是通过齿轮相啮合或链条直接传动，这样会使叶片在转动时负荷太重，无法充分利用风能，也不利于产品的商业化开发。

公开号为CN200996359的中国专利申请对叶片的角度调节装置采用的是液压装置，如液压泵、液压油缸、液压控制阀及液压蓄能器等配件，来控制叶片横向和纵向的伸缩，使叶片转到最佳迎风面，充分利用风能。

但存在缺陷的是：采用的是液压装置，如液压泵、液压油缸、液压控制阀及液压蓄能器等配件，来控制叶片伸缩转向，增加系统控制装置，其装置本身耗电就大大降低发电效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种风叶自动调节迎风面的垂直轴风力发电系统及其风叶角度自动调节装置，其能通过连杆机构将随风而自动调节风叶迎风面角度。

为实现前述目的，本发明的垂直轴风力发电系统的风叶角度自动调节装置，特点是，包括：旋转架，外侧用于与风叶的背面枢接，内侧用于连接垂直轴风力发电系统的风叶支撑盘，该风叶支撑盘相对垂直轴风力发电系统的输入轴可转动；定向轴；动力装置，与定向轴的下端相关联，以驱动定向轴转动；回转曲轴，与定向轴的上端相关联，可与定向轴同步转动；偏心轴，设置在回转曲轴的偏心位置；偏心盘，套装在偏心轴上，可以偏心轴为中心轴转动；以及风叶拉杆，外端用于与风叶可转动地连接，内端与偏心盘可转动地连接。

动力装置带动定向轴，定向轴带动回转曲轴，回转曲轴带动偏心轴，动力装置驱动定向轴的方式可以与风向相关联，旋转架、风叶拉杆、风叶等构成四连杆机构，可通过该四连杆机构来调整风叶绕输入轴轴心回转过程中的自转角度，四连杆机构的动力即来自于风叶，一旦风力作用于风叶，风叶将自动调整迎风角度。

所述的风叶角度自动调节装置，其进一步的特点是，还包括风向仪，动力装置配置有控制装置，控制装置电连接传感器组件，传感器组件用于检测风向仪的偏转角度并据此向控制装置传递风向信号，控制装置根据传感器组件传递的风向来控制动力装置的运动，以使定向轴的转动与风向的转动相关联。动力装置由控制装置依据传感器传递的风向信号控制，从而将四连杆机构对风叶迎风角度的调整与风向关联起来，通过风向仪而不是风舵来测定风速，可以将使风叶的偏转角度更加精确。

所述的风叶角度自动调节装置，其进一步的特点是，还包括风速仪，传感器组件还用于检测风速仪的转动速度并据此向控制装置传递风速信号，控制装置还根据传感器组件传递的风速信号来控制动力装置的运动，以使定向轴的转动与风向的转动相关联。动力装置还由控制装置依据传感器组件传递的风速信号来控制，从而可更准确地将风叶随风向的改变调整到位。

所述的风叶角度自动调节装置，其进一步的特点是，定向轴可转动地设置在所述输入轴的轴孔中，回转曲轴固定在定向轴的上端，动力装置是微型电机，动力装置连接有减速器，该减速器通过联轴器与定向轴相连接。定向轴贯穿于输入轴的轴孔中，使得整个装置结构紧凑。