專利名稱：一種垂直軸風(fēng)力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種垂直軸風(fēng)力機(jī)，屬于風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
能源是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。隨著越來越嚴(yán)重的環(huán)境污染問題的出現(xiàn)和化石然料有限儲(chǔ)量減少的雙重危機(jī)的日益加深，人類對(duì)可再生能源的開發(fā)和利用變得無比迫切，在眾多可開發(fā)利用的可再生能源(即新能源，主要有太陽能、風(fēng)能、潮汐能生物質(zhì)能、等)中，風(fēng)能以其儲(chǔ)量大、分布廣泛和開發(fā)技術(shù)相對(duì)成熟而成為目前世界能源結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分，歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)和國際綠色和平組織于本世紀(jì)初就做出大膽預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2020年全球電力供應(yīng)的12%將來自風(fēng)能。H型升力風(fēng)力機(jī)是典型的升力型垂直軸風(fēng)力機(jī)，上世紀(jì)30年代最早出現(xiàn)在法國，其葉片橫截面為翼型，這就使得這種風(fēng)力機(jī)在合適的風(fēng)速下能有一個(gè)較好的風(fēng)能捕捉能力，因而倍受人們的青睞，但是這種風(fēng)力機(jī)在啟動(dòng)風(fēng)速比較大，在較低風(fēng)速下就比較難啟動(dòng)，即使風(fēng)速較大，當(dāng)來流風(fēng)向在某些情況下，風(fēng)力機(jī)也是很難啟動(dòng)，也就是這種風(fēng)力機(jī)對(duì)風(fēng)向的依賴性比較高，這就影響了這種垂直軸風(fēng)力機(jī)在風(fēng)速較低和風(fēng)向變化較大地區(qū)的使用。
實(shí)用新型內(nèi)容鑒于H型升力型風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)風(fēng)速比較大，在較低風(fēng)速下就比較難啟動(dòng)，而且依賴風(fēng)向，影響了其在風(fēng)速較低和風(fēng)向變化較大地區(qū)的使用的缺陷，本實(shí)用新型的一個(gè)目的，是增大這種風(fēng)力機(jī)的啟動(dòng)力矩，使得其在低速情況下就可以啟動(dòng)，啟動(dòng)之后，又不要影響H型升力型風(fēng)力機(jī)的發(fā)電效率，進(jìn)而擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，減少人為控制成本。在根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的方案中，利用螺旋葉片S型阻力型風(fēng)力機(jī)具有啟動(dòng)力矩大、不受風(fēng)向影響等特點(diǎn)，利用螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)增大啟動(dòng)力矩,帶動(dòng)H型升力型風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)，而且，由于在較高尖速比下H型升力型風(fēng)力機(jī)實(shí)際上比S型阻力型風(fēng)力機(jī)的效率大很多，在啟動(dòng)之后，螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)不會(huì)影響整體的效率。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，在H型升力型風(fēng)力機(jī)的上邊通過內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)連接一個(gè)螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于包括:螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)，H型升力型風(fēng)力機(jī)，其與所述螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)以上下的方式耦合，連接螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)連接螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)和H型升力型風(fēng)力機(jī)的內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)。
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的垂直軸風(fēng)力機(jī)的總體示意圖。[0012]圖2是圖1所示實(shí)施例的主視圖。圖3是圖1所示實(shí)施例的垂直軸風(fēng)力機(jī)的左視圖。圖4是圖1所示實(shí)施例的垂直軸風(fēng)力機(jī)中連接螺旋狀S型風(fēng)力機(jī)與H型升力型風(fēng)力機(jī)的內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的的立體圖。圖5是圖1所示實(shí)施例的垂直軸風(fēng)力機(jī)中的內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的正視圖。圖6是圖1所示實(shí)施例的垂直軸風(fēng)力機(jī)在風(fēng)速較低的情況下螺旋狀S型風(fēng)力機(jī)帶動(dòng)H型升力型風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)時(shí)，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的狀態(tài)示意圖。圖7是圖1所示實(shí)施例的垂直軸風(fēng)力機(jī)在尖速比較高、螺旋狀S型風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)較慢而影響H型升力型風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能轉(zhuǎn)化率時(shí)，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的狀態(tài)示意圖。附圖標(biāo)記1、螺旋狀S型風(fēng)力機(jī) 2、H型升力型風(fēng)力機(jī) 3、棘輪機(jī)構(gòu)4、棘爪盤5、棘輪盤6、棘輪機(jī)構(gòu)的蓋板7、棘爪
具體實(shí)施方式
參見圖1，根據(jù) 本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的垂直軸風(fēng)力機(jī)包括螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)(I)、H型升力型風(fēng)力機(jī)(2)以及連接螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)(I)和H型升力型風(fēng)力機(jī)(2)的內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)(3)。例如，在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)葉片(I)的高度為1，25米，旋轉(zhuǎn)直徑為1.0米，螺旋角度為180°，H型升力型風(fēng)力機(jī)(2)的高度為3.0米，旋轉(zhuǎn)直徑為2.5米。圖4顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的垂直軸風(fēng)力機(jī)中連接螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)與H型升力型風(fēng)力機(jī)的內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)(3)。在圖1-7中，標(biāo)號(hào)I表示螺旋狀S型風(fēng)力機(jī)，2表示型風(fēng)力機(jī),3表示內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu),4表示棘爪盤,5表示棘輪盤,6表示棘輪機(jī)構(gòu)的蓋板。在風(fēng)速較低的情況下，當(dāng)螺旋狀S型風(fēng)力機(jī)帶動(dòng)H型升力型風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)時(shí)，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)(3)處于棘爪(7)張開狀態(tài)(圖6)，此時(shí)，棘輪盤(5)受力，即螺旋狀S型風(fēng)力機(jī)帶動(dòng)H型升力型風(fēng)力機(jī)；在較高尖速比下時(shí)，螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)不影響H型升力型風(fēng)力機(jī)的整體效率，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)(3)的棘爪(7)關(guān)閉狀態(tài)(示意圖7)，此時(shí)，棘輪盤(5)不受力。擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，減少人為控制成本。一個(gè)片簧(未顯示)被設(shè)置在棘爪盤和棘爪之間，其作用是將棘爪實(shí)時(shí)彈出。以上僅是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于包括: 螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)(I )， H型升力型風(fēng)力機(jī)(2)，其與所述螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)以上下的方式耦合， 連接螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)(I)和H型升力型風(fēng)力機(jī)(2)的內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于: 螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)(I)的葉片為螺旋形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于: 螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)(I)的葉片包括是有間隙、有重疊的多葉片。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于: 螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)(I)的葉片包括無間隙、有重疊的多葉片。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于: 螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)(I)的葉片包括有間隙、無重疊的多葉片。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于: 螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)(I)的葉片包括無間隙、無重疊的多葉片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1一 6之一所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于所述S型阻力風(fēng)力機(jī)的旋轉(zhuǎn)直徑占垂直軸風(fēng)力機(jī)的總旋轉(zhuǎn)直徑的二分之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求1一 6之一所述的垂直軸風(fēng)力機(jī)，其特征在于內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)(3)包括: 安裝在一個(gè)棘輪機(jī)構(gòu)(3)內(nèi)部的棘爪(7)，所述棘輪機(jī)構(gòu)與螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)相固連， 其中所述棘輪機(jī)構(gòu)包括一個(gè)棘輪盤(標(biāo)號(hào)5)，該棘輪盤與所述H型升力型風(fēng)力機(jī)相固連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種垂直軸風(fēng)力機(jī)，屬于風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)機(jī)動(dòng)力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。采用螺旋狀S型阻力型風(fēng)力機(jī)與H型升力型升力型風(fēng)力機(jī)通過內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)上下耦合。風(fēng)速較低，螺旋狀S型風(fēng)力機(jī)帶動(dòng)H型升力型風(fēng)力機(jī)啟動(dòng)時(shí)，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)處于棘爪張開狀態(tài)，棘輪受力；在較高尖速比下時(shí)，螺旋狀S型風(fēng)力機(jī)不影響H型升力型風(fēng)力機(jī)的整體效率，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)處于棘爪關(guān)閉狀態(tài)，棘輪不受力。從而擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，減少人為控制成本。
文檔編號(hào)F03D3/00GK203022968SQ20122062260
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者劉沛清, 郭保東, 張純, 任水利, 屈秋林, 郭昊 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)