專(zhuān)利名稱(chēng)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量自適應(yīng)式飛輪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型 涉及一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的飛輪裝置，尤其是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)豎直軸風(fēng) 輪上使用的能使風(fēng)葉保持恒速轉(zhuǎn)動(dòng)的儲(chǔ)能裝置，具體地說(shuō)是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量自 適應(yīng)式飛輪裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，風(fēng)能是一種取之不竭，用之不盡的可再生綠色能源，和太陽(yáng)能一樣，是 最具實(shí)用開(kāi)發(fā)的清潔能源。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是我國(guó)大力鼓勵(lì)和扶持的新能源技術(shù)之一，對(duì)于 改善我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中不合理的能源結(jié)構(gòu)，降低化石能源的使用比重，從而減少碳排放， 保護(hù)地球家園具有深遠(yuǎn)的意義。而風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中傳統(tǒng)的垂直軸風(fēng)輪(自身已具有一定的 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)，一般都沒(méi)有飛輪裝置，或者加裝飛輪后又增加了風(fēng)輪整體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，增大了 小風(fēng)力啟動(dòng)的困難，這困擾了很多相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)。傳統(tǒng)飛輪是一個(gè)延固定軸旋轉(zhuǎn)的輪子 或圓盤(pán)，在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用于存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的一種機(jī)械裝置。飛輪傾向于抵抗轉(zhuǎn)速的改變，當(dāng) 動(dòng)力源對(duì)旋轉(zhuǎn)軸作用有一個(gè)變動(dòng)的力矩或是應(yīng)用在間歇性負(fù)載時(shí)，飛輪可以減小轉(zhuǎn)速的波 動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)更加平順。飛輪作為儲(chǔ)能設(shè)備來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，儲(chǔ)能越多，但同時(shí)所需的 啟動(dòng)力矩也要求更大。因此增大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量保持速度的均恒性與起動(dòng)困難是一對(duì)矛盾體，要 獲得大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就必然會(huì)導(dǎo)致起動(dòng)力矩增加，造成起動(dòng)困難，而起動(dòng)方便必須會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量無(wú)法得到保障，故很有必要對(duì)現(xiàn)有的風(fēng)輪技術(shù)加以改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中垂直軸風(fēng)輪加裝飛輪后轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量無(wú)法調(diào)節(jié)導(dǎo)致小風(fēng)力下啟動(dòng)困難的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種能自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量很小，而高速時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量能自動(dòng)調(diào)整至最佳值的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量自適應(yīng)式飛輪裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量自適應(yīng)式飛輪裝置，其特征是它包括輪轂1和輪圈 2，輪轂1安裝在風(fēng)輪軸上，輪轂1和輪圈2之間均布有至少兩根輻條3，輻條3的一端與輪 轂1相連，另一端與輪圈2相連，在輻條3上安裝有能沿輻條3滑動(dòng)的滑塊4以及將滑塊4 推向輪轂1的復(fù)位彈簧5。所述的滑塊4上安裝設(shè)有固定配重塊的固定裝置。所述的輻條3的數(shù)量為三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或六個(gè)。所述的輻條3整體呈導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，滑塊4套裝在所述的輻條3上。所述的在所述的 輻條3上安裝有導(dǎo)軌，滑塊4安裝在所述的導(dǎo)軌上并與復(fù)位彈簧的一端相抵。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)飛輪的不足，通過(guò)自動(dòng)改變飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來(lái)達(dá)到小力矩 啟動(dòng)風(fēng)輪，當(dāng)風(fēng)力增大，風(fēng)輪高速運(yùn)行時(shí)，又自動(dòng)增大飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來(lái)儲(chǔ)存更多能量的目的，大大提高了風(fēng)能的利用效率。同時(shí)對(duì)于減小風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，效果將更好，發(fā)電機(jī)產(chǎn)出 的電力將更穩(wěn)定，更利于后續(xù)的開(kāi)發(fā)和利用。 傳統(tǒng)飛輪一旦制造出來(lái)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就是固定的，質(zhì)量越大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就越大。但轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量越大，意味著啟動(dòng)時(shí)就需要更大的外加力矩，這又不利于風(fēng)輪的小風(fēng)力啟動(dòng)。本實(shí)用 新型的飛輪裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是不斷變化的，同樣的質(zhì)量，可以通過(guò)改變重心分布的邊緣化 來(lái)達(dá)到增加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，增強(qiáng)儲(chǔ)能效果的目的。由于本實(shí)用新型的飛輪裝置高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)各塊體是對(duì)稱(chēng)、等重、等距分離，運(yùn)行過(guò) 程中將不會(huì)因?yàn)橹匦姆植疾痪a(chǎn)生震動(dòng)和噪音等。此外，本實(shí)用新型還可根據(jù)動(dòng)平衡原 理進(jìn)行配重，確保轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)。本實(shí)用新型的飛輪裝置各塊體可全部置于一堅(jiān)固的殼體內(nèi)，高速運(yùn)行時(shí)不會(huì)有塊 體飛出等不安全現(xiàn)象出現(xiàn)。本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量能根據(jù)轉(zhuǎn)速的大小實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)節(jié)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制 造方便，運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠，有利于提高發(fā)電機(jī)電力輸出的平穩(wěn)性，減少穩(wěn)壓裝置的負(fù)荷。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的左視圖。圖3表面本實(shí)用新型的飛輪裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)飛輪重心在軸心處，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最 小。圖4表面本實(shí)用新型的飛輪重心位于邊緣處時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最大。圖中1_輪轂，2-輪圈，3-輻條，4-滑塊，5-復(fù)位彈簧，6-殼體。A-靜止或低速運(yùn) 行狀態(tài)滑塊位置示意圖，B-高速運(yùn)行狀態(tài)時(shí)滑塊位置示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1、2所示。一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量自適應(yīng)式飛輪裝置，它包括一個(gè)堅(jiān)固的殼體6(外形如 圖2所示，具體實(shí)施時(shí)殼體6還可與輪圈2為一整體結(jié)構(gòu))及安裝在殼體6中的輪轂1和輪 圈2，輪轂1安裝在風(fēng)輪軸上，輪轂1和輪圈2之間均布有至少兩根(具體實(shí)施時(shí)還可根據(jù)需 要選擇三、四、五、六或以根)輻條3，輻條3的一端與輪轂1相連，另一端與輪圈2相連，輪 轂2與輻條3通過(guò)均布的輻條3連接成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，在輻條3上安裝有能沿輻條3滑動(dòng) 的滑塊4以及將滑塊4推向輪轂1的復(fù)位彈簧5，一般來(lái)說(shuō)，復(fù)位彈簧5的一端與滑塊4相 抵或相連，另一端抵或固定在輪圈2的內(nèi)壁或輻條3上的臺(tái)階面上，如圖1所示。為了使飛 輪保持平衡，具體實(shí)施時(shí)還可為滑塊4加裝配重塊，配重塊可通過(guò)螺紋、燕尾槽等固定結(jié)構(gòu) 形式與滑塊相連。具體實(shí)施時(shí)，輻條3可整體呈導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，此時(shí)，只需將滑塊4套裝在所述的輻條3 上。具體實(shí)施時(shí)，輻條3可與輪轂1、輪圈1同時(shí)成形，而在所述的輻條3上再安裝導(dǎo) 軌，滑塊4安裝在所述的導(dǎo)軌上并與復(fù)位彈簧的一端相抵。[0025]具體實(shí)施時(shí)，滑塊4的形狀可為方形、柱形、球形、球臺(tái)形或錐臺(tái)形等結(jié)構(gòu)。當(dāng)風(fēng)輪不轉(zhuǎn)或低轉(zhuǎn)速 時(shí)，在彈簧的作用下，各塊體集中于轉(zhuǎn)動(dòng)軸心處，飛輪呈一整 體，重心也位于軸心處，此時(shí)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，基本不影響風(fēng)輪的小風(fēng)力啟動(dòng)。當(dāng)風(fēng)力變 大，轉(zhuǎn)速加快時(shí)，各塊體在離心力的作用下向飛輪體的邊緣劃移，重心移向邊緣，此時(shí)飛輪 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變大，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的一部分將儲(chǔ)存于各塊體，以各塊體的動(dòng)能形式儲(chǔ)存起來(lái)。 由于各塊體遠(yuǎn)離軸心，因而在角速度相同的情況下，其線速度比在軸心位置時(shí)大，意味著飛 輪儲(chǔ)存能量的能力加大。反之，風(fēng)力變小，飛輪各塊體的動(dòng)能將釋放，在慣性作用下推動(dòng)風(fēng) 輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，即阻止風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速快速下降的趨勢(shì)。當(dāng)風(fēng)力繼續(xù)減小或消失，飛輪各塊體釋放 完動(dòng)能時(shí)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速將降低直至停止，飛輪各塊體在復(fù)位彈簧的作用下，又恢復(fù)到原軸心位 置。當(dāng)飛輪靜止或低轉(zhuǎn)速時(shí)(狀態(tài)A)，飛輪的中心集中于軸心附近，此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小 (圖3所示)，儲(chǔ)存能量的能力小，也就是說(shuō)易于小力矩啟動(dòng)。當(dāng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，各塊體在 離心力的作用下自動(dòng)向飛輪邊緣滑移，此時(shí)重心分布到飛輪的邊緣，飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大， 如圖4所示，儲(chǔ)存能量的能力加強(qiáng)。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量自適應(yīng)式飛輪裝置，其特征是它包括輪轂(1)和輪圈 (2)，輪轂(1)安裝在風(fēng)輪軸上，輪轂(1)和輪圈(2)之間均布有至少兩根輻條(3)，輻條(3) 的一端與輪轂(1)相連，另一端與輪圈(2)相連，在輻條(3)上安裝有能沿輻條(3)滑動(dòng)的 滑塊(4 )以及將滑塊(4 )推向輪轂(1)的復(fù)位彈簧(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量自適應(yīng)式飛輪裝置，其特征是所述的 滑塊(4)上安裝設(shè)有固定配重塊的固定裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量自適應(yīng)式飛輪裝置，其特征是所述的 輻條(3)的數(shù)量為三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或六個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量自適應(yīng)式飛輪裝置，其特征是所述的 輻條(3)整體呈導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，滑塊(4)套裝在所述的輻條(3)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量自適應(yīng)式飛輪裝置，其特征是所述的 在所述的輻條(3)上安裝有導(dǎo)軌，滑塊(4)安裝在所述的導(dǎo)軌上并與復(fù)位彈簧的一端相抵。
專(zhuān)利摘要一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量自適應(yīng)式飛輪裝置，其特征是它包括輪轂(1)和輪圈(2)，輪轂(1)安裝在風(fēng)輪軸上，輪轂(1)和輪圈(2)之間均布有至少兩根輻條(3)，輻條(3)的一端與輪轂(1)相連，另一端與輪圈(2)相連，在輻條(3)上安裝有能沿輻條(3)滑動(dòng)的滑塊(4)以及將滑塊(4)推向輪轂(1)的復(fù)位彈簧(5)。本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量能根據(jù)轉(zhuǎn)速的大小實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)節(jié)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠，有利于提高發(fā)電機(jī)電力輸出的平穩(wěn)性，減少穩(wěn)壓裝置的負(fù)荷。
文檔編號(hào)F03D9/02GK201865853SQ20102063205
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者葛付平 申請(qǐng)人:葛付平