一種具有阻力型支撐桿且可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的垂直軸風(fēng)輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種具有阻力型支撐桿且可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的垂直軸風(fēng)輪，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]能源作為社會(huì)生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本需求，越來(lái)越受到國(guó)家的重視。風(fēng)能作為一種無(wú)污染的可再生綠色能源，具有廣闊的應(yīng)用前景。風(fēng)能的利用主要是水平軸及垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。目前的垂直軸風(fēng)力機(jī)具備能接收來(lái)自任何方向的風(fēng)，無(wú)須對(duì)風(fēng)，發(fā)電機(jī)能安裝在地面上，維修方便等優(yōu)點(diǎn)而逐步被重視，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
[0003]目前，在《一種垂直軸風(fēng)力機(jī)的自啟動(dòng)裝置》(申請(qǐng)?zhí)?201010281148.9)專利中，公開(kāi)了一種垂直軸風(fēng)力機(jī)的自起動(dòng)裝置。其中，一種自起動(dòng)裝置包括:轉(zhuǎn)軸、葉片以及支撐桿；所述葉片為直葉片；所述支撐桿的橫截面呈前凹后尖形狀；其中，所述葉片的數(shù)量至少為二片，而且每一片所述葉片與所述轉(zhuǎn)軸之間至少連接一根所述支撐桿；所述轉(zhuǎn)軸下端連接發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)軸。上述專利，支撐桿橫截面的形狀雖為前凹后尖，但形狀較為復(fù)雜，加工難度大，制作成本較高，且為實(shí)心結(jié)構(gòu)，較為笨重。
[0004]不僅如此，目前垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)也存在很多不足，主要體現(xiàn)在:風(fēng)能利用率低，自啟動(dòng)能力差等問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有阻力型支撐桿且可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的垂直軸風(fēng)輪，以便更好地加工制造，并具有較好的自啟動(dòng)能力和穩(wěn)定運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下。
[0007]一種具有阻力型支撐桿且可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的垂直軸風(fēng)輪，包括轉(zhuǎn)軸、風(fēng)輪葉片、葉片安裝箍和支撐桿，葉片安裝箍設(shè)置在風(fēng)輪葉片上，每個(gè)風(fēng)輪葉片均通過(guò)上下兩根支撐桿和轉(zhuǎn)軸相連接；支撐桿的一側(cè)呈凹槽型，另一側(cè)呈凸槽流線型；每根支撐桿的凹槽及凸槽內(nèi)各放置有配重球，配重球通過(guò)其中心穿一根鋼絲繩連接在支撐桿上。
[0008]進(jìn)一步地，支撐桿由底面帶有斜坡的槽鋼、圓鋼和折彎鋼板焊接而成。
[0009]進(jìn)一步地，支撐桿底面自轉(zhuǎn)軸至風(fēng)輪葉片方向向上傾斜。
[0010]進(jìn)一步地，配重球的材質(zhì)為鉛或鋼。
[0011]進(jìn)一步地，支撐桿的凹槽及凸槽內(nèi)放置的配重球均有5個(gè)。
[0012]進(jìn)一步地，風(fēng)輪葉片設(shè)置有5個(gè)。
[0013]該實(shí)用新型的有益效果在于:本裝置中支撐桿使用槽鋼和鋼板折彎及兩頭連接處的圓鋼進(jìn)行焊接形成中空結(jié)構(gòu)，不僅加工工藝簡(jiǎn)單，而且可在保證強(qiáng)度的同時(shí)，大大減輕支撐桿重量。另外，在支撐桿的中空結(jié)構(gòu)中加入配重球，使得風(fēng)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，配重球在離心力的作用下運(yùn)動(dòng)到離葉片最近處，增加風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從而使得風(fēng)輪在變化多端的風(fēng)速下，能在一定程度上增加風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中所使用裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中所使用裝置中的支撐桿和配重球組合示意圖。
[0016]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中所使用裝置中的支撐桿橫截面結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖中標(biāo)記說(shuō)明:1、轉(zhuǎn)軸；2、風(fēng)輪葉片；3、葉片安裝箍；4、支撐桿；5、配重球；6、鋼絲繩；7、槽鋼；8、圓鋼；9、折彎鋼板。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便更好地理解本實(shí)用新型。
[0019]如圖1所示的具有阻力型支撐桿且可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的垂直軸風(fēng)輪，包括轉(zhuǎn)軸1、風(fēng)輪葉片2、葉片安裝箍3和支撐桿4，其中支撐桿4結(jié)構(gòu)如圖2所示，其橫截面如圖3所示，支撐桿4由底面帶有斜坡的槽鋼7、圓鋼8和折彎鋼板9焊接而成。如圖1所示，風(fēng)輪葉片2設(shè)置為5片，每個(gè)風(fēng)輪葉片2均通過(guò)兩根支撐桿4和轉(zhuǎn)軸I相連接。其中，5根支撐桿4位于同一水平面，另5根位于另一水平面。當(dāng)風(fēng)輪葉片按圖1所示安裝方向進(jìn)行安裝時(shí)，風(fēng)輪按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，此時(shí)同一水平面上的每根支撐桿4的迎風(fēng)面指向下一根支撐桿4的背風(fēng)面的連線方向均為逆時(shí)針?lè)较颉Ｖ螚U4的一側(cè)呈凹槽型，另一側(cè)呈凸槽流線型。當(dāng)風(fēng)來(lái)時(shí)，通過(guò)支撐桿4兩側(cè)的壓力差實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪的進(jìn)一步自啟動(dòng)，可有效地增強(qiáng)風(fēng)輪自啟動(dòng)能力，加寬風(fēng)力機(jī)適應(yīng)風(fēng)速的范圍，使風(fēng)能利用率提高5%?10%。另外，在每根支撐桿4的凹槽及凸槽內(nèi)各放置有5個(gè)配重球5，配重球5通過(guò)其中心穿一根鋼絲繩6連接在支撐桿4上，支撐桿4底面自轉(zhuǎn)軸I至風(fēng)輪葉片2方向向上傾斜，因此，當(dāng)風(fēng)輪未開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，配重球5的初始位置位于離轉(zhuǎn)軸I最近處，當(dāng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，配重球5在離心力的作用下運(yùn)動(dòng)到離葉片2最近處，從而使得風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加。當(dāng)風(fēng)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，配重球5在重力作用下沿槽鋼7斜坡回到初始位置。配重球5的材質(zhì)為鉛或鋼。
[0020]該實(shí)施例中，支撐桿4的一側(cè)呈凹槽型，另一側(cè)呈凸槽流線型。當(dāng)風(fēng)輪按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，每根支撐桿4的迎風(fēng)面指向下一根支撐桿4的背風(fēng)面的連線方向均為逆時(shí)針?lè)较?；?dāng)風(fēng)輪按順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，每根支撐桿4的迎風(fēng)面指向下一根支撐桿4的背風(fēng)面的連線方向均為順時(shí)針?lè)较?。?dāng)較小的風(fēng)來(lái)臨時(shí)，阻力型支撐桿的前凹后凸的結(jié)構(gòu)，使得支撐桿受到壓力差，從而推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，有利于風(fēng)力機(jī)的自啟動(dòng)，可降低對(duì)自啟動(dòng)風(fēng)速的要求，有效地提高風(fēng)能的利用率。另外，充分利用支撐桿4的結(jié)構(gòu)，將配重球5置于支撐桿4槽內(nèi)，由于支撐桿4的槽是傾斜的，所以，當(dāng)風(fēng)輪未啟動(dòng)時(shí)，配重球5位于槽的最低處(即離轉(zhuǎn)軸最近處)，當(dāng)風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，配重球5在離心力的作用下，沿支撐桿4槽內(nèi)的鋼絲繩6運(yùn)動(dòng)到離葉片最近處，此時(shí)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加，在變化多端的風(fēng)速中，可一定程度的穩(wěn)定風(fēng)速。當(dāng)風(fēng)速很小或無(wú)風(fēng)時(shí)，配重球5在自身重力的作用下，回到初始位置。如此反復(fù)運(yùn)行，在不影響風(fēng)輪自啟動(dòng)能力的前提下，實(shí)現(xiàn)改變風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有阻力型支撐桿且可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的垂直軸風(fēng)輪，包括轉(zhuǎn)軸、風(fēng)輪葉片、葉片安裝箍和支撐桿，葉片安裝箍設(shè)置在風(fēng)輪葉片上，其特征在于:所述風(fēng)輪葉片通過(guò)上下兩根支撐桿和轉(zhuǎn)軸相連接；所述支撐桿的一側(cè)呈凹槽型，另一側(cè)呈凸槽流線型；所述支撐桿的凹槽及凸槽內(nèi)均放置有配重球，配重球通過(guò)其中心穿一根鋼絲繩連接在支撐桿上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有阻力型支撐桿且可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的垂直軸風(fēng)輪，其特征在于:所述支撐桿由底面帶有斜坡的槽鋼、圓鋼和折彎鋼板焊接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有阻力型支撐桿且可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的垂直軸風(fēng)輪，其特征在于:所述支撐桿底面自轉(zhuǎn)軸至風(fēng)輪葉片方向向上傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有阻力型支撐桿且可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的垂直軸風(fēng)輪，其特征在于:所述配重球的材質(zhì)為鉛或鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有阻力型支撐桿且可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的垂直軸風(fēng)輪，其特征在于:所述支撐桿的凹槽及凸槽內(nèi)放置的配重球均有5個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有阻力型支撐桿且可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的垂直軸風(fēng)輪，其特征在于:所述風(fēng)輪葉片設(shè)置有5個(gè)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種具有阻力型支撐桿且可變轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的垂直軸風(fēng)輪，包括轉(zhuǎn)軸、風(fēng)輪葉片、葉片安裝箍和支撐桿，每個(gè)風(fēng)輪葉片均通過(guò)上下兩根支撐桿和轉(zhuǎn)軸相連接；支撐桿的一側(cè)呈凹槽型，另一側(cè)呈凸槽流線型；每根支撐桿的凹槽及凸槽內(nèi)各放置有配重球，配重球通過(guò)其中心穿一根鋼絲繩連接在支撐桿上。本裝置中支撐桿使用槽鋼和鋼板折彎及兩頭連接處的圓鋼進(jìn)行焊接形成中空結(jié)構(gòu)，不僅加工工藝簡(jiǎn)單，而且可在保證強(qiáng)度的同時(shí)，大大減輕支撐桿重量。支撐桿的中空結(jié)構(gòu)中加入配重球，使得風(fēng)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，配重球在離心力的作用下運(yùn)動(dòng)到離葉片最近處，增加風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，使得風(fēng)輪在變化多端的風(fēng)速下增加風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性。
【IPC分類】F03D3-06
【公開(kāi)號(hào)】CN204436688
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520064701
【發(fā)明人】張立軍, 孫明剛, 張明明, 劉華, 藺偉濤, 胡義蛾, 李樂(lè)樂(lè)
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東), 青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)泰合海浪能研究中心
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年1月29日