专利名称：一种垂直轴风力发电机转动叶片的储能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种垂直轴风力发电机转动叶片的储能装置，它属于风力发电技 术领域，它可应用于垂直轴风力发电机之中。背景材料垂直轴风力发电机采用液压控制方式来驱动风轮叶片的转动，使风轮叶片在运转 过程中随时调整其叶片的安装角度，使它始终能对准风力的方向，并保持在一个最佳的冲 角范围内，從而能获得较高的风能转换效率.这将是中，大功率垂直轴风力发电机今后发 展的趋势。由于巨大的叶片在运转过程中承受了很大的风力负载，由液压控制系统驱动叶片 转动需要消耗很大的电能，这部分的耗能要列入发电厂的厂用电指标。厂用电指标是考核 发电厂运行的重要内容，降低厂用电也是发电行业为此努力奋斗的目标。由液压控制系统 驱动风轮叶片转动所消耗的电能在垂直轴风力发电机厂用电的指标中占据了很大的比例， 如何来减小液压控制系统的能耗是一个非常重要的课题。笔者曾提出采用间歇式供油方 式，取消了液压油泵高压油的溢流，以提高了液压控制系统用油的供油效率。这种方法是 很有效的，已得到实施，并已申请了专利《垂直轴风力发电机液压控制设备用集成式压力油 源装置》(专利申请号201020173600. 5)。光靠一项措施的节能是有限的，应从多方面予以 考虑，寻求多元化的节能途径。注意到一个现象，当风力作用于风轮转动叶片上，转动叶片 处在不同的圆周位置，在有些位置它受到风力是使它翘首的，在有些位置它受到风力是使 它叩头的。设法研制一个转动叶片储能装置，与液压控制系统并联工作，当转动叶片承受 的风力使它翘首时，把风力作用于转动叶片上的一部分负荷转移到转动叶片的储能装置之 中，由转动叶片的储能装置来承受，并把这部分能量储存在转动叶片的储能装置之中，其余 部分由液压控制系统承受，以减轻液压控制系统的负担。当转动叶片承受的风力使它叩头 时，把已储存在转动叶片的储能装置内的能量释放出来，协助液压控制系统，以减轻液压控 制系统的能量输出。应该说这种方法是可行的，而且相当有效，如参数设计合理，储能装置 所能储存的能量是相当可观的，节能效果明显。
发明内容本实用新型提供一种垂直轴风力发电机转动叶片的储能装置，该装置具有如下的 功能当转动叶片承受的风力使它翘首时，把风力作用于转动叶片上一部分能量储存在转 动叶片的储能装置，当转动叶片承受的风力使它叩头时，把已储存在转动叶片的储能装置 内能量释放出来，二种情况均能减轻液压控制系统的能量输出，达到节能的目的。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是1.本实用新型提供一种垂直轴风力发电机转动叶片的储能装置，它是由支座 (1)、轴(2)、圆盘(3)、圆柱压缩弹簧(4)、弹簧盘(5)、螺纹调节套(6)和锁紧螺母(7)等组 成。圆盘(3)安装在轴(2)的中间并予以固定，在圆盘(3)的二侧分别安装圆柱压缩弹簧 (4)，二个圆柱压缩弹簧(4)的几何参数和弹簧刚度系数完全相同，其一端紧靠圆盘(3)，而另一端安装在弹簧盘(5)上。二个螺纹调节套(6)均安装在支座(1)的二端，调节螺纹调 节套(6)，通过弹簧盘(5)压缩圆柱压缩弹簧(4)，可调整二个圆柱压缩弹簧(4)的压缩量， 并获得二个圆柱压缩弹簧(4)的相同的规定安装负荷，构成差动式圆柱压缩弹簧组件。2.转动叶片的储能装置⑶的一端用联轴器(9)与曲柄连杆机构(11)相连接，转 动叶片的储能装置(8)的另一端用联轴器(9)与伺服油缸(10)的活塞输出杆相连接，籍助 于曲柄连杆机构(11)来带动转动叶片(12)转动。构成转动叶片的储能系统。3.当转动叶片受到风力是使转动叶片翘首的，即朝M向转动，伺服油缸(10)的活 塞杆往A向伸出，应产生顶力，与转动叶片(12)翘首的力矩相平衡。若是叩头的，即朝N向 转动，伺服油缸(10)的活塞杆往B向缩进，应产生拉力，与转动叶片(12)叩头的力矩相平本实用新型产生的有益效果在垂直轴风力发电机中采用转动叶片的储能装置能 大大地减轻液压伺服机构的负担，使液压伺服机构的能耗降低，厂用电的指标下降，具有明 显的节能效果。
以下结合附图对本实用新型进一步说明图1.是垂直轴风力发电机转动叶片的储能装置结构示意图。图2.是垂直轴风力发电机转动叶片的储能系统图。图中1.支座；2.轴；3.圆盘；4.圆柱压缩弹簧；5.弹簧盘；6.螺纹调节套；7.锁 紧螺母；8转动叶片的储能装置；9.联轴器；10.伺服油缸；11曲柄连杆机构；12.转动叶 片。
具体实施方式
图1是垂直轴风力发电机转动叶片的储能装置结构示意图。转动叶片的储能装置 (8)是由支座(1)、轴(2)、圆盘(3)、圆柱压缩弹簧(4)、弹簧盘(5)、螺纹调节套(6)和锁紧 螺母(7)等组成。圆盘(3)安装在轴(2)的中间并予以固定，在圆盘(3)的二侧分别安装 圆柱压缩弹簧(4)，二个圆柱压缩弹簧(4)的几何参数和弹簧刚度系数完全相同，圆柱压缩 弹簧(4)的一端紧靠圆盘(3)，而另一端安装在弹簧盘(5)上；二个螺纹调节套(6)均安装 在支座(1)的二端，调节螺纹调节套(6)，通过弹簧盘(5)压缩圆柱压缩弹簧(4)，可调整二 个圆柱压缩弹簧(4)的压缩量，并获得二个圆柱压缩弹簧(4)的相同的规定安装负荷，构成 差动式圆柱压缩弹簧组件。图2.是垂直轴风力发电机转动叶片的储能系统图。转动叶片的储能装置(8)的 一端用联轴器(9)与曲柄连杆机构(11)相连接，转动叶片的储能装置(8)的另一端用联轴 器(9)与伺服油缸(10)的活塞输出杆相连接，籍助于曲柄连杆机构(11)来带动转动叶片 (12)转动。构成转动叶片的储能系统。当风力作用于运行状态下的转动叶片(12)上，转动叶片(12)处在不同的圆周位 置，在有些位置转动叶片(12)受到的风力是使转动叶片(12)翘首的，在有些位置转动叶片 (12)受到的风力是使转动叶片(12)叩头的。转动叶片(12)不同的转向对伺服油缸而言， 其动作是不同的。若是翘首的，即朝M向转动，伺服油缸(10)的活塞杆往A向伸出，应产生
4顶力，与转动叶片(12)翘首的力矩相平衡。若是叩头的，即朝N向转动，伺服油缸(10)的活 塞杆往B向缩进，应产生拉力，与转动叶片(12)叩头的力矩相平衡。由伺服油缸(10)单独 承受风力作用于转动叶片(12)上的负荷，使液压伺服机构负担负荷显得过重，耗能增高， 厂用电的指标上升。在配备转动叶片的储能装置(8)后，情况发生了变化，当伺服油缸(10) 的活塞输出杆在伸缩的同时也带动差动圆柱压缩弹簧组件动作，使圆柱压缩弹簧(4)也作 相应的伸缩，吸收部分风力作用于转动叶片(12)上的负荷，以减轻伺服油缸(10)的负担或 者释放已储存在差动圆柱压缩弹簧组件的能量，协助伺服油缸(10)，实施转动叶片(12)的 控制。同样也减轻伺服油缸(10)的负担。
权利要求本实用新型提供一种垂直轴风力发电机转动叶片的储能装置，其特征是它是由支座(1)、轴(2)、圆盘(3)、圆柱压缩弹簧(4)、弹簧盘(5)、螺纹调节套(6)和锁紧螺母(7)等组成；圆盘(3)安装在轴(2)的中间并予以固定；在圆盘(3)的二侧，分别安装圆柱压缩弹簧(4)，二个圆柱压缩弹簧(4)的几何参数和弹簧刚度系数完全相同，圆柱压缩弹簧(4)的一端紧靠圆盘(3)，而另一端安装在弹簧盘(5)上；二个螺纹调节套(6)均安装在支座(1)的二端，调节螺纹调节套(6)，通过弹簧盘(5)压缩圆柱压缩弹簧(4)，可调整二个圆柱压缩弹簧(4)的压缩量，并获得二个圆柱压缩弹簧(4)的相同的规定安装负荷，构成差动式圆柱压缩弹簧组件。
2.如权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机转动叶片的储能装置，其特征是转动 叶片的储能装置(8)的一端用联轴器(9)与曲柄连杆机构(11)相连接，转动叶片的储能装 置(8)的另一端用联轴器(9)与伺服油缸(10)的活塞输出杆相连接，籍助于曲柄连杆机构 (11)来带动转动叶片(12)转动，构成转动叶片的储能系统。
3.如权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机转动叶片的储能装置，其特征是当转 动叶片受到的风力是使转动叶片翘首的，即朝M向转动，伺服油缸(10)的活塞杆往A向伸 出，应产生顶力，与转动叶片(12)翘首的力矩相平衡；若是叩头的，即朝N向转动，伺服油缸 (10)的活塞杆往B向缩进，应产生拉力，与转动叶片(12)叩头的力矩相平衡。
专利摘要本实用新型提供一种垂直轴风力发电机转动叶片的储能装置。它是由支座、轴、圆盘、圆柱压缩弹簧、弹簧盘、螺纹调节套和锁紧螺母等组成。它的一端与曲柄连杆机构相连接，另一端与伺服油缸的活塞杆相连接。在运转时，当转动叶片受到风力使转动叶片翘首的，则伺服油缸应产生顶力来平衡；若叩头的，则以拉力来平衡。伺服油缸单独承受上述负荷，其负担显得过重，耗能增加。在配备转动叶片的储能装置后，当伺服油缸在控制转动叶片时，差动圆柱压缩弹簧组件与伺服油缸输出杆作相应的伸缩，使它吸收部分风力作用于风轮转动叶片上的负荷，以减轻伺服油缸的负担或釋放已储存在差动圆柱压缩弹簧组件中的能量，协助控制，也减小了伺服油缸输出功。
文档编号F03D7/06GK201650592SQ20102019884
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者夏嘉琪 申请人:夏嘉琪