一种双桨叶垂直轴风力发电装置及其工作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双桨叶垂直轴风力发电装置及其工作方法，由主轴桨叶、副轴桨叶、旋转轴承、可变节距调节器、发电机控制室、上支撑板、下支撑板、主支撑架、副支撑架组成；主轴桨叶及副轴桨叶在风力带动下旋转，在旋转过程中，齿轮传动箱对其旋转速度进行增速，从而促使发电机发电；电磁制动器在发电机转速过高时，对发电机进行电磁制动，从而降低发电机转速。本发明所述的一种双桨叶垂直轴风力发电装置，该装置利用风能发电性能，有效利用新能源，采用垂直结构，在微风条件下即可发电，双桨叶结构有效提高发电效率。
【专利说明】
一种双桨叶垂直轴风力发电装置及其工作方法
技术领域
[0001] 本发明属于风能应用领域，具体涉及一种双桨叶垂直轴风力发电装置。
【背景技术】
[0002] 风是一种潜力很大的新能源，人们也许还记得，十八世纪初，横扫英法两国的一次 狂暴大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受 到伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力 (即750万千瓦）的功率。有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是 现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内 所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。
[0003] 现在，不可再生能源的资源越来越少，甚至有些能源已经消耗完，因此，像波能、可 燃冰、煤层气、微生物，这些能源将成为人类广泛应用的新能源，而风能这种再生型能源在 很多的地区和设备上已经开始使用，其技术已经慢慢的走向成熟。现代风力发电机主要有 水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。垂直轴式的与水平轴式的产品不同，在垂直轴风 力发电机中，转轴安装在垂直轴上，与地面垂直，垂直轴风力发电机工作时不受风向的影 响，因此当风向改变时无需调整。
[0004] 随着社会经济的发展和对能源的需求也在增加，人们已经认识到破坏固有能源资 源，将威胁人类的生存。发现和利用自然资源，又具有环保功能的项目是人们奋斗的目标。 多桨风力发电机是一个利于环保的自然能源利用项目，之前的风力发电装置多为单个风桨 组机，发电功率小。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种双桨叶垂直轴风力发电装置，包括:主轴 桨叶1，副轴桨叶2，旋转轴承3，可变节距调节器4，发电机控制室5，上支撑板6，下支撑板7， 主支撑架8,副支撑架9;所述主轴桨叶1形状为二分之一圆环曲面结构，主轴桨叶1个数为4 个，主轴桨叶1以旋转轴承3为中心轴呈圆周分布;主轴桨叶1另一侧连接有副轴桨叶2;所述 上支撑板6和下支撑板7为矩形结构，其大小为lm~1.5m(长）X 0.5m~lm(宽）X 0.2m~0.4m (厚）；上支撑板6与下支撑板7之间设置有可变节距调节器4和发电机控制室5,其中可变节 距调节器4固定安装在发电机控制室5上方，所述可变节距调节器4与旋转轴承3下端同轴旋 转连接;所述主支撑架8为圆柱形结构，其直径在80mm~100mm之间，主支撑架8固定焊接在 下支撑板7底面中心;所述副支撑架9数量为四个，且分别固定连接在上支撑板6底面四角。
[0006] 进一步的，所述副轴桨叶2包括:旋转叶片2-1，伺服电机2-2,驱动轴2-3,风速检测 器2-4;其中所述旋转叶片2-1外形结构为"C"字形;所述驱动轴2-3与旋转叶片2-1同轴旋转 连接;所述驱动轴2-3上端安装有伺服电机2-2,伺服电机2-2与旋转叶片2-1驱动连接;所述 风速检测器2-4位于旋转叶片2-1上部侧面。
[0007] 进一步的，所述发电机控制室5包括:齿轮传动箱5-1，发电机5-2,电磁制动器5-3， 微控制器5-4，发电机温度感应器5-5，发电机转速感应器5-6;其中所述齿轮传动箱5-1位于 发电机5-2上方，齿轮传动箱5-1与发电机5-2同轴转动连接，齿轮传动箱5-1为圆柱形结构， 其外径在l〇cm~15cm之间;所述电磁制动器5-3位于发电机5-2下方，电磁制动器5-3与发电 机5-2同轴转动连接;所述微控制器5-4固定安装在发电机控制室5底部一侧;所述发电机温 度感应器5-5及发电机转速感应器5-6均安装在发电机5-2上； 所述电磁制动器5-3、发电机温度感应器5-5、发电机转速感应器5-6分别通过导线与微 控制器5-4控制连接。
[0008] 进一步的，所述齿轮传动箱5-1包括:高速齿轮5-1-1，低速齿轮5-1-2,油环注油器 5-1-3，油液浓度检测器5-1-4;其中所述高速齿轮5-1-1位于齿轮传动箱5-1-侧，所述低速 齿轮5-1-2位于齿轮传动箱5-1另一侧，高速齿轮5-1-1与低速齿轮5-1-2通过齿轮传动连 接;所述油环注油器5-1-3放置于高速齿轮5-1-1与低速齿轮5-1-2齿轮啮合部位上方，其高 度比高速齿轮5-1-1高出lcm~1.5cm;所述油液浓度检测器5-1-4位于高速齿轮5-1-1齿轮 边沿，油液浓度检测器5-1-4距离齿轮边沿在5mm~8mm之间； 所述高速齿轮5-1-1通过导线与微控制器5-4控制连接。
[0009] 进一步的，所述油环注油器5-1-3包括:注油电机5-1-3-1，活塞环推压器5-1-3-2， 油筒5_1 _3_3;其中所述油筒5-1-3-3为圆筒形结构，其材质为络猛娃钢材质，油筒5_1 _3_3 外径在3cm~5cm之间；所述活塞环推压器5-1-3-2位于油筒5-1-3-3内部，活塞环推压器5-1-3-2在油筒5-1-3-3内作挤压运动;所述活塞环推压器5-1-3-2顶端设置有注油电机5-1-3-1，注油电机5-1-3-1与活塞环推压器5-1-3-2驱动连接； 所述注油电机5-1-3-1通过导线与微控制器5-4控制连接。
[0010] 进一步的，所述旋转叶片2-1由高分子材料压模成型，旋转叶片2-1的组成成分和 制造过程如下： 一、旋转叶片2-1组成成分： 按重量份数计，（5R)-5-甲基-2-异丙基-1-环已烯基甲氧甲基醚12~44份，2,3,5,6_四 氣_4_甲基苄基(Z)-( 1R, 3R, IS，3S)-3_(2_氣_3，3，3_二氣丙-1-烯基)_2，2_二甲基环丙烷 羧酸酯32~85份，2-(2-喹啉偶氮)-4-二乙氨基苯甲酸105~163份，（S)a-氰基-苯氧基苄基 (lR，3R)-3-(2,2-二溴乙烯基）-2,2-二甲基环丙烷羧酸酯53~114份，3-(2,2-二氯乙烯 基）-2,2_二甲基环丙酸-(1S，3S)-REL-(R)_氰基（3-苯氧苯基）甲基酯33~78份，（RS)-alpha-氛基_3_苯氧基苄基(SR )_3_( 2，2_二氣乙烯基)_2，2_二甲基环丙烷駿酸酯112~184 份，浓度为44ppm~85ppm的1R-反式-3-( 2，2-二氯乙烯基)-2，2-二甲基环丙烷羧酸-(2，3， 5,6，_四氟苯基）甲基酯78~138份，右旋反式-2,2-二甲基-3-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧 酸-S-2-甲基-3-(2-炔丙基)-4-氧代环戊-2-烯基酯142~228份，氰基-(3-苯氧基苯基）甲 基-3-(2,2-二氯乙烯基)-2,2-二甲基环丙烷羧酸酯96~155份，交联剂38~75份，2-(4-乙 酰氨基-3-氯苯基)丙腈69~146份，N-[2-[(2,4-二硝基苯基)偶氮]-5-[(2-羟基-3-苯氧基 丙基)氨基]-4-甲氧基苯基]乙酰胺162~249份，（E)-N-[2-[ (2-溴-6-氰基-4-硝基苯)偶氮 基]_5_(二乙氨基)苯基]丙酰胺22~58份，2_[ [4_[ [2_(乙酰氧基）乙基]丁基氨基]_2_甲基 苯基]偶氮]-3-溴-5-硝基-苯甲腈68~147份； 所述交联剂为N-(2-氰乙基)-N-乙基苯胺、N-丁基-N-氰乙基苯胺、乙酰基乙酰对氯邻 硝基苯胺中的任意一种； 二、旋转叶片2-1的制造过程，包含以下步骤： 第1步:在反应釜中加入电导率为6.65yS/cm~8.26yS/cm的超纯水1150~1480份，启动 反应釜内搅拌器，转速为86rpm~149rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至52°C~84°C ; 依次加入(5R)-5-甲基-2-异丙基-1-环已烯基甲氧甲基醚、2,3,5,6_四氟-4-甲基苄基⑵-(1R，3R，1S，3S )-3-( 2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯基)-2，2-二甲基环丙烷羧酸酯、2-( 2-喹啉偶 氮)-4-二乙氨基苯甲酸，搅拌至完全溶解，调节pH值为2.8~5.7，将搅拌器转速调至108rpm ~182rpm，温度为73°C~152°C，酯化反应14~25小时； 第2步:取(S)a-氛基-苯氧基苄基（1R，3R)_3_(2，2_二溴乙烯基)_2，2_二甲基环丙烷駿 酸酯、3-(2，2-二氯乙烯基)_2，2-二甲基环丙酸-(IS, 3S)-REL_(R)_氛基(3-苯氧苯基）甲基 酯进行粉碎，粉末粒径为2100~2800目；加入(RS)-alpha-氰基-3-苯氧基苄基(SR)-3-(2， 2-二氯乙烯基）-2,2_二甲基环丙烷羧酸酯混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为11mm~ 18mm，采用剂量为5.5kGy~10.2kGy、能量为9MeV~15MeV的α射线辐照111~154分钟，以及 同等剂量的β射线辐照63~144分钟； 第3步:经第2步处理的混合粉末溶于1R-反式-3-(2,2-二氯乙烯基)-2,2_二甲基环丙 烧羧酸_(2，3，5，6，-四氟苯基）甲基酯中，加入反应爸，搅拌器转速为92rpm~146rpm，温度 为114°C~168°C，启动真空栗使反应釜的真空度达到_0.68MPa~1.22MPa，保持此状态反应 15~28小时；泄压并通入氡气，使反应釜内压力为0.55MPa~1.47MPa，保温静置8~12小时； 搅拌器转速提升至202rpm~258rpm，同时反应釜泄压至OMPa;依次加入右旋反式-2，2-二甲 基-3-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸-S-2-甲基-3-(2-炔丙基)-4-氧代环戊-2-烯基酯、氰 基-(3-苯氧基苯基）甲基-3-(2，2-二氯乙烯基)-2，2-二甲基环丙烷羧酸酯完全溶解后，加 入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.8~9.2，保温静置11~20小时； 第4步:在搅拌器转速为123rpm~188rpm时，依次加入2-( 4-乙酰氨基-3-氯苯基)丙腈、 N-[2-[(2,4-二硝基苯基)偶氮]-5-[(2-羟基-3-苯氧基丙基)氨基]-4-甲氧基苯基]乙酰 胺、（E)-N-[2-[(2-溴-6-氰基-4-硝基苯)偶氮基]-5-(二乙氨基）苯基]丙酰胺和2-[[4_ [[2_(乙酰氧基）乙基]丁基氨基]-2-甲基苯基]偶氮]-3-溴-5-硝基-苯甲腈，提升反应爸压 力，使其达到1.2MPa~2.5MPa，温度为158°C~214°C，聚合反应22~30小时；反应完成后将 反应釜内压力降至OMPa，降温至33°C~43°C，出料，入压模机即可制得旋转叶片2-1。
[0011]进一步的，本发明还公开了一种双桨叶垂直轴风力发电装置的工作方法，该方法 包括以下几个步骤： 第1步:工作人员打开总电源及总控制器，此时位于副轴桨叶2上的风速检测器2-4开始 工作；当风速检测器2-4检测到风速小于lm/s时，风速检测器2-4将检测信号发送给总控制 器，总控制器启动副轴桨叶2上的伺服电机2-2,伺服电机2-2促使驱动轴2-3做旋转运动，从 而带动旋转叶片2-1以驱动轴2-3为旋转轴做圆周运动;在旋转叶片2-1运动惯性的带动下， 主轴桨叶1围绕旋转轴承3转动； 第2步:在主轴桨叶1及副轴桨叶2旋转过程中，发电机控制室5内的齿轮传动箱5-1通过 高速齿轮5-1-1带动低速齿轮5-1-2将主轴桨叶1与副轴桨叶2的旋转速度提高，从而促使发 电机5-2发电； 第3步:在发电机5-2发电过程中，发电机温度感应器5-5及发电机转速感应器5-6分别 对发电机5-2的温度和转速实时监测；当发电机温度感应器5-5检测到发电机5-2温度高于 110°c时，发电机温度感应器5-5将电信号发送给微控制器5-4,微控制器5-4控制高速齿轮 5-1-1降低旋转速度；当发电机转速感应器5-6检测到发电机5-2的转速超过1.5倍的额定转 速时，发电机转速感应器5-6将检测信号发送给微控制器5-4,微控制器5-4启动电磁制动器 5-3，电磁制动器5-3将发电机5-2的转速降低至允许转速范围内； 第4步:齿轮传动箱5-1中的油液浓度检测器5-1-4对高速齿轮5-1-1与低速齿轮5-1-2 间的油液浓度实时监测，当油液浓度检测器5-1-4检测到油液浓度低于lOppm时，微控制器 5_4启动注油电机5 -1-3-1，注油电机5-1-3 -1驱动活塞环推压器5-1-3-2在油筒5-1 -3-3内 做挤压运动，从而将油液喷射在高速齿轮5-1-1与低速齿轮5-1-2之间；当当油液浓度检测 器5-1-4检测到油液浓度高于45ppm时，微控制器5-4关闭注油电机5-1-3-1; 第5步:发电机5-2产生的交流电通过整流、滤波、逆变作用后，转化成可使用的交流电。
[0012] 本发明公开的一种双桨叶垂直轴风力发电装置，其优点在于： (1) 该装置利用风能发电性能，节能环保； (2) 该装置采用垂直发电结构，不受风向影响，在微风条件下就可以发电； (3) 该装置采用双桨叶结构，集风效果好，发电量显著提高。
[0013] 本发明所述的一种双桨叶垂直轴风力发电装置，该装置利用风能发电性能，有效 利用新能源，采用垂直结构，在微风条件下即可发电，双桨叶结构有效提高发电效率。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明中所述的一种双桨叶垂直轴风力发电装置示意图。
[0015] 图2是本发明中所述的副轴桨叶结构示意图。
[0016] 图3是本发明中所述的发电机控制室内部结构示意图。
[0017] 图4是本发明中所述的齿轮传动箱内部结构示意图。
[0018] 图5是本发明中所述的油环注油器结构示意图。
[0019] 图6是本发明中所述的旋转叶片材料耐腐蚀度随使用时间变化图。
[0020] 以上图1~图5中，主轴桨叶1，副轴桨叶2,旋转叶片2-1，伺服电机2-2,驱动轴2-3， 风速检测器2-4，旋转轴承3，可变节距调节器4，发电机控制室5，齿轮传动箱5-1，高速齿轮 5-1-1，低速齿轮5-1-2，油环注油器5-1-3，注油电机5-1-3-1，活塞环推压器5-1-3-2，油筒 5-1-3-3，油液浓度检测器5-1-4，发电机5-2，电磁制动器5-3，微控制器5-4，发电机温度感 应器5-5，发电机转速感应器5-6，上支撑板6，下支撑板7，主支撑架8，副支撑架9。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和实施例对本发明提供的一种双桨叶垂直轴风力发电装置进行进 一步说明。
[0022] 如图1所示，是本发明中所述的一种双桨叶垂直轴风力发电装置示意图。从图1中 看出，包括:主轴桨叶1，副轴桨叶2，旋转轴承3，可变节距调节器4，发电机控制室5，上支撑 板6,下支撑板7,主支撑架8,副支撑架9;所述主轴桨叶1形状为二分之一圆环曲面结构，主 轴桨叶1个数为4个，主轴桨叶1以旋转轴承3为中心轴呈圆周分布;主轴桨叶1另一侧连接有 副轴桨叶2 ;所述上支撑板6和下支撑板7为矩形结构，其大小为lm~1.5m(长）X0.5m~lm (宽）X 0.2m~0.4m(厚）；上支撑板6与下支撑板7之间设置有可变节距调节器4和发电机控 制室5,其中可变节距调节器4固定安装在发电机控制室5上方，所述可变节距调节器4与旋 转轴承3下端同轴旋转连接;所述主支撑架8为圆柱形结构，其直径在80mm~100mm之间，主 支撑架8固定焊接在下支撑板7底面中心;所述副支撑架9数量为四个，且分别固定连接在上 支撑板6底面四角。
[0023] 如图2所示，是本发明中所述的副轴桨叶结构示意图。从图2中看出，副轴桨叶2包 括:旋转叶片2-1，伺服电机2-2,驱动轴2-3,风速检测器2-4;其中所述旋转叶片2-1外形结 构为"C"字形;所述驱动轴2-3与旋转叶片2-1同轴旋转连接;所述驱动轴2-3上端安装有伺 服电机2-2,伺服电机2-2与旋转叶片2-1驱动连接;所述风速检测器2-4位于旋转叶片2-1上 部侧面。
[0024] 如图3所示，是本发明中所述的发电机控制室内部结构示意图。从图3中看出，发电 机控制室5包括:齿轮传动箱5-1，发电机5-2,电磁制动器5-3,微控制器5-4,发电机温度感 应器5-5，发电机转速感应器5-6;其中所述齿轮传动箱5-1位于发电机5-2上方，齿轮传动箱 5-1与发电机5-2同轴转动连接，齿轮传动箱5-1为圆柱形结构，其外径在10cm~15cm之间； 所述电磁制动器5-3位于发电机5-2下方，电磁制动器5-3与发电机5-2同轴转动连接;所述 微控制器5-4固定安装在发电机控制室5底部一侧;所述发电机温度感应器5-5及发电机转 速感应器5-6均安装在发电机5-2上； 所述电磁制动器5-3、发电机温度感应器5-5、发电机转速感应器5-6分别通过导线与微 控制器5-4控制连接。
[0025] 如图4所示，是本发明中所述的齿轮传动箱内部结构示意图。从图4或图3中看出， 齿轮传动箱5-1包括:高速齿轮5-1-1，低速齿轮5-1-2，油环注油器5-1-3，油液浓度检测器 5-1-4;其中所述高速齿轮5-1-1位于齿轮传动箱5-1-侧，所述低速齿轮5-1-2位于齿轮传 动箱5-1另一侧，高速齿轮5-1-1与低速齿轮5-1-2通过齿轮传动连接;所述油环注油器5-1-3放置于高速齿轮5-1-1与低速齿轮5-1-2齿轮啮合部位上方，其高度比高速齿轮5-1-1高出 lcm~1.5cm;所述油液浓度检测器5-1-4位于高速齿轮5-1-1齿轮边沿，油液浓度检测器5- 1-4距离齿轮边沿在5mm~8mm之间； 所述高速齿轮5-1-1通过导线与微控制器5-4控制连接。
[0026] 如图5所示，是本发明中所述的油环注油器结构示意图。从图5或图3中看出，油环 注油器5-1-3包括:注油电机5-1-3-1，活塞环推压器5-1-3-2,油筒5-1-3-3;其中所述油筒 5-1-3-3为圆筒形结构，其材质为络猛娃钢材质，油筒5-1-3-3外径在3cm~5cm之间;所述活 塞环推压器5-1-3-2位于油筒5-1-3-3内部，活塞环推压器5-1-3-2在油筒5-1-3-3内作挤压 运动;所述活塞环推压器5-1-3-2顶端设置有注油电机5-1-3-1，注油电机5-1-3-1与活塞环 推压器5-1-3-2驱动连接； 所述注油电机5-1-3-1通过导线与微控制器5-4控制连接。
[0027]本发明所述的一种双桨叶垂直轴风力发电装置的工作过程是： 第1步:工作人员打开总电源及总控制器，此时位于副轴桨叶2上的风速检测器2-4开始 工作；当风速检测器2-4检测到风速小于lm/s时，风速检测器2-4将检测信号发送给总控制 器，总控制器启动副轴桨叶2上的伺服电机2-2,伺服电机2-2促使驱动轴2-3做旋转运动，从 而带动旋转叶片2-1以驱动轴2-3为旋转轴做圆周运动;在旋转叶片2-1运动惯性的带动下， 主轴桨叶1围绕旋转轴承3转动； 第2步:在主轴桨叶1及副轴桨叶2旋转过程中，发电机控制室5内的齿轮传动箱5-1通过 高速齿轮5-1-1带动低速齿轮5-1-2将主轴桨叶1与副轴桨叶2的旋转速度提高，从而促使发 电机5-2发电； 第3步:在发电机5-2发电过程中，发电机温度感应器5-5及发电机转速感应器5-6分别 对发电机5-2的温度和转速实时监测；当发电机温度感应器5-5检测到发电机5-2温度高于 ll〇°C时，发电机温度感应器5-5将电信号发送给微控制器5-4,微控制器5-4控制高速齿轮 5-1-1降低旋转速度；当发电机转速感应器5-6检测到发电机5-2的转速超过1.5倍的额定转 速时，发电机转速感应器5-6将检测信号发送给微控制器5-4,微控制器5-4启动电磁制动器 5-3，电磁制动器5-3将发电机5-2的转速降低至允许转速范围内； 第4步:齿轮传动箱5-1中的油液浓度检测器5-1-4对高速齿轮5-1-1与低速齿轮5-1-2 间的油液浓度实时监测，当油液浓度检测器5-1-4检测到油液浓度低于lOppm时，微控制器 5_4启动注油电机5 -1-3-1，注油电机5-1-3 -1驱动活塞环推压器5-1-3-2在油筒5-1 -3-3内 做挤压运动，从而将油液喷射在高速齿轮5-1-1与低速齿轮5-1-2之间；当当油液浓度检测 器5-1-4检测到油液浓度高于45ppm时，微控制器5-4关闭注油电机5-1-3-1; 第5步:发电机5-2产生的交流电通过整流、滤波、逆变作用后，转化成可使用的交流电。 [0028]本发明所述的一种双桨叶垂直轴风力发电装置，该装置利用风能发电性能，有效 利用新能源，采用垂直结构，在微风条件下即可发电，双桨叶结构有效提高发电效率。
[0029]以下是本发明所述旋转叶片2-1的制造过程的实施例，实施例是为了进一步说明 本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本 发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
[0030] 若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0031] 实施例1 按照以下步骤制造本发明所述旋转叶片2-1，并按重量份数计： 第1步:在反应釜中加入电导率为6.65yS/cm的超纯水1150份，启动反应釜内搅拌器，转 速为86rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至52°C;依次加入(5R)-5-甲基-2-异丙基-1-环已烯基甲氧甲基酿12份，2,3,5,6-四氣-4-甲基苄基(2)-(11?，31?，13,33)-3-(2-氣-3,3， 3_三氟丙-1-烯基）-2,2_二甲基环丙烷羧酸酯32份，2-(2-喹啉偶氮)-4-二乙氨基苯甲酸 105份，搅拌至完全溶解，调节pH值为2.8，将搅拌器转速调至108rpm，温度为73°C，酯化反应 14小时； 第2步:取(S)a-氛基-苯氧基苄基（1R，3R)_3_(2，2_二溴乙烯基)_2，2_二甲基环丙烷駿 酸酯53份，3_(2，2-二氯乙烯基)_2，2-二甲基环丙酸-(IS, 3S)-REL_(R)_氛基(3-苯氧苯基） 甲基酯33份进行粉碎，粉末粒径为2100目；加入(RS)-alpha-氰基-3-苯氧基苄基（SR)-3-(2,2_二氯乙烯基)-2,2_二甲基环丙烷羧酸酯112份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为 11mm，采用剂量为5.5kGy、能量为9MeV的α射线辐照65分钟，以及同等剂量的β射线辐照63分 钟； 第3步:经第2步处理的混合粉末溶于浓度为44ppm的1R-反式-3-(2，2-二氯乙烯基)-2， 2-二甲基环丙烷羧酸_(2,3,5,6，_四氟苯基）甲基酯78份中，加入反应釜，搅拌器转速为 92rpm，温度为114°C，启动真空栗使反应釜的真空度达到_0.68MPa，保持此状态反应15小 时；泄压并通入氡气，使反应釜内压力为〇.55MPa，保温静置8小时；搅拌器转速提升至 202rpm，同时反应釜泄压至OMPa;依次加入右旋反式-2，2-二甲基-3-(2-甲基-1-丙烯基)环 丙烷羧酸-S-2-甲基-3-(2-炔丙基)-4-氧代环戊-2-烯基酯142份，氰基-(3-苯氧基苯基）甲 基-3-( 2，2-二氯乙烯基)-2，2-二甲基环丙烷羧酸酯96份完全溶解后，加入交联剂38份搅拌 混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.8，保温静置11小时； 第4步：在搅拌器转速为123rpm时，依次加入2-( 4-乙酰氨基-3-氯苯基）丙腈69份，N-[2-[(2,4_二硝基苯基)偶氮]-5-[ (2-羟基-3-苯氧基丙基)氨基]-4-甲氧基苯基]乙酰胺 162份，（E)-N-[2-[(2-溴-6-氰基-4-硝基苯)偶氮基]-5-(二乙氨基)苯基]丙酰胺22份，2-[[4-[[2-(乙酰氧基）乙基]丁基氨基]-2-甲基苯基]偶氮]-3-溴-5-硝基-苯甲腈68份，提升 反应釜压力，使其达到1.2MPa，温度为158°C，聚合反应22小时;反应完成后将反应釜内压力 降至OMPa，降温至33°C，出料，入压模机即可制得旋转叶片2-1; 所述交联剂为N-(2-氰乙基)-N-乙基苯胺。
[0032] 实施例2 按照以下步骤制造本发明所述旋转叶片2-1，并按重量份数计： 第1步:在反应釜中加入电导率为7.22yS/cm的超纯水1244份，启动反应釜内搅拌器，转 速为126rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至67°C;依次加入(5R)-5-甲基-2-异丙基- 1- 环已烯基甲氧甲基酿27份，2，3，5，6_四氣_4_甲基苄基(Z)-( 1R,3R, IS，3S)-3_(2_氣_3， 3,3_三氟丙-1-烯基)-2,2_二甲基环丙烷羧酸酯55份，2-(2-喹啉偶氮)-4-二乙氨基苯甲酸 138份，搅拌至完全溶解，调节pH值为4.2,将搅拌器转速调至148rpm，温度为113°C，酯化反 应19小时； 第2步:取(S)a-氛基-苯氧基苄基（1R，3R)_3_(2，2_二溴乙烯基)_2，2_二甲基环丙烷駿 酸酯83份，3_(2，2-二氯乙烯基)_2，2-二甲基环丙酸-(IS, 3S)-REL_(R)_氛基(3-苯氧苯基） 甲基酯53份进行粉碎，粉末粒径为2500目；加入(RS)-alpha-氰基-3-苯氧基苄基（SR)-3-(2,2_二氯乙烯基)-2,2_二甲基环丙烷羧酸酯148份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为 15mm，采用剂量为7.8kGy、能量为12MeV的α射线辐照132分钟，以及同等剂量的β射线辐照 103分钟； 第3步:经第2步处理的混合粉末溶于浓度为64ppm的1R-反式-3-(2，2-二氯乙烯基)-2， 2- 二甲基环丙烷羧酸_(2,3,5,6，_四氟苯基）甲基酯108份中，加入反应釜，搅拌器转速为 117rpm，温度为140°C，启动真空栗使反应釜的真空度达到_0.22MPa，保持此状态反应21小 时；泄压并通入氡气，使反应釜内压力为〇.96MPa，保温静置10小时；搅拌器转速提升至 228rpm，同时反应釜泄压至OMPa;依次加入右旋反式-2，2-二甲基-3-(2-甲基-1-丙烯基)环 丙烷羧酸-S-2-甲基-3-(2-炔丙基)-4-氧代环戊-2-烯基酯182份，氰基-(3-苯氧基苯基）甲 基-3-(2,2-二氯乙烯基)-2,2_二甲基环丙烷羧酸酯126份完全溶解后，加入交联剂58份搅 拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为7.1，保温静置15小时； 第4步:在搅拌器转速为155rpm时，依次加入2-(4-乙酰氨基-3-氯苯基)丙腈110份，N-[2-[(2,4_二硝基苯基)偶氮]-5-[ (2-羟基-3-苯氧基丙基)氨基]-4-甲氧基苯基]乙酰胺 204份，（E)-N-[2-[(2-溴-6-氰基-4-硝基苯)偶氮基]-5-(二乙氨基)苯基]丙酰胺38份，2-[[4-[[2-(乙酰氧基）乙基]丁基氨基]-2-甲基苯基]偶氮]-3-溴-5-硝基-苯甲腈108份，提 升反应釜压力，使其达到1.8MPa，温度为185°C，聚合反应26小时;反应完成后将反应釜内压 力降至OMPa，降温至38°C，出料，入压模机即可制得旋转叶片2-1; 所述交联剂为乙酰基乙酰对氯邻硝基苯胺。
[0033] 实施例3 按照以下步骤制造本发明所述旋转叶片2-1，并按重量份数计： 第1步:在反应釜中加入电导率为8.26yS/cm的超纯水1480份，启动反应釜内搅拌器，转 速为149rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至84°C;依次加入(5R)-5-甲基-2-异丙基- 1- 环已烯基甲氧甲基醚44份，2,3,5,6_四氟-4-甲基苄基(Z)-(lR，3R，lS，3S)-3-(2-氯-3， 3,3_三氟丙-1-烯基)-2,2_二甲基环丙烷羧酸酯85份，2-(2-喹啉偶氮)-4-二乙氨基苯甲酸 163份，搅拌至完全溶解，调节pH值为5.7，将搅拌器转速调至182rpm，温度为152°C，酯化反 应25小时； 第2步:取(S)a-氛基-苯氧基苄基（1R，3R)_3_(2，2_二溴乙烯基)_2，2_二甲基环丙烷駿 酸酯114份，3_(2，2-二氯乙烯基)_2，2-二甲基环丙酸-(IS，3S)-REL_(R)_氛基（3-苯氧苯 基）甲基酯78份进行粉碎，粉末粒径为2800目；加入(RS)-alpha-氰基-3-苯氧基苄基(SR)- 3-(2,2_二氯乙烯基)-2,2_二甲基环丙烷羧酸酯184份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度 为18mm，采用剂量为10.2kGy、能量为15MeV的α射线辐照154分钟，以及同等剂量的β射线辐 照144分钟； 第3步:经第2步处理的混合粉末溶于浓度为85ppm的1R-反式-3-(2,2-二氯乙烯基)-2， 2- 二甲基环丙烷羧酸_(2,3,5,6，_四氟苯基）甲基酯138份中，加入反应釜，搅拌器转速为 146rpm，温度为168°C，启动真空栗使反应釜的真空度达到1.22MPa，保持此状态反应28小 时；泄压并通入氡气，使反应釜内压力为1.47MPa，保温静置12小时；搅拌器转速提升至 258rpm，同时反应釜泄压至OMPa;依次加入右旋反式-2，2-二甲基-3-(2-甲基-1-丙烯基)环 丙烷羧酸-S-2-甲基-3-( 2-炔丙基)-4-氧代环戊-2-烯基酯228份，氰基-(3-苯氧基苯基）甲 基-3-(2,2-二氯乙烯基)-2,2_二甲基环丙烷羧酸酯155份完全溶解后，加入交联剂75份搅 拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为9.2，保温静置20小时； 第4步:在搅拌器转速为188rpm时，依次加入2-(4-乙酰氨基-3-氯苯基)丙腈146份，N-[2-[(2,4_二硝基苯基)偶氮]-5-[ (2-羟基-3-苯氧基丙基)氨基]-4-甲氧基苯基]乙酰胺 249份，（E)-N-[2-[(2-溴-6-氰基-4-硝基苯)偶氮基]-5-(二乙氨基)苯基]丙酰胺58份，2-[[4-[[2-(乙酰氧基）乙基]丁基氨基]-2-甲基苯基]偶氮]-3-溴-5-硝基-苯甲腈147份，提 升反应釜压力，使其达到1.2MPa，温度为214°C，聚合反应30小时;反应完成后将反应釜内压 力降至OMPa，降温至43°C，出料，入压模机即可制得旋转叶片2-1; 所述交联剂为N-丁基-N-氰乙基苯胺。
[0034] 对照例 对照例为市售某品牌的旋转叶片。
[0035] 实施例4 将实施例1~3制备获得的旋转叶片2-1和对照例所述的旋转叶片进行使用效果对比。 对二者单位重量、集风速率、材料抗压强度、扫风面积进行统计，结果如表1所示。
[0036] 从表1可见，本发明所述的旋转叶片2-1，其单位重量、集风速率、材料抗压强度、扫 风面积等指标均优于现有技术生产的产品。
[0037] 此外，如图6所示，是本发明中所述的旋转叶片材料耐腐蚀度随使用时间变化图。 从图中可以看出，实施例1~3所用旋转叶片2-1，其材料耐腐蚀度随使用时间变化程度大幅 优于现有产品。
【主权项】
1. 一种双桨叶垂直轴风力发电装置，包括:主轴桨叶（1)，副轴桨叶（2)，旋转轴承(3)， 可变节距调节器(4)，发电机控制室(5)，上支撑板(6)，下支撑板(7)，主支撑架(8)，副支撑 架(9);其特征在于，所述主轴桨叶（1)形状为二分之一圆环曲面结构，主轴桨叶（1)个数为4 个，主轴桨叶（1)以旋转轴承(3)为中心轴呈圆周分布;主轴桨叶（1)另一侧连接有副轴桨叶 (2);所述上支撑板(6)和下支撑板(7)为矩形结构，其大小为lm~1.5m(长）X0.5m~lm(宽） X0.2m~0.4m(厚）；上支撑板(6)与下支撑板(7)之间设置有可变节距调节器(4)和发电机 控制室(5)，其中可变节距调节器(4)固定安装在发电机控制室(5)上方，所述可变节距调节 器(4)与旋转轴承(3)下端同轴旋转连接;所述主支撑架(8)为圆柱形结构，其直径在80_~ 100mm之间，主支撑架(8)固定焊接在下支撑板(7)底面中心;所述副支撑架(9)数量为四个， 且分别固定连接在上支撑板(6)底面四角。2. 根据权利要求1所述的一种双桨叶垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述副轴桨叶 (2)包括:旋转叶片(2-1)，伺服电机(2-2)，驱动轴(2-3)，风速检测器(2-4);其中所述旋转 叶片(2-1)外形结构为"C"字形;所述驱动轴(2-3)与旋转叶片（2-1)同轴旋转连接;所述驱 动轴(2-3)上端安装有伺服电机(2-2)，伺服电机(2-2)与旋转叶片(2-1)驱动连接;所述风 速检测器(2-4)位于旋转叶片(2-1)上部侧面。3. 根据权利要求1所述的一种双桨叶垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述发电机控 制室(5)包括:齿轮传动箱(5-1)，发电机(5-2)，电磁制动器(5-3)，微控制器(5-4)，发电机 温度感应器(5-5)，发电机转速感应器(5-6);其中所述齿轮传动箱(5-1)位于发电机(5-2) 上方，齿轮传动箱(5-1)与发电机(5-2)同轴转动连接，齿轮传动箱(5-1)为圆柱形结构，其 外径在10cm~15cm之间；所述电磁制动器(5-3)位于发电机(5-2)下方，电磁制动器(5-3)与 发电机(5-2)同轴转动连接;所述微控制器(5-4)固定安装在发电机控制室(5)底部一侧;所 述发电机温度感应器(5-5)及发电机转速感应器(5-6)均安装在发电机(5-2)上； 所述电磁制动器(5-3)、发电机温度感应器(5-5)、发电机转速感应器(5-6)分别通过导 线与微控制器(5-4)控制连接。4. 根据权利要求3所述的一种双桨叶垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述齿轮传动 箱(5-1)包括:高速齿轮(5-1-1)，低速齿轮(5-1-2)，油环注油器(5-1-3)，油液浓度检测器 (5-1-4);其中所述高速齿轮(5-1-1)位于齿轮传动箱(5-1)-侧，所述低速齿轮(5-1-2)位 于齿轮传动箱(5-1)另一侧，高速齿轮(5-1-1)与低速齿轮(5-1-2)通过齿轮传动连接;所述 油环注油器(5-1-3)放置于高速齿轮(5-1-1)与低速齿轮(5-1-2)齿轮啮合部位上方，其高 度比高速齿轮(5-1-1)高出lcm~1.5cm;所述油液浓度检测器(5-1-4)位于高速齿轮(5-1-1)齿轮边沿，油液浓度检测器(5-1-4)距离齿轮边沿在5mm~8mm之间；所述高速齿轮(5-1-1)通过导线与微控制器(5-4)控制连接。5. 根据权利要求4所述的一种双桨叶垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述油环注油 器(5-1-3)包括:注油电机(5-1-3-1)，活塞环推压器(5-1-3-2)，油筒(5-1-3-3);其中所述 油筒(5-1-3-3)为圆筒形结构，其材质为络猛娃钢材质，油筒(5-1-3-3)外径在3cm~5cm之 间；所述活塞环推压器(5-1-3-2)位于油筒(5-1-3-3)内部，活塞环推压器(5-1-3-2)在油筒 (5-1-3-3)内作挤压运动;所述活塞环推压器(5-1-3-2)顶端设置有注油电机(5-1-3-1)，注 油电机(5-1-3-1)与活塞环推压器(5-1-3-2)驱动连接； 所述注油电机(5-1-3-1)通过导线与微控制器(5-4)控制连接。6.根据权利要求2所述的一种双桨叶垂直轴风力发电装置，其特征在于，所述旋转叶片 (2-1)由高分子材料压模成型，旋转叶片(2-1)的组成成分和制造过程如下： 一、 旋转叶片(2-1)组成成分： 按重量份数计，（5R)-5-甲基-2-异丙基-1-环已烯基甲氧甲基醚12~44份，2,3,5,6_四 氣_4_甲基苄基(Z)-( 1R, 3R, IS，3S)-3_(2_氣_3，3，3_二氣丙-1-烯基)_2，2_二甲基环丙烷 羧酸酯32~85份，2-(2-喹啉偶氮)-4-二乙氨基苯甲酸105~163份，（S)a-氰基-苯氧基苄基 (lR，3R)-3-(2,2-二溴乙烯基）-2,2-二甲基环丙烷羧酸酯53~114份，3-(2,2-二氯乙烯 基）-2,2_二甲基环丙酸-(1S，3S)-REL-(R)_氰基（3-苯氧苯基）甲基酯33~78份，（RS)-alpha-氛基_3_苯氧基苄基(SR )_3_( 2，2_二氣乙烯基)_2，2_二甲基环丙烷駿酸酯112~184 份，浓度为44ppm~85ppm的1R-反式-3-( 2，2-二氯乙烯基)-2，2-二甲基环丙烷羧酸-(2，3， 5,6，_四氟苯基）甲基酯78~138份，右旋反式-2,2-二甲基-3-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧 酸-S-2-甲基-3-(2-炔丙基)-4-氧代环戊-2-烯基酯142~228份，氰基-(3-苯氧基苯基）甲 基-3-(2,2-二氯乙烯基)-2,2-二甲基环丙烷羧酸酯96~155份，交联剂38~75份，2-(4-乙 酰氨基-3-氯苯基)丙腈69~146份，N-[2-[(2,4-二硝基苯基)偶氮]-5-[(2-羟基-3-苯氧基 丙基)氨基]-4-甲氧基苯基]乙酰胺162~249份，（E)-N-[2-[ (2-溴-6-氰基-4-硝基苯)偶氮 基]_5_(二乙氨基)苯基]丙酰胺22~58份，2_[ [4_[ [2_(乙酰氧基）乙基]丁基氨基]_2_甲基 苯基]偶氮]-3-溴-5-硝基-苯甲腈68~147份； 所述交联剂为N-(2-氰乙基）-N-乙基苯胺、N-丁基-N-氰乙基苯胺、乙酰基乙酰对氯邻 硝基苯胺中的任意一种； 二、 旋转叶片(2-1)的制造过程，包含以下步骤： 第1步:在反应釜中加入电导率为6.65yS/cm~8.26yS/cm的超纯水1150~1480份，启动 反应釜内搅拌器，转速为86rpm~149rpm，启动加热栗，使反应釜内温度上升至52°C~84°C ; 依次加入(5R)-5-甲基-2-异丙基-1-环已烯基甲氧甲基醚、2,3,5,6_四氟-4-甲基苄基⑵-(1R，3R，1S，3S )-3-( 2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯基)-2，2-二甲基环丙烷羧酸酯、2-( 2-喹啉偶 氮)-4-二乙氨基苯甲酸，搅拌至完全溶解，调节pH值为2.8~5.7，将搅拌器转速调至108rpm ~182rpm，温度为73°C~152°C，酯化反应14~25小时； 第2步:取(S)a-氛基-苯氧基苄基（1R, 3R)_3_(2，2_二溴乙烯基)_2，2_二甲基环丙烷駿 酸酯、3-(2，2-二氯乙烯基)_2，2-二甲基环丙酸-(IS, 3S)-REL_(R)_氛基(3-苯氧苯基）甲基 酯进行粉碎，粉末粒径为2100~2800目；加入(RS)-alpha-氰基-3-苯氧基苄基(SR)-3-(2， 2-二氯乙烯基）-2,2_二甲基环丙烷羧酸酯混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为11mm~ 18mm，采用剂量为5.5kGy~10.2kGy、能量为9MeV~15MeV的α射线辐照111~154分钟，以及 同等剂量的β射线辐照63~144分钟； 第3步:经第2步处理的混合粉末溶于1R-反式-3-(2,2-二氯乙烯基)-2,2_二甲基环丙 烧羧酸_(2，3，5，6，-四氟苯基）甲基酯中，加入反应爸，搅拌器转速为92rpm~146rpm，温度 为114°C~168°C，启动真空栗使反应釜的真空度达到_0.68MPa~1.22MPa，保持此状态反应 15~28小时；泄压并通入氡气，使反应釜内压力为0.55MPa~1.47MPa，保温静置8~12小时； 搅拌器转速提升至202rpm~258rpm，同时反应釜泄压至OMPa;依次加入右旋反式-2，2-二甲 基-3-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸-S-2-甲基-3-(2-炔丙基)-4-氧代环戊-2-烯基酯、氰 基-(3-苯氧基苯基）甲基-3-(2，2-二氯乙烯基)-2，2-二甲基环丙烷羧酸酯完全溶解后，加 入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.8~9.2，保温静置11~20小时； 第4步:在搅拌器转速为123rpm~188rpm时，依次加入2-( 4-乙酰氨基-3-氯苯基)丙腈、 N-[2-[(2,4-二硝基苯基)偶氮]-5-[(2-羟基-3-苯氧基丙基)氨基]-4-甲氧基苯基]乙酰 胺、（E)-N-[2-[(2-溴-6-氰基-4-硝基苯)偶氮基]-5-(二乙氨基）苯基]丙酰胺和2-[[4_ [[2_(乙酰氧基）乙基]丁基氨基]-2-甲基苯基]偶氮]-3-溴-5-硝基-苯甲腈，提升反应爸压 力，使其达到1.2MPa~2.5MPa，温度为158°C~214°C，聚合反应22~30小时；反应完成后将 反应釜内压力降至OMPa，降温至33 °C~43 °C，出料，入压模机即可制得旋转叶片(2-1)。7. -种双桨叶垂直轴风力发电装置的工作方法，其特征在于，该方法包括以下几个步 骤： 第1步：工作人员打开总电源及总控制器，此时位于副轴桨叶（2)上的风速检测器(2-4) 开始工作；当风速检测器(2-4)检测到风速小于lm/s时，风速检测器(2-4)将检测信号发送 给总控制器，总控制器启动副轴桨叶（2)上的伺服电机(2-2)，伺服电机(2-2)促使驱动轴 (2-3)做旋转运动，从而带动旋转叶片(2-1)以驱动轴(2-3)为旋转轴做圆周运动;在旋转叶 片(2-1)运动惯性的带动下，主轴桨叶（1)围绕旋转轴承(3)转动； 第2步:在主轴桨叶（1)及副轴桨叶（2)旋转过程中，发电机控制室（5)内的齿轮传动箱 (5-1)通过高速齿轮(5-1-1)带动低速齿轮(5-1-2)将主轴桨叶（1)与副轴桨叶(2)的旋转速 度提高，从而促使发电机(5-2)发电； 第3步:在发电机(5-2)发电过程中，发电机温度感应器(5-5)及发电机转速感应器(5-6)分别对发电机(5-2)的温度和转速实时监测；当发电机温度感应器(5-5)检测到发电机 (5-2)温度高于110°C时，发电机温度感应器(5-5)将电信号发送给微控制器(5-4)，微控制 器(5-4)控制高速齿轮(5-1-1)降低旋转速度；当发电机转速感应器(5-6)检测到发电机(5-2)的转速超过1.5倍的额定转速时，发电机转速感应器(5-6)将检测信号发送给微控制器 (5-4)，微控制器(5-4)启动电磁制动器(5-3)，电磁制动器(5-3)将发电机(5-2)的转速降低 至允许转速范围内； 第4步:齿轮传动箱(5-1)中的油液浓度检测器(5-1-4)对高速齿轮(5-1-1)与低速齿轮 (5-1-2)间的油液浓度实时监测，当油液浓度检测器(5-1-4)检测到油液浓度低于lOppm时， 微控制器(5-4)启动注油电机(5-1-3-1)，注油电机(5-1-3-1)驱动活塞环推压器(5-1-3-2) 在油筒(5-1-3-3)内做挤压运动，从而将油液喷射在高速齿轮(5-1-1)与低速齿轮(5-1-2) 之间；当当油液浓度检测器(5-1-4)检测到油液浓度高于45ppm时，微控制器(5-4)关闭注油 电机(5-1-3-1); 第5步:发电机(5-2)产生的交流电通过整流、滤波、逆变作用后，转化成可使用的交流 电。
【文档编号】F03D15/10GK106089592SQ201610638979
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610638979.4, CN 106089592 A, CN 106089592A, CN 201610638979, CN-A-106089592, CN106089592 A, CN106089592A, CN201610638979, CN201610638979.4
【发明人】陈跃, 杨子建, 张建化, 胡志强, 张清, 崔厚梅, 朱雷平
【申请人】徐州工程学院