用于垂直轴风力发电装置的变桨风门机构制造方法及图纸

本发明专利技术涉及新能源技术领域，公开了一种用于垂直轴风力发电装置的变桨风门机构，包括变桨风门机构、风门上卫带、风门下卫带和风门面板；变桨风门机构位于动叶转子和导叶静子的外围，动叶转子上有多个动叶片，导叶静子上有导叶片，变桨风门机构设有风门面板，多个集风段侧板布置在风门面板的外侧，动叶片、导叶片、风门面板和集风段侧板一一对应设置。风门面板呈环形分布，可转动地布置在风门上卫带和风门下卫带之间，相邻两个风门面板与风门上卫带和风门下卫带形成渐缩型通道。该变桨风门机构能够完成对垂直轴风力发电装置的变桨距调节，按照设定的工况去有效安全的调整风力发电机的功率，在暴风等极端天气状态起到保护垂直轴风力发电装置的作用。

【技术实现步骤摘要】
用于垂直轴风力发电装置的变桨风门机构
本专利技术涉及新能源
，特别是涉及一种用于垂直轴风力发电装置的变桨风门机构。
技术介绍
随着全球气候和能源问题的日益突出，风能已经逐渐成为世界范围内备受瞩目的新能源。风能是一种绿色的可再生的新能源，其蕴藏的能量巨大，且分布广泛、就地可取、无需运输、利用方便。风能的利用已经从最初的风力提水、风帆助航和风力磨面粉，发展到今天的风力发电。随着低风速技术的创新发展，之前不具备开发价值的低风速区正成为风电产业的热土。目前，中东部和南部地区风速为5m/s以上、并达到经济开发价值的风资源的储量接近9亿KW。而低风速区要想具有经济开发价值就必须使作用在风轮叶片上的风能密度达到0.08～0.17kw/m2。但是，中国的中东部和南部地区的年平均风速在5.0-6.5m/s，也就是说，风能密度低于0.08kw/m2无法直接利用。
技术实现思路
鉴于上述技术缺陷和应用需求，本专利技术实施例提供一种用于垂直轴风力发电装置的变桨风门机构，除了起到调节进入垂直轴风力发电装置的风量和提高风能密度外，还起到变桨距的作用，改变风流进入动叶转子的冲角，综合变桨风门这些功能，它有效的调节风力发电装置的功率和最佳运行工况。大幅度有效的提高了垂直轴风力发电机组的单机功率，可达到30MW以上。这是三叶式水平轴风力机无法比拟的，是垂直轴风力机的一个技术上的重大突破。为解决上述问题，本专利技术提供一种用于垂直轴风力发电装置的变桨风门机构，包括：集风段侧板、风门上卫带、风门下卫带和风门面板；所述变桨风门机构位于垂直轴风力发电装置的动叶转子和导叶静子的外围，所述动叶转子上有多个动叶片，所述导叶静子上有多个导叶片，所述变桨风门机构设有多个所述风门面板，多个所述集风段侧板布置在所述风门面板的外侧，所述动叶片、所述导叶片、所述风门面板和所述集风段侧板一一对应设置；其中，所述风门面板呈环形分布，可转动地布置在所述风门上卫带和所述风门下卫带之间，相邻两个所述风门面板与所述风门上卫带和所述风门下卫带形成渐缩型通道。进一步地，所述变桨风门机构还包括：电动执行器、导叶静子上卫带和导叶静子下卫带；所述电动执行器安装在所述风门上卫带上，用于对来风流进入动叶片的风量进行调整；或所述电动执行器是安装在导叶静子上卫带上，用于改变进入动叶片的冲角；其中，所述导叶静子呈环形分布在所述导叶静子上卫带和所述导叶静子下卫带之间，所述导叶静子与所述导叶静子上卫带和所述导叶静子下卫带共同围设形成渐缩型通道。进一步地，所述变桨风门机构还包括：集风段侧板上卫带和集风段侧板下卫带；所述集风段侧板呈环形布置在所述集风段侧板上卫带和所述集风段侧板下卫带之间，相邻的两个所述集风段侧板与所述集风段侧板上卫带和所述集风段侧板下卫带共同围设形成渐缩型通道。进一步地，所述风门面板全开时，所述风门面板、所述导叶静子和所述集风段侧板各自形成的渐缩型通道连通，以达到所述垂直轴风力发电装置的变桨集风的要求；所述风门面板关闭时，所述变桨风门机构形成一个圆柱形塔体，所述风门面板将所述动叶转子、所述导叶静子及所述垂直轴风力发电装置的核心部件封闭在其中，使整个所述垂直轴风力发电装置免受强大风力的冲击。进一步地，所述垂直轴风力发电装置随着高度逐渐形成分层的塔式结构，所述变桨风门机构随着所述塔式结构的高度，配合所述垂直轴风力发电装置形成多层变桨风门塔式结构，达到分层调节和保护整个所述垂直轴风力发电装置的作用。进一步地，若所述电动执行器安装在所述风门上卫带上，则所述变桨风门机构还包括：变桨风门轴、链轮、传动链条、上轴承和下轴承；所述电动执行器与所述变桨风门轴、所述链轮、所述传动链条、所述上轴承和所述下轴承组成所述变桨风门的控制传动系统。进一步地，所述风门面板包括：风门体骨架、变桨风门轴、风门加强筋板、风门背弧蒙皮、风门内弧蒙皮和加强填料；所述风门体骨架采用C型钢；所述变桨风门轴采用无缝钢管；所述风门加强筋板采用3mm-16mm的热轧板组合焊接成型或冷轧板组合焊接成型，内腔填充所述加强填料；所述加强填料为轻质高强度的填充材料，所述风门内弧蒙皮和所述风门背弧蒙皮均采用玻璃钢，所述风门内弧蒙皮和所述风门背弧蒙皮对应的蒙皮厚度为1-10mm。进一步地，所述风门面板沿高度方向分段组成，各段单独分段制作，各段之间通过所述风门加强筋板相连。进一步地，所述风门上卫带和所述风门下卫带与所述垂直轴风力发电装置的整体塔架相连接，使所述变桨风门机构和所述垂直轴风力发电装置形成一体。本专利技术提供的用于垂直轴风力发电装置的变桨风门机构，结构简单、操作便捷，在垂直轴风力发电装置的外围由多个变桨风门组成变桨风门机构，围绕在垂直轴风力发电装置的外围，它随着来流风力的状况，由控制系统发出指令，完成对垂直轴风力发电装置的变桨距调节，从而使垂直轴风力发电装置按照设定的工况去有效安全的调整风力发电机的功率，并在暴风等极端天气状态起到保护风力发电装置的作用。变桨风门采用了特殊的结构设计，使风门体能抗击12级飓风的冲击，有效维持变桨风门机构的25年运行寿命。它是垂直轴风力发电装置不可缺少的设备，具有很多特殊功能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的变桨风门机构的整体结构示意图；图2是图1中B处的放大示意图；图3是图1中C处的放大示意图；图4是图1中A处的剖视图；图5是本专利技术实施例提供的变桨风门机构的调节示意图；图6是本专利技术实施例提供的变桨风门机构完全开启后的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的变桨风门机构完全关闭后的结构示意图；附图标记说明：1、电动执行器；2、风门上卫带；3、链轮；4、上轴承；5、下轴承；6、变桨风门轴；7、风门加强筋板；8、风门下卫带；9、风门面板；10、传动链条；11、风门背弧蒙皮；12、加强填料；13、风门内弧蒙皮；14、风门体骨架。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于垂直轴风力发电装置的变桨风门机构，其特征在于，包括：/n集风段侧板、风门上卫带、风门下卫带和风门面板；/n所述变桨风门机构位于垂直轴风力发电装置的动叶转子和导叶静子的外围，所述动叶转子上有多个动叶片，所述导叶静子上有多个导叶片，所述变桨风门机构设有多个所述风门面板，多个所述集风段侧板布置在所述风门面板的外侧，所述动叶片、所述导叶片、所述风门面板和所述集风段侧板一一对应设置；/n其中，所述风门面板呈环形分布，可转动地布置在所述风门上卫带和所述风门下卫带之间，相邻两个所述风门面板与所述风门上卫带和所述风门下卫带形成渐缩型通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于垂直轴风力发电装置的变桨风门机构，其特征在于，包括：
集风段侧板、风门上卫带、风门下卫带和风门面板；
所述变桨风门机构位于垂直轴风力发电装置的动叶转子和导叶静子的外围，所述动叶转子上有多个动叶片，所述导叶静子上有多个导叶片，所述变桨风门机构设有多个所述风门面板，多个所述集风段侧板布置在所述风门面板的外侧，所述动叶片、所述导叶片、所述风门面板和所述集风段侧板一一对应设置；
其中，所述风门面板呈环形分布，可转动地布置在所述风门上卫带和所述风门下卫带之间，相邻两个所述风门面板与所述风门上卫带和所述风门下卫带形成渐缩型通道。


2.根据权利要求1所述的变桨风门机构，其特征在于，所述变桨风门机构还包括：
电动执行器、导叶静子上卫带和导叶静子下卫带；
所述电动执行器安装在所述风门上卫带上，用于对来风流进入动叶片的风量进行调整；或所述电动执行器安装在导叶静子上卫带上，用于改变进入所述动叶片的冲角；
其中，所述导叶静子呈环形分布在所述导叶静子上卫带和所述导叶静子下卫带之间，所述导叶静子与所述导叶静子上卫带和所述导叶静子下卫带共同围设形成另一渐缩型通道。


3.根据权利要求2所述的变桨风门机构，其特征在于，所述变桨风门机构还包括：
集风段侧板上卫带和集风段侧板下卫带；
所述集风段侧板呈环形布置在所述集风段侧板上卫带和所述集风段侧板下卫带之间，相邻的两个所述集风段侧板与所述集风段侧板上卫带和所述集风段侧板下卫带共同围设形成又一渐缩型通道。


4.根据权利要求3所述的变桨风门机构，其特征在于，所述风门面板全开时，所述风门面板、所述导叶静子和所述集风段侧板各自形成的渐缩型通道连通，以达到所述垂直轴风力发电装置的变桨集风的要求；所述风门面板关闭时，所述变...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文礼，郭晔恒，孔瑞蕾，谈琦，
申请(专利权)人：北京恒聚化工集团有限责任公司，河南恒聚新能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11