本发明专利技术公开了一种具有防台风变形机构的垂直轴升力型风力机，垂直轴升力型风力机适于高速旋转，能产生大功率发电。为了充分利用风能发电，风力发电机往往安置在海边或盛行大风等场地。但是强烈的台风往往对风力发电机的结构危害很大，如撕裂风力机叶片，折断风力机支杆。垂直轴升力型风力机虽然结构简单，制造和维护方便，但是难于承受台风或飓风的威胁。为了既能利用大风处的风能，又能防止台风的侵害，本发明专利技术设计了一种具有防台风变形机构的垂直轴升力型风力机，它能够通过所设计的一套自动变形形系统，在发生台风时，自动将工作状态的风轮叶片，转变为闭合的细长体曲面状态，从而大大减小台风对风力机的破坏力。而大大减小台风对风力机的破坏力。而大大减小台风对风力机的破坏力。
【技术实现步骤摘要】
一种具有防台风变形机构的垂直轴升力型风力机
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[0001]本专利技术涉及一种风力发电装置，尤其涉及一种具有防台风变形机构的垂直轴升力型风力机，属于风力发电机领域。
技术介绍
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[0002]目前垂直轴(即风力机转轴沿垂直方向)升力型风力发电机得到大力发展，是因为这类风力机无需设置偏航结构，不受风向影响、结构简单、便于制造和维护，尤其垂直轴升力型风力机适于高速旋转，能产生大功率发电。但现有的垂直轴升力型风力发电机的结构，多半为等弦长矩形直叶片,结构所受弯矩大，目前的升力型风力发电机在台风作用下很容易损坏。
[0003]为了解决常规风速下垂直轴升力型风力发电机可以正常工作、而在台风发生时能自动实现风轮变形，形成一个风阻小的构型，达到以防止台风对风力机造成危害的目的，本专利技术特提出一种具有防台风变形机构的垂直轴升力型风力机的设计。
技术实现思路
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[0004]本专利技术是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种具有防台风变形机构的垂直轴升力型风力机，其可克服台风对于垂直轴升力型发电机结构损害的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案有：一种具有防台风变形机构的垂直轴升力型风力机，包括支柱、升力型风轮和自动变形系统；
[0006]所述升力型风轮包括等角度环绕支柱的N个叶片，所述升力型风轮的叶片的横截面为高升力翼型，叶片的垂直截面为圆弧形，高度z处的叶片横截面弦长C(z)由如下计算公式给出：
[0007][0008]式中：设坐标系中心在叶片中心点，z为离中心点的叶片垂直高度值，R为叶片圆弧母线的半径R，h(z)为高度z处的叶片弦拱高，hm为叶片中间截面处的最大拱高，此形状的设计保证N个叶片向内位移后能形成一个闭合的曲形多面体；
[0009]所述自动变体系统包括台风感知与报警装置和变形机构，所述台风感知与报警装置包括安装于支柱顶上的风速仪、与风速仪配套的无线发射模块和安装在变形机构上的信号接收模块；
[0010]所述风速仪在感知风速达到台风级时，无线发射模块发出台风报警信号，并由信号接收模块接收无线报警信号，信号接收模块收到台风报警信号，立刻启动电子驱动板，所述电动蜗轮启动后沿蜗杆向后进动，N个叶片向内位移形成一个细长闭合的曲形多面体。
[0011]进一步地，每个叶片上设有上下两副变形机构，所述变形机构包括撑杆前段、撑杆后段、蜗杆、进动蜗轮组、拉杆和折叠结构，所述撑杆前段和撑杆后段由折叠结构连接，所述蜗杆平行安装在撑杆后段的水平侧面，所述进动蜗轮组套装在蜗杆上，所述进动蜗轮组由电子驱动板、电动蜗轮和进动蜗轮组壳体组成，所述拉杆一端与叶片铰支连接，另一端与进动蜗轮组壳体铰支连接，所述撑杆后段包括止推销以及顶住止推销的压缩弹簧顶杆，所述撑杆前段包括被止推销挡住锁定挡块，所述进动蜗轮组壳体上固连有锥形拨块，所述进动蜗轮组壳体移动时，锥形拨块拨开拨开折叠结构的止推销以脱离挡块，撑杆前段和撑杆后段在拉杆作用下折叠变形，在所述拉杆和撑杆前段两者作用下，叶片向内位移，直到进动蜗轮组移动到拉杆根部为止。
[0012]本专利技术具有如下有益效果：
[0013](1).本专利技术提供的具有防台风变形机构的垂直轴升力型风力机设计，在常规风速时可以高效利用风能发电，并不受风向影响，该垂直轴升力型风力机叶片设计为垂直长弧形、截面高推力翼型，风能利用率好，承力分布结构合理。
[0014](2).可以自动感知台风和自动变形防台风。
[0015](3).防台风变形设计，针对不同的叶片数，可以用计算公式严格给出叶片曲面的三维形状，叶片位置变形前可以高效发电；而风轮变形合拢后，严格合拢成为一个密切的整体细长曲形多面体，台风对细长闭合体的作用力大大减小，可以防止台风对风力机的损害。
[0016](4).本专利技术设计的变形机构，主体由机械结构组成，变体机构可靠，叶片形状和变体风轮构形经严格推导，密合变形可精确控制。
[0017](5).根据不同需求，可按照本专利技术设计不同尺寸大小和不同叶片数的防台风自动变形的垂直轴升力型风力机，大尺寸风力发电机，也可用于组网供电和海边、沙漠特大风场环境。
附图说明：
[0018]图1是本专利技术的风力机工作状态示意图。
[0019]图2(a)是本专利技术的风轮展开状态侧视图。
[0020]图2(b)是本专利技术的风轮展开状态俯视图。
[0021]图3是本专利技术的垂直轴升力型风力机推力原理图。
[0022]图4(a)是本专利技术的风力机风轮合拢状态立视示意图。
[0023]图4(b)是本专利技术的风力机风轮合拢状俯视示意图。
[0024]图5(a)是本专利技术单个叶片基础构形的理论图。
[0025]图5(b)是本专利技术单个叶片基础构形的另一理论图。
[0026]图6是本专利技术单个叶片母线计算的理论图。
[0027]图7是本专利技术4个叶片风轮的几何构形的理论图。
[0028]图8是本专利技术6个叶片风轮的几何构形的理论图。
[0029]图9是本专利技术的6个叶片风轮的几何构形的理论图。
[0030]图10是本专利技术的叶片三维曲面设计理论图
[0031]图11(a)是本专利技术的叶片工作状态时的结构示意图。
[0032]图11(b)是本专利技术的叶片工作状态时的立体结构示意图。
[0033]图12是本专利技术的变形机构工作状态的结构示意图。
[0034]图13是本专利技术的变形机构的驱动结构示意图。
[0035]图14(a)是本专利技术的变体机构的折叠结构(工作状态)示意图。
[0036]图14(b)是本专利技术的变体机构的折叠结构剖开示意图。
[0037]图14(c)是本专利技术的变体机构的折叠结构解锁示意图。
[0038]图14(d)是本专利技术的变体机构的折叠结构变角示意图。
[0039]图15是本专利技术的变形机构合拢状态的结构示意图。
[0040]图16(a)是本专利技术的叶片合拢状态时的结构示意图。
[0041]图16(b)是本专利技术的叶片合拢状态时的局部结构示意图。
[0042]图17是本专利技术的叶片截面翼型图。
[0043]图中：1
‑
支柱，4
‑
叶片，5撑杆前段，6
‑
撑杆后段，7
‑
蜗杆，8
‑
进动蜗轮组，9
‑
拉杆，10
‑
折叠结构，11
‑
信号接收模块，12
‑
电子驱动板，13
‑
电动蜗轮，14
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进动蜗轮组壳体，15
‑
风速仪，16
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无线发射模块，17
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压缩弹簧顶杆，18
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止推销，19
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挡块，20
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锥形拨块，21
‑
发电机。
具体实施方式：
[0044]本专利技术具有防台风变形机构的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有防台风变形机构的垂直轴升力型风力机，其特征在于：包括支柱(1)、升力型风轮和自动变形系统；所述升力型风轮包括等角度环绕支柱(1)的N个叶片(4)，所述升力型风轮(2)的叶片(4)的横截面为高升力翼型，叶片(4)的垂直截面为圆弧形，高度z处的叶片横截面弦长C(z)分布由如下计算公式给出：分布由如下计算公式给出：式中：设坐标系中心在叶片(4)中心点，z为离中心点的叶片垂直高度值，R为叶片圆弧母线的半径R，h(z)为高度z处的叶片弦拱高，hm为叶片中间截面处的最大拱高，此形状的设计保证N个叶片向内位移后能形成一个闭合的曲形多面体；所述自动变体系统包括台风感知与报警装置和变形机构，所述台风感知与报警装置包括安装于支柱(1)顶上的风速仪(15)、与风速仪(15)配套的无线发射模块(16)和安装在变形机构上的信号接收模块(11)；所述风速仪(15)在感知风速达到台风级时，无线发射模块(16)发出台风报警信号，并由信号接收模块(11)接收无线报警信号，信号接收模块(11)收到台风报警信号，立刻启动电子驱动板(12)，所述电动蜗轮(13)启动后沿蜗杆(7)向后进动，所述进动蜗轮组壳体(14)带动拉杆(9)向后移动，N个叶片向内位移形成...
【专利技术属性】
技术研发人员：昂海松，
申请(专利权)人：昂海松，
类型：发明
国别省市：
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