[实用新型]花瓣状风叶垂直轴高效风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种花瓣状风叶垂直轴高效风力发电机，具体地说是适应在地球上任何有风的地区和地点安装使用，用于发电，解决生活、生产用电，属于发电装置技术领域。

背景技术

目前，风力发电技术应用的范围，基本都在在沿海、草原、大平原等富风区地带，具体不外乎年平均风速为8米/秒以上的新疆、内蒙、东北及沿海地区，关于发展风力发电技术的具体取向时都会表述成，能源紧缺急需替代能源，为保护环境急需发展清洁能源，或因地理环境及资源等原因无法通达电网，至今还未使用上电源的地区迫切需要解决生活、生产用电，对于人口密集用电要求量巨大的城市几乎都是忽略不提的，这是因为城市里的风力资源是无法满足现有任何类型的风力发电机的运营要求造成的。

水平轴风力机的尖速比(Tip Speed Ratio)大约在4-5左右(也有说是5-7的)，也就是说风力机叶片尖端的线速度为风速的4-5倍，风能有利用价值的风速通常都在10米/秒以上，在通常的地表状况下，在近地有限高度内风速梯度的曲线弯曲是比较大的，风力机一般的安装高度范围内，高度每下降5米，风速要降低大约7％，大型风力发电机在顶端垂直最高点与垂直最低点，其风速可以相差50％以上，截风面积非常有限，另外，水平轴风力发电机，其一般小型风力发电机在运行时，靠风力将尾翼推动旋转风叶朝向风力方向旋转发电，由于风向的不定性，风叶随着风向不停地旋转换向，因此造成风叶与尾翼旋转不平衡摇摆不定，遇強风和颭风时造成旋转阻力大，大都会折断尾翼和风叶。而大型风力发电机的风力机叶片，属悬臂梁结构受力模式，其运行时是靠偏航装置来转换风向的，但由于强风或颭风来时会造成瞬间高压失压停电保护，如风电场处理不及时会在短时间内因高压停电而风力发电机偏航系统无电压而停止工作，这样，在遇强颱风时极易折断风叶，造成具大的经济损失，这样的电力设备不仅对风速要求高且有着严重安全隐患，在城市使用确实也是不可能的。

垂直轴式风力发电机，叶片是环绕着垂直轴始终水平定向旋转发电的，她的运行风向可以从任何方向来，所以，无需尾翼；也没有偏航装置，其径向穿过风力机转子的风有两次与叶片交会的机会，也就是使叶片得到了两次截取风能的机会，这就表明垂直轴式风力机有高得多的风能利用系数，能更充分地截留风能，垂直轴形式的风力发电机相对水平轴形式的风力发电机，在风能利用和安全运行而言，相对有所进步，但目前面世的大多数垂直轴风力机，其叶片是垂直设置的，形状为长方体平板式，这种风叶能够最大限度地万向捕获风能，但由于特定的板状结构使得迎风面与背风面的动力系数差值不够大，导致驱动力矩不够大，因此，这类风力发电机比较水平轴形式的发功性能也就更差。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种花瓣状风叶垂直轴高效风力发电机，在同样风轮直径的条件下，聚风力和空气动力系数要大得多，产生的转动力矩也大；能完整地使风能得到二次利用；不会产生象水平轴风力发电机风轮旋转时叶尖高速扰动气流产生的噪音，发明的机械结构能实现风叶的角度调整，以达到控制转速的目的，提高了安全系数；并可以大大简化和减少安装工作量，大型设备在地面上便能实行对设备的维护和保养。

本实用新型的主要解决方案是这样实现的：

本实用新型风力发电机组的风叶均匀安装在轮毂的圆周上，在风叶与轮毂的联接的接口处设有定向滑槽及弹簧压板，弹簧压板压紧在风叶上，轮毂的芯轴装在卸载轴承座的轴承内孔中，卸载轴承座联接在机座的面板上，增速器联接在机座的面板下部，轮毂的芯轴联接在增速器的输入轴上，增速器的输出轴通过联轴器与发电机相联接，调节器将发电机安装在机座架上，发电机的固定和平衡由调节器调控，机座的底板与风力机塔架上的面板相联接，避雷器装在轮毂的上端面。

本实用新型风叶形状为花瓣状，风叶二端大小为横向式，其一面为凹陷流线形，另一面为凸面；其凸面为小于90度的锐角；在风叶上设有叶筋，叶筋主要增加风叶的强度。

本实用新型与已有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单、紧凑，合理；能在同样风轮直径的条件下，其聚风力和空气动力系数要大得多，产生的转动力矩也大，即使在增速比较大的情况下，在三级风时就能起动发电；既能完整地使风能得到二次利用，而求取动力系数的差值也能发挥得淋漓尽致；

2、能实现风叶的角度调整，以达到控制转速的目的，并可以大大简化和减少安装工作量，大型机组可在地面上实行对设备的维护和保养；不会产生象水平轴风力发电机风轮旋转时叶尖高速扰动气流产生的噪音和风叶因抗强而折断，能真正提高安全系数，使得适合安装应用的场所更为广泛；