[发明专利]双叶片立轴风力机

说明书

技术领域：

本发明属于风能发电设备技术领域，具体涉及一种双叶片立轴风力机。

背景技术：

风能是一种取之不尽、用之不竭的新型能源，具有良好的应用前景和开发潜力。我国的风能资源比较丰富，大力发展我国的风电事业符合我国的可持续发展战略。风力机是将风能转换为机械能的动力转换装置，它通过与气流的相互作用，输出有效的转矩和转动，驱动工作机械运转。现有的风力发电机主要使用水平轴高速风轮，其主要缺点是需要有较高的启动风速，并且需要根据风向的变化调整风轮的朝向。立轴风力机不需要调整风轮的朝向。

公知的垂直轴竖翼多叶片风力机(见中国专利：CN200720084129.0)和风帆式风力动力装置(见中国专利：CN92236222.X)通过随风调节竖翼上的叶片转角控制竖翼的气流通断来吸收任何方向的风力，降低了启动风速，但缺乏控制风力机转速的机制；由于竖翼转动一周，叶片绕转轴开合转动一次以及气流通道的变化会产生噪音，风速较大时，竖翼高速转动产生的工作噪音会更大。公知的升力、阻力联合型垂直轴风力机(见中国专利：CN200410067575.1)利用导流板和导流装置改变气流的分布使叶片能利用气流的升力和阻力做功，达到了降低风力机启动风速和提高工作效率的目的。然而，其导流装置结构庞大、成本高，且需要随风向变化，存在运动惯量大、控制功率大的问题。

发明内容：

本发明的目的在于改善现有垂直轴风力发电机的不足，提供一种双叶片立轴风力机，使其既降低垂直轴风力机对工作风速的要求，又具有较高的工作效率，同时具有控制风力机转速的功能。

本发明所提供的双叶片立轴风力机，由叶片2、工字形支架、柔性轴6、弯管19、传动箱、增速箱和叶片方位调整机构组成，所述叶片2的轴垂直安装在所述工字形支架上，所述传动箱箱体17的上部与所述工字形支架固定联接，所述传动箱箱体的下部与所述增速箱的垂直空心轴15固定联接，所述传动箱箱体的两侧分别由弯管19与工字形支架加固联接，形成可绕垂直空心轴15轴线旋转的回转机架，所述垂直空心轴15通过轴承安装在位于传动箱下方的机座8上，所述柔性轴6穿过弯管19将叶片2的轴端和传动箱的齿轮轴18连接，所述传动箱中心齿轮轴7穿过垂直空心轴15与所述叶片方位调整机构的蜗轮12固定联接，所述叶片2是两个结构相同的叶片，对称安装于立轴3的两侧，相位差为90°，具有S形断面的直纹曲面，直纹方向平行于叶片的回转轴线，叶片的S形断面是关于叶片回转轴线反对称的。

所述的工字形支架是由上转臂1、下转臂4和立轴3固定联接而成，结构完全对称于垂直空心轴15的回转轴线。

所述叶片2的轴向均布有等强度的加强筋，叶片的轴径通过轴承与上转臂1、下转臂4连接，能相对于工字形支架转动。

所述传动箱由箱体17，中心齿轮轴7和两个结构相同的齿轮轴18组成，所述传动箱箱体17内的两个齿轮轴18的锥齿轮左右对称位于中心齿轮轴7的两侧，同时与中心齿轮轴7的锥齿轮啮合，齿轮轴18与中心齿轮轴7的齿数比为2。

所述增速箱由机座8、空心轴15、大锥齿轮16和输出齿轮轴9组成，所述大锥齿轮16与空心轴15固定联接，所述输出齿轮轴9的轴线水平并通过轴承支承在机座8中，所述大锥齿轮16和输出齿轮轴9的锥齿轮啮合形成增速传动。

所述的叶片方位调整机构由风向风力传感器20、电机13、蜗轮12、蜗杆11和中心齿轮轴7组成，所述电机13安装在机座8上，所述电机13轴与蜗杆12轴固定联结，所述风向风力传感器20单独安装在一根立柱上，所述电机13通过蜗杆11传动驱动中心齿轮轴7转动，调整叶片的方位。