[实用新型]垂直轴风力机叶轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力机，具体的说，涉及一种垂直轴风力机叶轮。

背景技术

风能的利用已有数千年的历史，目前，风力发电取得了引人注目的成就，中国近几年风能利用也进入快速发展的阶段，目前运行的风力发电机组以水平轴三浆叶风力机为主流机型，这种机型已有1500KW进入商业运行，受水平轴浆叶的限制，水平轴风力机再向大容量发展很艰难；水平轴风力机浆叶存在下列不足：1、单个浆叶体积庞大，质量重，结构复杂，制造、运输、安装难度大；2、捕捉风能效率低，切入风速高，有切出风速，功率特性差；3、塔筒高，机舱高，主要设备在机舱，限制了大容量机组的发展，运行维护不易；4、需风向标、测风仪、偏航系统、解缆，控制程序复杂；5、主要设备在机舱，测量、监控数据多、控制系统复杂，停机概率高；6、浆叶造价高，机组成本高。

全世界很多科研机构正将研究方向指向垂直轴大型风力机，而垂直轴风力机的关键所在则是叶片；为了攻克这个难题，人们一直在寻找一种新的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，从而提供一种结构简单、设计科学合理、风能利用率高的垂直轴风力机叶轮。

本实用新型的目的是通过下面的技术方案来实现的：

一种垂直轴风力机叶轮，该叶轮包括轮毂、浆骨架、叶片和安装有叶片的叶片轴，所述轮毂上固定有至少四组浆骨架，所述浆骨架上设置有至少两个叶片框架，所述叶片轴安装在叶片框架上。

基于上述，该叶轮还包括有调节控制机构，所述调节控制机构设置在叶片轴上。

基于上述，所述叶片位于叶片轴上部的面积大于所述叶片位于叶片轴下部的面积。

基于上述，所述浆骨架呈扇形。

基于上述，所述叶片轴两端设置有限位轴档。

基于上述，所述叶片轴水平安装在叶片框架上。

本实用新型相对于现有技术具有实质性特点和进步性，具体的说，该垂直轴风力机叶轮优点：

1)、叶片制造工艺简单，制作、运输、安装、维护方便；

2)、叶片数量可多可少，叶片面积可大可小，设计灵活、方便；

3)、切入风速小，无切出风速，接收风能多，风能利用率高；

4)、电机体积不受限制，无需增速箱，机械损失少；

5)、控制策略简单，提高可靠性，提高设备利用率；

6)、无需偏航、解缆，减少控制环节；

7)、叶轮制造成本降低，风力机组成本降低；

8)、便于推广、普及。

附图说明

图1是本实用新型的安装使用结构示意图；

图2是本实用新型所述浆骨架与叶片、叶片轴的安装结构示意图；

图3是本实用新型所述叶片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明：

如图1所示，一种垂直轴风力机叶轮，该叶轮包括轮毂1、浆骨架2、叶片3和安装有叶片3的叶片轴4；

所述轮毂1上固定有四组浆骨架2，所述浆骨架2上设置有至少两个叶片框架5，所述叶片轴4水平安装在叶片框架5上。

基于上述，如图2所示，所述浆骨架2为钢构架，呈扇形；可根据风机容量、面积大小和承受力，设计浆骨架2的大小、形状；

该叶轮还包括有调节控制机构7，所述调节控制机构7设置在叶片轴4上；所述调节控制机构7是控制系统的执行机构，在计算机的指令下对叶片的旋转空间进行限制，以达到控制叶片转速及其功率，保证机组安全、可靠运行；可在0度—90度之间任意调节叶片3的角度，即控制叶片使其转动角度范围介于与地面平行方向和与地面垂直方向之间。

所述叶片轴4两端设置有限位轴档6，以使叶片3的横向活动空间受所述限位轴档6的限制，同时，可限制叶片3的转动角度在0度—90度之间，即使叶片转动范围介于与地面平行方向和与地面垂直方向之间。

基于上述，如图3所示，所述叶片3一面呈弧面；所述叶片3位于叶片轴4上部的面积大于所述叶片3位于叶片轴4下部的面积。

所述轮毂1为钢结构，呈圆筒状。

由浆骨架2构成的、形状不一的叶片框架5内安装可旋转的叶片3。

所述叶片3是捕捉风能的关键部件，可由GFRP材料、塑料或帆布等制成，其形状由浆骨架2上的叶片框架5的大小、形状而定；叶片3与浆骨架2通过叶片轴4连接，叶片轴4与地平面平行设置，叶片3可依叶片轴4旋转，叶片3位于叶片轴4上部的面积大于叶片3位于叶片轴4下部的面积。