[实用新型]垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型属于风力动力设备领域，特别涉及一种垂直轴风力发电机。

背景技术

风能作为清洁的永续能源，没有碳排放等环境成本，越来越受到人们的重视。目前的风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。垂直轴升力型的启动风速高，同时由于垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力，相对于制造成本高的水平轴风力发电机是一大优势。

目前，生产垂直轴风力发电机最多的是日本，还有英国、加拿大等国目前也在研制中，这些国家的大部分产品在风轮设计中多采用大叶片，并且叶片结构相对复杂，现场安装程序也偏多。另外，从力学方面分析，垂直轴风力发电机功率越大、叶片越大抗风能力就越差，因此，采用高效率的叶片结构是目前垂直轴风力发电机亟需解决的一大技术难题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种占地面积小、重量轻、启动风速低、噪音低、造型简单且气动性能好、效率高的垂直轴风力发电机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

垂直轴风力发电机，主要包括垂直型叶片、轮辐、主轴与发电机四个部分，其中，主轴与地面垂直竖立在底部塔架上，发电机固定在底部塔架上并与主轴连接；垂直型叶片通过轮辐与主轴相连，其特征在于：所述的垂直型叶片由叶片骨架和外覆面构成。

按上述方案，所述的垂直型叶片横截面呈机翼状。

按上述方案，所述的叶片骨架由横截面形状相同的内衬叶片沿竖向间隔安设并通过竖杆中间串接而成，所述的外覆面为大半外覆面，即在垂直型叶片的内侧面中部留有空挡，空挡长度为叶片长度的0.5～0.7，所述的内衬叶片呈扁平状，由此构成轻质半封闭垂直型叶片。

按上述方案，所述外覆面为金属片覆面或玻璃纤维覆面。

按上述方案，所述的垂直型叶片安设有3～6个，沿旋转圆周均布。

按上述方案，所述的垂直型叶片内腔中叶片骨架的各内衬叶片间安设有肋板。

按上述方案，所述的轮辐一端与主轴固联，另一端与叶片骨架的竖杆相联，同时在轮辐上铰接有一连杆，连杆的另一端与内衬叶片一端相铰接。

按上述方案，所述的轮辐上下设置2～3层。

本实用新型的有益效果在于：

与现有的垂直轴风力发电机相比，本实用新型的轻质半封闭垂直型叶片可有效提高风能的利用系数、降低启动风速；同时，轻质半封闭垂直型叶片自重轻、受力状况良好，噪声低，进一步加大了发电机的整体效率；本实用新型结构简单，占地面积小、宜于制作，特别适合在城市大楼顶部使用。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的正视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1中的内衬叶片与轮辐连接的局部放大视图。

图4为图3的俯视图。

图5为本实用新型一个实施例中垂直型叶片的横向剖视图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型的实施例进行说明，本实用新型并不局限于下述实施例。

垂直轴风力发电机主要包括垂直型叶片、轮辐3、主轴1与发电机8四个部分，其中，主轴与地面垂直竖立在底部塔架上，发电机固定在底部塔架上并与主轴连接；所述的垂直型叶片安设有4个，沿旋转圆周均布；垂直型叶片横截面呈机翼状，垂直型叶片由叶片骨架和外覆面7构成，所述的叶片骨架由横截面形状相同的内衬叶片5沿竖向间隔安设并通过竖杆6穿过内衬叶片中部的固定孔11相固联而成，所述的外覆面为大半外覆面，即在垂直型叶片的内侧面中部留有空挡，空挡长度为叶片长度的0.6，所述的内衬叶片呈扁平状，垂直型叶片内腔中叶片骨架的各内衬叶片间安设有肋板10，外覆面为金属片覆面或玻璃纤维覆面，由此构成轻质半封闭垂直型叶片。所述的轮辐一端通过连轴套2与主轴固联，另一端与叶片骨架的竖杆相联，同时在轮辐上铰接有一连杆4，连杆的另一端与内衬叶片大端的铰链孔9相铰接，轮辐上下设置2层，所述的轮辐由金属管构成。塔架与地面连接的支撑杆形成三角形稳定结构。

实际运行时，该风力发电机从各垂直型叶片的尾翼方向进风，逆时针旋转从而进行风能到电能的转化。