[发明专利]具有自导向的垂直风叶及使用该垂直风叶的风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及发电机叶片，更具体地说，尤其涉及一种具有自导向的垂直风叶；本发明还涉及使用该垂直风叶的风力发电装置。

背景技术

传统的风力发电装置的由垂直转轴带动其连动的发电盘转子转动发电，其沿垂直转轴周边均布设置的若干垂直叶片通过水平放射状的上下横杆固定，其中上下横杆只是起到连接固定作用。叶片由规则型材式，当风力正对垂直风叶作用时，对产生对转轴的径向集中受力并不能实现有效的风能转化，而且其集中受力容易至整体的风力发电装置损坏。而且，规则型材式垂直叶片的单位受风面积为定量式，造成对启动风速的限定。传统的垂直风力发电装置的风叶通常受风面积大，具有较好的风机效率，但当遇到很强烈的台风时，由于对叶片没有一个缓冲力，从而受到破坏性强风时很容易遭到损坏，也很容易因为抵抗不了如此巨大的风力而折损，对发电造成一定的破坏性影响，而在现有公开的风力发电装置中，大多装置的结构复杂且抵抗不了强风，当遇到紧急情况时将会很难控制；因此，如何解决以上情况为亟待解决问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、启动风带低、连接稳定且能充分满足低风速启动的具有自导向的垂直风叶。

本发明的另一目的在于提供一种结构简单，不易损坏能抵抗强风且使用上述垂直风叶的风力发电装置。

本发明的前一目的是这样实现的：一种垂直风叶，包括垂直设置的垂直风叶，垂直风叶包括左侧迎风端和右侧受风端，其中所述的垂直风叶外侧面设有受风凹槽，所述受风凹槽由右侧受风端延伸到左侧迎风端。

上述的垂直风叶，所述的受风凹槽的左侧迎风端不低于右侧受风端。

上述的垂直风叶，所述的受风凹槽的上下槽边在右侧受风端呈相离开口状态，在左侧迎风端相交呈封闭状态；使受风凹槽增加受风导向和减小反向作用力对垂直风叶的风阻系数的技术效果。

上述的垂直风叶，所述的受风凹槽由右侧受风端呈螺旋向上延伸到左侧迎风端；呈螺旋向上的受风凹槽实现向上导向具有上升力的技术效果；使其向上导向具有上升力以抵销叶片整体自重荷载，实现自悬浮上升力的技术效果。

上述的垂直风叶，所述的受风凹槽由垂直风叶外侧面呈流线形过渡形成；实现在减小反向作用力对垂直风叶的风阻系数的技术效果。

上述的垂直风叶，垂直风叶由垂直方向分体成多块条形型材扣合构成；其中的扣合边的轴向设有卡扣槽和卡扣相适配卡扣扣合实现插设卡扣组合方便的技术效果；其中拼合型材缩小了模具的尺寸，而且拼合连接边增强了中部的强度和重量以满足低速启动发电和抗强风的技术效果。

本发明在采用上述结构后，通过在垂直风叶的外侧面设置若干由右侧受风端延伸到左侧迎风端的受风凹槽；正对垂直风叶时作用的风力通过受风凹槽实现自动导向为转动方向的技术效果；等距设置的受风凹槽有效地增大垂直风叶的受风面积，实现增加风力利用效率以满足低速启动发电的技术效果；同时受风凹槽具有风向自动导向的技术效果。

本发明的后一目的是这样实现的，一种风力发电装置，包括上述的垂直风叶、垂直定轴、垂直转轴、发电盘、上下转盘和上下水平固定杆，垂直转轴通过上下转盘定位在垂直定轴上，发电盘的转子与下转盘连动，其中上下水平固定杆内端对应与上下转盘固定连接、外端设有弹性伸缩连杆，弹性伸缩连杆的外端分别与垂直风叶固定连接。

上述的风力发电装置，所述弹性伸缩连杆包括左右对称分叉状，其外端分别与垂直风叶的两侧固定连接。

上述的风力发电装置，所述的弹性伸缩连杆包括内主套管、外主套管、伸缩杆和弹簧，所述的伸缩杆两端分别定位在内主套管和外主套管中，所述的弹簧套设在内主套管和外主套管之间的伸缩杆上，弹簧外端与外主套管之间设有调节螺母。

上述的风力发电装置，所述的水平固定杆的外端设有轴向的卡槽，所述内主套管内端设有连接端插设在卡槽中通过径向螺钉固定。

本发明采用上述结构后，通过在上下水平固定杆外端上设置弹性伸缩连杆，当突遇到强风时，弹性伸缩连杆的内主套管和外主套管随伸缩杆被压缩，其中的弹簧提供压缩弹力，有效缓冲和化解强风对垂直风叶产生的集中应力，弹簧的弹力使内主套管和外主套管即时复位，保证垂直风叶垂直均衡状态的效果；在水平固定杆外端与弹性伸缩连杆连接外端设轴向的卡槽，并将弹性伸缩连杆的内主套管内端插设在其内，通过径向螺钉紧固，保证了连接更稳定更合理的效果；将伸缩装置设置成左右对称结构并通过螺钉固定在垂直风叶，保证了垂直风叶均衡受力固定，在正常运转和受到强风力时不会导致垂直叶片的中心偏移而损坏，有效的保证了发电装置的寿命；调节螺母调节垂直风叶的均衡状态。

附图说明