[发明专利]一种垂直轴风力发电机有效
申请号: | 201110298754.6 | 申请日: | 2011-09-28 |
公开(公告)号: | CN102367782A | 公开(公告)日: | 2012-03-07 |
发明(设计)人: | 周阳 | 申请(专利权)人: | 上海庆华蜂巢建材有限公司 |
主分类号: | F03D3/06 | 分类号: | F03D3/06;F03D3/02 |
代理公司: | 上海新天专利代理有限公司 31213 | 代理人: | 王敏杰 |
地址: | 201706 上海*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 垂直 风力发电机 | ||
技术领域
本发明涉及一种风力发电机,尤其是一种垂直轴风力发电机。
背景技术
把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电力动能,这就是风力发电。风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三米的微风速度便可以开始发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电不需要使用燃料,也不会产生辐射或空气污染,是一种环保的能源获得方式。公知的风力发电机一般分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机,水平轴风力发电机受风向变化影响较大,一般要加装风轮转向装置才能适应风向变化,使其机械结构复杂,且有能量损耗在风轮转向过程中。垂直轴风力发电机受风向变化影响较小,风能利用率较高,但是由于其风能利用率较高造成对风轮结构强度的要求较高,在风力过大时容易损坏。
发明内容
针对现有垂直轴风力发电机所存在的问题,本发明提供一种风轮叶片可闭合的垂直轴风力发电机。
本发明解决技术问题所采用的技术方案为:
一种垂直轴风力发电机,包括支撑轴和风轮,所述支撑轴垂直于地面,所述风轮旋转方向与地面平行,所述风轮与所述支撑轴连接,其中,所述风轮包括一对平行设置的扁平状支撑部件,所述一对支撑部件横截面中心设有通孔;
所述支撑轴横截面形状与所述一对支撑部件横截面中心的通孔匹配,所述支撑轴插入所述一对支撑部件横截面中心的通孔,并贯穿所述一对支撑部件,称位于所述支撑轴上部的支撑部件为上支撑部件,位于所述支撑轴下部的支撑部件为下支撑部件;
所述一对支撑部件之间设有长条状叶片,所述叶片有多片,所述多片叶片一端与所述上支撑部件连接且连接部位均匀分布于所述上支撑部件横截面周向,另一端与所述下支撑部件连接且连接部位均匀分布于所述下支撑部件横截面周向;
所述长条状叶片包括上端面、下端面、迎风面和受风面;
所述多片叶片的上端面于迎风面一侧边线围成所述上支撑部件横截面周线形状,所述多片叶片下端面于迎风面一侧边线围成所述下支撑部件横截面周线形状;
所述多片叶片的受风面围成腔体,所述腔体容纳所述支撑轴,且不妨碍所述支撑轴自由转动;
所述多片叶片中的每片叶片与所述上支撑部件及所述下支撑部件连接部位有旋转装置;
所述旋转装置内设有定位部件,所述定位部件锁定所述旋转装置。
上述垂直轴风力发电机,其中,所述一对平行设置的扁平状支撑部件为圆环形且大小相同,所述叶片为柱形体;
所述圆环形支撑部件以多条连接其外圆和内圆的等分线分成与所述多片叶片数相同个等分,取其中一条等分线称为当前等分线,所述当前等分线与所述圆环形支撑部件外圆的交点称为所述当前等分线的外节点,所述圆环形支撑部件外圆上所述当前等分线的外节点的逆时针方向的前一个由其他等分线与所述外圆相交形成的外节点称为所述当前等分线的前节点;
所述柱形体任一端面包括头部和尾部,所述头部为圆形,所述圆形头部直径等于所述圆环形支撑部件的外圆半径减去内圆半径之差,所述圆形头部的圆心位于一条所述等分线中点,称一端面圆形头部位于所述当前等分线中点的柱形体为当前柱形体,该端面为当前端面,称当前柱形体沿圆环形支撑部件逆时针方向的第一个所述柱形体为第二柱形体,称当前柱形体沿圆环形支撑部件逆时针方向的第二个所述柱形体为第三柱形体,所述当前等分线的外节点通过一条圆弧与所述当前等分线的前节点相连称为外圆弧,做一圆形,使该圆形与所述当前端面的所述圆形头部外切,与所述第二柱形体的与所述当前端面同一平面内的端面的所述圆形头部内切,并与所述第三柱形体的与所述当前端面同一平面内的端面的所述圆形头部外切,以该圆形与所述当前端面的所述圆形头部的切点至所述当前等分线的前节点截取圆弧,称该段圆弧为内圆弧,所述外圆弧与所述内圆弧于所述当前等分线的前节点处相交形成所述当前端面的尾部,所述外圆弧半径与所述圆环形支撑部件外圆半径相等,所述外圆弧与所述内圆弧及所述圆形头部自所述当前等分线外节点顺时针至所述内圆弧与所述圆形头部切点处截取的圆弧围成所述当前端面;
所述任一柱形体上下端面的圆形头部圆心与相邻的所述支撑部件铰接,所述任一柱形体以其所述上下端面的圆形头部的圆心连线为轴枢转。
上述垂直轴风力发电机,其中,所述任一柱形体与所述支撑部件铰接部位设有与所述柱形体联动的从动齿轮,所述从动齿轮平行于所述支撑部件,且与其所属柱形体的任一端面的圆形头部同心,所述支撑轴设有驱动齿轮,所述从动齿轮与所述驱动齿轮啮合。
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