[实用新型]一种垂直轴动力风机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风机，特别是一种垂直轴的风能动力风机，属风力发电技术领域。

背景技术

风力发电机根据主轴安装方位分为水平轴和垂直轴，相比之下应用较为普遍的是水平轴风力发电机。水平轴发电机尽管应用普遍，但结构上存在一些问题，如：需要偏航、对桨等迎风和控制迎风面增大阻力差的结构，这使发电机的结构复杂、占用零部件多且容易造成故障。基于水平轴发电机的结构缺陷，近年来，垂直轴发电机技术发展迅速，应用日益广泛。垂直轴发电机通过对叶片结构的优化设计，可增大风阻，提高风阻力差，因无需偏航、变浆装置，结构相对简单。垂直轴发电机关键技术是叶片的设计，叶片结构形状直接影响风能利用效率。因此改进叶片结构、提高风能利用率是业内人士不断研究的课题。

实用新型内容

本实用新型用于克服已有技术的缺陷而提供一种风阻力差大、风能利用率高的垂直轴动力风机。

本实用新型所称问题是由以下技术方案解决的：

一种垂直轴动力风机，其构成包括基架、主轴和叶片组件，主轴安装在基架上，其特别之处是：所述叶片组件包括叶片框架、叶片轴、叶片和叶片翻转限位挡块，其中，叶片框架由连接板对称固定在主轴两侧，各叶片轴沿水平方向穿过主轴及两叶片框架且与两叶片框架、主轴转动配合，在各叶片轴两侧分别固定作用面相互垂直的叶片，位于同一叶片框架的叶片安装位向相同。

上述垂直轴动力风机，所述各叶片翻转限位挡块固定在叶片框架处，其位置与各叶片竖直状态时的下侧边对应。

上述垂直轴动力风机，所述叶片轴位于叶片上部，其中叶片轴轴线距叶片上沿尺寸a: 叶片轴距叶片下沿尺寸b为4～6：7。

上述垂直轴动力风机，所述叶片组件设置2-4套，各套叶片组件中的叶片框架相对主轴径向均匀设置、相对主轴轴向高低错落。

本实用新型针对提高风机叶片风阻力差，进而提高风力发电机风能利用问题设计了一种垂直轴动力风机，该风机主要改进体现在叶片组件结构上。所述叶片组件结构设计基于风具有极强的面积辨别力这一特点，在每根叶片轴上固定安装的两块相互垂直的叶片，且对叶片的转动角度予以限定，这样，当各叶片轴中的一块叶片受风面积最大时，另一叶片的阻力基本为零，实现风阻力差最大化，进而达到提高风能利用率的目的。此外，本实用新型具有结构简单、易于实现，制作成本低廉、用途广泛等特点。在发电、风磨、风泵、风电建筑一体化等领域，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是图1的A向视图；

图3是图1的B向放大视图。

图中标号含义如下：1.基架 ；2.主轴； 3. 叶片框架；4.叶片轴；5.叶片；6. 叶片翻转限位挡块；7.连接板；8.轴承。

具体实施方式

参看图1，本实用新型构成包括基架1、主轴2和叶片组件，主轴竖直安装在基架上。每套叶片组件包括两个叶片框架3，两叶片框架由连接板7对称固定在主轴两侧，数个叶片轴4沿水平方向穿过主轴及两叶片框架侧边且与两叶片框架侧边、主轴形成转动配合，在各叶片轴两侧以分别固定作用面相互垂直的叶片5，位于同一叶片框架上的叶片安装位向相同；在叶片框架上对应各叶片竖直状态时的下侧边位置设有翻转限位挡块6，当叶片位于竖直状态时，叶片的背风面与翻转限位挡块触接。所述叶片组件设置2-4套，各套叶片组件按照相同的结构设置，各套叶片组件中的叶片框架3相对主轴径向均匀设置、相对主轴轴向高低错落。在图1所示的实施例中，叶片组件设置两套，共四个叶片框架，每套叶片组件中设有五根叶片轴。

参看图3，叶片轴4位于叶片上部，使叶片以叶片轴轴线为界形成了下部面积大于上部面积的两块，其中，叶片轴轴线距叶片上沿尺寸a: 叶片轴距叶片下沿尺寸b为4～6：7，该结构叶片形成了下大上小面积之差，保证叶片在风力作用下翻转。为减小摩擦阻力，叶片轴与叶片框架之间设有轴承8。

参看图1、图2，本实用新型的工作过程如下：风向如图2中箭头所示，风吹到叶片上，叶片5相对叶片轴4翻转，同时带动主轴2顺时针转动。主轴右侧叶片框架为从动叶片框架，主轴左侧的叶片框架为主动叶片框架，主轴右侧叶片在风力作用下翻转至水平，同时主轴左侧叶片在风力及翻转限位挡块6的作用下呈竖直状态，由于主轴左侧叶片与风向垂直，主轴左侧叶片受风面积最大、主轴右侧叶片与风向平行受风面积最小（理论上为零），主轴左、右两侧叶片的风阻力差实现最大化；主轴前后两侧的叶片为翻转过渡状态。随着主轴转动，每套叶片组件中的叶片循环翻转，从而带动主轴转动，使风机发电做功。