[实用新型]垂直轴风力机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力装置，尤其是叶片沿水平方向旋转，轴垂直地面的垂直轴风力机。 

背景技术

当前的风力机，有的结构简单，但是难以做大；有的可以做大，但是构造复杂，效率低。 

发明内容

为了将风力机做大做强，提高风叶的受力面积，提高风能的利用率，本实用新型提供一种垂直轴风力机。风力机的每一个风叶都可以自转，在旋转到不同的方位，都可以有效地采集风能或者回避风的阻力。并且结构简单，风叶容易做大，风能利用效率高，容易制造和安装，机械效率高。 

 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将风力机分为支撑系统、风轮系统和控向系统三部分。

 支撑系统用来支撑整个垂直轴风力机，有基座、风塔、大轴等部件组成。基座在地面下，上面设置有风塔，在风塔顶部设置有大轴。大轴上安装有风轮系统的轴套以及控向系统的控向轮。

 风轮系统用来承受风力，将风能转化为动能，有3~8个风叶、曲轴、风叶臂和轴套等部件组成。风叶呈矩形，可以分为上下两部分（也可以只用上部分或者下部分），中部设置有曲轴连接。曲轴两端主轴颈安装在风叶臂的一端，中间连杆颈与控向系统的连杆连接。风叶臂的另一端安装在轴套上。曲轴中主轴颈和连杆颈两轴心的距离假设为a 。

 控向系统用来根据采集到的风向信息，来控制风叶与风叶臂的夹角，使得整个风轮系统有效地承受风力，能够持续地按照一个方向旋转，将风能转化为机械能。控向系统有连杆、控向轮、控向轨、导向标等部件组成。连杆的一端与风叶中的曲轴连接，另一端与控向轮上的控向轨连接。控向轨采用渐开线设计，在连杆随风叶臂一起旋转的过程中，使得连杆有目的地进行伸长和缩短，通过控制风叶中的曲轴，控制风叶与风叶臂在不同方位都有一个合适的夹角。控向轮安装在大轴上，上面设置有导向标，采集方向信息，并借助风力控制控向轮的方向。这样，使得整个风轮系统在旋转过程中，风叶与风叶臂在不同方位都有一个合适的夹角，能够有效地采集风能和回避风的阻力，能够持续地按一个方向旋转，连续地将风能转化为机械能。

 本实用新型的有益效果是，风叶都可以自转，整个风轮系统在旋转过程中，能够有效地采集风能和回避风的阻力，能够持续地按一个方向旋转，连续地将风能转化为机械能。构造简单，风能利用率高，容易做大做强。

 附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

 图1是本实用新型的正面构造图。

 图2是垂直轴风力机的俯视构造图。

 图3是控向系统中控向轮的构造图。

 图4是垂直轴风力机第二个实施例的俯视构造图。

 图5是控向轮第二个实施例的构造图。

 图6是控向轮第三个实施例的构造图。

 图中1、基座，2、风塔，3、大轴，4、风叶，5、曲轴，6、风叶臂，7、轴套，8、连杆，9、控向轮，10、导向标，11、控向轨，12、内控向轨，13、外控向轨。

 并假设风的方向在图1中为从左向右，在图2至图6中为从上向下，风轮的旋转方向为顺时针。

 具体实施方式

在图1中，基座与风塔连接，在风塔顶部设置有大轴。轴套、控向轮安装在大轴上。风叶中的曲轴两端主轴颈与风叶臂连接，中间连杆颈与控向系统的连杆连接。风叶臂的另一端安装在轴套上，连杆的另一端与控向轮连接。控向轮上面设置有导向标。

 在图2中，风轮系统中设置有八个风叶，风叶安装在风叶臂的一端，风叶臂的另一端连接在轴套上，控向轮上面设置有导向标，导向标指示风向。

 在图3中，控向轮上有控向轨，控向轨分为AB、BC、CD、DA四段渐开线，从 A 处到 B 处，半径向外增加一个长度大约为a，a为风叶中曲轴两轴心的距离；从 B  处到 C 处，半径向外增加一个长度大约为a；从 C 处到 D 处，半径向内减少一个长度大约为a；从 D 处到 A 处，半径向内减少一个长度大约为a ，并且各节点采用平滑处理。

 在图4中，风轮系统中设置有六个风叶，风叶安装在风叶臂的一端，风叶臂的另一端安装在轴套上。