[实用新型]一种垂直轴风机风罩装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力驱动的动力装置，尤其是一种垂直轴风机风罩装置。

背景技术

风力发电被称为清洁能源并能起到很好的环保作用，但随着越来越多大型风电厂的建立，一些由水平轴风机所引发的问题开始凸显，如设计的缺陷导致在高速下旋转的叶片切割气流产生很大的气动噪音，很多鸟类在这样的高速叶片下也很难幸免。特别是其发电机安装在顶部，对支柱的要求高，安装及维修均不够便利。随着科技的发展和人类认识水平的不断提高，垂直轴风机以其在节能环保和性价比上的突出优势，得到越来越多机构的重视并在积极的研发过程中取得了长足的发展。成熟的垂直轴风机基于其先进的设计方法，弥补了水平轴风机的主要缺陷，具有无噪音、支柱轻便、安装及维修容易等优点，突破了传统水平轴风机系统“风小时转，风大时停”的低效模式，同时避免了电流时断时续对电网的冲击，具备了更加广阔的市场应用前景。但是，由于垂直轴风机的风叶以垂直轴为中心在水平面旋转，当一边叶片在做功时，另一边叶片将遇到风阻，抵消了部分风能，极大地降低了风能的充分利用。虽然中国专利ZL200420040915.7和ZL200920071612.4在克服上述不足方面有些尝试，但是仍然存在一些问题，中国专利ZL200920071612.4的风机风罩开口小，风机叶轮只能在四分之一风罩开口的风能推动下工作；中国专利ZL200420040915.7风机风罩在来风方向呈流线形，但是风向不是固定的，当侧向有风吹时，风机风罩将增大装置的风阻，使得基座承受较大外力。以上这些改进存在的主要问题是其结构仍较为复杂，加工、安装和维修仍不够便利，随风转动也不够灵活。此外，它们均增大了设备的风阻，当风力达到一定程度时，设备容易损坏。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有垂直轴风力机的不足之处，提供一种结构简易，加工、安装和维修均较便利，且转动灵活，当一边风叶做功时，另一边风叶受风阻力较小，进而降阻、降耗的高效垂直轴风机风罩装置。

本实用新型的目的可以通过实施以下技术方案来实现：

在常规垂直轴风机的主轴上设有一个覆盖于风机叶轮外围且占由若干风机叶轮所构成圆周面的四分之一至二分之一的圆弧形风罩，该圆弧形风罩的上部面板和下部面板分别与所述主轴对应处活动连接，在圆弧形风罩的上部固定连接有一个导风尾翼。本实用新型还可以进一步通过采用下列措施获得更佳的技术效果：将上述覆盖部分风机叶轮的圆弧形风罩的圆弧部设计成流线形，以便于风力顺畅地从其外表面通过；将所述圆弧形风罩的圆弧部设计成由若干百叶片叠加组合而成，以利于减少其整体风阻；在上述圆弧形风罩的上部面板和下部面板与所述主轴的活动连接处分别设有上向心球轴承和下向心球轴承；在上述圆弧形风罩的下部面板与所述主轴的活动连接处设置的下向心球轴承下方还可以设置一个平面轴承。 

本实用新型与现有技术相比较，具有结构简易，加工、安装和维修均较便利，且转动灵活，当一边风叶做功时，另一边风叶受风阻力较小，进而具有降阻、降耗和高效等特点。

附图说明

图1为本实用新型实施例风罩装置纵向剖面结构示意图。

图2为本实用新型实施例风罩装置横向剖面结构示意图。

图3为本实用新型实施例风罩装置局部放大示意图。

具体实施方式

在常规垂直轴风机的主轴1上活动连接有一个圆弧形由若干导风百叶片2组合叠加而构成的流线形风罩3，该风罩3覆盖于风机叶轮4的外围，且占由风机叶轮4所构成圆周面的二分之一，风罩3的上部固定连接有一个导风尾翼5。在上述垂直轴风机主轴1与流线形风罩3的上部面板活动连接处设有上向心球轴承8，与流线型风罩3的下部面板活动连接处分别至上而下地设有下向心球轴承7和平面轴承6。当风从某一方向吹来时，由于导风尾翼5的导向作用，使得由导风百叶片2组成的风罩3转动到正对来风方向。此时，未被风罩3遮挡的一边风机叶轮4在风力作用下做功发电，另一边风机叶轮4由于被风罩3所遮挡，因而不会产生风阻而做负功，从而提高风能利用率，达到降低风阻和能耗目的。同时由于来风方向的不确定性，当装有导风百叶片2的风罩3正对来风向时，侧向吹的风可以从导风百叶片2的间隙处通过，使得风罩3承受的风阻最小，降低设备维护成本，延长设备的使用寿命。垂直轴风机主轴1与流线形风罩3的上部面板和下部面板活动连接处分别设置的平面轴承6、下向心球轴承7和上向心球轴承8，使得风罩3在垂直轴风机主轴1上转动更为灵活，也进一步减少了由摩擦引起的能量损耗。