[发明专利]百叶窗式垂直轴阻力型风力机

说明书

一技术领域

本发明属于风力发电领域中的垂直轴阻力型风力发电机。

二背景技术

1典型阻力型风力发电机

典型阻力型风力机产生转矩是因为其叶片两面有不同的阻力系数，在静止时其比值在1/2左右，其叶片在迎风与阻力位置的面积是不变的。这使得典型阻力型风力机产生的速度和力矩都很小，效率很低。

2一种垂直轴风力发电的采风装置(专利号ZL201220026570.4)

“一种垂直轴风力发电的采风装置”有下面一些缺点：

(1)“一种垂直轴风力发电的采风装置”上部不可伸缩的直角叶轮外壳，存在较大的阻风面积，影响其效率的提高；

(2)“一种垂直轴风力发电的采风装置”的活动叶片的转轴在叶片的边缘，其在水平位置时紧挨着下面的固定叶片，因而在风雪或风沙的天气中容易在活动叶片和固定叶片之间存入雪或沙子造成风力机不能正常工作或加速风力机的损坏；

(3)“一种垂直轴风力发电的采风装置”没有自起动设置；

(4)“一种垂直轴风力发电的采风装置”没有减速或停机控制设置。

三发明内容

1采用动板结构，使百叶窗式垂直轴阻力型风力机的扇叶在对称位置时的迎风面积和阻力面积产生明显变化，其比值可达到几百比一。因此，风力机的转动力矩和最高转速都比典型的阻力型风力机高得多。具体实施是四个百叶窗式的扇叶框架(4)内都有间隔安装、成一竖列的多个动板(3)和定板(2)组成(见图1)。定板板面与地面平行，动板有轴可以转动(见图4)。先动叶片(7)在迎风时产生转动力矩经斜齿轮箱(5)、先动转臂(9)等传递给动板，在动板宽侧迎风扬起与上下的定板或扇叶框架上下内侧面同时接触，形成阻风通过而产生最大转动力矩的效果；在动板窄侧迎风时动板落到与动板托板(13)接触，同时与定板平行的位置，使空气最大可能地通过扇叶框架而阻力最小。

2采用先动叶片通过斜齿轮箱对动板进行控制的结构大大减小了控制系统的阻风面积，同“一种垂直轴风力发电的采风装置”相比，显著降低了控制系统的阻风面积。

具体实施方案是先动叶片(7)铰连在叶片转柄(15)上，叶片转柄装在斜齿轮箱(5)顶部伸出的齿轮轴上，叶片有轴可以在叶片转柄上转动。当到达迎风位置时，原本接近水平、倾斜放置的先动叶片，被风吹动在叶片转柄上转动而立起，产生大的阻风面积(见图5)，叶片转柄被转动，通过斜齿轮箱、先动转臂、转柄协动板、动板转柄使动板扬起(见图1)。而转到风吹不到的角度时，先动叶片落下，阻风面积又变成很小。

3动板的转轴位置作出了改变，同“一种垂直轴风力发电的采风装置”相比既在动板转动半径不变的情况下增大了面积，提高了效率，又没有吹风死角而具有了抗风雪和抗风沙的功能。

具体实施方案是动板的转轴不在最边缘(见图4)，而在中心线稍偏开一些的位置。这使得当动板与定板平行时，二者之间存在较大间隙，在最大阻风位置时，风会从动板和定板之间的间隙通过，把雪，或沙等全部吹掉。在动板宽侧转动半径不变的情况下，转动面积(增加了窄侧的面积)又有较大增加，因而提高了效率。

4采用顶部动板通过自起动杆控制动板的结构，使风力机具有自启动功能。

具体实施是当本发明的风力机在静止状态遇到一定强度的风时，处于较大迎风面积的顶部动板(见图1)被风吹起，并通过自起动杆带动动板扬起而实现自起动。

5设置了动板控制器，可根据需要调节动板的上扬幅度，以控制发电功率和停机。

具体实施(见图3)是在顶部动板下安装动板幅度控制器，动板幅度控制器由微型电机驱动，而微型电机可由电脑或外接摇控装置控制其动作，限制顶部动板和动板最大扬起上限。当动板幅度控制器的顶杆在最低位置时，动板的动作幅度最大，而动板幅度控制器的顶杆在最高位置时，动板被限制在水平位置，则风力机迎风面积与阻风面积相同，转动力矩几乎消失，可以轻松实现停机。当动幅度控制器的顶杆在最高与最低之间的某个位置时，动板和顶部动板则打开相应的角度，实现减小转动速度的目的。

四附图说明

图1为本发明的结构示意图主视图；

图2为俯视图纸；

图3为图1中的A-A剖视图；

图4为动板结构示意图；

图5为先动叶片未立起示意图；

图6为图5的B向视图

图7为先动叶片立起示意图；

图8为图7的C向视图。