[发明专利]一种可水平转动引导风装置及垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种可水平转动引导风装置及垂直轴风力发电机。

背景技术

随着人们对能源需求的不断增多，尤其是对电力需求量的日益增大，而我国和许多国家发电主要还是靠煤炭、石油、天然气，俗称″火电″，和矿物质(核电)，它们都属于不可再生能源，对这些不可再生能源的无度掘采总有用尽的时候，且这些不可再生能源燃烧的过程中，不可避免的向大气中释放出大量的二氧化碳、粉尘和污染物质，人类赖以生存的空气受到了严重的污染，就中国来说很多省份每年PM2.5超标天数越来越多，因此治理环境刻不容缓。煤炭发电对大气污染最为严重所以人们想到了取之不尽用之不竭天然绿色能源-风能。

目前大型风力发电设备分为两种：一种是水平轴风力发电机；另一种是垂直轴风力发电机，垂直轴风电机通过实验产能微弱投入生产很少。技术比较成熟的是水平轴风力发电机，它是通过风力作用到三个对称的桨式叶片上，使叶片旋转形成扭矩，通过轮轴传递给机舱内的发电机组发出电能，但是它仍有诸多缺点。具体如下：

1、当风向突然发生变化时，由于叶片很长，转向突然加快会使叶片或水平轴和轴承损坏。

2、由于是三支桨式叶片，因此受风面积很小，大部分风能从其叶片之间流过，白白损失掉了，即使风接触到了叶片，由于是桨式叶面，所以它有一个角度的问题，因此风能又损失了一部分，还由于考虑到叶片的强度和可靠性，叶面最宽部位设在与轴相近的位置，这样一来力矩又小了很多。综上所述这些问题使得发电机获得的风能成倍递减。

3、由于三叶桨式风力发电机机箱、叶轮叶片全部安装在几十米、近百米高的铁塔顶部，所以安装起来困难；维修就更困难，因此无论是叶轮、叶片、增速箱和发电机及其所有的机舱内部构件，在加工制作的过程中都要求必须达到相当高的可靠性和精密度，大大的增加了它的制作成本。

由于三叶桨式风力发电机投资大、收益率低，就目前而言，三叶桨式风力发电机只能作为发电设备的一种补充。

发明内容

鉴于现有技术所存在的问题，本发明提供了一种可水平转动引导风装置及垂直轴风力发电机。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种可水平转动引导风装置包括上护板和下护板，所述上护板和下护板平行，所述下护板的下表面沿周向设有由多个齿牙形成的齿环，所述齿牙方向向下；

所述上护板和下护板之间沿竖直方向设有多个第一导风板，每个所述第一导风板均呈弧形，所述第一导风板的顶端与上护板的下表面固定连接，所述第一导风板的底端与下护板的上表面固定连接；

所述上护板和下护板及所述第一导风板形成第一圆柱形结构；

在所述第一圆柱形结构的一侧还连接有进风通道。

本发明所述可水平转动引导风装置可以用于垂直轴风力发电机并且可以显著提高发电能力，通过进风通道以及设有的多个第一导风板和多个第二导风板的合理设置，本发明所述可水平转动引导风装置具有良好的导风引风效果，设有的齿环可以方便与其他装置连接，可以根据实际情况制作成不同型号，广泛应用于风力发电领域。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，进风通道包括弧面结构，所述弧面结构包括两个端部和一个开口侧，弧面结构的开口侧与上护板的外壁和下护板的外壁固定连接，所述弧面结构的一端为进风口，另一端与所述第一圆柱形结构连通。

进一步，所述弧面结构和由上护板、下护板及多个第一导风板形成的第一圆柱形结构一起形成了蜗壳形结构；所述弧面结构的内部设有至少一个第二导风板，每个所述第二导风板均成弧形，所述第二导风板的末端固定在上护板和下护板之间，所述第二导风板的前端固定在进风口内；多个所述第一导风板和多个第二导风板及弧面结构的末端排列在一起形成弧形，所述弧形的弧长为所述弧形所在圆的周长的2/3。

采用上述进一步方案的有益效果是：

1、本发明所述可水平转动引导风装置，通过在上护板和下护板之间设置弧形的第一导风板，在第一柱圆柱形结构的一侧设置弧面结构，在弧面结构内部设置了第二导风板，有效起到了导风引风的作用并且具有截风面积大等优点，使截得的风能通过多个第一导风板、第二导风板及弧面结构同时近乎垂直的作用到风轮的2/3的叶面上，可以显著增大风轮的受风面积，风能损失尽可能减少甚至可以忽略不计。因此，在同样风轮直径的情况下，采用本发明所述可水平转动引导风装置的垂直轴风力发电机所获得的风能，远远高于水平轴桨式风力发电机的风能。