[实用新型]耦合型垂直轴风力发电机

说明书

本实用新型公开了耦合型垂直轴风力发电机。传统升力型风力发电机低风速不能自起动，纯阻力型风力机发电效率不高。本实用新型的第一套筒和第二套筒均与竖轴通过轴承连接；竖轴、第一套筒及第二套筒与轴承均为过渡配合；四个叶栅组件沿竖轴周向均布；叶栅组件中，两个弧形杆件内端与第一套筒和第二套筒分别固定，外端均与翼型叶片固定；栅板的两端分别与两个弧形杆件通过第一金属销铰接；n块栅板的两端及中部各用一根连杆连接，连杆与各栅板的连接处均为铰接。本实用新型克服了升力型风力发电机低风速下不能启动、阻力型风力发电机转换效率不高的缺点。

技术领域

本实用新型属于风力发电领域，具体涉及一种耦合型垂直轴风力发电机，结合了升力与阻力型风力机的特点，主要适用于风速较低或者是路面照明等用电较小的条件下。

背景技术

随着能源的日益衰竭，可再生能源变得越来越受关注。风能作为一种清洁的可再生能源有望成为重要的替代能源。同以往的水平轴风力机相比较，垂直轴风力机具有风能利用率高，安装维修便利，噪声污染小等众多的优点，已经逐渐被科研工作者所关注，具有较好的市场前景。

垂直轴风力发电机主要分为四个类型：S型、D型、H型和涡轮型。S型风力机的自动转矩大，风速较低时对风能捕捉较好，但是风能利用率低。D型效率虽然高但是自起动转矩较低。H型是英国人在研究达里厄型过程中演变而来的，它的起动能力较好，而对于涡轮型对气体密度较低的环境中适应性较好。

传统的升力型垂直轴风力发电机依靠气体的流动在升力型叶片上产生升力，带动叶轮的转动，升力型垂直轴风力发电机具有较高的风能转化率和高尖速比。但是起动转矩较小难以自行起动。目前的解决方案主要是采用电机辅助起动，这样使得垂直轴风力发电机的成本高、控制复杂、维修不便等缺点。

发明内容

本实用新型的目的在于克服传统升力型风力发电机低风速不能自起动，纯阻力型风力机发电效率不高的缺点，在结构上进行了优化组合，提出一种耦合型垂直轴风力发电机。

本实用新型解决技术问题的主要技术方案是：

本实用新型包括工作台、第一套筒、竖轴、第二套筒和叶栅组件；所述工作台的顶面与水平面平行，竖轴与工作台顶面垂直设置，竖轴底端与工作台焊接；所述的第一套筒和第二套筒上下间距布置，且均与竖轴通过轴承连接；所述的竖轴、第一套筒及第二套筒与轴承均为过渡配合；四个叶栅组件沿竖轴周向均布。

所述的叶栅组件包括翼型叶片、第一金属销、n块栅板和两个弧形杆件，n取值为5～10；两个弧形杆件内端与第一套筒和第二套筒分别通过螺栓固定，外端均与翼型叶片通过螺栓固定；弧形杆件水平设置；两个弧形杆件的外凸方向一致；n块栅板沿弧形杆件的杆长方向相距排布；栅板的两端分别与两个弧形杆件通过第一金属销铰接；n块栅板的两端及中部各用一根连杆连接，连杆与各栅板的连接处均为采用第二金属销铰接。第一金属销和第二金属销的中心轴线均竖直设置。所述弧形杆件靠近其中一块栅板的侧面处设有限位块。

所述翼型叶片的展长为第一套筒与第二套筒间距的两倍，翼型叶片厚度与展长比为1：1000。

所述栅板的宽度为弧形杆件弦长的n-1分之一。

所述的栅板绕第一金属销的最大摆角为80°。

所述的翼型叶片采用美国航空标准翼型NACA0018。

所述的工作台采用钢架结构或圆盘结构，竖轴与工作台的连接处沿竖轴周向焊接八个加强筋。

本实用新型主要克服了升力型风力发电机低风速下不能启动、阻力型风力发电机转换效率不高的缺点，进行结构的优化组合，可靠性高，控制简单，结构设计合理，符合小型垂直轴风力发电机的设计理念。

附图说明

图1为本实用新型的结构立体图；

图2为本实用新型中栅板的装配立体图；