[发明专利]一种回收振动能量的升阻结合叶片的垂直轴风力机

说明书

本发明涉及风能、电能、振动能多种能源联合的一体化装置，解决能源利用不充分及能源综合利用系统占用空间大的问题，揭示了一种回收振动能量的升阻结合叶片的垂直轴风力机，其包括：垂直轴风力机组、振动回收装置、升阻转换控制单元、升阻结合叶片。该装置的风力发电机是垂直安装的垂直轴风力发电机，其采用升阻结合型叶片，通过升阻转换控制单元控制叶片的升阻转换，调整装置的迎风效果，增强在低风速时的启动性能。在其叶片两侧安装有振动回收装置，可以减少能量的损失，可实现风能发电和振动能量的回收。

技术领域

本发明涉及风能、电能、振动能多种能源联合的一体化装置，尤其涉及回收振动能量的升阻结合叶片的垂直轴风力机。

背景技术

现有的升力型垂直轴风力机具有较高的尖速比，尤其在高转速下能很好的发挥自身优势，达到很高的风能利用率，但是其启动力矩较小，难以实现自启动。相比而言，现有的阻力型垂直轴风力机在低风速下能获得较大的启动力矩启动性能好。但其风能利用率低，尤其在高尖速比下，功率系数会降至负值。无论，升力型还是阻力型垂直轴风力机都会在旋转过程中产生振动，这增加了设备的不稳定因素。为解决上述两种机型存在的问题，一种回收振动能量的升阻结合叶片的垂直轴风力机研发完成。

目前，升阻结合型垂直轴风力机在技术性能上与单一的升力型垂直轴风力机或单一的阻力型垂直轴风力机都有了较大提高，但是，在实际作业使用中，当升力型垂直轴风力机进入到正常转速驱动发电机进行发电作业时，也就是当升力型垂直轴风力机与阻力型垂直轴发电机脱开配合时，只有升力型垂直轴风力机在驱动风力发电机完成发电作业，而阻力型垂直轴风力机虽然仍在按自己的旋转速度转动，但并没有也不能驱动发电机发电，相当于空转，且不作功，浪费了大量的风力资源，发电效率低。而且由于结构原因，无论是升力型垂直轴风力机还是阻力型垂直轴风力机都会再运行时产生震动，这也降低了设备的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供回收振动能量的升阻结合叶片的垂直轴风力机，以解决上述升力型垂直轴风力机在低风速下启动性差和阻力型垂直轴风力机风能利用系数低的问题，还可解决上述升力型和阻力型垂直轴风机振动带来的设备不稳定问题，最大可能地充分利用能源。

为实现上述发明目的，本发明采用了一种风电与振动能量联合利用的技术方案：一种回收振动能量的升阻结合叶片的垂直轴风力机，其包括：垂直轴风力机组、振动回收装置、升阻转换控制单元、升阻结合叶片。所述垂直轴风力机组包括支架、旋转底座、旋转平台、气缸平台、发电机和升阻结合叶片，用于将风能转换成电能；所述振动回收装置包括气囊、储气罐，用于将振动产生的气体收集起来；所述升阻转换控制单元包括气缸、电磁阀、升阻转换单元，可以利用振动回收装置回收的气体控制叶片的升阻转换单元，在启动时转变为阻力型提高垂直轴风力机的启动性能，在工作是转变为升力型增强垂直轴风力机的功率系数，进而提高风能的利用。

此外，本发明还提供如下技术方案：

所述垂直轴风力机垂直安装再支架上，在垂直轴风力机组旋转中心设有旋转平台，所述升阻结合叶片呈V字型安装，所述发电机安装在底部。

所述的升阻结合叶片，是在升力型叶片背向旋转轴一侧，安装一个升阻转换单元。

所述振动回收装置，气囊安装在叶片与旋转底座之间，储气罐安装在旋转平台下侧，回收设备振动产生的气体。

所述升阻转换控制单元，升阻转换单元安装在升阻结合叶片上，气缸安装在升阻结合叶片面向旋转轴一侧中部的气缸平台上，电磁阀安装在旋转平台上侧，利用振动回收装置回收的气体驱动。

相比于现有技术，本发明的优势在于：

本发明采用升阻结合叶片，即可以解决升力型垂直轴风机启动性差的问题，又解决了阻力型垂直轴风机风力利用率低的问题，与其他升阻结合型垂直轴风机对比，只采用升阻结合叶片和升阻转换控制单元省去了很多复杂的结构和控制装置，节约材料，减少占用空间。