CN102072101A - 一种垂直轴风力发电机 - Google Patents

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CN102072101A CN 201110046061 CN201110046061A CN102072101A CN 102072101 A CN102072101 A CN 102072101A CN 201110046061 CN201110046061 CN 201110046061 CN 201110046061 A CN201110046061 A CN 201110046061A CN 102072101 A CN102072101 A CN 102072101A
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CN 201110046061
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褚卫丰
许文前
周长伟
袁庭坚
姜锦云
张明辉
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Jiangsu Aosheng Wind Power Equipment & Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种垂直轴风力发电机,包括底架、支柱、固定在支柱上的电机、与电机轴向连接的主轴、水平安装在主轴上的若干支持翼、阻力叶片和升力叶片,支持翼绕主轴等间距分布,阻力叶片固定安装在主轴上,升力叶片安装在支持翼的外端部,且升力叶片的纵截面与水平面相垂直,其中支持翼由碳纤维材料制成。本发明的垂直轴风力发电机采用升阻互补设计,且使用具有高强度、低密度等优点的碳纤维材料来制成支持翼,本发明提供了一种质量轻、工作噪声低且可靠性高、工作效率高的垂直轴风力发电机。

Description

一种垂直轴风力发电机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种风力发电机,特别涉及一种采用升阻互补设计的垂直轴风力发电 机。
背景技术
[0002] 随着人们消费水平的提高,对能源的需求越来越多,由此导致的能源的缺乏引起 了各领域的关注,并纷纷致力于提高能源利用率和研发各种新能源,特别是现在绿色能源 已成为人们不断追求的目标,如水力发电、太阳能、风力发电等。风能是一种最有前途、最实 用、发展最快且相对成熟的一种可再生能源,但是其作为发电能源的应用只占一小部分,其 主要原因是现有风力发电机存在重量大、安装困难、不易维修等问题。垂直轴风力发电机被 誉为新一代的风力发电机,相较于传统的水平轴风力发电机,具有成本低、效率高等优点, 更适合于我们的居住环境,垂直轴风力发电机分为阻力型和升力型两种,阻力型发电机使 用阻力型叶片,启动性能好,但是发电效率相对较低,升力型发电机使用升力型叶片,发电 效率高,但启动性能相对较差。
发明内容
[0003] 为克服现有技术中的上述问题,本发明提供了一种效率高且重量轻、安装维护简 易的垂直轴风力发电机。
[0004] 本发明采用的技术方案是:一种垂直轴风力发电机,包括底架、支柱、固定在支柱 上的电机、与电机轴向连接的主轴、水平安装在主轴上的若干支持翼、阻力叶片和升力叶 片,该等若干支持翼绕主轴等间距分布,阻力叶片固定安装在主轴上,升力叶片安装在支持 翼的外端部,且升力叶片的纵截面与水平面相垂直,其中支持翼由碳纤维材料制成,该种材 料已广泛应用于航空、航天领域,具有高强度、低密度等优良品质。
[0005] 进一步地,主轴上还安装有至少两个用于安装阻力叶片的上、隔板。
[0006] 更进一步地,主轴上还安装有联轴器,联轴器套在主轴上,用于安装升力叶片。
[0007] 优选地,该联轴器为两个,一个位于下隔板的下方,另一个位于上隔板的上方。
[0008] 优选地,支持翼通过联轴器安装在主轴上。
[0009] 进一步地,其中位于主轴上端的联轴器上还安装有密封盖。
[0010] 与现有技术相比,本发明具有下列优点:本发明的垂直风力发电机结合了阻力 叶片和升力叶片的优点,其转速更慢、噪音更低,更适合于与居民住宅配套使用,且运行可 靠性更高,抗风能力更强,适用于水平轴风力发电机无法使用的恶劣环境。而且,本发明的 垂直轴风力发电机的支持翼由碳纤维材料制成,该种碳纤维材料具有高强度和低密度等优 点,使得风力发电机的在保持较轻重量的前提下,结构稳定,适用于我们日常居住的环境。
附图说明
[0011] 图1为本发明的垂直轴风力发电机在未安装升力叶片状态下的主视图;图2为本发明的垂直轴风力发电机的结构示意图; 图3为本发明的垂直轴风力发电机的俯视图。
[0012] 图中:1、支柱;2、电机;3、主轴;4、支持翼;5、阻力叶片;6、升力叶片;7、套筒;8、 隔板;9、联轴器;10、密封盖。
具体实施方式
[0013] 下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征更 易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围作出更为清除明确的界定。
[0014] 图1至图2为本发明的垂直轴风力发电机的示意图,包括底架、安装在底架上的支 柱1、固定在支柱1上的电机2、通过套筒7与电机2轴向连接的主轴3、水平安装在主轴3 上的由碳纤维材料制成的支持翼4、阻力叶片5和升力叶片6,主轴上还安装有上、下两个隔 板8,2个阻力叶片通过隔板8固定在主轴3上,主轴3上还安装两个联轴器9,一个联轴器 9位于位置相对较低的隔板8的下方,另一个联轴器9位于位置相对较高的隔板8的上方, 在位于隔板8的上方的该联轴器9上还安装有密封盖10。
[0015] 在本发明的优选实施例中,支持翼4共有6个,分为两组,每组3个,每组支持翼4 通过联轴器9水平安装在主轴3上,每组的3个支持翼4分别相对应地绕主轴3等间距分 布,3个机翼形升力叶片6竖直安装在支持翼3的外端部,且每个升力叶片6的两端分别用 螺钉固定在上、下相对应的两个支持翼4上,S卩,每个升力叶片6由两个支持翼4来支撑,且 各升力叶片6的纵截面与水平面相垂直。
[0016] 图3为本发明的垂直轴风力发电机的俯视图。
[0017] 本发明的垂直轴风力发电机采用升阻互补设计,启动性能良好,主要利用升力叶 片6来做功,理论风能利用系数较高。本发明的垂直轴风力发电机无需调向装置,无需额外 增加偏航尾翼,成本较低。本发明的垂直轴风力发电机在旋转过程中侧向力小,形成陀螺回 转效应。在静止时,因为有效接触来流风的面积较小,适合固定于建筑顶部,即,当采用风 电-建筑一体化设计时,该垂直轴风力发电机的优势更加明显,而且视觉上更加美观,易与 建筑融为一体。
[0018] 本发明的垂直轴风力发电机可分为2KW、5KW、10KW等多种类型,使用环境可 为-20°C -50°C,其安置高度可视楼层顶部结构状况而定。可并网也可离网使用,根据风力 资源的情况可以或完全取代市电,满足风力发电机而定功率范围内的各种电器的用电需 求。本发明的垂直轴风力发电机具有重量轻、工作噪声低、效率高等多种优点,更适合于我 们的居住环境。
[0019] 以上对本发明的特定实施例进行了说明,但本发明的保护内容不仅仅限定于以上 实施例,在本发明的所属技术领域中,只要掌握通常知识,就可以在其技术要旨范围内进行 多种多样的变更。

Claims (6)

1. 一种垂直轴风力发电机,包括底架、支柱(1)、安装在所述支柱(1)上的电机(2)、与 所述电机(2)轴向连接的主轴(3)、阻力叶片(5)和机翼形升力叶片(6),所述主轴(3)上还 安装有若干支持翼(4),所述若干支持翼(4)水平安装在主轴(3)上,且绕所述主轴(3)等间 距分布,所述阻力叶片(5)固定安装在所述主轴(3)上,所述升力叶片(6)安装在所述支持 翼(4)的外端部,且所述升力叶片(6)的纵截面与水平面相垂直,其特征在于:所述支持翼 (4)由碳纤维材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机,其中所述主轴(3)上还安装有至少 两个用于安装阻力叶片(5)的隔板(8)。
3.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机,其中所述主轴(3)上还安装有联轴 器(9)。
4.根据权利要求3所述的一种垂直轴风力发电机,其中所述联轴器(9)为两个。
5.根据权利要求1或3所述的一种垂直轴风力发电机,其中所述支持翼(4)通过所述 联轴器(9 )安装在所述主轴(3 )上。
6.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机,其中位于主轴(3)上端的联轴器(9) 上还安装有密封盖(10)。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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