CN102072102A - 一种风力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风力发电机，包括底架、垂直固定安装在底架上的支柱、固定在支柱上的直驱式永磁发电机、与电机轴向连接的主轴、水平安装在主轴上的6个支持翼、2个由碳纤维材料制成的阻力叶片和3个升力叶片，支持翼绕主轴等间距分布，主轴上还安装有两个隔板，阻力叶片安装在该两个隔板之间，升力叶片固定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。本发明的风力发电机具有重量轻、效率高、噪音低、安装维护方便等优点，且适于于风电-建筑一体化设计，视觉上更加美观。

Description

一种风力发电机

技术领域

本发明涉及一种风力发电机，特别涉及一种垂直轴风力发电机。

背景技术

能源种类繁多，而且经过人类不断的开发与研究，更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式，能源也可分为不同的类型。新近利用或正在着手开发的能源叫做新型能源，新型能源是相对于常规能源而言的，包括太阳能、风能、海洋能以及用于核能发电的核燃料等能源。由于新能源的能量密度较小，或品位较低，或有间歇性，按已有的技术条件转换利用的经济性尚差，还处于研究、发展阶段，只能因地制宜地开发和利用。随着我国经济的不断发展，对能源的需求也在不断扩大，能源供应紧张的局面持续存在，发展风电、太阳能等清洁的可再生能源，不仅能够丰富能源供给，同时对调整能源结构、保护环境有着重要意义。目前，人们对风力发电能源的利用只是一小部分，因为一般来说普通的风力发电机不仅重量大、安装困难而且噪音比较大。垂直轴风力发电机由于具有转速低、噪音小、效率高、不受风向变化等水平轴所无法比拟的优点，因此拥有更加广阔的应用领域，

发明内容

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的更适合于我们的居住环境的垂直轴风力发电机。

本发明采用的技术方案是：一种风力发电机，包括底架、垂直固定安装在底架上的支柱、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、至少两个阻力叶片和升力叶片，若干支持翼绕主轴等间距分布，主轴上还安装有至少两个隔板，至少两个阻力叶片固定安装在该至少两个隔板之间，升力叶片固定安装在所述支持翼的外端部，且升力叶片的纵截面与主轴的纵截面相平行，其中阻力叶片由碳纤维材料制成，该种碳纤维材料广泛应用于航空、航天领域，具有高强度、低密度等多种优点。。

进一步地，阻力叶片为2个，也可优选为4个或更多个。

优选地，阻力叶片的纵截面为曲面，阻力叶片的横截面为弧形。

更进一步地，电机为直驱式永磁发电机。

与现有技术相比,本发明具有下列优点：本发明的风力发电机的阻力叶片由具有高强度、低密度等多种优点的碳纤维材料制成，这样，风力发电机重量更轻，结构更加牢固，进而使得风力发电机适合固定于建筑顶部，更适合于我们的居住环境。另外，本发明的风力发电机结合利用了阻力叶片和升力叶片，本发明的风力发电机具有成本低、效率高、安装简便等优点。

附图说明

图1为本发明的风力发电机未安装升力叶片状态下的主视图；

图2为本发明的风力发电机的结构示意图；

图3为本发明的风力发电机的俯视图；

图4为本发明的风力发电机并网安装连接示意图；

图5为本发明的风力发电机离网安装连接示意图。

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；11、控制器；12、进网逆变器；13、负载；14、电网；15、蓄电池；16、离网逆变器。

具体实施方式

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。

图1至图2为本发明的风力发电机的示意图，其中支柱1垂直固定安装在底架上，底架支托整个风机并使得其保持在以平稳的状态下，支柱1上安装有直驱式永磁发电机2，主轴3通过套筒7与电机2轴向连接，主轴3上还安装有两个用于固定阻力叶片5的两个隔板8，2个阻力叶片5安装在两个隔板8之间，主轴3在其位于两个隔板8之外且靠近隔板8的两个位置处还分别安装有联轴器9，位于主轴3顶部的联轴器9上还安装有密封盖10。两个联轴器9分别水平安装有三个（一组）绕主轴3等间距分布的支持翼4，且其中一组支持翼4中的3个支持翼4的位置分别与另一组中的3个支持翼4的位置相对应，以便两组支持翼4中上、下相对应的两个用于固定一个升力叶片6，即，两组6个支持翼4正好可以安装3个升力叶片6，当然，其中阻力叶片5、升力叶片6及支持翼4的个数可根据实际需要而变化，隔板8的个数也根据阻力叶片5的个数的变化而变化。每个升力叶片6的两端分别固定在上下相对应的两个支持翼4的外端部上，且每个升力叶片6保持竖直安装，即，所述升力叶片6的纵截面与水平面相垂直。

其中，阻力叶片5的纵截面为曲面，横截面为弧形，且由碳纤维材料构成，该种碳纤维材料广泛应用于航空等尖端技术领域中，具有高强度、低密度等优点，因而本发明的风力发电机重量更轻，结构更加牢固，更加适合于风电-建筑一体化设计。

图3为本发明的垂直轴型风力发电机的俯视图。

图4为本发明的风力发电机并网安装连接示意图。风力发电机与一控制器11相电连接，该控制器11电连接至一进网逆变器12，并进一步电连接至电网14，负载13电连接在该进网逆变器12与电网14之间。

图5为本发明的风力发电机离网安装连接示意图。风力发电机与一控制器11相电连接，该控制器11电连接至一蓄电池15，该蓄电池15进一步连接至一离网逆变器16，并为负载提供电能。

本发明的风力发电器分为2KW、5KW、10KW等多种类型，适用于风力资源较好的城市群体，可离网也可并网，根据风力资源的情况可以或完全取代市电，满足风机额定功率范围内各种电器的用电需求。

本发明的风力发电机的重量轻，可广泛应用于多种环境中，其大多数构件置于地面上，操作者可安全接近设备而无需爬到塔架上操作。因为更方便接近发电机、刹车系统和控制器，所以，本发明的垂直轴风力发电机的维护成本实质上更低。

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 (4)

1.一种风力发电机，包括底架、垂直固定安装在所述底架上的支柱（1）、固定在所述支柱（1）上的电机（2）、与所述电机（2）轴向连接的主轴（3）、水平安装在所述主轴（3）上的若干支持翼（4）、至少两个阻力叶片（5）和升力叶片（6），所述若干支持翼（4）绕主轴（3）等间距分布，主轴（3）上还安装有至少两个隔板（8），所述至少两个阻力叶片（5）固定安装在该至少两个隔板（8）之间，所述升力叶片（6）固定安装在所述支持翼（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：所述阻力叶片（5）由碳纤维材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机，其中所述阻力叶片（5）为2个。

3.根据权利要求1或2所述的一种风力发电机，其中所述阻力叶片（5）的纵截面为曲面。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电机，其中所述电机（2）为直驱式永磁发电机。

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