CN102312786A - 一种风力发电装置 - Google Patents

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刘守熙
刘峰
刘冰
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刘守熙
刘峰
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    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

一种风力发电装置，包括支撑发电机的塔管、一固定塔管的底座；具有垂直轴的发电机，所述垂直轴一端安装有发电机转子；环绕所述发电机的垂直轴、等间隔设置的风轮叶片；所述风轮叶片为V形体；在风力的作用下，V形体风轮叶片的V形凹面对风的阻力增大，V形体风轮叶片的V形凸面对风的阻力减小，从而推动风轮旋转，将风力转化为机械动力，带动发电机发电。

Description

一种风力发电装置
技术领域
本发明属于风力发电领域，尤其涉及一种垂直轴的风力发电装置。
背景技术
现有风力发电场采用的水平轴风力发电装置结构如图1所示，包括：发电机12、发电机12的旋转轴上依次固定螺旋桨风叶11和整流罩13，发电机底部通过轴承组件连接塔管15，发电机12尾端设置有调整发电机12转向的尾舵14。这种风力发电机的螺旋桨风叶长约10米，启动风速均在4米/秒以上，只适合建立在风速较大的草原、海边或山区等地。
另外，由于大型风力发电机的螺旋桨风叶11巨大，增加了发电机的重量，固定在发电机底部的轴承组件受到的重力加大，轴承组件的各个部件之间的摩擦力增大，阻碍发电机转动。当风速较小、且风向发生频繁变化时，则发电机组件很难转动，无法使风轮叶片正面迎风，导致风力发电装置无法发电。所以，在风速较小、风向不定的城市无法利用上述风力发电装置进行发电，尤其无法利用城市高层建筑楼顶丰富的风能资源。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种风力发电装置，适合在风速小，风向不定的城市中使用，可以有效提高城市高层建筑楼顶风能的利用率。
为实现上述技术目的，一种风力发电装置，包括支撑发电机的塔管，还包括：
一固定塔管的底座；
具有垂直轴的发电机，所述垂直轴一端安装有发电机转子；
环绕所述发电机的垂直轴、等间隔设置的风轮叶片；
所述风轮叶片为V形体。
优选的，所述V形体的两端分别设置有挡风板。
优选的，所述V形体的两侧面的夹角为90度。
优选的，所述风轮叶片为四片或三片。
优选的，所述底座包括一柱形安装槽和设置在所述柱形安装槽底部的连接板。
优选的，所述底座包括一柱形安装槽和设置在所述柱形安装槽底部的连接板。
本发明的优点在于，风轮叶片等间隔的设置在发电机垂直轴的四周，所述风轮叶片为V形体，每一个V形体的风轮叶片的凹面朝向不同方向，无论风从哪个方向吹过风力发电装置，至少吹入一个V形体的风轮叶片凹面内，从而推动风轮叶片转动；当风轮叶片转动时，V形体风轮叶片的凸面受到的空气阻力减小，从而使风轮叶片更容易转动。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1是现有传统风力发电装置的结构示意图；
图2是本发明风力发电装置的结构示意图；
图3是图2所示风力发电装置的风轮叶片的结构示意图；
图4是图2所示风力发电装置的底座的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施例进行说明，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明风力发电装置的结构如图2所示，底座21一端固定连接支撑面，所述支撑面可以为高层建筑物顶层楼板或任何一个高空平台，塔管15一端插入底座21内，另一端连接设置有垂直轴的发电机24，发电机12的垂直轴一端连接发电机转子，另一端通过连接架23连接环绕发电机垂直轴的风轮22，相邻两个风轮叶片之间的距离相等，便于风轮旋转。
上述方案中，风轮叶片结构如图3所示，风轮叶片22为V形体，所述V形体的两个侧边的夹角为90度，V形体风轮叶片22的V形凹面31作为迎风面，V形体风轮叶片22的V形凸面32作为背风面。当V形体风轮叶片转动时，风吹入风轮叶片的V形凸面32后形成空气回流，充分利用风能，V形凸面32减小空气阻力，便于V形体风轮叶片旋转。需要说明的是，为了设计简单，风轮叶片可以采用玻璃钢、工程塑料等轻型材料制作，以减轻风轮的重量。
图2所示方案中，底座21如图4所示。包括一柱形安装槽41和设置在所述柱形安装槽41底部的连接板42，以膨胀螺栓穿过连接板42的孔44，将底座21固定在支撑面上。安装槽41侧壁设置有螺孔43，安装塔管15时，塔管15一端插入安装槽41内，螺丝穿过螺孔43，顶紧塔管15外壁。
在本发明另外的实施例中，为了增加V形体风轮叶片对风的阻力，在V形体风轮叶片的V形凹面的两端安装挡风板，风吹入V形凹面时，无法从V形凹面两端的开口吹出，充分利用风能。
在本发明另外的实施例中，V形体风轮叶片可以为4片，每两个V形体风轮叶片之间夹角为90°；V形体风轮叶片也可以是3片，每两个V形体风轮叶片之间为120°。
本发明风力发电装置可以分组安装在高层建筑的楼板上，高层建筑顶层的风吹动风力发电装置的风轮旋转，风轮带动发电机的垂直轴旋转，进行发电。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种风力发电装置，包括支撑发电机的塔管，其特征在于，包括：
一固定塔管的底座；
具有垂直轴的发电机，所述垂直轴一端安装有发电机转子；
环绕所述发电机的垂直轴、等间隔设置的风轮叶片；
所述风轮叶片为V形体。
2.根据权利要求1所述风力发电装置，其特征在于，所述V形体的两端分别设置有挡风板。
3.根据权利要求2所述风力发电装置，其特征在于，所述V形体的两侧面的夹角为90度。
4.根据权利要求3所述风力发电装置，其特征在于，所述风轮叶片为四片或三片。
5.根据权利要求1所述风力发电装置，其特征在于，所述底座包括一柱形安装槽和设置在所述柱形安装槽底部的连接板。
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