CN103953500A - 一种垂直轴风力机 - Google Patents

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CN103953500A CN201410216788.XA CN201410216788A CN103953500A CN 103953500 A CN103953500 A CN 103953500A CN 201410216788 A CN201410216788 A CN 201410216788A CN 103953500 A CN103953500 A CN 103953500A
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马伟
杜刚
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

本发明为一种垂直轴风力机，包括塔架，可以在塔架上有限转动的叶片，还包括塔架上有限限制叶片转动的限制凸台。通过有限的限制叶片在塔架上转动，使得叶片在背风做功时受力大，不做功时所受阻力小，以提高风力机风能利用系数。

Description

一种垂直轴风力机
技术领域
本发明涉及一种垂直轴风力机。
背景技术
现有的风力机中，其叶片一般是固定于塔架上，叶片转动的过程中分为做功与不做功阶段，做功阶段叶片把风能转换为电能，不做功阶段叶片迎风运动，受到气流阻力，阻碍风力机转动，这就使得垂直轴风力机的风能利用系数不高，发电效率不高。
发明内容
本发明针对现有垂直轴风力机风能利用系数不高，提供一种新型垂直轴风力机，包括塔架，叶片。其叶片可以在塔架上有限的转动，在塔架上设有限制凸台。使得叶片在做功阶段相对塔架固定不动，不做功阶段可以绕叶片安装轴自由转动，从而减小所受阻力，提高风能利用系数。
所述塔架绕旋转轴旋转，塔架上有若干安装孔，供叶片安装。塔架上有限制凸台。
所述的叶片安装在塔架上，叶片上有安装轴，安装轴的位置偏置于叶片的几何中心的一侧，使得安装轴距离叶片前缘与尾缘的距离不等。塔架上安装孔与限制凸台的距离大小介于安装轴距前缘和尾缘的距离大小这两者之间，以便限制凸台起到限制叶片在塔架上转动。
所述的叶片安装在塔架上，当叶片做功时，限制凸台限制叶片绕叶片安装轴转动，确保叶片受力最大以利于做功发电。当做功阶段结束时，叶片可以绕叶片安装轴转动，由于空气的气动作用，叶片可以自动调整转角，使得迎风面积最小，进而所受阻力最小。
本发明通过特殊的设计，使得叶片做功时受力大，不做功时受阻小，提高了风力机的风能利用系数，进而提高了风力机发电效率。并且对于叶片形状没有特殊要求，无需加工复杂的专用风力机叶片。
根据本发明的一个方面，提供了一种垂直轴风力机，其特征在于包括：
塔架；
叶片，叶片通过叶片安装轴和叶片安装孔安装在塔架上，叶片具有叶片尾
JI140025缘和叶片前缘，
旋转轴，垂直轴风力机工作时，塔架绕旋转轴转动；
设置在塔架上的限制凸台。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的垂直轴风力机的结构示意图；
图2是根据本法明的一个实施例的垂直风力机的塔架示意图；
图3是根据本发明的一个实施例的垂直轴风力机的叶片示意图；
图4是根据本发明的一个实施例的垂直轴风力机的工作示意图；
其中：塔架1；叶片2；旋转轴3；限制凸台4；叶片安装孔5；叶片安装轴6；叶片尾缘7，叶片前缘8。
具体实施方式
附图所示为根据本发明的一个实施例的垂直轴风力机。以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。
如图1、图2和图3所示，根据本发明的一个实施例的垂直轴风力机包括塔架1、叶片2、旋转轴3。塔架1带有限制凸台4和叶片安装孔5；叶片2通过叶片安装轴6安装在塔架1上；叶片2具有叶片尾缘7和叶片前缘8。
风力机工作时，塔架1绕旋转轴3转动，安装在塔架1上的叶片2可以绕叶片安装轴6转动，叶片安装轴6的位置偏置于叶片2的几何中心的一侧，使得叶片安装轴距离叶片前缘8与尾缘7的距离不等。塔架1上设有的限制凸台4与塔架上的叶片安装孔5之间的距离介于叶片安装轴6距前缘7的距离与叶片安装轴6距尾缘8的距离之间。
如图4所示，风力机工作转动时(如图4中空心箭头所示)，处于背风做功时的叶片2会受到限制凸台4的限制而不能绕叶片安装轴转动，使得受力面积最大。当进入不做功阶段时，叶片2翻转过来(如图4中实心箭头所示)，此时叶片2可以绕叶片安装轴6转动。由于叶片安装轴6偏离叶片的几何中心，叶片2受到气流作用时会自动使得迎风面积最小，所受阻力最小。
虽然图1－3的实施例中，叶片安装轴6设置在叶片2上且叶片安装孔5设置在塔架1上，但显然也可以把叶片安装轴6设置在塔架1上并把叶片安装孔5设置在叶片2上。

Claims (4)

1.垂直轴风力机，其特征在于包括：
塔架(1)；
叶片(2)，叶片(2)通过叶片安装轴(6)和叶片安装孔(5)安装在塔架(1)上，叶片(2)具有叶片尾缘(7)和叶片前缘(8)，
旋转轴(3)，垂直轴风力机工作时，塔架(1)绕旋转轴(3)转动；
设置在塔架(1)上的限制凸台(4)。
2.根据权利要求1所述的垂直轴风力机，其特征在于：
叶片安装轴(6)的位置偏置于叶片(2)的几何中心的一侧，使得叶片安装轴距离叶片前缘(8)与尾缘(7)的距离不等，
限制凸台(4)与叶片安装孔(5)之间的距离介于叶片安装轴(6)与叶片前缘(7)的距离和叶片安装轴(6)与叶片尾缘(8)的距离之间。
3.根据权利要求2所述的垂直轴风力机，其特征在于：
风力机工作转动时，处于背风做功时的叶片(2)受到限制凸台(4)的限制而不能绕叶片安装轴(6)转动，使得受力面积最大，
当进入不做功阶段时，叶片(2)翻转过来，此时叶片(2)可以绕叶片安装轴(6)转动。
4.根据权利要求3所述的垂直轴风力机，其特征在于：
由于叶片安装轴(6)偏离叶片(2)的几何中心，叶片(2)在不做功阶段受到气流作用时会自动使得迎风面积最小，所受阻力最小。
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PB01 Publication
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Application publication date: 20140730

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