CN105422387A - 一种垂直式风力机 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种垂直式风力机。包括垂直式负压风轮、转动轴、机座、发电机，其特征在于：垂直式负压风轮的中心垂直固定在转动轴，转动轴与连接着发电机，位于机座中心上，机座安装在地面上；垂直式负压风轮设有2个对称叶片和悬臂，悬臂数量为4个，每个对称叶片由2个悬臂与转动轴连接；2个对称叶片到所述转动轴垂直距离相等，转动轴的头部呈圆弧型。本发明通过垂直式负压风轮的对称叶片与悬臂结合，利用负压紊流推进式原理，通过悬臂长度不相同，把3个以上对称叶片安装在同一根转动轴上，实现了同一转动轴上3个以上不同半径的风轮一起做圆周运动；使得风轮的扫风面积由单一风轮变成四个不同面积的风轮总和，提高了风能的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种垂直式风力机，按国际专利分类表（IPC）划分属于机械工程；照明；加热；武器；爆破部，液力机械或液力发动机；风力、弹力或重力发动机；其他类目中不包括的产生机械动力或反推力的发动机大类，风力发动机小类，具有基本上与风向成直角的旋转轴线的风力发动机大组的技术领域。
背景技术
目前风力发电广泛使用的风力机存在的问题主要是风能利用率较低，只能达到17%左右的风能利用率，由于受到叶片材料和技术的制约，难以制造大功率风力机，限制了单台风力机的输出功率。现有技术也设计了一些解决上述风能利用率低问题的技术方案，如2008年中国专利局公告的由北京交通大学申报的，授权公告号为CN201031769Y，中国专利号（ZL）为200720149499.8的发明专利名称为《一种垂直轴风力机风轮装置》的发明专利所采用的技术方案。其半圆柱风力调节闸门可随风向而改变其位置以调节风叶的受风面积，当它转动到位转动轴一侧的迎风方向上，遮挡了整个叶片受风面一半时，风能的利用也到达顶点。但是上述方案中风力利用率最高也只能达到50%（一侧的风能100%减去另一侧的风阻50%等于50%），其利用率还是比较低。因此如何提高风能利用率，成为目前垂直式风力机技术研究发展的主要课题。
发明内容
为了解决以上背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种垂直式风力机，结构合理、工艺简单、造价成本低，能够有效提高风能利用率。
为了解决的上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种垂直式风力机，包括垂直式负压风轮（1）、转动轴（2）、机座（3）、发电机，其特征在于：所述垂直式负压风轮（1）的中心垂直固定在所述转动轴（2），所述转动轴（2）与连接着发电机，位于所述机座（3）中心上，所述机座（3）安装在地面上；
所述垂直式负压风轮（1）设有2个对称叶片（13）和悬臂（14），所述悬臂（14）数量为4个，每个对称叶片（13）由2个所述悬臂（14）与所述转动轴（2）连接；所述2个对称叶片（13）到所述转动轴（2）垂直距离相等，所述转动轴（2）的头部（21）呈圆弧型。
所述垂直式负压风轮（1）数量不少于3组，每组垂直式负压风轮（1）的悬臂（14）长度不相同。
所述悬臂（14）包括左侧连接边（141）、中间连接边（142）、右侧连接边（143）以及中间支撑边（144），所述左侧连接边（141）与所述右侧连接边（143）通过所述中间连接边（142）左右对称，所述中间支撑边（144）通过所述中间连接边（142）连接所述左侧连接边（141）与所述右侧连接边（143），每四个组成四边菱形结构；所述悬臂（14）的中间连接边（142）设有至少3个四边菱形结构。
所述对称叶片（13）的截面为箭头型，包括上凸面（131）、上凹面（132）、下底面（133）以及左对称面（134）、右对称面（135），所述上凸面（131）的一边与所述下底面（133）相交成A角，所述上凹面（132）包括短凸面（136）与长凹面（137），所述短凸面（136）与所述上凸面（131）的另一边相交成180度角，所述短凸面（136）另一边与所述长凹面（137）相交成B角，所述长凹面（137）另一边与所述下底面（133）相交成C角。
所述A角在30度与45度之间，所述B角在90度与120度之间，所述C角在10度与20度之间。
所述对称叶片（13）由铝板或不锈钢材料制成；所述悬臂（14）由铝板或不锈钢材料制成。
本发明提供一种垂直式风力机，结构合理、能耗小、节能环保，能够有效提高采油效率。本发明的有益效果是：
1、本发明通过垂直式负压风轮（1）的对称叶片（13）与悬臂（14）结合，利用负压紊流推进式原理，通过悬臂（14）长度不相同，把3个以上对称叶片安装在同一根转动轴（2）上，实现了同一转动轴（2）上3个以上不同半径的风轮一起做圆周运动；使得风轮的扫风面积由单一风轮变成四个不同面积的风轮总和，有效增加了风力面积，大大提高风能的利用率；把风能利用率从59.6%提高到82%。
（四）附图说明：
通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，本发明的上述目的和特点将会变得清楚而且易于理解，其中：
图1示出了为本发明实施例的一种垂直式风力机侧面图结构示意图；
图2示出了为本发明实施例的垂直式负压风轮俯视图结构示意图；
图3示出了为本发明实施例的垂直式负压风轮主视图结构示意图；
图4示出了为本发明实施例的一种垂直式风力机的垂直式负压风轮结构示意图；
图5示出了为本发明实施例的一种垂直式风力机的叶片主视图结构示意图；
图6示出了为本发明实施例的一种垂直式风力机的悬臂主视图结构示意图；
图7示出了为本发明实施例的一种垂直式风力机的叶片侧面结构示意图。
附图标记是：垂直式负压风轮1、转动轴2、机座3、对称叶片13、悬臂14、头部21、左侧连接边141、中间连接边142、右侧连接边143、中间支撑边144、上凸面131、上凹面132、下底面133、左对称面134、右对称面135、短凸面136、长凹面137。
（五）具体实施方式：
（实施例1）
图1示出了为本发明实施例的一种垂直式风力机侧面图结构示意图；图2示出了为本发明实施例的垂直式负压风轮俯视图结构示意图；图3示出了为本发明实施例的垂直式负压风轮主视图结构示意图；图4示出了为本发明实施例的一种垂直式风力机的垂直式负压风轮结构示意图；图5示出了为本发明实施例的一种垂直式风力机的叶片主视图结构示意图；图6示出了为本发明实施例的一种垂直式风力机的悬臂主视图结构示意图；图7示出了为本发明实施例的一种垂直式风力机的叶片侧面结构示意图。
本实施例是一种垂直式风力机，由图1-7所示，一种垂直式风力机，包括垂直式负压风轮（1）、转动轴（2）、机座（3）、发电机，其特征在于：所述垂直式负压风轮（1）的中心垂直固定在所述转动轴（2），所述转动轴（2）与连接着发电机，位于所述机座（3）中心上，所述机座（3）安装在地面上；
所述垂直式负压风轮（1）设有2个对称叶片（13）和悬臂（14），所述悬臂（14）数量为4个，每个对称叶片（13）由2个所述悬臂（14）与所述转动轴（2）连接；所述2个对称叶片（13）到所述转动轴（2）垂直距离相等，所述转动轴（2）的头部（21）呈圆弧型。
本实施例中，所述垂直式负压风轮（1）数量不少于3组，每组垂直式负压风轮（1）的悬臂（14）长度不相同。
本实施例中，所述一种垂直式风力机通过垂直式负压风轮（1）的对称叶片（13）与悬臂（14）结合，利用负压紊流推进式原理，通过悬臂（14）长度不相同，把3个以上对称叶片安装在同一根转动轴（2）上，实现了同一转动轴（2）上3个以上不同半径的风轮一起做圆周运动；使得风轮的扫风面积由单一风轮变成四个不同面积的风轮总和，有效增加了风力面积，大大提高风能的利用率；把风能利用率从59.6%提高到82%。
本实施例中，所述悬臂（14）包括左侧连接边（141）、中间连接边（142）、右侧连接边（143）以及中间支撑边（144），所述左侧连接边（141）与所述右侧连接边（143）通过所述中间连接边（142）左右对称，所述中间支撑边（144）通过所述中间连接边（142）连接所述左侧连接边（141）与所述右侧连接边（143），每四个组成四边菱形结构；所述悬臂（14）的中间连接边（142）设有至少3个四边菱形结构。
本实施例中，所述对称叶片（13）的截面为箭头型，包括上凸面（131）、上凹面（132）、下底面（133）以及左对称面（134）、右对称面（135），所述上凸面（131）的一边与所述下底面（133）相交成A角，所述上凹面（132）包括短凸面（136）与长凹面（137），所述短凸面（136）与所述上凸面（131）的另一边相交成180度角，所述短凸面（136）另一边与所述长凹面（137）相交成B角，所述长凹面（137）另一边与所述下底面（133）相交成C角。
本实施例中，所述A角在30度与45度之间，所述B角在90度与120度之间，所述C角在10度与20度之间。
本实施例中，所述对称叶片（13）由铝板或不锈钢材料制成；所述悬臂（14）由铝板或不锈钢材料制成。
本实施例中，所述一种垂直式风力机的工作原理：通过一种垂直式风力机的垂直式负压风轮（1），利用负压紊流推进式原理，通过垂直式负压风轮（1）上的悬臂（14）长度不相同，把3个以上对称叶片安装在同一根转动轴（2）上，实现了同一转动轴（2）上3个以上不同半径的风轮一起做圆周运动；进而带动发电机发电。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种垂直式风力机，包括垂直式负压风轮（1）、转动轴（2）、机座（3）、发电机，其特征在于：所述垂直式负压风轮（1）的中心垂直固定在所述转动轴（2），所述转动轴（2）与连接着发电机，位于所述机座（3）中心上，所述机座（3）安装在地面上；所述垂直式负压风轮（1）设有2个对称叶片（13）和悬臂（14），所述悬臂（14）数量为4个，每个对称叶片（13）由2个所述悬臂（14）与所述转动轴（2）连接；所述2个对称叶片（13）到所述转动轴（2）垂直距离相等，所述转动轴（2）的头部（21）呈圆弧型。
2.根据权利要求1所述的一种垂直式风力机，其特征在于：所述垂直式负压风轮（1）数量不少于3组，每组垂直式负压风轮（1）的悬臂（14）长度不相同。
3.根据权利要求1或2所述的一种垂直式风力机，其特征在于：所述悬臂（14）包括左侧连接边（141）、中间连接边（142）、右侧连接边（143）以及中间支撑边（144），所述左侧连接边（141）与所述右侧连接边（143）通过所述中间连接边（142）左右对称，所述中间支撑边（144）通过所述中间连接边（142）连接所述左侧连接边（141）与所述右侧连接边（143），每四个组成四边菱形结构；所述悬臂（14）的中间连接边（142）设有至少3个四边菱形结构。
4.根据权利要求1所述的一种垂直式风力机，其特征在于：所述对称叶片（13）的截面为箭头型，包括上凸面（131）、上凹面（132）、下底面（133）以及左对称面（134）、右对称面（135），所述上凸面（131）的一边与所述下底面（133）相交成A角，所述上凹面（132）包括短凸面（136）与长凹面（137），所述短凸面（136）与所述上凸面（131）的另一边相交成180度角，所述短凸面（136）另一边与所述长凹面（137）相交成B角，所述长凹面（137）另一边与所述下底面（133）相交成C角。
5.根据权利要求4所述的一种垂直式风力机，其特征在于：所述A角在30度与45度之间，所述B角在90度与120度之间，所述C角在10度与20度之间。
6.根据权利要求1所述的一种垂直式风力机，其特征在于：所述对称叶片（13）由铝板或不锈钢材料制成；所述悬臂（14）由铝板或不锈钢材料制成。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100244456A1 (en) * | 2007-11-28 | 2010-09-30 | Xinyi Cai | Constant Direction Four Quadrant Lift Type Vertical Shaft Wind Power Generator |
| CN201757031U (zh) * | 2010-05-26 | 2011-03-09 | 张健 | 垂直轴式多级风叶风力发电机 |
| CN103016270A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-04-03 | 邵长羽 | 竖立推磨式风力发电机 |
| CN103321833A (zh) * | 2013-05-24 | 2013-09-25 | 张远林 | 一种用于h型垂直轴风力发电机的叶片结构 |
| CN104314749A (zh) * | 2014-08-29 | 2015-01-28 | 张远林 | 一种用于垂直轴风力发电机的叶片 |
| CN205445903U (zh) * | 2015-12-24 | 2016-08-10 | 一能电气有限公司 | 一种垂直式风力机 |
-
2015
- 2015-12-24 CN CN201510978675.8A patent/CN105422387A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100244456A1 (en) * | 2007-11-28 | 2010-09-30 | Xinyi Cai | Constant Direction Four Quadrant Lift Type Vertical Shaft Wind Power Generator |
| CN201757031U (zh) * | 2010-05-26 | 2011-03-09 | 张健 | 垂直轴式多级风叶风力发电机 |
| CN103016270A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-04-03 | 邵长羽 | 竖立推磨式风力发电机 |
| CN103321833A (zh) * | 2013-05-24 | 2013-09-25 | 张远林 | 一种用于h型垂直轴风力发电机的叶片结构 |
| CN104314749A (zh) * | 2014-08-29 | 2015-01-28 | 张远林 | 一种用于垂直轴风力发电机的叶片 |
| CN205445903U (zh) * | 2015-12-24 | 2016-08-10 | 一能电气有限公司 | 一种垂直式风力机 |
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