CN105649871A - 双叶片式垂直轴风力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双叶片式垂直轴风力发电机，用于将风能转换为电能，其特征在于，包括：发电机体，用于将机械能转换为电能，设有能够进行旋转的转子；转轴，一端与转子相固定连接并且带动转子进行转动；复数个叶轮转臂，一端固定设在转轴的另一端上，并且相互之间间隔一定角度；以及复数个叶片部，与叶轮转臂一一对应，分别设在叶轮转臂的另一端部上，其中，每个叶片部包含内叶片、外叶片以及调节件，外叶片固定设在叶轮转臂的另一端部，内叶片可移动式设在叶轮转臂上并且在外叶片的靠近转轴的一侧上，调节件用于调节内叶片的位置，从而调节内叶片与外叶片之间的距离。

Description

双叶片式垂直轴风力发电机
技术领域
本发明设计风力发电机，具体涉及一种输出功率高的双叶片式垂直轴风力发电机。
背景技术
随着社会的不断发展，人们对能源的需求也在逐年递增，但是，目前用的最多的化石能源也逐渐面临紧缺的问题，同时，由于这些化石能源对环境造成了巨大的污染，这使得人们开始越来越倾向于利用可再生能源。
风能便是一种清洁的可再生能源，而且我国拥有大量的风能资源，在内蒙古、青海等省份都存在的丰富的风能资源。我国也早在上个世纪就开始使用风能。目前所使用的风力发电机主要分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种。相比于水平轴风力发电机，垂直轴风力发电机对来流方向没有要求，不需要任何的导流装置；它结构简单、易于安装；小型垂直轴风力发电机非常适用于多建筑地区；同时，同等级别的垂直轴风力发电机比水平轴风力发电机成本更低。
然而，垂直轴风力发电机的自动启动性能差，因为在风速相对较低时，由于叶片的面积恒定，这时的风速根本无法启动风力发电机，这样就需要增设起动电机来实现垂直轴风力发电机的启动。另外，由于垂直轴风力发电机的叶片固定，只能在一定的风速下输出最佳风速，但是，一般风速都是变化的，根本无法长时间保持在一定风速内，这样使得风力发电机的输出功率也相对较低。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种自动启动性能更好并且输出功率更高的双叶片式垂直轴风力发电机。
本发明提供了一种双叶片式垂直轴风力发电机，用于将风能转换为电能，其特征在于，包括：发电机体，用于将机械能转换为电能，设有能够进行旋转的转子；转轴，一端与转子相固定连接并且带动转子进行转动；复数个叶轮转臂，一端固定设在转轴的另一端上，并且相互之间间隔一定角度；以及复数个叶片部，与叶轮转臂相对应，分别设在叶轮转臂的另一端部上，其中，每个叶片部包含内叶片、外叶片以及调节件，外叶片固定设在叶轮转臂的另一端部，内叶片可移动式设在叶轮转臂上并且在外叶片的靠近转轴的一侧上，调节件用于调节内叶片的位置，从而调节内叶片与外叶片之间的距离，叶片部在风能的作用下转动，并且带动叶轮转臂转动，使得转轴跟随叶轮转臂进行转动，让发电机体将转子的机械能转化为电能。
在本发明提供的双叶片式垂直轴风力发电机中，还可以具有这样的特征：其中，叶片部的数量为三个，叶轮转臂的数量为六个，每个叶片部对应两个叶轮转臂。
在本发明提供的双叶片式垂直轴风力发电机中，还可以具有这样的特征：其中，内叶片和外叶片的形状和大小根据流体力学的原理进行设计，外叶片为滴水状，内叶片的表面积小于外叶片，并且也为滴水状。
在本发明提供的双叶片式垂直轴风力发电机中，还可以具有这样的特征：其中，外叶片的表面设有多个加强筋，内叶片的表面也设有多个加强筋。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的双叶片式垂直轴风力发电机，因为叶片部的调节件能够调节内叶片的位置，从而调节内叶片与外叶片之间的距离，在内叶片和外叶片的空气动力学效应上提供双叶片式垂直轴风力发电机性能，并且，能够根据风速的大小来调节内叶片与外叶片之间的距离，来增大输出功率，且提升了双叶片式垂直轴风力发电机的自动启动性能。
附图说明
图1是本发明的实施例中双叶片式垂直轴风力发电机的结构示意图；以及
图2是本发明的实施例中双叶片式垂直轴风力发电机的俯视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的双叶片式垂直轴风力发电机作具体阐述。
图1是本发明的实施例中双叶片式垂直轴风力发电机的结构示意图。
如图1所示，在本实施例中，双叶片式垂直轴风力发电机100设在风场中，利用风能进行发电。双叶片式垂直轴风力发电机100具有转轴10、六个叶轮转臂20、三个叶片部30和风机底座40。风机底座40竖立安装在基础板上实现固定，通常双叶片式垂直轴风力发电机100还接有用于发电的发电机体。发电机体将机械能转化为电能，包含设在磁场中的转子，当转子转动切割磁感线时，能够产生电能，发电机体将电能输出。也就是说，双叶片式垂直轴风力发电机100的输出功率跟转子的转速相对应。
转轴10的下端与转子相固定套接，能够带动转子进行转动。
六个叶轮转臂20安装在转轴10上，每个叶轮转臂20的外侧的一端固定设在转轴10的上端上，并且六个叶轮转臂20分成三组，每组相互之间间隔120度的角度。
三个叶片部30与六个叶轮转臂20相对应，一个叶片部30对应两个叶轮转臂20，两个叶轮转臂20分别连接相对应的叶轮部30的上端部和下端部。并且叶片部30分别设在叶轮转臂20的内侧的一端部上。在本实施例中，三个叶片部30具有相同的结果，在此仅对其中一个叶片部30进行说明。
叶片部30包含内叶片31、外叶片32以及调节件(图中未显示)，
外叶片32呈板片状，与转轴10相平行地固定设在叶轮转臂20的外侧端部上。
内叶片31呈板片状，与外叶片32相平行地可移动式设在叶轮转臂20上，并且在外叶片32的靠近转轴10的一侧上。
图2是本发明的实施例中双叶片式垂直轴风力发电机的俯视图。
如图2所示，内叶片31和外叶片32的外形不同，它们具有相互独立的特征参数。内叶片31的表面积小于外叶片32。内叶片31和外叶片32都为滴水状。在本实施例中，可以根据实际使用需要设计内、外叶片的结构参数,内叶片31和外叶片32的形状和大小根据流体力学的原理进行设计,使得内叶片和外叶片形状和大小不同。
如图1所示，外叶片32的表面设有两个加强筋32a，并且加强筋32a分别位于与叶轮转臂20相连接的位置处。
内叶片31的表面也设有两个加强筋31a，并且加强筋32a分别位于与叶轮转臂20相连接的位置处。
调节件用于调节内叶片31的位置，从而调节内叶片31与外叶片32之间的距离。
叶片部30在风能的作用下转动，并且带动叶轮转臂20转动，使得转轴10跟随叶轮转臂20进行转动，让发电机体进行发电。
在本实施例中，内叶片31与外叶片32的距离越大，输出功率也越大，但其静态扭矩越小，相对自动启动性能越差。因此，能够根据风速对内叶片31与外叶片32的距离进行相应调节。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的双叶片式垂直轴风力发电机，因为叶片部的调节件能够调节内叶片的位置，从而调节内叶片与外叶片之间的距离，在内叶片和外叶片的空气动力学效应上提供双叶片式垂直轴风力发电机性能，并且，能够根据风速的大小来调节内叶片与外叶片之间的距离，来增大输出功率，以及提升自动启动性能。本实施例从传统垂直轴风力发电机结构入手，考虑现代空气动力学理论，在转臂上新增加一个叶片，利用内外叶片的空气动力学效应来提高垂直轴风力发电机性能。
本实施例具有结构简单、易于安装维护等优点，同时又改善了垂直轴风力机自动启动性能的不足的问题。
在本实施例中，由于两个叶轮转臂支撑一个叶片部，因此，本实施例的结构更加稳固，从而减少后续维修工作。
在本实施例中，由于内叶片和外叶片上为滴水状，能够在风力的带动下顺畅旋转，本实施例的结构符合空气动力学，提示输出功率。
在本实施例中，由于内叶片和外叶片上设有加强筋，因此，本实施例的结构更加稳固。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种双叶片式垂直轴风力发电机，用于将风能转换为电能，其特征在于，包括:
发电机体，用于将机械能转换为电能，设有能够进行旋转的转子；
转轴，一端与所述转子相固定连接并且带动所述转子进行转动；
复数个叶轮转臂，一端固定设在所述转轴的另一端上，并且相互之间间隔一定角度；以及
复数个叶片部，与所述叶轮转臂相对应，分别设在所述叶轮转臂的另一端部上，
其中，每个所述叶片部包含内叶片、外叶片以及调节件，
所述外叶片固定设在所述叶轮转臂的所述另一端部，
所述内叶片可移动式设在所述叶轮转臂上并且在所述外叶片的靠近所述转轴的一侧上，
所述调节件用于调节所述内叶片的位置，从而调节所述内叶片与所述外叶片之间的距离，
所述叶片部在所述风能的作用下转动，并且带动所述叶轮转臂转动，使得所述转轴跟随所述叶轮转臂进行转动，让所述发电机体将所述转子的机械能转化为电能。
2.根据权利要求1所述的双叶片式垂直轴风力发电机，其特征在于：
其中，所述叶片部的数量为三个，所示叶轮转臂的数量为六个，每个所述叶片部对应两个所述叶轮转臂。
3.根据权利要求1所述的双叶片式垂直轴风力发电机，其特征在于：
其中，所述内叶片和所述外叶片的形状和大小根据流体力学的原理进行设计，
所述外叶片为滴水状，所述内叶片的表面积小于所述外叶片，并且也为滴水状。
4.根据权利要求3所述的双叶片式垂直轴风力发电机，其特征在于：
其中，所述外叶片的表面设有多个加强筋，
所述内叶片的表面也设有多个加强筋。
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