CN203412700U - 一种垂直轴风力发电机 - Google Patents

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岳云峰
陈国良
丁春雷
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Abstract

本实用新型涉及一种垂直轴风力发电机，包括立柱和盘式电机，所述立柱固定于地面上，所述立柱的顶端安装有盘式电机，所述盘式电机上下两端的相应位置连接有若干对风叶支撑装置的一端，所述每对风叶支撑装置的另一端与H型风叶连接，所述H型风叶顶端设有不锈钢风杯，所述若干H型风叶与立柱成竖直平行布置且以盘式电机轴心为圆心均匀分布。本实用新型采用风杯型结构，使整台风机制造方便、结构简单、变形量小、重量轻、易于批量生产，同时三风杯叶片设计可接受来自各个方向的风，并能低风速启动。

Description

一种垂直轴风力发电机
技术领域
本实用新型涉及风力发电机技术领域，特别是涉及一种垂直轴风力发电机。
背景技术
风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目的风车技术，大约是每秒三公里的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统；风力发电机、充电器和数字逆变器，风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13-25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能，然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。
按照桨叶受力方式分类可分为升力型风力机和阻力型。升力型利用叶片的升力带动旋转轴转动，从而转化风能为电能，这种风力发电机目前较为常见。升力型风力发电机，具有转速高、风的利用率较高等优点，其叶尖速比通常在4以上。但是，升力型风力发电机启动性能差，难以自启动。常见升力型以H型和φ型风力发电机组最为典型。其中H型风叶结构简单，加工方便；φ型风叶结构复杂加工困难。
阻力型利用叶片上受到的阻力来驱动发电机发电，大部分阻力型风力机为垂直轴，目前较少。阻力型风力发电机启动性能好，质量轻，噪声小等优点。但是，阻力型风力发电机难以提高叶尖速比。常见阻力型以S型和风杯型风力发电机组最为典型。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种垂直轴风力发电机，以解决目前升力型垂直轴风机低风速启动困难和阻力型垂直轴风机效率低的问题，结合两大类垂直轴风机的优点，采用风杯型结构，使整台风机制造方便、结构简单、变形量小、重量轻、易于批量生产，同时三风杯叶片设计也可接受来自各个方向的风，并能低风速启动。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种垂直轴风力发电机，包括立柱和盘式电机，所述立柱固定于地面上，所述立柱的顶端安装有盘式电机，所述盘式电机上下两端的相应位置连接有若干对风叶支撑装置的一端，所述每对风叶支撑装置的另一端与H型风叶连接，所述H型风叶顶端设有不锈钢风杯，所述若干H型风叶与立柱成竖直平行布置且以盘式电机轴心为圆心均匀分布。
所述若干不锈钢风杯大体为向内凹的半球体，风杯口朝向同一圆切方向。
所述盘式电机为上下对称结构。
所述每对风叶支撑装置与H型风叶之间通过风叶角度固定装置相连。
所述每对风叶支撑装置之间呈V型。
有益效果
本实用新型具有以下的优点和积极效果：
1、H型叶片截面不变形，不扭曲，形状简单，可批量生产，降低成本；
2、三叶片设计可接受来自各个方向的风，不需要昂贵的偏航系统；
3、采用风杯型结构，使整台风机制造方便结构简单、变形量小、重量轻、易于批量生产，同时三风杯叶片设计也可接受来自各个方向的风，并能低风速启动；
4、结合升力型垂直轴风机和阻力型垂直轴风机的优点，具有低风速启动和效率高的特点；
5、风杯线速度超过一定值时将会起到反作用，从一定程度上牵制H型风叶旋转速度的增加，从而延缓或预防风机的飞车现象的出现。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图中：不锈钢风杯1，风叶角度固定装置2，H型风叶3，盘式电机4，风叶支撑装置5，立柱6。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，一种垂直轴风力发电机，包括立柱6和盘式电机4，所述立柱6固定于地面上，所述立柱6的顶端安装有盘式电机4，所述盘式电机4上下两端的相应位置连接有若干对风叶支撑装置5的一端，所述每对风叶支撑装置5的另一端与H型风叶3连接，所述H型风叶3顶端设有不锈钢风杯1，所述若干H型风叶3与立柱6成竖直平行布置且以盘式电机4轴心为圆心均匀分布。
所述若干不锈钢风杯1大体为向内凹的半球体，风杯口朝向同一圆切方向。
所述盘式电机4为上下对称结构。
所述每对风叶支撑装置5与H型风叶3之间通过风叶角度固定装置2相连。
所述每对风叶支撑装置5之间呈V型。
值得一提的是，本实用新型在风机在低风速情况下，首先由阻力型风杯利用风压差启动运转，由于风杯直接安装在H型风叶的正上方，即同时带动H型风叶运转；不超过额定风速时风杯和H型风叶共同为发电机提供机械能；随着风速逐渐增大，H型叶片转速迅速增大，当风杯线速度达到一定数值时，风杯不再吸收风能为发电机提供机械能；当风杯线速度超过一定值时将会起到反作用，从一定程度上牵制H型风叶旋转速度的增加，从而延缓或预防风机的飞车现象的出现。

Claims (5)

1.一种垂直轴风力发电机，包括立柱（6）和盘式电机（4），所述立柱（6）固定于地面上，所述立柱（6）的顶端安装有盘式电机（4），其特征在于：所述盘式电机（4）上下两端的相应位置连接有若干对风叶支撑装置（5）的一端，所述每对风叶支撑装置（5）的另一端与H型风叶（3）连接，所述H型风叶（3）顶端设有不锈钢风杯（1），所述若干H型风叶（3）与立柱（6）成竖直平行布置且以盘式电机（4）轴心为圆心均匀分布。
2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述若干不锈钢风杯（1）大体为向内凹的半球体，风杯口朝向同一圆切方向。
3.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述盘式电机（4）为上下对称结构。
4.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述每对风叶支撑装置（5）与H型风叶（3）之间通过风叶角度固定装置（2）相连。
5.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于：所述每对风叶支撑装置（5）之间呈V型。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104088754A (zh) * 2014-07-29 2014-10-08 南通理工学院 一种垂直轴风力发电机
CN104131952A (zh) * 2014-07-29 2014-11-05 南通理工学院 一种垂直轴风力发电机

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CN104088754A (zh) * 2014-07-29 2014-10-08 南通理工学院 一种垂直轴风力发电机
CN104131952A (zh) * 2014-07-29 2014-11-05 南通理工学院 一种垂直轴风力发电机
CN104131952B (zh) * 2014-07-29 2017-02-15 南通理工学院 一种垂直轴风力发电机
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