CN2802117Y - 立轴式风车装置 - Google Patents

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CN2802117Y CNU2005200730481U CN200520073048U CN2802117Y CN 2802117 Y CN2802117 Y CN 2802117Y CN U2005200730481 U CNU2005200730481 U CN U2005200730481U CN 200520073048 U CN200520073048 U CN 200520073048U CN 2802117 Y CN2802117 Y CN 2802117Y
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Abstract

本实用新型公开了一种立轴式风车装置，该装置包括固定支架、垂直轴、转叶及转动支架，其特征在于：所述的转叶安装在转动支架分别由垂直轴向外延伸的二个端部，在转动支架与转叶的连接位置处设有平行于垂直轴的转动轴，转叶可绕该转动轴自转。本实用新型所述的立轴式风车装置，利用简单的机械结构，来增大转叶工作面迎风面积比，提高风力产生的转矩，进而提高了风能的利用效率。

Description

立轴式风车装置
技术领域    本实用新型涉及一种利用风力推动转叶产生的能量用于发电的装置，尤其涉及一种立轴式风车装置的改进。
背景技术    就象太阳能一样，风能也是一种取之不尽、用之不竭的自然资源，具有很高的利用价值。目前国内风能利用主要有风力发电、风力提水、风力(风帆)助航等多形式，而风力发电主要采用横轴螺旋风叶式技术，该种形式的风力发电，适合用于风速较大，风向相对比较稳定的大风场场合，尤其对风向的控制要求高，一般均采用电脑网络控制。授权公告号为CN 2580135Y的实用新型专利说明书则公开了一种针对风速相对较低、风向变化较大的小型风场的风能利用开发的《垂直轴风车机》，该垂直轴风车机的捕风器可在90度内沿水平轴转动，工作面在顺风方向与风垂直，以接收风力能，在逆风方向与风平行，可以减少阻力。该实用新型专利在多风向风能利用方面，克服了捕风器在逆风方向有着较大的投影面积的缺点，确实产生了有益的效果，但捕风效率有待进一步提高。
发明内容    本实用新型的发明人，为了进一步提高垂直轴风车机的捕风效率，积极探索，大胆尝试，终于有所收获，研制出一种利用简单的机械结构，来增大转叶工作面受力，从而提高风能利用效率的风车装置。
本实用新型的目的是通过下述的技术方案实现的：
一种立轴式风车装置，包括固定支架、垂直轴、转叶及转动支架，其特征在于：所述的转叶安装在转动支架分别由垂直轴向外延伸的二个端部，在转动支架与转叶的连接位置处设有平行于垂直轴的转动轴，转叶可绕该转动轴自转。
当转动轴在转叶上的位置由转叶边缘向转叶中心处偏移时，可以减小由于转叶转动时产生的离心力对转叶本身转动带来的阻力，同时增大迎风面和顺风面力矩的力臂差。
上述的转叶绕转动轴自转的角度不大于180度。
转动支架可以有多种结构形式，如单排形、三角形、六角形等，转动支架的两个向外延伸的端部上转叶的个数是对称设置的，分别可设置二片、四片、六片、八片或更多，这需要根据风场的大小、发电的要求确定。
为了使转叶的捕风效率达到最大，本实用新型中转叶垂直方向的尺寸应大于其水平方向的尺寸。
本实用新型所述的立轴式风车装置，利用简单的机械结构，来增大转叶工作面迎风面积比，提高风力产生的转矩，进而提高了风能的利用效率。与授权公告号为CN 2580135Y的实用新型专利说明书公开的《垂直轴风车机》相比，不仅更便于设置多个转叶，以提高捕风效率，由于速度差的原因，对于面积相同的长方形转叶来说，在距垂直轴半径相同的位置处，垂直布置的转叶所受到的风力比水平布置的转叶所受到的风力要大，也就是说，在相同的条件下，本实用新型的立轴式风车装置捕风效率更高。
附图说明    图1是本实用新型结构原理示意图；
            图2是本实用新型转叶工作状态俯视示意图。
具体实施方式    下面结合附图及实施例对本实用新型进一步加以说明：
请参见图1，所示是本实用新型结构示意图。垂直轴2固定安装在固定支架1上，三个转动支架4构成的六角形的活动支架，通过公转回转副6安装在垂直轴2上，使得该六角形转动支架4可饶垂直轴转动，并带动转动支架4上的转叶3作公转运动。长方形的转叶3被设置在转动支架4由垂直轴2向外延伸的两个端部，并且是对称配置的，其个数可以为二片至数片，本实施例中每个转动支架4的两端各有一个转叶3，转叶3垂直方向的尺寸大于其水平方向的尺寸。在转叶3与转动支架4安装连接位置处装有两个用于安装与垂直轴3平行的转动轴5的自转回转副7，该两个自转回转副7必须处于上下垂直的一直线上，使得转叶3可以绕该转动轴5作自转运动，其自转的角度不大于180度。图2是本实用新型转叶3受风转动至各个角度时俯视的状态示意图，图中假设以其中一个转叶3处于A点位置时作为转叶3转动的起始位置，即0°位置，这时，与该转叶3处于同一个转动支架4上并且相对称配置的另一个转叶3在A′点位置处作小于180度翻转，从图2所示的几个典型位置可以看出，在风力作用下，垂直轴2两边转叶3的迎风状态完全不同，一边的转叶3处于顺风向状态，另一边的转叶3则处于逆风向状态，并且会顺着风向将转叶3调整到合适的角度，由此造成了迎风面与顺风面的面积差，并且该面积差在理论上已经达到了最大值。转叶3工作面转动时的迎风面积差产生的风力转矩带动发电机或其它动力机器工作，从而实现了风能转换。

Claims (4)

1.一种立轴式风车装置，包括固定支架(1)、垂直轴(2)、转叶(3)及转动支架(4)，其特征在于：所述的转叶(3)安装在转动支架(4)分别由垂直轴(3)向外延伸的二个端部，在转动支架(4)与转叶(3)的连接位置处设有平行于垂直轴(3)的转动轴(5)，转叶(3)可绕该转动轴(5)自转。
2.根据权利要求1所述的立轴式风车装置，其特征在于：所述的转叶(3)绕转动轴(5)自转的角度不大于180度。
3.根据权利要求1所述的立轴式风车装置，其特征在于：所述的转动支架(4)的两个向外延伸的端部上转叶(3)的个数是对称设置的。
4.根据权利要求1所述的立轴式风车装置，其特征在于：所述的转叶(3)垂直方向的尺寸应大于其水平方向的尺寸。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010031200A1 (zh) * 2008-09-16 2010-03-25 Xiang Yafeng 垂直轴式风力发电系统的风车装置及控制风车叶片的方法
CN101994643B (zh) * 2009-08-19 2012-05-23 严强 升力型垂直轴风力发电机的风轮结构和风轮安装方法

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