[实用新型]垂直轴活动叶片风力发电机

说明书

实用新型涉及一种开发利用风能的装置，是一种风力发电机。

已有的风力发电机，其风轮轴是水平方向布置的水平轴，而且叶片的受风角是固定的：发电机是用多对磁极的转子和多对磁极线圈组成的定子结构。它存在以下几个缺点：(1)水平轴式风轮占据空间和占地面积大。由于风轮需要四面旋转以接受各方向来风风能，风叶旋转时所掠过的空间范围不能有任何障碍物。故必须提供足够的空间和地面面积为建设风力发电专用。

(2)对风塔要求较高。由于风叶是上下旋转的，为使旋转时不触及地面物体及人蓄的安全，风叶下端必须尽量离开地面，因此风塔必须做得较高。并且由于风叶上下旋转，不允许用钢索对风塔进行加固，而只能靠风塔自身的强度抵御风力，因此，风塔必需做得又高大又结实。

(3)风轮受风不均匀。由于风力在垂直方向上是不均匀的，一般高处风力较大，低处风力较小，风轮受风作用力是上部大，下部小。风轮轴将承受很大的侧向扭力，因此，风轮轴及轴承同样必须做得很大很结实。

(4)发电机造价高，体积大，结构复杂。由于发电机为多磁极串联式永磁发电机，为了不用落后的机械变速装置，它用多组磁极线圈同向串联起来，以成倍增加输出电压，这大大增加了发电机的成本、体积与重量。

以上四点决定了这种风力发电机的成本很高昂，体积重量也十分庞大，对于投资者来说，过高的投资成本将使投资效益过低以及投资风险加大，过大的体积和重量对于运输及施工增加了极大的难度，故不能成为普及型的风力发电机。

发明内容：为了使风力发电机能够普及运用于广大的缺电地区以及经济落后地区，必须制造一种既经济又实用的风力发电机。它必须具备成本低，效率高，体积小，稳定耐用，易维护，适应大小风速等特点。针对上述风力发电机的种种缺点，本实用新型提出一种组合的垂直轴活动叶片风力发电机，它具备了成本低，效率高，体积小，稳定耐用，易维护，适应大小风速等特点。

本实用新型的结构特征：叶片通过叶片轴与风叶旋臂相连，叶片轴上装有叶片力臂，在风叶旋臂两侧固定并位于叶片力臂前后分别装有强力弹簧和弱力弹簧，风叶旋臂一端用螺栓固定于风轮盘上，固定于风轮盘上的主动力耦环与联在发电机旋臂上的从动力耦相连，发电机旋臂的一端与发电机轴相连，另一端装有稀土永磁体，该稀土永磁体位于发电机磁极铁心的通道内，发电机磁极线圈联在发电机磁心上，发电机旋臂的中部与一储能弹簧相连。

所述叶片轴上安装成单叶片式、双叶片式、三叶片式或多叶片式；固定在风叶旋臂上的强力弹簧和弱力弹簧可为推力、拉力或扭力弹簧，强力弹簧弹力与弱力弹簧弹力之比为二到五十倍。

所述每个风轮上装有一至三十个风叶，每一风轮轴上布置有两个至五十个风轮。

所述位于发电机旋臂一端的永磁体采取立式或卧式安装，永磁体数量可以是一个或者多至五十个的单磁体或多磁体，发电机磁极线圈可以是一个或多至五十个。

所述储能弹簧可是盘状、板状的金属或非金属弹簧。

附图说明：

图1是风力发电机的风轮俯视图。

图2是单叶片结构推力弹簧风叶示意图。图3是图2的侧面图。

图4是推力弹簧式风叶正面受风动作图。图5是图4的反面受风动作图。

图6是双叶片结构推力弹簧式风叶示意图。图7是图6的侧面图。

图8是三叶片结构推力弹簧式风叶示意图。

图9是单叶片结构拉力弹簧式风叶示意图。图10是图9的侧面图。

图11和图12分别是拉力弹簧式风叶正面受风动作和反面受风动作图。

图13是双叶片结构拉力弹簧式风叶示意图。图14是图13的侧面图。

图15是三叶片结构拉力弹簧式风叶示意图。

图16是单叶片结构扭力弹簧式风叶示意图。图17是图16的侧面图。

图18和图19分别是扭力弹簧式风叶正面受风动作和反面受风动作图。

图20是双叶片结构扭力弹簧式风叶示意图。图21是图20的侧面图。

图22是三叶片结构扭力弹簧式风叶示意图。

图23、图24是风叶在风轮上的连接位置以及稀土永磁发电机在风塔上的连接位置图，它们的区别为前者永磁体22是卧式，而后者永磁体22是立式。

图25是卧式单磁体单磁极线圈盘状弹簧稀土永磁发电机动态俯视图。

图26是卧式单磁体单磁极线圈板状弹簧稀土永磁发电机动态俯视图。

图27是图25的静态图。图28是图26的静态图。

图29是立式多磁体单磁极线圈板状弹簧稀土永磁发电机俯视图。

图30是立式多磁体单磁极线圈盘状弹簧稀土永磁发电机俯视图。