[发明专利]立轴式大流士风车

说明书

技术领域

本发明涉及一种大流士风车(Drarrieus windmill)，更具体而言，涉及一种在低风速区域中也能自行起动的立轴式大流士风车。

背景技术

一般，风车利用自然风带动叶片旋转，通过齿轮机构提高速度从而带动发电机旋转而产生电能。

这种方式叫做风力发电，荷兰式风车可称为是风力发电风车的代表，公知的有对风旋转轴水平的水平轴式风车和对风旋转轴垂直的立轴式风车。

其中，立轴式风车分为两类，在叶片发生的阻力带动风车旋转的阻力式风车，如桨式或桶式；通过在叶片发生的升力带动风车旋转的升力式风车，如大流士式或Gyromill式。

即，前者是朝向吹风方向的叶片的阻力进行相减，并通过阻力之差带动风车旋转，与此相反，后者是通过在叶片发生的升力带动风车旋转。

前者的所谓立轴式风车(阻力式)存在如下问题。即，当速率(叶片的翼端部速度/风速)为1时，不会发生带动风车使其旋转的转矩，因此即使风速变快也不能使其转速增加，使得发电效率低。

后者(升力式)的情况存在如下问题。即，在速率为1以上时，风车的空气动力特性变良好，因此可有效旋转风车，但是，在速率为1以下时，风车的空气动力特性变坏，因此作用于风车使之旋转的转矩变小。并且，由于力矩较小，因此很难从停止状态起动。

从而，有人试图在后者的升力式风车上结合前者的阻力式风车以提高低速时的起动效率。

日本公开专利公报第2003-314432号公开了一种混合式风车。

该风车是在升力式风车的大流士风车的旋转轴设置阻力式风车的桶形风车的结构。在低速时，通过桶形风车开始旋转之后通过大流士风车进行高速旋转。

但是，该现有混合风车存在如下问题。该混合风车在低速时桶形风车驱动大流士风车，而在高速时大流士风车也要驱动桶形风车，因此使其转速减低。与单纯的大流士风车相比，在高速时发电效率减低了。

发明内容

为了解决上述问题，本发明旨在提供一种大流士风车，在高风速区域中利用空气动力良好而发电效率高的大流士风车的优点，而在低风速区域中可自行起动并发电。

本发明的另一目的在于提供一种大流士风车，在高风速区域中，与现有大流士风车相比旋转速不会降低，并可以增大发电容量。

为达成所述目的，本发明的大流士风车具备以垂直形成的第一旋转轴和设置于所述第一旋转轴、通过升力产生转矩的多个第一叶片；其进一步具备起动单元，该启动单元形成于第一旋转轴或第一叶片，通过风力带动第一旋转轴起动。

优选地，起动单元具备切割部，该切割部切割形成在与所述第一旋转轴相面对的第一叶片的内向面一侧，以在第一叶片通过阻力产生转矩；或者，起动单元具备：多个支架，其在第一旋转轴的外周面径向延伸；第二叶片，其分别固定于支架，通过阻力产生转矩。

优选地，第二叶片是流线型翼型截面，并具备切割形成在与所述第一旋转轴相面对的内向面的一侧的切割部，起动单元包括：垂直的第二旋转轴，其在低风速中与第一旋转轴啮合并一起旋转；在高风速中与第一旋转轴分离独立地旋转；多个支架，其在第二旋转轴的外周面径向延伸形成；第二叶片，其分别固定于支架，通过阻力产生转矩。

优选地，第一旋转轴与第二旋转轴同轴设置，且设置在内部为中空的第二旋转轴的内部；在第二旋转轴和所述第一旋转轴之间设置单向离合器；起动单元包括：多个支架，其在第一旋转轴的外周面径向延伸形成；第二叶片，其分别固定于支架并以第一旋转轴为中心形成为螺旋状，通过阻力产生转矩。

优选地，起动单元进一步包括：多个支架，其在第一旋转轴的外周面径向延伸形成；第二叶片，其分别固定于支架，通过阻力产生转矩。

本发明的大流士风车具备：第一旋转轴，其垂直形成；第一叶片，其具有翼型截面，以第一旋转轴为中心对称地配置有多个，该第一叶片的上端及下端分别固定于设在第一旋转轴的上部及下部的固定部且形成圆弧形，其进一步包括：起动单元，其具有切割部，该切割部在与所述第一旋转轴相面对的第一叶片的内向面切割形成，以在第一叶片上通过阻力产生转矩。

如上所述，根据本发明的立轴式大流士风车，在低风速区域通过发生在叶片的阻力可自行起动及旋转，因此可在低风速中发电。

并且，可在任何风向及风速中都可以产生转矩，因此在风速非常低或风向变动大的城市也可以简单起动，因此具有可在广范围的风速区域发电的优点。

本发明可在高风速区域通过升力产生转矩来进行高速旋转，因此，在高风速区域中可照样使用空气动力特性出色的大流士风车的优点。