[发明专利]横置垂直轴风能装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风能利用装置，特别是一种横置垂直轴风能装置，适合作为风力发电机及其它动力装置。

背景技术

在现有能源结构中，有很大一部分是取自于自然界的能源，如风能、太阳能、地热能等，其中风能应用的时间最为久远，为了更好地利用风能，长期以来，人们设计了多种形式和结构的风力发电装置，依据风力发电机旋转轴在空间方向与位置的不同，又可分为水平方向的水平轴风力发电机和垂直方向的垂直轴风力发电机，目前应用最多还是水平轴风力发电机，水平轴水力发电机有它的优点，如水平轴风力发电机组已经完全达到工业化生产，配套生产与运营经验全面，但垂直轴风力发电机具有结构体积小、无方向性要求、维修方便等特点，垂直风力发电机还具有安全、高效、噪声低、成本低、维护方便等优势。

这目前的绝大部分垂直轴发电机为固定迎风角的叶片结构，这种结构有效力矩较小，并且还可能在特定条件存在负力矩，降低了整体效率，所以影响了这种类型发电装置的推广和应用，另外，由于风速与设置距地面的距离有关，所以，离地面越高则可利用的有效风速就越大，而现有的垂直轴发电机叶片轴是垂直安装的，真正有效利用的只是迎风的一面，而逆风的一面常常是做负功的，所以目前垂直轴发电机还有一些不足和缺点有待改善。

发明内容

本发明目的就是提供一种启动风力小、效率高、应用范围广的横置垂直轴风能利用装置。

为了达到上述发明目的，本发明采用下述技术解决方案：

一种横置垂直轴风能装置,主要由主轴、主轴轮、叶片、叶片轴、叶片轴轮和支架组成，主轴与地面平行，并且与来风方向垂直，叶片轴与主轴平行，可以绕主轴旋转，主轴与叶片轴之间具有横杆结构连接，主轴轮与叶片轴轮之间可传动连接，主轴轮固定不可转动，与主轴同轴心，叶片轴轮可自转及绕主轴公转，叶片连接在叶片轴轮上。

优选的，所述的主轴轮与叶片轴轮的周长比为1：2。

优选的，所述的叶片的曲面导风面相对于横向剖面呈中心对称结构分布。

优选的，所述的叶片的曲面导风面的顶点旋转方向与风能装置的主轴旋转方向相反。

优选的，所述的叶片对于主轴轴心呈现中心对称结构分布。

优选的，每个主轴与叶片轴之间的横杆结构为一个，连接于叶片轴的中部区域。

优选的，所述的主轴轮与叶片轮之间的传动连接为柔性传动连接，此柔性传动部件为链条或皮带。

优选的，所述的柔性传动部件为正时皮带。

优选的，所述的主轴轮与叶片轮之间的传动连接为刚性传动连接，此刚性传动部件为齿轮。

优选的，所述的齿轮部件连接方式，具有中间辅助齿轮。

本发明效果和特点体现在以下：

这种风能利用装置的迎风面利用利用率最高，而迎风角一直也在变化，叶片通过叶片轴、叶片轴轮被传动部件及主轴、主轴轮带动，使得叶片绕主轴旋转一周，叶片绕自身的旋转轴自转半周，这样的话，叶片始终处于做正功的状态，形成正扭矩，它能够最大程度地迎着风向，克服现有风机的叶片在某些位置处做负功的状态，提高风能利用率，即使在一个临界位置，也可以利用地效应产生的升力做功。这种垂直轴风能利用装置具有结构简单、启动风力小、效率高、易于维护的特点。

附图说明

图1是本发明提出的横置垂直轴风能装置的外观示意图；

图2是本发明提出的横置垂直轴风能装置的俯视图；

图3是本发明提出的横置垂直轴风能装置的叶片位于位置A时示意图；

图4是本发明提出的横置垂直轴风能装置的叶片位于位置B时示意图；

图5是本发明提出的横置垂直轴风能装置的叶片位于位置C时示意图；

图6是本发明提出的横置垂直轴风能装置的叶片位于位置D时示意图；

图7是本发明提出的横置垂直轴风能装置的工作示意图。

图中说明：

1为主轴；

11为主轴轮；

2为横杆；

3为叶片；

4为叶片轴；

41为叶片轴轮；

42为传动部件；

5为发电机；

6为支架。

具体实施方式