[发明专利]偏距变角垂直轴风能装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风能利用装置，特别是一种偏距变角垂直轴风能装置，适合作为风能利用及相关动力装置。

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，如太阳能、地热能、风能等，例如在风能利用方面，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。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，所以目前垂直轴发电机还有一些不足和缺点有待改善。

同样，在海洋能量利用方面也有同样的不足，而对于风能和海洋能，都可以看成是一个风力能量利用的问题，在具备一定条件的基础上，应当具有一种基本工作形式或结构，可以将此类的能量利用或挖掘出来。

发明内容

本发明目的就是提供一种启动力矩小、效率高、应用范围广的垂直轴风能利用装置，并可以自动切换能量叶片的角度。

为了达到上述发明目的，本发明采用下述技术解决方案：一种偏距变角垂直轴风能装置,至少包括动力轴、叶片、叶片轴，叶片轴水平横向设置，叶片轴的中心与动力轴或动力轴的延长线垂直相交，在叶片轴的两端设置有叶片；叶片设置在叶片轴的端部，且叶片中心与叶片轴轴心偏离设置，以形成一侧的驱动力矩；设在同一叶片轴两端的叶片不在同一平面内，两个叶片平面具有夹角；叶片轴通过连接结构与动力轴装配；叶片轴可以旋转，叶片、叶片轴至少之一具有限位装置，可以限定叶片及叶片轴旋转的角度；由一个叶片轴和两端的叶片组成一个叶片组，至少具有两组或以上的叶片组，并在动力轴旋转平面内均匀分布，构成一个与动力轴垂直的工作面；叶片轴具有两个工作状态，在动力轴转动的不同的角度时，叶片及叶片轴在风力的作用下，以及限位装置的限制下，在两种状态之间进行转换；两种状态对于风力阻力分别是最大和最小；在重复切换的过程中，流体能作用使叶片及叶片轴产生力矩，并传递到动力轴。

进一步的，所述的同一叶片轴两端的叶片之间的夹角为60-120度之间，最优选为90度。

进一步的，所述的叶片、叶片轴至少之一具有限位装置，可以限定叶片在绕叶片轴转动的角度，所限定的角度为90度。

进一步的，所述限位装置由静限位块与动限位块组成，静限位块与动限位块位于同一平面内，并分别装配于轴承架和叶片轴上。

进一步的，所述的叶片、叶片轴至少之一具有限位装置，所限定叶片转动的角度范围为水平方向至垂直向下90度的范围，随着动力轴旋转角度的不同有着水平和垂直不同的状态。

进一步的，所述的叶片、叶片轴至少之一具有限位装置，所限定叶片转动的角度范围为水平方向至垂直向上约90度的范围，随着动力轴旋转角度的不同有着水平和垂直不同的状态。

进一步的，所述的限位装置由限位块、限位条、限位板至少之一组成，可以设置于叶片、叶片轴、轴承、轴承架、动力轴等部件之上。

另外，还有一种偏距变角垂直轴风能装置,至少包括动力轴、叶片、叶片轴，叶片轴水平横向设置，叶片轴的一端的延长线与动力轴或动力轴的延长线垂直相交，在叶片轴的一端设置有叶片；叶片设置在叶片轴的端部，且叶片中心与叶片轴轴心偏离设置，与轴承装配，以形成一侧的驱动力矩；叶片轴不穿过动力轴的轴线及延长线的，叶片轴通过连接结构与动力轴装配；叶片轴可以旋转，叶片、叶片轴至少之一具有限位装置，可以限定叶片及叶片轴旋转的角度；由一个叶片轴和一端的叶片组成一个叶片组，至少具有三组或以上的叶片组，并在动力轴旋转平面内均匀分布，构成一个与动力轴垂直的工作面；叶片轴具有两个工作状态，在动力轴转动的不同的角度时，叶片及叶片轴在风力能的作用下，以及限位装置的限制下，在两种状态之间进行切换；两种状态对于风力阻力分别是最大和最小；在重复切换的过程中，流体能作用使叶片及叶片轴产生力矩，并传递到动力轴。