[发明专利]聚能型垂直风力发电机

说明书

本发明属可再生能源的利用，是进一步提高对风能源的吸收和利用，用来为人类服务的，聚能型垂直风力发电机。

地球大气环流，产生许多空气流动，造成许多风力，其中具有很大的能量，怎样很好地利用它是一个很大的课题。现有普遍使用的螺桨式风力发电机，其优点是没有逆风产生阻力段，可大直径产生大力矩工作，但是其缺点是风能利用率不高，只有1/4-1/3风能被利用，其余的则白白流走了。而垂直叶片的风力发电机，风能利用率高一些，但是它旋转工作有一段逆风段，会产生阻力抵消旋转力矩，因此影响到它风能利用率，所以没有普遍采纳使用。现有的垂直风力发电机采用护盖将阻力段遮盖，减少了阻力，但不能进一步增加旋转力矩。

本发明是为了克服叶片背面逆风段阻力，采用导风片，将风向引导至叶片正面，不是产生阻力而是产生旋转力矩，并且将侧面更多的风收集导向叶片正面，这样就大大增加旋转力矩，提高了风能利用率而可多发电。与此同时，为了更多地收集利用风能，在对称位置也装一聚风片，更进一步增加风力，加大旋转力矩，这样就构成了聚能型垂直风力发电机。为了保持导风片与聚风片始终在两边恰当的位子起到导风聚能作用，另在风轮的后面尾部设有方向板。上述导风片、聚风片与方向板，由三叉形上支架，与三叉形下支架将三者固定联接，这样不管风从哪一方向吹来，它们都能自动调整好位置，起到导风聚能的作用，上、下支架通过轴承装在风轮的中心轴上。

同时用弧形垂直叶片组成的垂直风轮，通过上、下的轴承装在中心轴上，通过传动链带动发电机发电。中心轴固定不动，可装在基座上，或通过轴套直接埋于地下，或固定于其他设施上，如船、车。也可通过吊环吊在空中，可装在高空气球、飞艇上。上述如遇到大台风时叶片、中心轴可快速折下收藏。

另外，上述弧形垂直叶片与导风片、聚风片、方向板、除用薄板做成，并可用薄膜和布包括尼龙布等做成，由弧形细杆支撑和垂直撑杆支撑，形成轻型可方便折叠收藏以及撑开的叶片，做到伞式轻型、高效率、低成本的风力发电机，可用于吊在空中或装在高空气球、飞艇上以及车船上。

下面结合图1、2、3、4说明。

图1是聚能型垂直风力发电机之图，如图1所示由导风片[1]将风能集聚并导向，吹向弧形垂直叶片[7]正面，将阻力变为推动旋转的力矩。同时在对称位置设置聚风片[2]将扩大收集的风能，吹向弧形垂直叶片[7]正面，增加了推动旋转的力矩，这样聚能的结果，是大大增加了垂直叶轮[8]的转矩，提高了发电功率。为了保持导风片[1]、聚风片[2]始终是迎风导向聚能的位置，设置了方向板[3]，不管风向改变何位置，都能调整对正。导风片[1]，聚风片[2]和方向板[3]，由三叉形上支架[4]、和三叉形下支架[5]联接固定，它们中心由轴承[12]套在中心轴[6]上。

由弧形垂直叶片[7]，构成的垂直叶轮[8]由上、下轴承[11]装在固定的中心轴[6]上转动，通过传动链[9]，带动发电机[10]旋转发电。

中心轴[6]，可固装在基座[13]上，也可通过中心轴[6]的轴套埋于地下或装于其他设施，如车、船上，保证垂直风力发电稳固可靠。另也可由中心轴[6]顶端吊环[14]，吊在风力大的空中发电。此外特别加长型的垂直叶片，在中段增加支承架[15]。

本聚能型垂直风力发电机，迎风聚能面积扩大如果近一倍，则在不增加更多材料与制造成本的情况下，发电功率也可增加近一倍，因此可有利于广泛使用。

本聚能型垂直风力发电机，除可用于山头、平原、海岸及山涧、河谷风力大的风口处，也可用于装在船上作风力发电船或船行驶的动力，并可与本人发明的201110158026.5聚能型浪涌水流发电装置的发电船相结合，装上聚能型垂直风力发电机，构成聚能型风力、浪涌水流发电船，见图2，图2就是聚能型风力、浪涌水流发电船之图，可人驾驶，也可遥控。此外，也可通过吊环[14]装在高空气球，飞艇上，在高空大风处发电，见图3，图3是高空气球、飞艇聚能型垂直风力发电机之图。

图4是薄膜型聚能型垂直风力发电机之图，如图4所示，上述弧形垂直叶片[7]与导风片[1]、聚风片[2]、方向板[3]除用薄板做成，并用薄膜和布[16]包括尼龙布等做成，由弧形细杆[17]撑开和垂直撑杆[18]支撑，形成重量轻，可方便折叠收藏以及撑开的叶片，做到伞式轻型、高效率、低成本的风力发电机。可适用于吊在空中或装在高空气球、飞艇上以及车船上。

本发明聚能型垂直风力发电机，其特点是：1、提高了发电功率，增加了对风能的吸收利用率。

2、不用过高地加大直径，而增加对材料的过高要求。可用普通材料制作。