[实用新型]自动迎风垂直轴风力发电机风叶装置

说明书

技术领域本实用新型涉及一种能够在流动的气体或液体中产生转动，将动能转化为机械能，适合为垂直轴风力发电机提供有效机械能的自动迎风垂直轴风力发电机风叶装置。 

背景技术目前，世界许多国家和地区都在利用风能发电，大都是水平轴风力发电技术，但因其成本高，技术含量高，效益低，包括我国在内开始并已经研发，投入成本低、效益高的垂直轴风力发电技术。垂直轴发电的关键在于风叶装置的合理性和科学性，大概有风洞原理和阻力型原理两种，现有技术结构复杂很难大负荷装机，大大制约了人类利用风能这一绿色能源的脚步。 

发明内容为了解决风力发电成本高，难推广，大负荷装机困难等实际问题，本实用新型提供一种风叶叶片装置，在气体或液体流动的过程中，将气体或液体的动能转化为其自身转动的机械能， 

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案是： 

一种自动迎风垂直轴风力发电机风叶装置，包括矩形框架，矩形叶片，矩形框架相互垂直且平分安装，矩形框架上设有中心转动轴，矩形框架中心转动轴的两侧安装矩形叶片且方向相反，矩形叶片边缘的一侧装有叶片转动轴，相邻矩形叶片之间的距离小于叶片转动轴相对矩形叶片另一侧的距离，矩形框架上中心转动轴的两侧对称设有初始拦截轴，初始拦截轴与距其最近叶片转动轴的距离小于叶片的宽度。 

所述矩形框架下增加圆形托重轨道。 

自动迎风垂直轴风力发电机风叶装置设置在单层式小功率重直轴风力发电机风叶装置上。 

自动迎风垂直轴风力发电机风叶装置设置在复合式大功率垂直轴风力发电机风叶装置上。 

本实用新型的优点在于：自动迎风垂直轴风力发电机风叶装置结构简单，设计巧妙，能够自动迎风，小型风力发电成本低易推广，大容量装机易安装，提高了风能资源的利用率，适合陆地、浅海和海上平台等发电。 

附图说明图1为矩形叶片； 

图2为带轴的矩形叶片； 

图3为带有轴承的矩形框架； 

图4为装上叶片的单个矩形框架； 

图5为本实用新型结构示意图； 

图6为大功率单层式重直轴风力发电机机风叶装置。 

具体实施方式一种自动迎风垂直轴风力发电机风叶装置，在以中心转动轴5的带有轴承相互垂直且平分的矩形框架3上装上带有叶片转动轴2的矩形叶片1，在给矩形叶片1装转动轴时应注意以下三点：1、应把其叶片转动轴2装在每片矩形叶片1的一侧，靠近矩形叶片1边缘的位置，这样当其受到风的很小的吹力时就可自行产生转动。2、相邻矩形叶片1之间的距离小于叶片转动轴2到矩形叶片1另一侧较远端的距离。3、在给矩形框架3安装矩形叶片1时，中心转动轴5左侧的矩形叶片1与中心转动轴5右侧的矩形叶片1保持对称，且方向相反，当风向与矩形框架3垂直时，中心转动轴5左侧的矩形叶片1受到风的推力时，由于矩形叶片1装有叶片转动轴2，矩形框架3上有轴承，摩擦力很小，所以很小的风就可以产生转动，使其与风向保持一致，对风的阻力降到最低，而中心转动轴5右侧的矩形叶片1受到风的推力后，由于矩形叶片1的宽度大于其叶片转动轴2间的距离，所以矩形叶片1产生转动后被相邻的叶片转动轴2阻挡而不能继续转动，只能与风向保持垂直，从而形成了一个阻挡面，这时对风的阻力也最大，这样在中心转动轴5的两端产生了不平衡的力矩，矩形框架3在力矩的作用下产生转动，继而将风能转化为发电机所需的机械能，由于本装置是两个相互重直且平分的十字结构，所以当右侧矩形叶片1随着转动对风的阻力逐渐减小时，与其平分且垂直的另一组矩形叶片1正好开始工作，从而形成了一个较稳定的动力来源，而且不论任何风向，都可以自动迎风。 

在图3、图4中4为初始拦截轴，它的作用就是拦截与中心转动轴5最近的矩形叶片1，初始拦截轴与距其最近叶片转动轴2的距离小于矩形叶片1的宽度，这样在距中心转动轴最近的矩形叶片产生转动时，会受到初始拦截轴的拦截，使此矩形叶片1与其他矩形叶片保持一样的工作状态。 

图5为自动迎风垂直轴风力发电机风叶装置，它结构简单，成本低廉，适合广大农牧区发电需求。 

图6为单层式大功率垂直轴风力发电风叶装置图。由于叶片装置 半径的加大，自身重量加大，在自动迎风垂直轴风力发电机风叶装置的矩形框架3下增加了圆形托重轨道，这样既减轻了矩形框架自身重量对中心转动轴5的拉力，也就降低了中心转动轴5材质的要求，大大降低了成本，同时圆形轨道也大大增加了整个装置的支持面积，使整体装置更加稳定，为大型大功率装机提供了有力保障。 

风力资源是有限的，适合大型装机的风场也是有限，水平轴在充分利用上层空间上很难再有发展空间，由于设置了多层自动迎风垂直轴风力发电机风叶装置，下方有圆形托重轨道6托重，每层圆形托重轨道6相连，增加了支持面积，可以开发上层空间，采用多层次发电，构成了复合式大型重直轴风力发电风叶装置，充分利用有限的风力资源。