[发明专利]全截获式垂直轴风车

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直轴风车。其主要由可随风向转动的三脚风车支架、组成支架的[型框，支地轮、垂直轴、可移动的风叶、风叶轨道、驱动风叶的电机、连接驱叶电机的钢丝导电体、动力电池、连接电池的电源磨擦片、调向板、调向电机、调向电源接触点、垂直档风板、垂直档风板固定杆和水平挡风板组成。

背景技术

目前，垂直轴风车虽然在风能利用方面发挥着一定作用，但因其风能利用效率不高，使其始终不能大批量开发应用，尤其在风电领域显得更为突出。那么为什么垂直轴风车风能利用率不高呢？这主要是由以下两个因素造成的：1、垂直轴风车上的风叶只在由上风口至下风口的半个旋转周内作功，而下风口至上风口的半个旋转周风叶不仅不作功反而要大量消耗风车作功能量，而水平轴风车无此损耗；2、垂直轴风叶是在顺风后移中来截获风能的，其风叶尺寸越大转速就越慢，越不利于风能和机械能的有效转换，而水平轴风车的风叶是定位迎风旋转，使其受风能力强转速快，有利于风能和机械能的转换。所以到目前为止人们大都采用水平轴风车。

发明内容

为了解决上述垂直轴风车效率不高的问题，本发明者设计了这种全截获式垂直轴风车。

本发明的基本技术方案是：

1、制作三个[型框，并将三个[型框上下边框开口端焊接在垂直轴上下端的轴承上，并使每个边框形成所需要的角度，在每个[型框的下方适当位置安装支地轮，按以上所述本风车可转动的三脚风车支架已形成；

2、在风车支架内紧贴垂直轴安装上下对应的凹型风叶轨道(或滑道，以下称叶轨)，垂直轴要正好在轨道中间位置，，在上下叶轨之间镶入能移动于垂直轴两侧的风叶(风叶为板材或框架上覆盖面料)；

3、在风叶下方适当位置安装一条与风叶等宽的齿条，在下叶轨中间正对垂直轴的外侧位置，安装一台驱动风叶的电机，在电机的两侧各安装钢丝状导电体并将其与电机电线相连，两侧导电体要与电机电线反向连接，使电机能正反双向旋转，用以驱动风叶来回移动，电机齿轮要与齿条相咬合，(用飞轮平轮也可以，但风叶上的齿条也要作相应调整)；

4、在风车支架的底部适当位置安装动力电池(本发明用于风力发电时也可以直接利用发出的电能省略动力电池)，在风车支架处于下风口的[型框上的适当位置按装电源磨擦片，并将其与动力电池电源线相连，并要使之实现：当叶轨旋转到下风口相应位置时，电机上的钢丝导电体能接触到电源磨擦片并在其上滑动，使电机通电以驱动风叶移动；

5、在风车支架处于下风口的[型框竖框上方安装一个风舵式调向板，将电池电源线正负极接触点安装在调向板位于下风口的边缘上，在下风口[型框支地轮边上安装一台减速电机并使其驱动轮与支地轮以齿轮或飞轮方式咬合(平轮咬合或直接将电机驱动轮作为支地轮也可以)，将减速电机正负极线各分为两股且将其接触点分别安装在调向板上电池接触点的两侧，电机的接触点也要反向安装，并使之实现：，当调向板上的电池电源正负极接触点向左移动与左侧电机导入导出线接触点相接触时，电机驱动支地轮带动风车支架向左侧移动，直至两方接触点分离，当调向板上的电池电源正负极接触点向右移动与右侧电机导出导入线接触点相接触时，使电机驱动支地轮带动风车支架向右侧移动，直至两方接触点分离，上述技术措施可使风车支架始终跟随风向转动(为进一步稳定支架，可在下风口[型框上方和/或后方加装固定式风舵，风舵可与[型框平行也可有一定角度，同时可配重压稳风车支架)；

6，在上风口非作功区的[框上安装一个垂直于地面的矩形档风板，档风板上安装1个或多个弹性泄风门，以备风力过大时泄出多余风能；

7、在上风口的两个[型框的上下框之间各自安装一个扇型水平档风板(只在上面安也可以，另外是否留弹性泄风门视情况而定，风叶也如是，另外，水平档风板也可以安在叶轨上)，以档住吹向垂直轴两端的风流。至此本发明技术方案已基本阐述完。

为了突出显示本发明技术特征，方案中有关现有技术未做祥细叙述

通过以上技术方案，本发明能达到以下技术效果：

一、当风叶由上风口接受风能并旋转到下风口时，通过电机导电体与风车支架上电源磨擦片一定时间的磨擦滑动，使电机通电并驱动风叶快速由风车下风口紧贴垂直轴直接移动到风车上风口，从而消除了风叶由下风口到上风口旋转式回移所产生的风阻；

二、通过档风板聚集风能而大幅度提高了风能利用率；

三、增加了风叶外边缘风流量，技术性加大了风叶外边缘风速进而提高了风车转速，这对大功率风车的开发和微风发电极为有利。

附图说明