[实用新型]一种微风启动的高效垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机，具体为一种应用于离网型垂直轴风力发电机。

背景技术

风力发动机目前分为垂直式和水平式发动机；相对于水平轴风力发电机，由于垂直式风力发电电机体积小、安装方便、启动风速小、风向改变时适应力强，其具有效率高、风能利用率高、静音、维修成本低等优势，目前得到了广泛的开发。但目前现有技术的垂直轴风力发电机，无论是阻力型还是升力型都存在一定的缺陷；阻力型风力机是利用风叶的形状的改变，在顺风周期时迎风面风叶是凹面风压较大，在逆风周期时迎风面是凸面风压较小，从而造成压力差推动风车转动；升力型固定叶风力机是利用机翼的升力来推动风车转动。但是这两种风车的共同缺点在于：顺风周期和逆风周期迎风面面积一样，故而在低风速时功率启动扭力低，使得垂直轴型风力机比类似尺寸的水平轴风力机功率小；而同功率的两种风电机的造价，垂直轴风力机要贵很多，因此目前的垂直轴型风力机还没有能够得到很好的推广和应用。发明内容

针对上述缺陷，本实用新型提供一种微风启动的高效垂直轴风力发电机，解决了垂直轴风力发电机的启动和效率低等问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种微风启动的高效垂直轴风力发电机，包括与地面垂直的主轴，发电装置、升力叶片，所述升力叶片为机翼状结构，并通过连杆、轮毂与主轴相连且绕主轴等距分布，所述升力叶片上还安装有逆风时用于增强受风阻力的活动挡风板。

为了最大程度下的提高逆风迎风面积，在逆风张开状态下所述挡风板与升力叶片形成最大角度α控制在90度。

本实用新型的进一步改进为：所述每片升力叶片上安装有两块挡风板。

本实用新型的升力风叶采用了机翼状结构，其目的是为了充分利用机翼的启动特性，利用机翼的升力特性来推动风轮的旋转。本实用新型在机翼上设置挡风板，所述挡风板可以在固定风叶上旋转来改变迎风方向的风力推送面积，从而达到顺风周期和逆风周期迎风方向面积的差异，这样改进了垂直型风力发电机的微风不能启动和风能转换效率低的问题，最大化的增加顺风周期和逆风周期的迎风面积比例使得叶片在持续旋转中截获更多的风能。

说明书附图

图1为本实用新型的组装结构图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型中升力叶片的结构图；

图中：1为主轴；2为升力叶片；3为连杆；4为轮毂；5为挡风板；6为发电装置。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不够成对本实用新型保护范围的限定。

参考图1、图2所示：本实用新型涉及一种微风启动的高效垂直轴风力发电机，包括与地面垂直的主轴1，安装在主轴1下面的发电装置6，连接在主轴1上的上、下轮毂4，三块机翼状结构的升力叶片2，所述三块升力叶片2通过连杆3绕主轴1等距分布；每块升力叶片2对应着上、下两组连杆3，每组连杆3为两根，其分别连接升力叶片2和轮毂4，所述每组的两根连接3撑开形成角度β，而角度β选择在30度-60度之间，以此可以提高连杆的整体承受力；所述下轮毂通过连盘与发电装置6连接，当升力叶片2旋转带动轮毂旋转，从而通过连盘使发电装置启动运行。

参考图3所示：本图为升力叶片2的结构图，升力叶片2的迎风面上并排安装有两块活动挡风板5，用于在逆风时增强受风阻力；挡风板5一端与升力叶片2铰接，另一端根据风向可张开和闭合；在逆风张开状态下所述挡风板张开与升力叶片形成角度α，所述α最大角度为90度，本例为40度；所述每块升力叶片上安装有两块挡风板；为了保护挡风板，当强风风速达到35m/s时，挡风板将会贴伏在升力叶片上。

本实用新型的工作原理为：当顺风时升力风叶随着风的方向旋转，挡风板处于关闭状态，受风面积变小；当逆风时升力风叶逆风的方向旋转，挡风板处于张开状态，增大了受风面积；从而达到顺风周期和逆风周期迎风面积的差异，这样改进了垂直型风力发电机的微风不能启动和风能转换效率低的问题，经计算，本结构可以将垂直轴发电机的发电能力提高20%左右。