[实用新型]垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电设备，特别涉及一种叶片可全方位接受来风，无需偏航装置的垂直轴风力发电机。

背景技术

开发可再生能源是我国实现可持续发展的重要途径，也是能源战略的重要组成部分。风力发电作为一种洁净无污染的可再生能源，其技术成熟、且具有大规模的发展潜力，在远期有可能成为世界重要的替代能源。目前，风力发电机的结构主要分成两类，即水平轴风力机和垂直轴风力机。水平轴风机是目前技术最成熟、占据主流市场的产品。但水平轴风机由于结构原因，具有一些不可避免的缺陷，例如：1)水平轴风力机的风叶外形类似于荷兰风车，加工难度高；2)叶片受风旋转时只能利用升力产生机械能，不能利用阻力产生机械能；3)叶片只能利用单方向来风，必须安装昂贵的偏航装置实现风叶对风，且只有一次截风机会，同时塔影效应与风剪作用也较大；4)水平轴风力机的发电机架设在高空，安装维修的成本很高，同时风叶要定时清洁，保证高风速下的正常运转。

垂直轴风机因其设计方法先进，风能利用率高，启动风速低.基本不产生噪声等优点，被人们认识和重视，具有广泛的市场应用前景。现有的垂直轴风力发电机根据其叶片类型不同，大致分为以下五类：1)阻力差型风力机；2)屏障型风力机；3)平板叶片型风力机；4)升力型风力机；5)升阻互补型风力机。其中，平板叶片型风力机的叶片阻力差最大，风能利用率最高，且不需要调向机构来控制对风。虽然平板叶片型风力机的优点很多，但是该类机构同样存在很大的缺点，其最大的缺点是叶片每转一周都要撞击档杆一次，不但发出噪音而且容易碰坏。

针对上述问题，本发明人设计了一种垂直轴风力发电机，该发电机采用与平板叶片型风力机相同的原理，但是本实用新型的风力发电机与以往平板叶片型风力机在结构上有很大的不同，使得本实用新型的风力发电机在继承了垂直轴风力发电机所有优点的同时弥补了以往垂直轴风力发电机的不足。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种垂直轴风力发电机，该垂直轴风力发电机的风能利用率高，解决了以往平板叶片型风力机噪音大，档杆和叶片容易损坏的问题。

本实用新型的垂直轴风力发电机，包括叶片、发电机、竖向设置的主轴和设置在主轴顶部的叶轮，所述发电机与主轴连接，所述叶轮上设置有向主轴四周延伸出的多个副轴，所述叶片以可绕副轴轴心旋转的方式设置在副轴上；所述叶轮上还设置有用于限制叶片旋转角度的弹性限位元件。

进一步，所述副轴设置在叶片重心线的上部。

进一步，所述副轴的轴心与主轴的轴心相互垂直。

进一步，所述弹性限位元件为两块磁铁，所述的两块磁铁以同极相对的方式分别设置叶轮和叶片上。

进一步，所述弹性限位元件为弹簧。

进一步，所述叶片呈弧形。

进一步，还包括支撑主轴的套管，所述套管上设置有主轴轴承套。

本实用新型的有益效果：本实用新型的垂直轴风力发电机，包括叶片、发电机、竖向设置的主轴和设置在主轴顶部的叶轮，所述发电机与主轴连接，所述叶轮上设置有向主轴四周延伸出的多个副轴，所述叶片以可绕副轴轴心旋转的方式设置在副轴上；所述叶轮上还设置有用于限制叶片旋转角度的弹性限位元件。本实用新型的垂直轴风力发电机采用水平的或者倾斜的副轴来代替以往竖直的副轴，具有运行平稳，噪音小等优点。另外，将以往垂直设置的挡杆改成弹性限位元件减少了噪音，降低了维修成本。

进一步，将弹性限位元件设置成两块相互排斥的磁铁，使得风力机在工作时，叶片与限位元件之间在排斥力的作用下不会发生硬性碰撞甚至接触，从而极大地降低了噪音；而且当叶片迎风运动时，叶片在磁铁排斥力的作用下将更加趋向于水平，从而进一步增大了两侧叶片的阻力差，提高了扭力和风能利用率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型垂直轴风力发电机的结构示意图；

图2为本实用新型垂直轴风力发电机的立体结构示意图(图中虚线箭头所示为叶轮旋转方向；实线箭头所示为风向)。

具体实施方式