[实用新型]风叶和包括该风叶的垂直轴风力发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机技术领域，尤其是涉及一种风叶和包括该风叶的垂直轴风力发电机。

背景技术

风力发电机是将风能转化为电能的装置，主要由叶片、发电机、机械部件和电气部件组成。根据旋转轴的不同，风力发电机主要分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。风力发电机是将风能转换为机械能又将机械能转化为电能的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。

风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度)，便可以开始发电。许多世纪以来，风力发电机同水力机械一样，作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展发挥过重要作用。近代机电动力的广泛应用以及二十世纪50年代中东油田的发现，使风力机的发展缓慢下来。70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。风力发电正在世界上形成一股热潮，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。

风力发电机产生的电能大小与风轮扇叶即风叶的大小以及对风能的有效利用率有关。现有的风力发电机叶片大小是固定不变的，这样既增加了安装的成本也让安装风力发电机变得复杂和困难，另外叶片除了固定的角度外，没有其他的旋转方向，这样只有在顺风向时候才能实现风力的最大动能利用，而转至背风向，由于风的阻力作用，会降低风轮的转动速度，风能的利用率太低。

基于此，本实用新型提供了一种风叶和包括该风叶的垂直轴风力发电机，以解决上述的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种风叶，以解决现有技术中风轮叶片无法转向等技术问题。

本实用新型的目的还在于提供一种垂直轴风力发电机，以解决现有垂直轴风力发电机风能利用率低等技术问题。

基于上述第一目的，本实用新型提供了一种风叶，该风叶包括叶片、限位件和框架；所述叶片的根部与所述框架转动连接；所述限位件固接在所述框架上，且位于所述叶片的根部和所述框架的固定端之间，用于限定所述叶片的转动角度；所述框架的固定端用于安装在风机的主轴上。

可选的，所述叶片设置为多个，多个所述叶片沿框架的长度方向依次间隔排布；所述限位件设置为多个，多个所述限位件与多个所述叶片一一对应设置。由多个可转动的小叶片组成一个大风叶，当所述风叶转至背风时，由于叶片较小，所以所述叶片转动容易，只需较小的风力所述叶片即可转动至与风向平行。同时，较小的叶片也便于加工生产。

可选的，所述叶片设置为多个，多个所述叶片沿框架的长度方向依次设置，且相邻两个所述叶片的根部之间的距离小于所述叶片的长度；所述限位件设置为一个，所述限位件位于所述框架的固定端与邻近所述固定端的所述叶片之间。由于相邻两个所述叶片的根部之间的距离小于所述叶片的长度，因此，所述第一个叶片的根部可相当于所述第二个叶片的阻挡件，只需设置一个阻挡件，降低了生产成本。

可选的，所述叶片通过转轴与所述框架转动连接。通过所述转轴连接是常见的转动连接方式，生产成本低。

可选的，所述叶片的根部与所述转轴固定连接，所述转轴的两端分别通过滚动轴承与所述框架转动连接。滚动轴承为常用转动连接机械部件，降低了转动摩擦力且加工成本低。

可选的，所述限位件设置为与所述框架固定连接的挡杆。挡杆能完全挡住所述叶片，同时挡杆生产成本较低。

可选的，所述叶片形状设为矩形。相同形状的矩形叶片，加工与装配比较容易。

可选的，所述叶片采用碳纤维复合材料制成；所述框架采用轻质铝合金制成。

基于上述第二目的，本实用新型提供了一种垂直轴风力发电机，所述垂直轴风力发电机包括多个所述的风叶；所述框架的固定端与所述垂直轴风力发电机的主轴固定连接；多个所述风叶沿所述主轴的圆周均衡排布。

可选的，所述垂直轴风力发电机包括四个所述风叶。