[发明专利]一种垂直轴风力机

说明书

一种垂直轴风力机，属于风力发电领域，解决现有的阻力型垂直轴风力机风能利用率较低而有的升力型垂直轴风力机又难以自启动的问题。本发明的垂直轴风力机，是在一种包含驱动机的垂直轴风力机的上支撑件和下支撑件之间、驱动机靠近主旋转轴的内侧、均布安装与驱动机数量相同的导流叶片，由导流叶片构成以主旋转轴轴线为中心的具有导流作用的中心风力机，进而形成了由中心风力机和驱动机组成的一种新型的垂直轴风力机。本发明的垂直轴风力机，利用其驱动机既能自转又能公转的原理和利用中心风力机导流叶片的阻风及导流作用使驱动机风能利用率得到了进一步的改善，加之中心风力机对主旋转轴的驱动力矩，使得整机对风能的利用率有很大提高。

技术领域

本发明属于风力发电领域。具体涉及一种垂直轴风力机。

背景技术

目前常见的风力机多数为水平轴风力机，尽管其技术已相当成熟，但仍存在不足之处；垂直轴风力机能弥补水平轴风力机的某些不足，但阻力型垂直轴风力机风能利用率较低，有的升力型垂直轴风力机又难以自启动。

发明内容

本发明为一种垂直轴风力机，是在一种包含驱动机的垂直轴风力机的上支撑件和下支撑件之间、驱动机靠近主旋转轴的内侧、均布安装与驱动机数量相同的导流叶片，由导流叶片构成以主旋转轴轴线为中心的具有导流作用的中心风力机，进而形成了由中心风力机和驱动机组成的一种新型的垂直轴风力机，即本发明的一种垂直轴风力机。在称之为主旋转轴的垂直轴上水平安装有上支撑件和下支撑件与其刚性连接，上支撑件为以主旋转轴为中心径向均布的平板，其数量为两个或两个以上；下支撑件为圆盘形，在其下部装有和驱动机同轴的驱动轮以及与驱动轮啮合转动的传动轮，在其下方还有装在固定机座上的与传动轮啮合但固定不动的中心固定轮，且传动轮位于中心固定轮和驱动轮中间，三者在同一水平面内啮合；中心固定轮、传动轮和驱动轮及其下面的外罩构成传动装置。在上支撑件和下支撑件之间，在主旋转轴周围均布安装两个或两个以上阻力型垂直轴风力机，称之为驱动机。在下支撑件周边径向均布安装两个或两个以上的下支撑件附件，且下支撑件附件的截面设计为流线型。在一定风力作用下，驱动机既可绕自身轴线旋转做自转，又能驱动传动装置绕主旋转轴轴线做公转，实现驱动主旋转轴的转动；与此同时，中心风力机的导流叶片对整机产生了驱动力矩，并将一部分气流导向驱动机，使驱动机对风的利用率得到了进一步的改善，并和驱动机共同实现驱动主旋转轴的转动。由于二者的共同作用，主旋转轴能得到较大的驱动力矩，所以风力机可以在较低的风速下启动。随着风力机的启动，公转速度会使吹向驱动机的相对风速加大，其自转的扭矩和速度便会随之加大，而自转的扭矩和速度的加大又会使驱动机公转的扭矩和速度加大……从而整个风力机转速将会逐渐加大，使整个风力机具有较大功率。当风力机工作时，下支撑件附件会产生升力，以缓解风力机的铅垂载荷。本发明的垂直轴风力机，利用其驱动机既能自转又能公转的原理和利用中心风力机导流叶片的阻风及导流作用使驱动机风能利用率得到了进一步的改善，加之中心风力机对主旋转轴的驱动力矩，使得整机对风能的利用率有很大提高。从而既解决了难以自启动的问题，又使风能利用率得到了提高。