[发明专利]一种垂直轴风机

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直轴风机。

背景技术

阻力型垂直轴风机适用于低风速环境，传统的各种垂直轴风机，单个叶片在360度旋转过程中，在一部分转角范围内存在反向力矩，整体能效低。

发明内容

本发明的目的是克服上述反向力矩，提高能效，发明一种适应低风速的结构简单的阻力型垂直轴风机。

本发明采用的技术方案是：

一个风轮上安装有1个或多个可自转的风叶，所述风叶自转转速与所述风轮转速比为1：2,即所述风轮每旋转360度，所述风叶旋转180度；所述风叶在360度旋转过程中，受风阻力均能对风轮产生同一方向的转矩。

同时，本发明采用了一种720度圆内旋轮线曲线同步导轨，当所述风轮旋转时，所述风叶底端的同步爪沿所述同步导轨运动，引导所述风叶与所述风轮按照1：2的转速比同步旋转。

所述720度圆内旋轮线曲线方程及原理如图1所示，a点、b点为所述同步爪的轴心位置，C点为所述风叶的轴心位置，O点为所述风轮的轴心位置，也是坐标原点，X、Y为平面坐标轴，a点和b点到C点的距离均为R2， C点到O点的距离为R1,C点的运动轨迹为10； a和b两点相对C点的运动轨迹为11；当C点绕O点转动时，a点和b点绕C点同步转动，转动过程中C点与O点的连线与X轴的夹角为T，a点和b点绕C点的转速与C点绕O点的转速比为1：2，a点和b点的运动轨迹为同一条720度圆内旋轮线12； a点的平面坐标值为Xa、Ya，其曲线方程为：

Xa=R1*cos(T)+R2*sin(T/2)，

Ya=R1*sin(T)-R2*cos(T/2)，

T=0~720度；

b点的平面坐标值为Xb、Yb，其曲线方程为：

Xb=R1*cos(T)-R2*sin(T/2)，

Yb=R1*sin(T)+R2*cos(T/2)，

T=0~720度；

相对的，当C点绕O点转动且a点和b点沿曲线12运动时，a点和b点绕C点的转速与C点绕O点的转速之比为1：2。

进一步的，为了提高同步爪沿同步导轨运动的稳定性，可以采用多条上述曲线错位叠加，相应的增加所述同步爪的数量。

进一步的，所述同步导轨还可采用磁性导轨，以减少摩擦，降低噪音。

所述同步导轨的作用在于约束或引导所述同步爪的运动轨迹；除此之外，现有技术可采用的导轨结构众多，不一一列举。

有益效果：

本发明提供了一种结构简单的阻力型垂直轴风机，在阻力型垂直轴风机中能效较高，适用于低风速环境；同时，本发明采用平直风叶，可适用帆布结构，成本低，特别适合农庄等旅游景点，可直接驱动水车等大扭矩低转速动力负载，还可以在风叶上印制各种标志性文案，使之成为一种独特的景观传播媒介。

附图说明

图1是720度圆内旋轮线曲线方程示意图

图2是实施例主视图

图3是图2的A向视图

图4是图2的B-B向剖视图

具体实施方式

如图2、图3、图4所示，本实施例提供了一种6个均布风叶的垂直轴风机，包括6个风叶1、12个同步爪2、风轮3、同步导轨4、动力负载5、外壳6及风向翼7。

所述同步导轨4的导轨曲线为一条720度圆内旋轮线。

所述风叶1与所述风轮3活动连接，所述风叶1可以相对所述风轮3自转；每个所述风叶1底端带有2个所述同步爪2，受所述同步导轨4约束；所述风向翼7与所述同步导轨4固定连接；所述风轮3与所述动力负载5活动连接，所述动力负载5与所述基座6固定连接。

当所述风叶1受风力驱动，随所述风轮3公转时，与所述风叶1连接的所述同步爪2沿所述同步导轨4运动，进而引导所述风叶1在随所述风轮3公转的同时，以1：2的转速比自转，即所述风叶1的自转转速与所述风轮3的转速比为1：2；所述风向翼7的平面受风力推动保持与风向平行，使与之固定连接的所述同步导轨4随风向同步转动。

以上所述，仅是本发明的较佳实施方式，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发明实质对以上实施方式所作的任何修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术的保护范围之内。