[发明专利]一种阻力型垂直轴风力机及工作方法

说明书

本发明涉及一种阻力型垂直轴风力机及工作方法，包括与发电机连接的转筒，转筒的转动能够带动发电机发电，转筒通过悬臂架结构连接有多对扇叶，一对扇叶中的两个扇叶呈180°分布，所述扇叶与变距机构连接，变距机构能够调节扇叶与转筒的距离，扇叶包括多个与边框转动连接的阻风板，阻风板一侧设有具有网状限位结构，网状限位结构与边框固定连接，本发明的风力发电机发电效率高，可以实现电能的恒功率输出。

技术领域

本发明涉及风力发电设备技术领域，具体涉及一种阻力型垂直轴风力机及工作方法。

背景技术

目前常用的垂直轴风力发电机为升力型和阻力型风力发电机，现有的阻力型风力发电机产生转矩是因为其叶片两面有不同的阻力系数，在静止时其比值在1/2左右，发明人发现，其叶片在迎风与阻风位置的面积是相同的。这使得现有的阻力型风力机产生的速度和力矩都很小，效率很低。

发明人还发现，目前的阻力型发电机无法根据风力大小保持恒定的输出功率，输出的电能不稳定，设备安全性无法得到保证。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种阻力型垂直轴风力机，能够产生较高的转动力矩，发电效率高，而且能够保持输出功率的稳定，设备安全性能好。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种阻力型垂直轴风力机，包括与发电机连接的转筒，转筒的转动能够带动发电机发电，转筒通过悬臂架结构连接有多对扇叶，一对扇叶中的两个扇叶呈180°分布，所述扇叶与变距机构连接，变距机构能够调节扇叶与转筒的距离，扇叶包括多个与边框转动连接的阻风板，阻风板一侧设有具有网状限位结构，网状限位结构与边框固定连接。

一对扇叶中网状限位结构的设置位置满足：其中一个扇叶的阻风板能够在风的作用下顺风向转动，形成风流过的空隙，另一个扇叶的阻风板则在风的作用下贴紧网状限位结构，无法使风流过，作用在两个扇叶的风力形成压力差，带动转筒的转动。

通过在每对扇叶设置的与边框转动连接的阻风板及设置在阻风板一侧的网状限位结构，能够使单向风作用在成对的两个扇叶时，在两个扇叶上产生压力差，带动转筒的转动，从而产生较高的转动力矩，发电效率高，通过设置变距机构，能够根据风速大小调节扇叶与转筒的距离，使转筒保持恒定转动速度。

进一步的，所述悬臂架结构包括与转筒固定连接的上悬壁架及下悬臂架，所述扇叶与上悬壁架及下悬壁架滑动连接，变距机构能够驱动扇叶沿上悬臂架及下悬臂架的滑动。

进一步的，所述变距机构包括固定在上悬壁架的第一电机，所述第一电机与主动滑轮连接，所述主动滑轮与上悬臂架转动连接，所述上悬臂架还转动连接有从动滑轮，主动滑轮和从动滑轮之间绕接有传动带，所述传动带与扇叶固定连接。

进一步的，所述阻风板与转轴固定连接，所述转轴两端设有转动件，所述转动件置入边框设置的滑槽内，所述转轴能够通过转动件沿滑槽滑动并且绕自身轴线自由转动，多个转轴的同侧端部与连接带固定连接，所述连接带端部缠绕在第二电机的输出轴上，所述第二电机与边框固定连接，所述扇叶的底部设有承接部。

第二电机的输出轴能够带动连接带做收放运动，并通过连接带将阻风板铺在边框或将阻风板叠放在承接部，阻风板叠放在承接部后，转筒可以逐渐停止转动，实现刹车功能。

进一步的，所述网状限位结构采用柔性轻质材质制作，防止阻风板与网状限位结构撞击时对阻风板的损坏。

进一步的，所述转筒套接在承重柱外周，并与承重柱转动连接，所述承重柱顶端与悬臂架结构端部设有钢索，用于增强悬臂架的装配强度。

进一步的，所述悬臂架结构连接有导向杆，所述导向杆与导向滑轨滑动连接，用于对悬臂架结构的转动进行导向。

进一步的，所述转筒安装有转速传感器，用于检测转筒的转动速度。