[实用新型]一种螺旋式叶片无阻型垂直轴风力发电机风轮

说明书

一种螺旋式叶片无阻型垂直轴风力发电机风轮，目的是风能利用率高、生产成本低；本实用新型包括四个组合式风叶、轮毂和发电机主轴；组合式风叶包括两根悬臂支撑架，叶片门、叶片门轴、轴承、内挡杆和外挡杆；两根长度相等的悬臂支撑架互相平行且上下设置，悬臂支撑架与发电机主轴垂直固定；叶片门轴两个轴承分别装在两根悬臂支撑架上，两个轴承相对设置且轴心线重合，轴心线与发电机主轴平行；内挡杆设置于叶片门内弧面一侧的两根悬臂支撑架上，且与叶片门轴平行；外挡杆设置于叶片门外弧面一侧两根悬臂支撑架上且与叶片门轴平行；叶片门远离发电机主轴的一端设置为平面板状，另一端为弧形板状，平面板状端固定在叶片门轴上，弧形板状端内弧面迎风设置。

技术领域

本实用新型属于风叶的空气动力学设计和结构设计技术领域，具体涉及一种螺旋式叶片无阻型垂直轴风力发电机风轮。

背景技术

风能是一种干净的可再生能源，风力发电以其不需要燃料、不占耕地、没有污染，运行成本低的优势，产业发展前景非常广阔；现有的风力发电机零部件主要包括塔筒、风轮、变桨系统、齿轮箱、发电机、变流器、控制系统等；风轮中的风叶是接受风能的主要部件，也是风力发电中最关键的基础部件之一，风轮及其风叶的科学设计、可靠的质量、优越的性能，是保证机组稳定高效运行的决定性因素；已有的三叶式水平轴风力发电机，由于需要定向风，所以需要即使调整风轮的方向，有时风向瞬间变化，会导致风轮的频繁回转；整个风力发电机组的转速恒定，使得机组在低风速区间内不能以员位叶尖转速比运行，造成低风速区间内的能量损失；况且由于三叶式水平轴风力发电机结构的特点，也容易造成叶片和轴的断裂；而大部分的垂直轴风力发电机的叶片是固定的，极容易形成旋转阻力。

在申请号为201810262544.3、名称为“一种垂直轴风力发电机”的专利申请中公开了一种垂直轴风力发电机，包括风叶框、风叶、第一挡块、第二挡块、垂直轴、风叶轴等部件，风叶转动配合在风叶轴上，风叶轴设置在风叶框内，风叶框与垂直轴连接，风叶可相对于风叶框转动，做开合的动作，在风叶的迎风面迎风时，风叶被吹动且被第一挡块阻挡呈闭合状态，与正常风叶无异，当风叶框转动后，风叶的背风面迎风时，风叶被吹动呈开启状态，减少风的阻力，且第二挡块阻挡风叶，防止风叶开启角度过大，通过风叶配合在风叶轴上的转向和一些限位配合，如此往复变换着风叶的方向，来获得最大的动力风和最小的阻力风，在所述多组风叶组的共同作用下，通过水平传动轴传递，将各组风叶所获得的风能动能集中到变速箱，再通过变速箱变速后，将合适的转速、扭矩传递到对应的发电机组，以达到最佳的发电效果，来确保发出最佳的电量，但是，其第二挡块阻挡与风叶轴之间的连线与第一挡块与风叶轴之间的连线间的角度小于90°，即风叶的开启角度小于90°，虽然能够达到一定的减少风阻的目的，但是当风叶框与风向垂直时，仍有部分风吹到风叶上形成一定的阻力，而且其叶片为直板状结构，风吹到叶片上会从叶片的四周逸散，逸散的风的能量不能得到有效利用，降低了动能的获取率，即降低了发电效率。因此人们亟需一种结构简单、风能利用率高、发电效率高、结构强度高、成本低的垂直轴风力发电机。

实用新型内容

为了解决已有技术存在的问题，本实用新型提供一种结构简单、风能利用率高、生产成本低的螺旋式叶片无阻型垂直轴风力发电机风轮。

本实用新型螺旋式叶片无阻型垂直轴风力发电机风轮，包括四个组合式风叶、轮毂和发电机主轴；所述组合式风叶包括两根悬臂支撑架，叶片门、叶片门轴、轴承、内挡杆和外挡杆；两根长度相等的悬臂支撑架互相平行、上下设置，悬臂支撑架与发电机主轴垂直固定联接，且位于发电机主轴的同一侧；固定叶片门轴的两个轴承分别固定在两根悬臂支撑架上，两个轴承上、下相对设置且轴心线相重合，轴心线与风力发电机的发电机主轴平行，相配套的叶片门轴与两个轴承之间采用内圈过渡配合；内挡杆设置于叶片门内弧面一侧的两根悬臂支撑架上，且与叶片门轴平行；外挡杆设置于叶片门外弧面一侧的两根悬臂支撑架上，且与叶片门轴平行；所述叶片门远离发电机主轴的一端设置为平面板状，另一端为弧形板状，平面板状端固定在叶片门轴上，弧形板状端的内弧面迎风设置。