[实用新型]一种垂直轴风力发电装置

说明书

本实用新型公开了一种垂直轴风力发电装置，包括自下而上设置的底座、塔身和风轮体，塔身中穿设有传动转轴，风轮体与传动转轴联动，底座中设置有将传动转轴的动能转化为电能的发电机，风轮体包括与传动转轴固连的支架，支架上以传动转轴为中心周向均布有若干个空心叶面框，空心叶面框上开设有通透区，空心叶面框中竖立有若干个叶片轴，叶片轴上设置有叶片，各个叶片受风力摆动，且顺风时，叶片封闭空心叶面框的通透区，即处于关闭状态；逆风时，叶片处于打开状态，通透区通畅从而降低风阻。上述发电装置取消了传统垂直轴风力机逆风区的风挡或导流结构，减小了系统的总迎风面积，适用于设备的大型化，进一步提高了发电效率。

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种垂直轴风力发电装置。

背景技术

利用风能是解决能源危机行之有效的途径之一。现有的大型风力机按风轮旋转轴在空间安装方向，分为水平轴风力机和垂直轴风力机两大类。垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机相比，具有不需要偏航装置、启动风速低、单位占地面积小、可利用风能能力高等优点。

常规垂直轴风力发电装置中，逆风区的风力处理一般为风挡或导流，这种结构非但不作功，反而增加了系统迎风面积，不利于设备的大型化和提高发电效率，另外变攻角技术结构复杂，成本高，故障率高，且自身消耗部分能源。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种垂直轴风力发电装置，针对现有垂直轴风力发电装置的缺陷，优化叶片结构，提高风能转化效率。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种垂直轴风力发电装置，其包括自下而上设置的底座、塔身和风轮体，塔身中穿设有传动转轴，风轮体与传动转轴联动，底座中设置有将传动转轴的动能转化为电能的发电机，风轮体包括与传动转轴固连的支架，支架上以传动转轴为中心周向均布有若干个空心叶面框，空心叶面框上开设有通透区，空心叶面框中竖立有若干个叶片轴，叶片轴上设置有叶片，各个叶片受风力摆动，且顺风时，叶片封闭空心叶面框的通透区，即处于关闭状态；逆风时，叶片处于打开状态，通透区通畅从而降低风阻。

特别地，叶片轴处于叶片的重心位置，叶片由叶片轴分为驱动部和配重部两部分，驱动部为带动整个叶片绕叶片轴转动的风力作用面，配重部上设置有使两部分重量平衡的金属板。

特别地，驱动部与配重部的叶面面积之比不小于3。

特别地，空心叶面框中设置有对配重部限位而限定叶片打开角度的限位板。

特别地，叶片的最大打开角度为90°。

特别地，多个叶片于空心叶面框中处于关闭状态时，相邻叶片的驱动部与配重部相互叠靠。

特别地，空心叶面框均布有六个，当空心叶面框正面顺风，即与风向夹角为0°时，叶片呈完全关闭状态；当空心叶面框正面逆风，即与风向夹角为180°时，叶片呈完全打开状态；当空心叶面框与风向夹角为90°～180°时，叶片逐渐打开；当空心叶面框与风向夹角为240°～300°时，叶片逐渐关闭。

特别地，底座内设置有低转恒频控制器，传动转轴通过受控离合器和增速器与发电机连接。

综上，本实用新型的有益效果为，与现有技术相比，所述垂直轴风力发电装置取消了传统垂直轴风力机逆风区的风挡或导流结构，无需偏航定向机构，减小了系统的总迎风面积，配以超速分离器，可抗狂风暴风，也可做到低风速带载启动，并适用于设备的大型化，进一步提高了发电效率，结构简单，低成本化，部件模块化，安全性好。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的垂直轴风力发电装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的垂直轴风力发电装置中空心叶面框的结构俯视图；

图3是本实用新型实施例提供的垂直轴风力发电装置中叶片的结构示意图；