[实用新型]竖直轴可调翼型风力机

说明书

本实用新型属于一种利用风力发电的机械装置。

竖直轴风力机有结构简单、成本低、易维修等特点。但作为发电用，尤其100瓩以上联网运行的机型而言，必须有较大的高速性系数，以简化变速箱。这就要求和水平轴风力机一样，采用升力型翼片。目前固定安装的立轴风力机翼片在旋转一周的各个位置上产生的升力，其大小和方向是变化的。为提高能量转换效率，相对风向对翼片应时刻保持合适的攻角。

本实用新型的目的就是提供一种能在旋转过程中，自动调解相对风向对竖直翼的攻角，增加旋转力矩，提高能量转换效率的竖直轴风力机。

本实用新型竖直轴自动调翼型风力机，其整体结构如附图一所示。图中（1）为竖直转轴；（2）升力型竖直翼；（3）横臂；（2）与（3）联接处可绕动。（4）调翼杆；（4）通过轴套和支撑杆固定在（3）上。其长度固定，可左右移动，并以松动状态挂接在（2）的前缘的小轴上。（5）弹簧；（6）滑轮；（7）滑环；（5）可使（6）始终靠紧（7），（7）外侧的轨迹边缘通过（4）可使（2）保持与相对风向的最佳攻角。（8）支撑筋；（9）活动轴套；（10）定轴；（11）底坐；（7）通过（8）固定在（9）上，（11）接塔架；（12）尾翼；（12）固定在（9）上。（13）发电机支架；固定在（10）上。（14）发电机；（15）传动齿轮；（15）固定在（1）上并带动（14）的齿轮旋转发电。（16）固定轴套；（16）上有一孔可使电源线通过并到达地面。

上速竖直轴风力机的工作原理为：尾翼（12）指向由风向确定。滑环（7）通过（8）固定在（9）上，达到随（12）而改变轨迹边缘的角度。（7）的轨迹是当风向固定后，竖直翼（2）在一周中各点所处的与相对风向成最佳攻角时，（2）的前缘通过（4）的长度和滑轮（6），恰好到达（7）的表面而确定的。弹簧（5）可使调翼杆（4）及固定在（4）上的滑轮（6）紧靠滑环（7），当（6）在（7）的侧面上滚动时，竖直翼（2）与相对风向的攻角是由滑环（7）侧面的轨迹而确定的，达到竖直翼在一周中的各点始终保持最佳安装角。

本实用新型所提供的风力机，其转轴，定轴部分的结构如附图二所示转轴（1）由轴承（18）、（19）固定于定轴（10）内部，可以自由旋转。尾翼（12）固定在活动轴套（9）上，（9）绕固定轴套（16）旋转。（16）固定在（10）上，上有一孔，可使（14）的电源线通过以便到达地面。（17）固定在（16）上的一滑环，以便（9）在旋转时，同时在（16）的接触表面上滑动。（13）固定在定轴（10）上用来支撑电机（14），并由固定在（1）上的齿轮（15）带动发电。1瓩左右机型如比，如旋转直径在15米以上，输出功率达100瓩以上的联网运行的机型，则电机与变速箱可安装在地面上，即简便又易于维修。

附图三是竖直翼在一周中各点应处在的最佳安装角以及滑环（7）的轨迹形状。相对V风向对竖直翼弦线的功角应在15°左右，可产生最大升力。过大的攻角会产生失速，升力下降并增加阻力。图中F升力，V风速，ω尺叶尖速度。例如100瓩左右的机型，其竖直翼弦线将在700mm左右，调翼杆与横臂的垂直距离300mm左右，滑环直径1米，则轨迹偏离基园（向内或向外）的最远点在80mm左右，滑轮完全可以平衡地在这一轨迹上运行。

本机限速可采用空气扰流器。当转速超过某一限度，扰流器在离心力的作用下，张开并开始工作，以保持风机的固定转速。