[发明专利]一种垂直轴风力发电机

摘要

一种垂直轴风力发电机包括风挡墙、风挡轨道、风叶框、风叶、第一挡块、第二挡块、垂直轴、风叶轴等部件本发明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，本发明的有益效果是：提高了风能转化率，确保了发电效率，节约了能源，减少了大量碳排放。

主权项

1.一种垂直轴风力发电机包括风挡墙(1)、风挡轨道(2)、风叶框(3)、风叶(4)、第一挡块(5)、第二挡块(6)、垂直轴(7)、风叶轴(8)、支撑框架(9)、风叶挡块(10)、小型机组(11)、水平传动轴(12)、变速箱(13)、大型机组(14)、中型机组(15)；所述风叶(4)配合在风叶轴(8)上，风叶可绕着风叶轴(8)自由旋转，所以在风叶框(3)上设置有风叶挡块(10)来限制风叶的转动角度，且风叶挡块(10)又分为第一挡块(5)和第二挡块(6)；在风向如图(图(3))所示时所述风叶框(3)在A、B、C位置时会同时受到风力的作用，驱动垂直轴(7)转动，而风叶框(3)在D、E、F位置时候，由于设置有风挡墙(1)，会自动调节至如图(图(3))位置，此区域不受风力影响，而确保垂直轴(7)能够获得足够大的扭矩，然而在转动时，风叶框(3)及风叶(4)组会受到旋转方向的转动阻力，然而在阻力的作用下，风叶(4)又会以风叶轴(8)为中心，往风叶框(3)转动的反向自然打开至第二挡块(6)处，这样可以大大降低风叶(4)在被动转动时的风阻，从而再次提高了垂直轴(7)的扭矩；当风叶框(3)从F位置转至A位置时，其中三个打开状的风叶(4)，在风力的作用下会向风叶框(3)方向转动，直至被第一挡块(5)挡住，确保此组风叶(4)在转至C位置时总能够获得最佳的风力；然而与此同时风叶框(3)会从C位置转到D的位置，其中三个风叶(4)就会失去动力风的作用，在阻力风的作用下，会往第二挡块(6)方向转动，这样打开之后，阻力风对风叶(4)组的阻力将达到最小；其它各组风叶(4)的运动状态都如此往复变换着风叶(4)的方向，来获得最大的动力风和最小的阻力风，以确保垂直轴(7)有足够的动力，再通过水平传动轴(12)，将各单元分支垂直轴(7)动力合并，并且通过变速箱(13)变速后，选择与风力相对应的风力发电机组，来确保发出最佳的电量；由于自然风力有很大的不确定性，时而大，时而小，针对这一现状，本发明设计了大型机组(14)、中型机组(15)、小型机组(11)三个不同大小的发电机组，以应对不同的风力，调整最佳的发电机组工作，以达到最佳的发电状态，由于设置有牢固的支撑框架(9)，支撑框架(9)会根据设计风电站的大小，设计不同的强度，为确保抗震抗超级风的需求，可采用钢筋混凝土或钢架结构；在所述多组风叶(4)组的共同作用下，通过水平传动轴(12)传递，将各组风叶(4)所获得的风能(动能)集中到变速箱(13)，再通过变速箱(13)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；风挡轨道(2)设置于每一层的底部和顶部，以达到稳定风挡墙(1)的作用，风挡轨道(2)设置于风叶框(3)圆周外侧呈圆形状，风挡墙(1)设置于风挡轨道(2)上，在驱动马达的作用下，可做任意转动，但又受限于风向，并且总保持迎风位置，以减小背风处风叶(4)组的阻力，风挡墙(1)高度与支撑框架(9)层高相近。