[實用新型]垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820113002.1
• 申請日: 2008-06-18
• 公開（公告）號: CN201232605Y
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國明;陳和友
• 申請（專利權(quán)）人: 張國明
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06;F03D11/00;F03D9/00
• 代理公司: 臺州藍天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 苑新民

技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域，特指一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前常見的風(fēng)力發(fā)電站，大多數(shù)是使用水平軸風(fēng)力發(fā)電機，水平軸風(fēng)力發(fā)電機是指風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)軸的安裝位置為水平的風(fēng)力發(fā)電機，現(xiàn)在普遍使用的是并網(wǎng)型水平軸風(fēng)力發(fā)電機，其不足之處在于：水平軸風(fēng)力發(fā)電機的機艙安裝在高達20m—50m的塔架上，大型的螺旋槳式風(fēng)力發(fā)電機的葉片回轉(zhuǎn)直徑有40米以上，而風(fēng)能有利用價值的風(fēng)速通常都在10米/秒以上，單張葉片重達數(shù)百公斤甚至一噸以上，葉片將會受到巨大的離心力的作用，且螺旋槳式風(fēng)力發(fā)電機的葉片的受力模型是懸臂梁結(jié)構(gòu)，內(nèi)力狀況較差，因此對于葉片的材質(zhì)有非常苛刻的要求，需要采用碳纖維增強樹脂并在非常嚴格的條件下制造葉片，成本非常高，導(dǎo)致整個電站的建設(shè)費用高，機艙和葉片維護很不方便，制造安裝難度大，葉片還是一種易損品，對葉片的更換也造成了發(fā)電成本的提高，這些都限制了螺旋槳式風(fēng)力發(fā)電機的普及應(yīng)用，且再擴大螺旋槳式風(fēng)力發(fā)電機的單機裝機容量是非常困難的；另一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機是指風(fēng)艙軸線的安裝位置與水平面垂直的風(fēng)力發(fā)電機，現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，其主要缺點是：結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，對風(fēng)力的利用率不高，導(dǎo)致設(shè)備龐大而發(fā)電量小，制造成本高，效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種在各種風(fēng)向下均可利用風(fēng)力進行工作的結(jié)構(gòu)簡單合理、發(fā)電功率強大，控制方法簡單的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉結(jié)構(gòu)

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉結(jié)構(gòu)，包括有垂直軸及扇葉，其特征在于：在垂直軸上周向均布有至少三組扇葉框架，扇葉框架形成的平面豎直安裝在垂直軸上，扇葉的一個邊鉸接在扇葉框架的內(nèi)壁上，在扇葉框架上設(shè)置有扇葉限位塊，限制扇葉的最大打開角度為小于或等于90度，在扇葉框架上靠近垂直軸的一側(cè)設(shè)置有一條通風(fēng)孔，在扇葉的迎風(fēng)面上設(shè)置有擋風(fēng)條及穿透扇葉的成排的透風(fēng)小孔。

上述的扇葉垂直鉸接在扇葉框架的外側(cè)內(nèi)壁上。

上述的扇葉限位塊的一端鉸接在扇葉框架上，扇葉限位塊的中部設(shè)置有可拉動扇葉限位塊轉(zhuǎn)動以便將扇葉限制在最小打開角度的繩索，繩索的另一端通過垂直軸引入人們便于操作的位置。

上述的至少三組扇葉框架的每組扇葉框架至少有兩組小框架組成，內(nèi)側(cè)的小框架固定連接在垂直軸上，外側(cè)的小框架鉸接在內(nèi)側(cè)小框架的外端，外側(cè)的小框架通過固定在內(nèi)側(cè)小框架外端的定位塊限制其最大張開角度，外側(cè)小框架完全張開后與內(nèi)側(cè)小框架處于同一平面。

上述的透風(fēng)小孔為錐形孔，而且迎風(fēng)面的直徑大，背風(fēng)面的直徑小。

一種用上述的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)葉結(jié)構(gòu)制作的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機，其特征在于將所述的風(fēng)葉結(jié)構(gòu)通過機械傳動機構(gòu)與直流或交流發(fā)電機連接，形成垂直軸風(fēng)力發(fā)電機。

本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)突出的優(yōu)點是：

1、本實用新型可在任意風(fēng)向下始終保持在同一旋轉(zhuǎn)方向上工作，即可在任意風(fēng)向下始終保持一個轉(zhuǎn)向上的風(fēng)葉受力，另一轉(zhuǎn)向上的風(fēng)葉不受力；

2、本實用新型可根據(jù)發(fā)電功率的大小而設(shè)計風(fēng)葉總面積的大小，基本不受風(fēng)葉重量的限制；

3、由于本實用新型采用垂直軸結(jié)構(gòu)，與水平軸結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機相比，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，高度降低，便于維修；

4、本實用新型的扇葉及扇葉框架的結(jié)構(gòu)簡單，可用金屬、塑料、纖維等材料制作，制作容易，成本低廉；

5、本實用新型可連接直流或交流發(fā)電機對外輸出電能，根據(jù)發(fā)電功率的大小可設(shè)計形成系列產(chǎn)品，適宜在2級風(fēng)力以上的地區(qū)安裝使用。

附圖說明：

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理及受力分析示意圖，圖中的中空箭頭方向表示風(fēng)向，有弧線的箭頭方向表示扇葉的轉(zhuǎn)動方向；

圖2是圖1的A—A向剖視圖；

圖3是本實用新型的立體示意圖；

圖4是本實用新型的扇葉上的透風(fēng)小孔的局部剖視圖，圖中的中空箭頭方向表示風(fēng)向；

圖5是本實用新型的扇葉全部張開后的局部示意圖；

圖6是本實用新型的扇葉限位塊將扇葉限制在關(guān)閉狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實用新型的扇葉限位塊將扇葉限制在關(guān)閉狀態(tài)時、而且將扇葉框架折疊定位后的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式：

下面以具體實施例對本實用新型作進一步描述，參見圖1—6：