[實用新型]用于垂直軸風力和水力發電機的葉輪裝置

無效

• 申請號: 200820161686.2
• 申請日: 2008-10-10
• 公開（公告）號: CN201297234Y
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 王金樓;解岡
• 申請（專利權）人: 王金樓;解侖
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06;F03D7/06;F03D11/00;F03B3/14;F03B11/00
• 代理公司: 昆山四方專利事務所
• 代理人: 盛建德

技術領域

本實用新型涉及一種風力和水力發電機的葉輪，尤其是一種可用于垂直軸風力和水力發電機的葉輪。

背景技術

風力發電機與水力發電機的原理類似，都是利用電磁感應原理將機械能轉化為電能，首先風力或水力推動葉輪旋轉，葉輪旋轉的轉速通過齒輪加速裝置轉變為高轉速，再通過發電機將高速旋轉的動能轉化為電能。公知的是風力或水力在葉輪切線方向的分力對葉輪所做的功是推動葉輪旋轉的有效功。傳統的風力或水力發電機所采用的渦輪式葉片由于其結構形狀的限制使得風力或水力在葉輪切線方向的分力較小，因此對風力或水力的有效利用率遠小于100％，也因此要求風或水具有較高的動能才能達到預期的發電效果。

發明內容

為了克服上述缺陷，本實用新型提供了一種用于垂直軸風力和水力發電機的葉輪裝置，該葉輪裝置對流體機械能的有效利用率接近于100％，且結構簡單、易于實施。

本實用新型為了解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種用于垂直軸風力和水力發電機的葉輪裝置，包括主轉軸、扇翼軸、軸支撐架和主翼，以葉輪安裝方向為基準，主轉軸下端垂直與齒輪增速箱的動力輸入端(最大齒輪)相連接，扇翼軸至少為兩根，且以主轉軸為軸心呈均勻發散分布，主轉軸與扇翼軸由軸支撐架相固定連接，主翼呈平板狀，且其一邊固定于扇翼軸，扇翼軸可繞自身中心軸轉動。這樣扇翼軸的旋轉帶動主翼旋轉，使得每個主翼翼面的方向可調整為與流體的流動方向順流時相垂直和逆流時相平行，這樣可使本例對流體機械能的利用率大為提高。

本實用新型的進一步技術方案是：

主轉軸與扇翼軸由軸支撐架相固定連接的結構是：以葉輪安裝方向為基準，主轉軸的上端與扇翼軸的上端皆高于主翼的上邊，且主轉軸的上端與扇翼軸的上端由軸支撐架相固定連接；主轉軸的下端與扇翼軸的下端皆低于主翼的下邊，且主轉軸的下端與扇翼軸的下端由軸支撐架相固定連接。此結構為本例應用于風力發電機時的結構，使得主翼可做三百六十度的旋轉。

主轉軸與扇翼軸由軸支撐架相固定連接的結構是：主轉軸上的任意部位與扇翼軸上的任意部位由軸支撐架相固定連接。此結構為本例應用于水力發電機時的結構。

扇翼軸上還設有副翼，副翼為平板狀，且其一邊可旋轉固定于扇翼軸，副翼的面積小于等于主翼的面積，主翼上固定有第一齒輪，副翼上固定有第二齒輪，且第一、二齒輪相互嚙合。這樣主翼的旋轉可通過第一、二齒輪帶動副翼的反向旋轉，實現了主翼與副翼間的角度調節。副翼用于兜攏流體，微調副翼翼面角度，兜攏流體以增加有效推力。

設有一角度調節裝置，角度調節裝置主要由步進馬達、流體狀態檢測器和控制器組成，步進馬達動力輸出端與扇翼軸相連接，流體狀態檢測器將流體的流向和流速信號傳遞給控制器，控制器將信號傳遞給步進馬達，步進馬達控制扇翼軸的旋轉角度和轉速。角度調節裝置可根據流體的流速和流向自動調整每個主翼和副翼的角度，以使主翼和副翼對流體順流時的機械能利用率達到最大，逆流時的阻力達到最小。

主翼和副翼與流體相接觸的邊緣設有絨毛。此結構用于風力發電機中，絨毛可微破碎氣體，起到降噪的作用。

主翼和副翼的表面布滿孔，所述的孔為微孔。微孔用于梳理流體，減少主翼和副翼逆于旋轉方向上渦流損耗，提高對流體機械能的利用率。

當本例用于高樓樓頂、樓宇外環時，其主轉軸可以軸心向外擴大為中空環狀的圓箍，圓箍用支架懸空架設，使得本例所有的主翼可隨圓箍一起做三百六十度的轉動，圓箍可以與多臺齒輪增速箱相連接。

本實用新型的有益效果是：主翼和副翼為平板狀，且角度能夠靈活的調整，使得本例能夠獲得最大的流體機械能利用率，在零污染的情況下降低了發電的成本，且本例結構簡單，易于實施。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖之一(應用于風力發電機)；

圖2為本實用新型結構示意圖之二(應用于水力發電機)；

圖3為本實用新型結構示意圖之三(應用于高樓樓頂)。

具體實施方式

實施例：一種用于垂直軸風力和水力發電機的葉輪裝置，包括主轉軸1、扇翼軸2、軸支撐架3和主翼4，以葉輪安裝方向為基準，主轉軸下端垂直與齒輪增速箱的動力輸入端(最大齒輪)相連接，扇翼軸至少為兩根，且以主轉軸為軸心呈均勻發散分布，主轉軸與扇翼軸由軸支撐架相固定連接，主翼呈平板狀，且其一邊固定于扇翼軸，扇翼軸可繞自身中心軸轉動。這樣扇翼軸的旋轉帶動主翼旋轉，使得每個主翼翼面的方向可調整為與流體的流動方向順流時相垂直和逆流時相平行，這樣可使本例對流體機械能的利用率大為提高。