[發明專利]渦形塔式垂直軸風輪機

在審

• 申請號: 201310393762.8
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN104421099A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 王立軍
• 申請（專利權）人: 王立軍
• 主分類號: F03D3/02
• 分類號: F03D3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種風力發電裝置，更具體地說它涉及一種將風能轉化成機械能的裝置。

背景技術

風能是清潔能源，沒能充分利用就是嚴重的浪費，大規模利用風力發電是減少空氣污染的有效措施之一。大型水平軸風輪機工藝復雜，造價昂貴，易損壞，一旦損壞維修困難。垂直軸風輪機相比水平軸風輪機不需要調向機構，結構相對簡單，但垂直軸風輪機隨著高度的增加，穩定性越差，無法建造與水平軸風輪機相比的大型垂直軸風輪機，并且這些無論是水平軸與垂直軸風輪機的轉子葉片均暴露在自然環境中，易被日曬、雨雪、冰雹、紊流等因素損害。

發明內容

本發明的目的是克服上述不足，提供一種將轉子及葉片安裝在渦形塔式塔架內的一種垂直軸風輪機裝置。

本發明的渦形塔式垂直軸風輪機包括塔架和轉子兩部分，所述塔架為渦形塔式結構；所述轉子為垂直軸，轉子葉片為弧形板狀，或組合成S形雙葉片，或三葉片式，或為直板式等其它形式；轉子主軸固定軸承設在塔架頂部和底部，或在塔架內部增加；所述轉子垂直安裝在渦形塔式塔架內部中心。

由于采用上述技術方案，本發明提供的風輪機有這樣的有益效果，垂直軸風輪機轉子的轉動是因為作功面所受的力大于阻力面所受的力，才會轉動，但作用在阻力面的風能會消減作功面所作的功，現在這種渦形設計改變了氣流方向，將風能基本都作用在作功面上，提高了垂直軸風輪機的功率；塔架在水平方向增加了轉子的截風面積，以立體建造單元向上疊加的方式又可不斷增加垂直高度，可建造更高的塔架，獲得想達到的截風面積，甚至可建成世界最大功率的風輪機；其小型化可用于家庭；塔架可很方便用鋼筋混凝土以框架結構建造，環形對稱渦形塔式結構堅固，抗風力強，可分割紊流，且可根據需要建造多種形式比例塔架；封閉了頂部的此種結構，可保護內部轉子葉片免受日曬、雨雪、冰雹等侵害，也降低了轉動的葉片對電磁波的干擾；轉子固定軸承安裝在塔架頂部和底部，或在塔架內部增加，受力均衡結構合理不易損壞；風機轉子為弧形板狀或組合成S形雙葉片，或三葉片式，葉片與轉子主軸用軸承或滑動方式以轉速傳感器控制的離合器連接，當風速超過風輪機的工作風速范圍，或是發電機突然甩掉負荷，導致風輪機超速，可能造成風輪機損壞時，轉速傳感器使離合器分離，葉片在主軸上獲得自由，自動尋找受風最小位置及形態，風輪機也隨之停轉避險；塔架頂部可建燈塔、信號發射塔、瞭望觀景臺等。

附圖說明

圖1.是渦形塔式結構平面示意圖；

圖2.是塔架一個立體建造單元；

圖3.是多個立體建造單元疊加建造方式圖；

圖4.是S形板狀葉片風輪轉子圖；

圖5.是加飛輪的S形板狀葉片風輪轉子圖；

圖6.是加飛輪的S形板狀葉片風輪轉子多層疊加方式圖；

圖7.8.是渦形塔架其它形式比例結構模式圖；

圖9.11.塔架與轉子葉片安裝情況示意圖；

圖10.12.避險時葉片改變形態停止情況示意圖。

圖中：1.垂直集風墻?2.水平樓板層

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步描述：

圖1.2.3.中，垂直集風墻1以渦形環繞排列，與水平樓板層2結合成立體建造單元，以向上疊加的方式建造塔式塔架。

圖4.5.6.中，兩個弧形板狀葉片可組合成S形葉片，上下加圓片狀飛輪，可增強葉片強度并可蓄能，以圖6形式疊加可得到易起動，轉動更平穩足夠高度的轉子及葉片。

圖7.8.中，本渦形塔架可根據需要制成多種形態及比例。

圖9.11.10.12.中，為塔架與轉子葉片正常工作情況及避險時葉片改變形態后的情況。