[實用新型]多角度垂直軸風力發電機

有效

• 申請號: 201420057427.0
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN203717255U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 何嘉慶;李成波
• 申請（專利權）人: 廣州華力新能源發展有限公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 李云鵬

技術領域

本實用新型涉及一種將自然界的風能轉變成有用的機械能，并把上述機械能轉化成電能的機械，特別是涉及一種具有基本上與風向成直角的旋轉軸線的風力發電機。

背景技術

作為一種價格低廉、運行可靠、無溫室氣體排放的新型發電系統，風力發電系統的安裝量正在以每年超過30％速度的增長。風力發電在世界范圍得到日益廣泛的應用，已經形成一個年產值超過五十億美元的全球性產業。但是用于邊遠地區獨立供電的小型風力發電系統還需要克服很多技術上的難點才能得以廣泛的應用。

風力發電機是將風能轉換為機械能、并帶動發電機運轉來發電的。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質的熱能利用發電機。風力發電利用的是自然能源。相對柴油發電要好的多。

中國實用新型風力發電機，公開號為CN2747378Y，公開日期為2005-12-21，公開了一種利用任何方向的風力都能驅動發電機旋轉的風力發電機。如圖1和圖2所示，該風力發電機包括發電機、風渦輪和支撐連接件。其中發電機的外殼1’與風渦輪2’中的套管3’的內壁固定連接，它的主軸4’通過連接法蘭5’與支撐桿6’一端固定連接，支撐桿6’的另一端伸出風渦輪2’外通過連接件7’與地面上的基座固定連接，風渦輪2’包括左、右翼板8’、9’以及前后風力流向板10’、11’構成的中翼板，中翼板的前后板斷面呈弓形，且相互連成斷面為橄欖球形的空心殼體，且這個橄欖球形空心殼體的長軸沿順時針方向與上、下平板12’、13’長中心線的夾角為30°，套管3’裝于空心殼體中心，兩端分別與上、下平板12’、13’垂直固定連接；上、下平板12’、13’兩端分別與左、右翼板8’、9’固定連接，其中左、右翼板8’、9’由斷面為弓形的圓柱面14’、斷面為半圓形的圓柱面15’和兩個耳形的端面16’連為一體構成，且左、右翼板8’、9’對稱但方位相反地安置，弓形的圓柱面14’向外凸起，其一邊與半圓形的柱面15’一邊固定連接，弓形的圓柱面14’的半徑為風渦輪的轉動半徑。

其中，左翼板和右翼板橫截面的形狀為凹凸翼型。經過長期的實踐摸索，此種左翼板和右翼板對于風能的利用率較低。例如風從左翼板的左后方吹向右前方時，風由大端被打散成流向外表面和內表面的兩股湍流。由于內表面呈弧線凹形，湍流順弧線凹形流向小端。這樣就未造成外表面和內表面氣壓的顯著差異表現。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種風能利用率高、內外表面氣壓差異明顯的多角度垂直軸風力發電機。

本實用新型多角度垂直軸風力發電機，包括底座、下桿、發電機、下平板、左翼板、中翼板、右翼板和上平板。所述下桿固定連接在底座上。所述上平板和下平板的兩端分別與左翼板和右翼板固定連接，中翼板固定在上、下平板的中部，下平板轉動的安裝在下桿上，左翼板和右翼板形狀結構完全相同，左翼板和右翼板以下桿軸線為中心對稱布置。所述左翼板和右翼板的橫截面的形狀為平凸翼型，左翼板和右翼板的內表面為平面。所述通過中翼板橫截面兩頂點連線所作的豎直假想平面與左翼板內表面之間的夾角∠a為39°-59°。

本實用新型多角度垂直軸風力發電機，其中所述通過中翼板橫截面兩頂點連線所作的豎直假想平面與左翼板內表面之間的夾角∠a為49°。

本實用新型多角度垂直軸風力發電機，其中所述中翼板橫截面兩頂點之間長度L1為左翼板前端到右翼板前端之間距離L2的1/3。

本實用新型多角度垂直軸風力發電機，其中所述左翼板橫截面的長弧形邊為圓弧。所述圓弧的圓心位于下桿軸線處。

本實用新型多角度垂直軸風力發電機，其中所述底座和下桿之間設有加強筋。所述加強筋繞下桿的軸均勻分布8個。

本實用新型多角度垂直軸風力發電機與現有技術不同之處在于本實用新型多角度垂直軸風力發電機通過將左翼板和右翼板的橫截面的形狀改為平凸翼型并且配合擺放角度，能夠使左翼板內表面產生的空氣湍流自內表面靠近大端處向內表面靠近小端處流動時，湍流快速脫離內表面，使空氣湍流與內表面之間形成低氣壓區，其中內表面靠近大端部位氣壓最低。隨著空氣湍流的發散，左翼板和右翼板小端附近的氣流會從內表面靠近小端處流向氣壓較低的內表面靠近大端處，形成附加的空氣動力推動左翼板和右翼板，使本實用新型多角度垂直軸風力發電機更加充分利用風能。

現將中翼板高2.3米、左右翼板最近距離3.4米的由鋁合金材料制成的背景技術風力發電機和新技術方案多角度垂直軸風力發電機∠a為39°、59°和49°時，置于相同風速、溫度、濕度、氣壓的條件下進行風力發電測試。所得發電功率數據均為測量十次后的平均值。