[發明專利]垂直軸上下擺動風葉發電裝置

在審

• 申請號: 201710045934.0
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106593763A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 劉榮甫
• 申請（專利權）人: 劉榮甫
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06
• 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，尤其是垂直軸上下擺動風葉發電裝置。

背景技術

目前風力發電裝置常用的有水平軸和垂直軸，各自都有優勢與不足，但垂直軸風力發電機具有啟動風速低和無噪音等眾多優點，更具有廣闊的市場應用前景。目前的垂直軸風機發展很快，品種也很多，創新不斷，但是普遍地存在風能利用率低、受風面積小、功率偏小、體積相對大、低速風力難啟動和造價高等問題；然而風能是無限的，因此降低成本是推動風力發電的關鍵因素，提高風能利用率則又是降低成本的有效方法。

發明內容

為了克服現有垂直軸風力發電裝置風能利用率低、受風面積小、功率偏小、低速風力難啟動和造價高的問題，而提供一種風能利用率高、低速風力易啟動和成本低的風力發電裝置，即垂直軸上下擺動風葉發電裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：垂直軸上下擺動風葉發電裝置，包括：1.塔桿，2.立軸，3.水平檔桿，4.葉片尾翼，5.風葉，6.軸桿，7.葉片軸套，8.發電機；其特征是當風葉(5)的頭部在迎風位置時，此時風力對風葉(5)有阻止轉的作用，這時風葉(5)的平面與地面呈平行或者近似平行狀態，如果是近似平行時，其頭部高而尾部低，與地平面的夾角為0-45度，以保證能夠減小對風的阻力，并且夾角是變化的，風速越高其夾角也越小；當風葉(5)的頭部位于風的背面時，此時風力對風葉(5)有推動轉的作用，這時風葉(5)的平面則與地面呈垂直狀態，此時可截獲大面積的風能，風力驅動垂直的風葉(5)運行，從而帶動發電機(8)轉動；發電機(8)固定在塔桿(1)和立軸(2)上面，在無風狀態時風葉(5)全部與地面呈近似平行狀態，頭部稍高，與地平面的夾角為0-45度。

所述風葉(5)為長方形或者橢圓形，其尾部有1-2個葉片尾翼(4)，每個風葉(5)上面固定有至少2個葉片軸套(7)，軸桿(6)從葉片軸套(7)穿進，使得風葉(5)能夠繞軸桿(6)上下擺動。

所述水平檔桿(3)和軸桿(6)分別固定在發電機(8)上面，其軸桿(6)位置在上面，水平檔桿(3)的位置在軸桿(6)的下面且靠前，水平檔桿(3)的作用是擋住垂直的風葉(5)，使其不再繼續向下轉動，以便保持風葉(5)的垂直狀態，使得風葉(5)獲得最大的接收風能的面積。

所述軸桿(6)不是穿過風葉(5)的平面中心線，而是位于風葉(5)的頭部一側，距平面中心線的距離為風葉(5)長度的1/5-1/8。

所述葉片尾翼(4)位于風葉(5)的尾部，葉片尾翼(4)與風葉(5)有一定的角度，其作用之一是能夠根據不同的位置自行調整風葉(5)的狀態，當風葉(5)的頭部處在迎風位置時，此時葉片尾翼(4)則是在風向的后面，其作用相當于飛機的尾翼，能夠保持風葉(5)與地面平行的狀態不變，使其對風的阻力最小，并且同時有穩定風葉(5)的作用；當風葉(5)的尾部處在迎風位置時，此時葉片尾翼(4)則是處在風向的前面的位置，由于一個平面向下傾斜，斜面在風力的作用下會向下移動，帶動風葉(5)沿著軸桿(6)轉動，直到與地面垂直行的狀態時被水平檔桿(3)阻擋，此時風葉(5)能夠截獲大面積的風能，風力驅動風葉(5)圍繞立軸2做水平轉動，帶動發電機(8)做功。

所述風葉(5)為2至4組，每組可以由單個風葉(5)組成，也可以由多個風葉(5)平行排列，同時每組由一個水平檔桿(3)和一個軸桿(6)組成；所述風葉(5)可以是單層，也可以是上下多層組合而成。

有益效果：本發明其做功的風葉(5)其平面是與地面垂直的，如同張開的船帆能夠截獲大面積的風能，而當風葉(5)處在迎風狀態時則是與地面平行或者接近平行，減小了風的阻力，從而提高了風能的利用率，整體結構簡單，成本低，降低成本是推動風力發電的關鍵因素，提高風能利用率則又是降低成本的有效方法。

附圖說明

圖1是本發明的立式結構投影圖。

圖2是本發明兩組風葉(5)的俯視圖。

圖3是圖2中的A-A剖面圖。

圖4是圖2中的B-B剖面圖。

圖5是本發明為4組風葉時的俯視圖。

圖6是當圖5在風力作用下逆時針旋轉30度時的俯視圖

圖7是當圖5在風力作用下逆時針旋轉60度時的俯視圖

圖8是當圖5在風力作用下逆時針旋轉90度時的俯視圖

圖9是本發明為3組風葉時的軸測圖，其中每組為2片風葉。

圖中1.塔桿，2.立軸，3.水平檔桿，4.葉片尾翼，5.風葉，6.軸桿，7.葉片軸套，8.發電機。

具體實施方式