一种垂直轴风力发电机及风轮的制作方法
【专利摘要】一种垂直轴风力发电机，包括发电机、用于驱动发电机输出轴旋转的风轮和用于支撑发电机的塔杆组件；风轮包括上固定板、下固定板、转轴和设于上固定板与下固定板之间的三片以上的叶片，叶片呈圆周均匀分布，上固定板和下固定板均呈圆形，转轴垂直穿过上固定板和下固定板的圆心；叶片呈弧形，叶片的上端部与上固定板连接固定，叶片的下端部与下固定板连接固定，叶片的内端延伸至转轴处并与转轴之间存在间隙形成通向顺时针方向相邻叶片的气流出口，叶片的外端逆时针方向延伸至上固定板和下固定板的边缘，相邻叶片的外端形成气流入口每股进入叶片的气流都会在风轮中心位置环绕转轴流动，轮流对叶片进行做功，进而可以提高风能的利用率。
【专利说明】
一种垂直轴风力发电机及风轮
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及风力发电机，尤其是一种垂直轴风力发电机及风轮。
【背景技术】
[0002]目前风力发电广泛使用的风力机风轮为卧式、水平轴三叶片风轮，存在的问题主要是风能利用率较低。为了提高垂直轴风力发电机的风轮的风能利用率，现有技术存在一种垂直轴风力机风轮装置，如中国专利公开号为201031769的一种垂直轴风力机风轮装置，包括受风风叶、与风叶相连的转动轴和风力调节闸门；所述的转动轴垂直于大地水平面设立，多个均匀分布的弧形风叶竖向固定在转动轴上，可以控制开度的半圆柱风力调节闸门设置在风叶转动的外圆周上并可以沿圆周滑动。风轮通过调节闸门可随风向而改变其位置以调节风叶的受风面积，从而提高风能利用率。该种风轮一定程度上能够提高风能利用率，但是需要依靠额外的控制系统，增加呈成本，控制系统存在不稳定性会影响风力机的运作。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种垂直轴风力发电机及风轮，风轮结构简单，制造成本低，而且风能利用率高。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种垂直轴风力发电机，包括发电机、用于驱动发电机输出轴旋转的风轮和用于支撑发电机的塔杆组件;所述风轮包括上固定板、下固定板、转轴和设于上固定板与下固定板之间的三片以上的叶片，所述叶片呈圆周均匀分布，所述上固定板和下固定板均呈圆形，所述转轴垂直穿过上固定板和下固定板的圆心;所述叶片呈弧形，叶片的上端部与上固定板连接固定，叶片的下端部与下固定板连接固定，叶片的内端延伸至转轴处并与转轴之间存在间隙形成通向顺时针方向相邻叶片的气流出口，所述叶片的外端逆时针方向延伸至上固定板和下固定板的边缘，相邻叶片的外端形成气流入口。本实用新型风轮的工作原理:气流从风轮的气流入口进入，叶片的迎风面受到气流的推动，从而驱使风轮旋转;气流对叶片做功后顺着叶片深入到叶片的内端，由于叶片的内端与转轴之间设有间隙，所以该部分剩余一点能量的气流会通过气流出口并吹到相邻的叶片上，从而推动该叶片，每股进入叶片的气流都会在风轮中心位置环绕转轴流动，轮流对叶片进行做功，进而可以提高风能的利用率。
[0005]作为改进，所述上固定板和下固定板上于所述叶片处设有定位孔，所述叶片的上端部和下端部对应所述定位孔处设有与定位凸起。
[0006]作为改进，所述转轴下端通过加速器组件与齿轮连接，所述齿轮驱动发电机输出轴。
[0007]作为改进，所述塔杆组件包括支撑杆、上安装板和下安装板，所述上安装板与下安装板之间设有连接杆并形成容置空间，所述发电机设于容置空间内并固定在下安装板上，所述支撑杆与下安装板的底部连接。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型另一技术方案是:一种风轮，包括上固定板、下固定板、转轴和设于上固定板与下固定板之间的三片以上的叶片，所述叶片呈圆周均匀分布，所述上固定板和下固定板均呈圆形，所述转轴垂直穿过上固定板和下固定板的圆心;所述叶片呈弧形，叶片的上端部与上固定板连接固定，叶片的下端部与下固定板连接固定，叶片的内端延伸至转轴处并与转轴之间存在间隙形成通向顺时针方向相邻叶片的气流出口，所述叶片的外端逆时针方向延伸至上固定板和下固定板的边缘，相邻叶片的外端形成气流入口。本实用新型风轮的工作原理:气流从风轮的气流入口进入，叶片的迎风面受到气流的推动，从而驱使风轮旋转;气流对叶片做功后顺着叶片深入到叶片的内端，由于叶片的内端与转轴之间设有间隙，所以该部分剩余一点能量的气流会通过气流出口并吹到相邻的叶片上，从而推动该叶片，每股进入叶片的气流都会在风轮中心位置环绕转轴流动，轮流对叶片进行做功，进而可以提高风能的利用率。
[0009]作为改进，所述上固定板和下固定板上于所述叶片处设有定位孔，所述叶片的上端部和下端部对应所述定位孔处设有与定位凸起。
[0010]本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是:
[0011]气流从风轮的气流入口进入，叶片的迎风面受到气流的推动，从而驱使风轮旋转；气流对叶片做功后顺着叶片深入到叶片的内端，由于叶片的内端与转轴之间设有间隙，所以该部分剩余一点能量的气流会通过气流出口并吹到相邻的叶片上，从而推动该叶片，每股进入叶片的气流都会在风轮中心位置环绕转轴流动，轮流对叶片进行做功，进而可以提尚风能的利用率。
【附图说明】
[0012]图1为垂直轴风力发电机结构示意图。
[0013]图2为风轮立体图。
[0014]图3为风轮俯视图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。
[0016]如图1所示，一种垂直轴风力发电机，包括发电机4、用于驱动发电机输出轴旋转的风轮I和用于支撑发电机的塔杆组件。
[0017]如图2、3所示，所述风轮I包括上固定板12、下固定板14、转轴11和设于上固定板12与下固定板14之间的三片以上的叶片13。本实施例一共设有三片叶片13，所述叶片13呈圆周均匀分布，叶片13呈C形，俯视方向，叶片13呈逆时针方向旋转弯曲。所述上固定板12和下固定板14均呈圆形，上固定板12与下固定板14将叶片13夹持在中间，叶片13的上端部与上固定板12连接固定，叶片13的下端部与下固定板14连接固定;叶片13的具体连接方式为:在上固定板12和下固定板14上于所述叶片13处设有定位孔17，所述叶片13的上端部和下端部对应所述定位孔17处设有与定位凸起，通过定位凸起与定位孔的配合使叶片13能够准确快速的装配。所述转轴11垂直穿过上固定板12和下固定板14的圆心，转轴11的上端和下端均设有固定件，使其与上固定板12和下固定板14固定连接，那么叶片13就可以推动转轴11旋转;转轴11的下端伸出下固定板14后与加速器组件连接。叶片13的内端延伸至转轴11处并与转轴11之间存在间隙形成通向顺时针方向相邻叶片13的气流出口 15，所述叶片13的外端逆时针方向延伸至上固定板12和下固定板14的边缘，相邻叶片13的外端形成气流入口 16，从气流入口 16玩气流出口 15方向，气流通道逐渐变小。
[0018]如图1所示，所述转轴11下端通过加速器组件2与齿轮7连接，通过齿轮啮合将动力传递至发电机4输出轴。所述塔杆组件包括支撑杆6、上安装板3和下安装板6;所述上安装板3与下安装板6之间设有连接杆并形成容置空间，所述发电机设于容置空间内并固定在下安装板6上，所述支撑杆6与下安装板6的底部连接，所述加速器组件固定在上安装板3的顶部。
[0019]本实用新型风轮I的工作原理:气流从风轮I的气流入口16进入，叶片13的迎风面受到气流的推动，从而驱使风轮I旋转;气流对叶片13做功后顺着叶片13深入到叶片13的内端，由于叶片13的内端与转轴11之间设有间隙，所以该部分剩余一点能量的气流会通过气流出口 15并吹到相邻的叶片13上，从而推动该叶片13，每股进入叶片13的气流都会在风轮I中心位置环绕转轴11流动，轮流对叶片13进行做功，进而可以提高风能的利用率。
【主权项】
1.一种垂直轴风力发电机，包括发电机、用于驱动发电机输出轴旋转的风轮和用于支撑发电机的塔杆组件;其特征在于:所述风轮包括上固定板、下固定板、转轴和设于上固定板与下固定板之间的三片以上的叶片，所述叶片呈圆周均匀分布，所述上固定板和下固定板均呈圆形，所述转轴垂直穿过上固定板和下固定板的圆心;所述叶片呈弧形，叶片的上端部与上固定板连接固定，叶片的下端部与下固定板连接固定，叶片的内端延伸至转轴处并与转轴之间存在间隙形成通向顺时针方向相邻叶片的气流出口，所述叶片的外端逆时针方向延伸至上固定板和下固定板的边缘，相邻叶片的外端形成气流入口。2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于:所述上固定板和下固定板上于所述叶片处设有定位孔，所述叶片的上端部和下端部对应所述定位孔处设有与定位凸起。3.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于:所述转轴下端通过加速器组件与齿轮连接，所述齿轮驱动发电机输出轴。4.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力发电机，其特征在于:所述塔杆组件包括支撑杆、上安装板和下安装板，所述上安装板与下安装板之间设有连接杆并形成容置空间，所述发电机设于容置空间内并固定在下安装板上，所述支撑杆与下安装板的底部连接。5.—种风轮，其特征在于:包括上固定板、下固定板、转轴和设于上固定板与下固定板之间的三片以上的叶片，所述叶片呈圆周均匀分布，所述上固定板和下固定板均呈圆形，所述转轴垂直穿过上固定板和下固定板的圆心；所述叶片呈弧形，叶片的上端部与上固定板连接固定，叶片的下端部与下固定板连接固定，叶片的内端延伸至转轴处并与转轴之间存在间隙形成通向顺时针方向相邻叶片的气流出口，所述叶片的外端逆时针方向延伸至上固定板和下固定板的边缘，相邻叶片的外端形成气流入口。6.根据权利要求5所述的一种风轮，其特征在于:所述上固定板和下固定板上于所述叶片处设有定位孔，所述叶片的上端部和下端部对应所述定位孔处设有与定位凸起。
【文档编号】F03D9/25GK205559170SQ201620304163
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】俞红鹰, 赵伟强, 皮开红, 肖帅, 陈贤, 邓智, 胡宪明
【申请人】广州红鹰能源科技股份有限公司