垂直轴风力发电装置的制作方法

本实用新型涉及风力发电机领域，特别涉及一种垂直轴风力发电装置。

背景技术：

能源作为社会生存和经济发展的基本需求，越来越受到国家的重视。风能作为一种无污染的可再生绿色能源，具有广阔的应用前景。风能的利用主要是水平轴及垂直轴风力发电系统。目前的垂直轴风力机具备无须对风、无需增速齿轮箱及发电机能安装在地面上（维修方便）等优点而逐渐被重视，应用也越来越广泛。

授权公告号为CN207333098U的实用新型专利公开了一种自动调整叶片攻角垂直轴风力发电机，包括三块竖直的叶片，叶片朝内的一面为平面，朝外的一面为弧面，叶片的弧面与平面交接的侧端迎风时，气流在弧面与平面上的流速不同，从而导致两处产生气压差，气流从高压处向低压处流动补充压力，使得叶片转动。当风力较小时，有些叶片正对风向，风垂直地吹在叶片上，对叶片产生的压力会影响叶片启动旋转。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种垂直轴风力发电装置，可减小叶片正对风向时所受的压力。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种垂直轴风力发电装置，包括架体，架体上设有竖直转轴，竖直转轴上设有两个叶片撑杆，叶片撑杆的边缘设有叶片，所述叶片撑杆包括三个支杆，相邻支杆的夹角相等，两个叶片撑杆呈旋转错开状设置，错开的角度为30°-90°，叶片的两端分别固定于两根叶片撑杆相邻的支杆上，且每个支杆仅对应地固定一根叶片，叶片的外表面呈弧形拱起状。

通过采用上述技术方案，采用旋转错开一定角度的两个叶片撑杆作为叶片的支架，使叶片朝内为内凹的弧面，朝外为外凸的弧面，风无论正对叶片的正面还是侧面，都会顺着弧面吹走，从而减小了叶片表面所受的压力。

优选的，每个支杆上均沿其长度方向设有长通孔。

通过采用上述技术方案，长通孔一方面可用作通风，减小支杆的挡风面积，另一方面可减小叶片撑杆的重量，减小叶片旋转时所受阻力。

优选的，所述架体上设有水平转轴，竖直转轴上设有带动水平转轴旋转的传动机构，水平转轴上垂直地固定有大转盘，大转盘上枢接有第一连杆，第一连杆上枢接有仅可竖直运动的第二连杆。

通过采用上述技术方案，利用风力驱动竖直转轴旋转，竖直转轴带动水平转轴旋转，而水平转轴通过大转盘带动第一连杆的一端旋转，第一连杆的另一端带动第二连杆做竖直的往复直线运动，这种机械运动可转化为电能。

优选的，所述传动机构包括小转盘、第一长杆若干及第二长杆若干，小转盘固定于竖直转轴上，且小转盘与竖直转轴同轴，若干根第一长杆间隔均匀地围绕竖直转轴设于小转盘上，若干根第二长杆间隔均匀地围绕水平转轴设于大转盘上，第一长杆与竖直转轴平行，第二长杆与第一长杆垂直，至少一根第一长杆位于两根相邻的第二长杆之间。

通过采用上述技术方案，当小转盘转动时，其上的第一长杆不断地推动大转盘上的第二长杆，从而达到了传递竖直转轴的动力至水平转轴的目的。

优选的，所述大转盘上设有直板，直板枢接于大转盘的中央，第一连杆枢接于直板的一端，直板另一端通过螺栓固定于大圆盘上。

通过采用上述技术方案，旋转直板，将直板的另一端固定于大转盘上不同高度处，可改变第二连杆做往复直线运动的频率。

优选的，所述直板的半段沿其长度方向设有若干通孔，第一连杆即枢接于通孔处。

通过采用上述技术方案，将第一连杆枢接于不同通孔处，也可改变第二连杆做往复直线运动的频率。

优选的，所述第一连杆的端部通过螺栓枢接于大转盘上，第一连杆的端部设有凸块，螺栓贯穿凸块和大转盘。

通过采用上述技术方案，拆下螺栓即可将第一连杆与大转盘分离，具有方便拆装的特点。

优选的，所述凸块与大转盘之间设有套筒，螺栓插于套筒内。

通过采用上述技术方案，套筒可使第一连杆与大转盘之间保持一定距离，避免第一连杆和第二连杆运动受阻。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过采用旋转错开一定角度的两个叶片撑杆作为叶片的支架，使叶片朝内为内凹的弧面，朝外为外凸的弧面，风无论正对叶片的正面还是侧面，都会顺着弧面吹走，从而减小了叶片表面所受的压力；

2.通过在竖直转轴上设置小转盘和第一长杆，在水平转轴上设置大转盘和第二长杆，并且在大转盘上设置连杆机构，通过小转盘旋转时第一长杆对第二长杆的推动作用传递动力，并且通过连杆机构输出机械能，具有传动效率高的特点。

附图说明

图1是垂直轴风力发电装置的整体结构示意图；

图2是垂直轴风力发电装置的背面结构图。

图中，1、架体；2、竖直转轴；3、水平转轴；4、叶片撑杆；41、支杆；41a、长通孔；5、叶片；6、大转盘；7、小转盘；8、第一连杆；8a、凸块；9、第二连杆；10、第一长杆；11、第二长杆；12、直板；12a、通孔；13、套筒；14、轴承座。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：一种垂直轴风力发电装置，如图1、图2所示，包括架体1，架体1上设有一个平台，平台上通过轴承座14安装有水平转轴3，平台上方也通过轴承座14安装有竖直转轴2。

如图1所示，竖直转轴2上固定有两个叶片撑杆4，叶片撑杆4由三个支杆41组成一体，相邻两个支杆41的角度为120°，每个支杆41上均沿其长度方向开设用于透风的长通孔41a。两个叶片撑杆4呈旋转错开状设置，错开的角度为60°，即两个叶片撑杆4竖直向下的投影不重合，其中一个叶片撑杆4相对于另一个叶片撑杆4旋转60°。叶片撑杆4的每个支杆41边缘都固定有一根叶片5，叶片5的两端分别固定于两根叶片撑杆4相邻的支杆41上，叶片5的外表面为拱起的弧面，叶片5的内表面为内凹的弧面，风无论正对叶片5的内表面还是外表面，都会顺着弧面吹走，从而减小了叶片5表面所受的压力。

结合图1与图2，竖直转轴2上还同轴地固定有小转盘7，小转盘7位于叶片撑杆4的下方，小转盘7的上表面围绕竖直转轴2均匀地固定一圈第一长杆10，大转盘6朝向竖直转轴2一侧的边缘均匀设有一圈第二长杆11，第一长杆10与竖直转轴2平行，第二长杆11与第一长杆10垂直。相邻两根第二长杆11的距离等于相邻两根第一长杆10的距离，且至少有一根第一长杆10位于两根相邻的第二长杆11之间。当小转盘7转动时，其上的第一长杆10不断地推动大转盘6上的第二长杆11，从而达到了传递竖直转轴2的动力至水平转轴3的目的。

如图1所示，大转盘6上固定有直板12，直板12和第二长杆11分别位于大转盘6的两侧，大转盘6中央有转轴，直板12枢接于转轴上，直板12的一端用螺栓穿过大转盘6固定，直板12的另一端枢接有第一连杆8，第一连杆8的底端枢接有竖直的第二连杆9。直板12的半段沿其长度方向设有多个通孔12a，第一连杆8通过一个套筒13枢接于通孔12a处，第一连杆8的端部具有凸块8a，套筒13位于凸块8a与直板12之间，螺栓依次贯穿凸块8a、套筒13、直板12及大转盘6将第一连杆8安装于大转盘6上。利用风力驱动竖直转轴2旋转，竖直转轴2带动水平转轴3旋转，而水平转轴3通过大转盘6带动第一连杆8的一端旋转，第一连杆8的另一端带动第二连杆9做竖直的往复直线运动，该运动可转化为电能。

如图1所示，拆下直板12一端的螺栓，旋转直板12，用螺栓将直板12的该端固定于大转盘6上不同高度处，可改变第二连杆9做往复直线运动的频率。将第一连杆8枢接于不同通孔12a处，也可改变第二连杆9做往复直线运动的频率。套筒13可使第一连杆8与大转盘6之间保持一定距离，避免第一连杆8和第二连杆9运动受阻。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。