CN201159137Y - 升力阻力复合型垂直轴风力发电机 - Google Patents

升力阻力复合型垂直轴风力发电机 Download PDF

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Abstract

一种升力阻力复合型垂直轴风力发电机，包括一端固定连接叶片，另一端连接中心转轴的支臂，定子绕组和磁钢转子，叶片是流线型或机翼型叶片的圆形叶片头部侧面有向前凹进的单向挡风部。流线型和机翼型叶片使升力阻力复合型垂直轴风力发电机具有升力型垂直轴风力发电机充分利用风能，效率高的优点，而单向挡风部阻挡风力获得转动力矩，使升力阻力复合型垂直轴风力发电机具有阻力型风力发电机启动力矩小的优点。

Description

升力阻力复合型垂直轴风力发电机
技术领域
本实用新型涉及风力发电机，具体的说是一种升力阻力复合型垂直轴风力发电机。
背景技术
垂直轴风力发电机的叶片在旋转的过程中受力比水平轴风力发电机的叶片好的多，使用寿命长，垂直轴风力发电机安装、维修方便。现有的垂直轴风力发电机根据叶片工作原理有升力型风力发电机和阻力型风力发电机，阻力型风力发电机启动力矩小，效率较低，叶片是流线型和机翼型的升力型风力发电机效率较高，启动力矩稍大。
发明内容
为了发挥阻力型垂直轴风力发电机和升力型垂直轴风力发电机各自的优点，本实用新型提供一种不仅是启动力矩小，而且充分利用风能，效率高的升力阻力复合型垂直轴风力发电机。
本实用新型上述发明目的是由以下的技术方案实现的：一种升力阻力复合型垂直轴风力发电机，包括一端固定连接叶片1，另一端连接中心转轴8的支臂，定子绕组6和磁钢转子7，其特征在于叶片1是流线型或机翼型叶片的圆形叶片头部15侧面有向前凹进的单向挡风部14。
流线型和机翼型叶片使升力阻力复合型垂直轴风力发电机具有升力型风力发电机充分利用风能，效率高的优点，而单向挡风部14阻挡风力获得转动力矩，使升力阻力复合型垂直轴风力发电机具有阻力型风力发电机启动力矩小的优点。
叶片1横截面上的叶片尾部12和叶片头尾连接部13的轮廓线呈直线或折线或弧线。
中心转轴8直接连接、驱动磁钢转子7。叶片1在风力作用下通过支臂带动中心转轴8、磁钢转子7转动发电，中心转轴8直接连接驱动磁钢转子7，使升力阻力复合型垂直轴风力发电机的结构简单、传动阻力减少，使用寿命长。
中心转轴8通过增速机构带动发电机的磁钢转子轴21转动。齿轮变速或皮带轮变速的增速机构使磁钢转子7获得较快的转速。
叶片1的上、下部位分别固定连接上支臂16、下支臂2的一端，上支臂16、下支臂2的另一端固定连接法兰盘3，法兰盘3连接、驱动中心转轴8。上支臂16、下支臂2连接法兰盘3，受力点集中于法兰盘3，使升力阻力复合型垂直轴风力发电机抗风能力强，中心转轴8部位处磨损小。
至少3个叶片1组成一套风轮总成。
中心转轴8的下方有支架9，或者在中心转轴8的下方周边设置支架9。
本实用新型的优点是：流线型和机翼型叶片使升力阻力复合型垂直轴风力发电机具有升力型垂直轴风力发电机充分利用风能，效率高的优点，而单向挡风部阻挡风力获得转动力矩，使升力阻力复合型垂直轴风力发电机具有阻力型风力发电机启动力矩小的优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中装有第一种叶片实施方式的俯视图；
图3是图1中装有第二种叶片实施方式的俯视图；
图4是图1中装有第三种叶片实施方式的俯视图；
图5是图1中装有第四种叶片实施方式的俯视图；
图6是图1中装有第五种叶片实施方式的俯视图；
图7是本实用新型的机翼型叶片具有第二种单向挡风部的示意图；
图8是本实用新型的机翼型叶片具有第三种单向挡风部的示意图；
图9是本实用新型的机翼型叶片具有第四种单向挡风部的示意图；
图10是本实用新型带有增速机构的一种实施方式的结构示意图；
图11是本实用新型带有增速机构的另一种实施方式的结构示意图；
图12是本实用新型的机翼型叶片具有第五种单向挡风部的示意图。
具体实施方式
图1所示是本实用新型一个实施方式的的结构示意图，叶片1的上、下部位别固定连接上支臂16、下支臂2的一端，上支臂16、下支臂2的另一端并拢由螺栓固定连接在法兰盘3上。法兰盘3通过螺栓固定连接中心转轴8，磁钢转子7固定连接在中心转轴8的轴环上，中心转轴8直接驱动磁钢转子7转动。定子绕组6，磁钢转子7安装在发电机上端盖4、发电机下端盖5、外壳11围成的空间内。支架9通过加强板10安装在中心转轴8下方的发电机下端盖5上。
图2是显示了图1中装有第一种叶片形式的本实用新型实施方式，叶片1是由横截面是机翼型叶片改进而成，机翼型叶片凸面一侧的叶片头部15后面有一个向前凹进的单向挡风部14，叶片尾部12通过叶片头尾连接部13连接单向挡风部14、叶片头部15，图中叶片1的一面凸起，另一面是平的，也可以是微微凹曲的，叶片1横截面上的叶片尾部12和叶片头尾连接部13的轮廓线呈折线，叶片头部15圆滑，叶片尾部12的端部较尖。共五个叶片组成一套风轮总成。
图3是显示了图1的本实用新型实施方式装有第二种叶片形式，叶片1是由横截面是流线型叶片改进而成，流线型叶片的圆形叶片头部15后面两侧各有一个向前凹进的单向挡风部14，叶片尾部12通过叶片头尾连接部13连接单向挡风部14、叶片头部15，叶片1横截面上的叶片尾部12和叶片头尾连接部13的轮廓线呈折线，叶片头部15圆滑，叶片尾部12的端部较尖。共五个叶片1组成一套风轮总成。
图4是显示了图1的本实用新型实施方式装有第三种叶片形式，与图3的区别是叶片1横截面上的叶片尾部12和叶片头尾连接部13的轮廓线呈直线，轮廓线斜向叶片尾部12的端部，共五个叶片1组成一套风轮总成。
图5是显示了图1的本实用新型实施方式装有第四种叶片形式，与图3的区别是叶片头尾连接部13的前端有一段与叶片1轴线平行的直边，叶片头尾连接部13最宽处大于叶片头部15宽度。
图6是显示了图1的本实用新型实施方式装有第五种叶片形式，叶片1也是由横截面是流线型叶片改进而成，流线型叶片的圆形叶片头部15后面两侧各有三个向前凹进的单向挡风部14，两侧的单向挡风部14相对排布，呈鱼刺状，叶片1横截面上的叶片尾部12和叶片头尾连接部13的轮廓线呈弧线。
图7至图9显示了另外三种由横截面是机翼型叶片改进而成叶片形式，它们分别相似于图4、图5、图6的叶片形式，不同之处是它们是半个图形。
图2至图9显示了多种叶片1的形式，在由横截面是流线型叶片和机翼型叶片的基础上还可以形成许多符合本实用新型的叶片。
图10所示本实用新型带有增速机构的一种实施方式，中心转轴8通过增速机构带动发电机的磁钢转子轴21转动，磁钢转子安装套通过键连接磁钢转子轴21，磁钢转子7安装在磁钢转子安装套上。上支臂16与下支臂2平行，它们的内端分别固定连接在上法兰盘17、法兰盘3上，两个法兰盘通过风轮支架18固定成一体，由大齿轮19和小齿轮20组成了增速机构，大齿轮19固定安装在中心转轴8的下端，小齿轮20固定安装在磁钢转子轴21上，发电机上端盖4、发电机下端盖5、外壳11位与发电机上安装板23和下安装板22之间，支架9通过加强板10安装在中心转轴8下方的发电机下安装板22上。
图11所示本实用新型带有增速机构的另一种实施方式，与图10的区别是没有发电机下安装板22，支架9在中心转轴8周边，固定在发电机上安装板23的外缘。
图12显示了另外一种由横截面是机翼型叶片改进而成叶片形式，它与图2中的叶片1相似，不同之处是在另一个直面有四个鱼刺状的单向挡风部14。

Claims (7)

1、一种升力阻力复合型垂直轴风力发电机，包括一端固定连接叶片(1)，另一端连接中心转轴(8)的支臂，定子绕组(6)和磁钢转子(7)，其特征在于叶片(1)是流线型或机翼型叶片的圆形叶片头部(15)侧面有向前凹进的单向挡风部(14)。
2、根据权利要求1所述的升力阻力复合型垂直轴风力发电机，其特征在于叶片(1)横截面上的叶片尾部(12)和叶片头尾连接部(13)的轮廓线呈直线或折线或弧线。
3、根据权利要求1所述的升力阻力复合型垂直轴风力发电机，其特征在于中心转轴(8)直接连接、驱动磁钢转子(7)。
4、根据权利要求1所述的升力阻力复合型垂直轴风力发电机，其特征在于中心转轴(8)通过增速机构带动发电机的磁钢转子轴(21)转动。
5、根据权利要求1或2所述的升力阻力复合型垂直轴风力发电机，其特征在于叶片(1)的上、下部位分别固定连接上支臂(16)、下支臂(2)的一端，上支臂(16)、下支臂(2)的另一端固定连接法兰盘(3)，法兰盘(3)连接、驱动中心转轴(8)。
6、根据权利要求5所述的升力阻力复合型垂直轴风力发电机，其特征在于至少(3)个叶片(1)组成一套风轮总成。
7、根据权利要求1或3或4所述的升力阻力复合型垂直轴风力发电机，其特征在于中心转轴(8)的下方有支架(9)，或者在中心转轴(8)的下方周边设置支架(9)。
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