[发明专利]一种风力发电机的升力叶片系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种风力发电机，特别涉及一种垂直轴风力发电机的固定结构。

背景技术：

进入21世纪以来，随着全球对保护环境和合理利用可再生能源的思想观念的重视程度的提高，越来越多的可再生能源利用技术得到了发展。

我国在2001年就开始研发垂直轴风力发电机，这项技术已被证明是非常成熟和有发展前景。但是由于垂直轴风力发电机的结构特点，系统在发电中有很大一部分能量被系统自身消耗掉了。由于升力叶片重力产生的轴向摩擦阻力影响了系统的发电效率，为了解决这一问题，发明了一种磁悬浮轴承，用永磁材料的同性相斥特点来抵消重力产生的摩擦力。这一系统解决了摩擦阻力的问题，又带来了垂直轴风力发电机的制造成本增加的问题。

发明内容：

本发明的目的是解决背景技术所述的问题，设计一种重量轻、强度好的带升力结构的叶片系统，以减少轴向摩擦力，提高发电效率。

本发明的垂直叶片两端被分别固定在两个圆环构件上，这两个圆环形构件通过辐条固定在发电机输入轴上，形成一个稳定的拉力系统。在叶片的顶部和下部圆环内的与发电机输入轴连接的中心轴上，设置有多片升力叶片，和垂直叶片成直角，叶片的迎角为可变距设计，由一组或多组飞锤部件控制。

辐条结构用拉力替代支撑力，稳定可靠，而且原料比型材固定少、重量轻，降低了整个系统的重量；升力叶片的旋转产生升力，飞锤部件通过在旋转过程中的离心力变化实施对升力叶片迎角的调节，达到最佳迎角，抵消升力叶片系统产生的重力，将轴向摩擦阻力降低到最小，提高垂直轴风力发电系统的效率。

附图说明：

图1是本发明的结构主视图

图2是本发明结构的俯视图

具体实施方式：

结合图1、图2说明本发明的具体结构。本发明含有垂直叶片1、上圆环2、下圆环3、中心轴5、飞锤部件7，升力叶片6，垂直叶片1两端被分别固定在两个圆环构件2、3上，这两个圆环形构件通过辐条4固定在发电机输入轴5上，形成一个稳定的拉力系统。我们在物理学中知道，拉力系统稳定性要好于压力系统。在这一系统中由于叶片不再是力学固定系统中的力学构件，而只是风能的接受部件，结构强度可以大大降低。拉力系统的辐条和叶片结构强度的降低意味着同样材质的系统重量的减少。同样原理，系统的轴向摩擦阻力也就会降低，垂直轴风力发电系统效率也就会得到提高。另一方面由于叶片本身的结构强度的要求降低，就使得叶片材料的选择范围得以扩大，达到降低垂直轴风力发电系统成本的目的。

在叶片1的顶部和下部圆环3内的与发电机输入轴连接的轴5上，设置有多片升力叶片6，和垂直叶片1成直角。叶片6的迎角为可变距设计，由一组或多组飞锤部件7控制。这里采用了类似直升飞机可变距螺旋桨升力系统。飞锤部件7通过在旋转过程中的离心力变化实施对升力叶片6迎角的调节，达到最佳迎角，抵消旋转叶片系统产生的重力，将轴向摩擦阻力降低到最小，提高垂直轴风力发电系统成本的目的。

采用本专利的垂直轴风力发电系统，可以替代或取消永磁磁悬浮轴承系统，减低垂直轴风力发电系统的制造成本，提高发电效率。