[发明专利]一种导流型垂直轴风力机

说明书

技术领域

本发明属于风力机械领域，涉及一种垂直轴风力机，尤其是涉及一种包括万向导流装置的导流型垂直轴风力机。

背景技术

随着能源危机的日益威胁，风能作为清洁能源越来越被重视。我国的风力资源丰富，而且还有一些国家电网还未涉及到的偏远农村地区，因此，小型垂直轴风力机具有相当可观的使用价值。在围绕如何提高垂直轴风力机效率的问题上，科研人员在讨论如何改进风力机的材料、翼型、成型工艺的同时，也将目光渐渐转移到通过增置导流板、遮风罩等手段来提高风力机的整体工作效率，如专利号为ZL2005200420019、名称为：一种超大功率的风力机。此类型发明虽能应对万向来风，也能一定程度的将迎面来风按速度需求引入迎风做功区，提高效率，但是由于处于叶片旋转出风端的无用入流导风板将阻碍出流，使得出流困难，在一定程度上又降低了效率。另外如发明专利2008100223694.x，名称为：高效径流双轴风力机等。该类型只在迎风区安装导流板，虽然解决了迎风做功区增矩问题，又解决了迎风阻力区的减阻问题，在一定程度上提高了垂直轴风力机的工作效率，但是却都忽略了背风无功区的风能可利用问题；另外，在文献中看到关于喷嘴式风力机记载，其喷嘴结构同样是由两导流板组成，但其喷嘴的功能仅是围绕增大风力机迎风做功区扭矩，但背风无功区叶片仍无法主动旋转做功。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种导流型垂直轴风力机，通过万向导流机构的迎风导流板和背风导流板将自然风收集起来，实现了增加处于迎风做功区叶片做正功、减小处于迎风阻力区叶片做负功、推动处于背风无功区的叶片主动旋转做正功的三大目标，从而提高风力机的整体工作效率。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种导流型垂直轴风力机，包括底座8、垂直轴4、安装在垂直轴4上的叶片7以及与垂直轴4的下端连接的动力输出机构，其特征在于：迎风导流板6与背风导流板5固定连接在转盘3上；转盘3与其下方的底座8构成可转动的连接；顶盖2的上方固定连接有方向舵1，顶盖2的下方固定连接迎风导流板6与背风导流板5，顶盖2与其下方的垂直轴4的上端构成可转动的连接。

背风导流板5布置于叶片7的外围的背风无功区；迎风导流板6布置于叶片7的外围的迎风区。

所述迎风导流板6布置为与叶片7旋转所形成轨迹圆的半径延长线的夹角θ角为45°。

在叶片7旋转所形成轨迹圆中，通过与背风导流板5、迎风导流板6的交点的两条半径之间的夹角β角为110°~130°，且β角的大小根据叶片7数目的变化进行调整。

所述叶片7为弯曲阻力型叶片，其受风面对应于背风导流板5及迎风导流板6的内侧出口边。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的万向导流机构，能够起到增加迎风做功区叶片做正功，减小迎风阻力区叶片做负功，增加背风区无功区叶片做正功的作用，从而提高垂直轴风力机整体工作效率，另外方向舵的设计可以使其应对万向来风。

2、本发明的导流型垂直轴风力机结构简单，质量轻，制造成本低，连接稳固，生产加工简单，安装拆卸维修方便等优点。

附图说明

图1为本发明的导流型垂直轴风力机的做功原理图；

图2为本发明万向导流机构的结构示意图；

图3为本发明万向导流机构的俯视图；

图4为本发明导流型垂直轴风力机的结构示意图。

附图标记

1            方向舵           2        顶盖

3            转盘             4        垂直轴

5            背风导流板       6        迎风导流板

7            叶片             8        底座

具体实施方式

下面结合附图进一步详细说明本发明的具体实施例。

如图2-图4所示，本发明的一种导流型垂直轴风力机包括底座8、安装在底座8上的垂直轴4、安装在垂直轴4上的叶片7，与垂直轴4的下端连接的动力输出机构，以及在叶片7所构成的风轮外围配置的万向导流机构。

其中，所述动力输出机构可为变速箱，并且变速箱的传动输出轴可连接发电机等。