[发明专利]一种垂直轴风力机

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种风力发电装置。

背景技术

随着我国能源需求不断增多，对石油、天然气、煤炭的消耗不断增加，伴随着的污染也越来越严重。开发新型的新能源已成为各国研究的热点。风电属于新能源范畴，且是可再生能源，充分的利用风能高效率发电已成为国内外研究的重点。专利“一种垂直轴风力发电机”(专利号201410114990.1)，采用上、下叶片布局方式，利用可变惯性飞轮机构，实现较低风速下启动和在较高风速下持续运转，但其在较高风速下风机的发电效率将大大降低。专利“一种垂直轴风力发电机”(专利号200910132493.3)，主要由与地面垂直的垂直轴、发电机、轮毂和叶片组成,采用自动变桨距功能,解决了大功率升力型垂直轴风力发电机低风速无法自行启动的难题,使所述的垂直轴风力发电机适应的风速范围加宽了,增加了垂直轴风力发电机的发电量，但其同样没有解决在在较高风速下发电效率变化较大的问题。专利“垂直轴风力发电机及其叶臂”(专利号201210018981.3)的叶臂可大体上形成无任何锐角的弧形剖面，故可有效消弭应力集中、结构脆弱等问题。此外，由于弧形剖面的受风面积比V形剖面更大，故所增加的扭矩更强，能降低风力发电机所需的启动风速，但是在高风速和低风速下发电效率差别较大的问题没有得到解决。现有的垂直风力机对风能利用率较低，且结构复杂，制造成本高等。

发明内容

本发明的目的在于提供在低风速和高风速下都能够实现最大发电效率的一种垂直轴风力机。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种垂直轴风力机，其特征是：包括机座、风机主轴、驱动轴、发电机、外叶片、内叶片，驱动轴上自上而下依次套装有外叶片梁架、内叶片梁架、内叶片支架、外叶片支架，外叶片安装在外叶片梁架和外叶片支架之间，内叶片安装在内叶片梁架和内叶片支架之间，内叶片相对于外叶片临近于驱动轴，机座上固定有机架，风机主轴安装在机架里，驱动轴与风机主轴相连，驱动轴上固定风机带轮，发电机固定在机座上，风机带轮和发电机的带轮通过皮带或链条缠绕连接，内叶片支架下部设置凸起，凸起表面安装摩擦片，外叶片支架上部设置与凸起配合的凹槽，凹槽表面安装摩擦片。

本发明还可以包括：

1、还包括重锤式离合装置，重锤式离合装置包括重锤、支杆、连杆、连杆固定旋转块，连杆固定旋转块通过轴承套装于驱动轴上，驱动轴上设置限定连杆固定旋转块的下方极限位置的凸台，连杆的一端安装在连杆固定旋转块上，连杆的另一端安装重锤，支杆一端连接连杆，支杆另一端连接内叶片支架。

2、所述的外叶片、内叶片均有两个，两个外叶片之间相对于驱动轴对称布置，两个内叶片相对于驱动轴对称布置，一个支杆、一个连杆和一个重锤组成一个重锤式离合单元，所述的重锤式离合单元有两个，且相对于驱动轴对称布置。

3、所述的外叶片为流线型，内叶片为“C”型，当内叶片有两个时，两个内叶片朝向相反，构成断开的“S”型。

本发明的优势在于：本发明采用内、外叶片的布局方式，结合重锤在不同转速下的运动特性，实现在低风速时，内、外叶片同时驱动主轴发电，高风速时，内叶片支架在重锤所产生的离心力的作用下向上运动与外叶片支架分离，使内叶片转动所产生的力矩对主轴失去作用，只有外叶片驱动主轴发电。不同的风速利用不同叶片结合方式，充分利用风能进行发电，提高了风能的利用率，应用场合广泛。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明外叶片和内叶片布置形态示意图；

图3为本发明重锤式离合装置的离合机构示意图；

图4为本发明重锤式离合装置的重锤连杆旋转固定机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～4，本发明一种垂直轴风力机，主要包括风机底座2、发电机20、带轮3、21、带轮驱动轴、风机主轴4、外叶片9、内叶片8、外叶片支架7、内叶片支架18、伺服驱动装置单元、重锤式离合装置。垂直轴风力机的带轮驱动轴通过轴承与风机底座2相连，发电机20通过螺栓安装在风机底座2，并通过带轮与带轮驱动轴相连，带轮驱动轴通过法兰与风机主轴4相连，外叶片支架7、内叶片支架18安装在风机主轴4上，外叶片支架7、内叶片支架18上分别安装外叶片9和内叶片8，外叶片9采用普通流线型叶片，内叶片8采用近‘C’型叶片，伺服驱动装置与外叶片9相连，重锤式离合装置与风机主轴4相连。