[发明专利]垂直轴自动风能转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直轴风车，尤其涉及一种垂直轴自动风能转换器。

背景技术

垂直轴风能转换装置是利用风力带动发电机转动发电的装置，目前传统的垂直轴风力发电机使用的风车中，在一侧风叶做正功的同时，另一侧风叶做负功，风能利用率低，特别是在风速低时，因风车中有的风叶做负功，导致转动扭力矩小，从而使得风能转换率低。

发明内容

本发明针对不足，提供一种风能转换率高的垂直轴自动风能转换器，这种风能转换器在低风速时也能够产生较大的转动扭力矩，能够用来带动不同型号的发电机发电。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种垂直轴自动风能转换器，包括套管，套管内相对旋转安装有垂直轴，垂直轴外侧铰接有多个等间距均匀分布的风叶，其特征在于，风叶包括风叶主体，风叶主体的横截面形状为圆弧或抛物线形状，风叶主体的上下两端均分别密闭固定连接有侧挡板。

根据所述的垂直轴自动风能转换器，其特征在于，所述垂直轴上上下对应固定连接有上支架和下支架，所述侧挡板上固定连接有上下贯穿的风叶轴，风叶轴铰接在上支架与下支架之间。

根据所述的垂直轴自动风能转换器，其特征在于，所述风叶轴与所述上支架和/或所述下支架之间连接有回位助力扭簧。

根据所述的垂直轴自动风能转换器，其特征在于，所述上支架和/或所述下支架上向内侧固定连接有限制所述风叶继续旋转的旋转限位销。

根据所述的垂直轴自动风能转换器，其特征在于，所述上支架和所述下支架的外轮廓为圆形。

根据所述的垂直轴自动风能转换器，其特征在于，所述上支架和所述下支架为圆形板。

根据所述的垂直轴自动风能转换器，其特征在于，所述回位助力扭簧的一端与所述风叶轴固定相连，回位助力扭簧的另一端与所述上支架和/或所述下支架固定相连。

根据所述的垂直轴自动风能转换器，其特征在于，所述套管与所述垂直轴通过轴承相对旋转连接，所述风叶轴与所述上支架和所述下支架也通过轴承相对旋转连接。

本发明将多个斗式风叶安装在垂直轴上的圆形支架周围，在风力的作用下使风叶转动做功，在一部分风叶做正功的同时，另一部分风叶迎风后自动向内侧收缩，从而避免做负功，然后在回位助力扭簧的作用下自动回位，继续被风吹动做正功，如引循环转动，大大提高了风能的转换率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为图1的A-A剖视结构示意图，即风叶排列示意图；

图4为本发明中单组风叶的立体结构示意图；

图5为本发明中回位助力扭簧的结构示意图；

图6为本发明中的风叶运行轨迹图。

附图中：

1、套管；2、下支架；3、风叶主体；4、侧挡板；5、回位助力扭簧；6、风叶轴；7、旋转限位销；8、上支架；9、垂直轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图6所示，一种垂直轴自动风能转换器，包括套管1，套管1内相对旋转安装有垂直轴9，垂直轴9外侧铰接有多个等间距均匀分布的风叶，风叶包括风叶主体3，风叶主体3的横截面形状为圆弧或抛物线形状，风叶主体3的上下两端均分别密闭固定连接有侧挡板4。垂直轴9上上下对应固定连接有上支架8和下支架2，侧挡板4上固定连接有上下贯穿的风叶轴6，风叶轴6铰接在上支架8与下支架2之间。风叶轴6与上支架8和/或下支架2之间连接有回位助力扭簧5。上支架8和/或下支架2上向内侧固定连接有限制风叶继续旋转的旋转限位销7。所述上支架8和下支架2的外轮廓为圆形。

在本实施例中，上支架8和下支架2为圆形板。回位助力扭簧5的一端与风叶轴6固定相连，回位助力扭簧5的另一端与上支架8和/或下支架2固定相连。套管1与垂直轴9通过轴承相对旋转连接，风叶轴6与上支架8和下支架2也通过轴承相对旋转连接。

在本发明中，每套风叶上都设有回位助力扭簧5，回位助力扭簧5安装在风叶轴6的上端或下端。

本发明结构简单，能够最大限度的减少风叶做负功。自然状态下，在回位助力扭簧的作用下风叶张开，旋转限位销向内伸出，阻挡风叶继续转动，限制风叶张开到最大角度。

在本发明中，上支架和下支架的直径做得较大些，可为2米以上，如3-4米，风叶的数量可相应的增加，将垂直轴的转速控制在10-40转/分钟。