[发明专利]一种带动叶片的小型垂直轴风力发电机及其发电方法

权利要求书

1.一种带动叶片的小型垂直轴风力发电机，包括发电机、叶片、叶轮轮毂、挡杆和叶片安装轴；其特征在于：所述的叶轮轮毂包括上轮毂、轮辐、下轮毂和连接杆；所述的连接杆将上轮毂和下轮毂连接成一体，上轮毂和下轮毂上均对称固定有两根轮辐，上轮毂和下轮毂同侧的两根轮辐与一根叶片安装轴的两端分别固定，每根叶片安装轴与一片叶片构成转动副；所述的叶片安装轴轴线将叶片分隔成弦长不相等的两部分；两根叶片安装轴的内侧均固定档杆；所述的档杆包括第一横杆、竖杆、第二横杆和挡环；第一横杆与叶片安装轴固定，竖杆连接第一横杆和第二横杆，挡环固定在第二横杆底端；挡环的内凹面与叶片弦长较大部分的外凸面接触，或挡环的外凸面与叶片弦长较小部分的外凸面接触；第二横杆与轮辐的夹角均为5～10°，且两根档杆的挡环朝向相反；所述的下轮毂与推力轴承的顶端固定，推力轴承的底端固定在立柱上；上轮毂通过滚珠轴承支承在发电机的转子上；离合器的一端固定在上轮毂上，另一端与发电机的转子固定；发电机的底座与立柱顶端通过上法兰连接，组成小型垂直轴风力发电机的静止部分；叶片、叶片安装轴、叶轮轮毂、离合器和发电机的转子组成小型垂直轴风力发电机的转动部分，在风力的作用下叶片和叶轮轮毂开始转动，当叶轮轮毂转速达到额定值后离合器结合，发电机的转子随叶轮轮毂一起转动，发电机开始发电。

2.根据权利要求1所述的一种带动叶片的小型垂直轴风力发电机，其特征在于：所述的叶片安装轴轴线将叶片分隔成弦长比为1：2的两部分。

3.根据权利要求1所述的一种带动叶片的小型垂直轴风力发电机，其特征在于：所述挡环的内凹面和外凹面上均设有弹性件。

4.根据权利要求1所述的一种带动叶片的小型垂直轴风力发电机，其特征在于：所述的立柱底端设有下法兰。

5.根据权利要求1所述的一种带动叶片的小型垂直轴风力发电机，其特征在于：所述的立柱和下轮毂之间设置刹车装置。

6.根据权利要求1所述的一种带动叶片的小型垂直轴风力发电机的发电方法，其特征在于：该方法具体如下：

当风力作用于叶片时，由于叶片安装轴不在叶片的中心位置，叶片弦长较大部分所受的力较大会发生偏转，此时其中一片叶片的弦长较大部分被挡杆顶住，挡杆阻止迎风面的减少，同时另一片叶片由于风力作用下阻力面达到在垂直于风向的平面上的有效面积最小时的平衡位置，减少了阻力，使得位置不对称的两片叶片带动叶轮轮毂转动，当叶轮轮毂转速达到预设值时离合器结合，从而带动发电机的转子转动发电。