[发明专利]对数螺旋线叶片垂直轴风力发电装置

说明书

本发明公开了风力发电领域内的一种对数螺旋线叶片垂直轴风力发电装置，包括经轴承套设在支柱上的旋转套筒，旋转套筒上安装有多个对数螺旋线叶片，叶片沿轴向扭转角度分布，叶片由根部至顶部宽度变化为：由窄变宽再变窄，叶片的根部经下支座与旋转套筒固定连接，叶片的上部经上支座与旋转套筒固定连接，支柱的底部安装在底座上，底座上安装发电机，发电机套设在旋转套筒下端，本发明启动简单，适用范围广，利用减振装置的立方非线性，能够在较宽范围内吸收振动。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电装置。

背景技术

随着社会的发展，人们对电力的需求越来越大，整个经济社会需要全面转向绿色低碳，可再生能源发电作为电力领域实现碳中和重要一环广受关注，其中风能作为一种清洁、可再生、无污染的能源，被寄予厚望。

目前风力发电机从结构上考虑，主要有水平轴风力机和垂直轴风力机。两种风力机各有利弊，水平轴风力机技术比较成熟，获取能量的效率较高，但是成本较高，体型较大，造成噪音和视觉污染；垂直轴风力机结构简单，易于维护，但是效率较低，自启动较为困难。垂直轴风力机在启动时受到风的冲击，会产生振动。阻尼器能够吸收主体结构的振动能量，常见的阻尼器包括调谐质量阻尼器、调谐液体阻尼器、调谐弹簧阻尼器等。阻尼器属于被动控制减震装置，使用方便可靠，质量轻，成本低。

随着风能的发展，富含风资源的区域逐渐被开发殆尽，分布式，小型化发电成为一个发展方向，垂直轴风力机得到了更多的关注。因此有必要提出一种结构简单，易于维护，启动性能优异的新型风力机。并且此新型风力机安装便捷，转速低，噪音低，寿命长，外观优美，对周围环境影响小.

发明内容

针对现有技术中存在的垂直轴风力发电装置自启动困难，振动噪声大，功率系数低，对环境影响大的问题，本发明提供了一种对数螺旋线叶片垂直轴风力发电装置，启动简单，利用减振装置的立方非线性，能够在较宽范围内吸收振动。

本发明工作时，叶片受到风的冲击后旋转，同时将力矩通过旋转套筒传递给发电机，将风能转化为电能，如此实现风力发电。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：一种对数螺旋线叶片垂直轴风力发电装置，包括经轴承套设在支柱上的旋转套筒，所述旋转套筒上安装有多个对数螺旋线叶片，所述叶片沿轴向扭转角度分布，所述叶片由根部至顶部宽度变化为：由窄变宽再变窄，所述叶片的根部经下支座与旋转套筒固定连接，所述叶片的上部经上支座与旋转套筒固定连接，所述支柱的底部安装在底座上，底座上安装发电机，发电机套设在旋转套筒下端。

作为本发明的进一步限定，所述沿轴向扭转角度分布具体为：距离叶片底部高度与叶片轴向长度的百分比代表不同的轴向距离；不同轴向距离下截面曲线上的坐标以如下方式表示，叶片截面记作XZ平面，使用X和Z分别代表截面曲线上部分点的坐标值：

叶片轴向18％处，拟合的曲线方程为：z＝0.0012x^2-0.3235x+64.86，

叶片轴向36％处，拟合的曲线方程为：z＝0.001x^2+0.1066x+48.92，

叶片轴向54％处，拟合的曲线方程为：z＝0.0007x^2-0.6183x+19.97，

叶片轴向72％处，拟合的曲线方程为：z＝0.0064x^2+1.316x+3.665，

叶片轴向90％处，拟合的曲线方程为：z＝0.1216x^2+2.224x-19.54。

作为本发明的进一步限定，所述旋转套筒与支柱之间设置有减震装置，所述减震装置设置有两组，分别设置在上支座和下支座之间、下支座与发电机之间。

作为本发明的进一步限定，所述旋转套筒内加工有用以安装减震装置腔体。