[发明专利]一种微型垂直轴风力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电装置，尤其是涉及一种微型垂直轴风力发电装置。

背景技术

为了更好的利用风能，长期以来人们设计了很多种结构形式的风力发电装置，依据风力发电装置转轴的摆放位置可分为水平轴风力装置和垂直轴风力发电装置。

水平轴风力发电装置扇叶类似于荷兰风车，形状复杂，加工难度高，叶片迎风时才能够发生偏转，必须安装昂贵的偏航装置实现叶片对风，叶片主要是利用升力发生偏转，受剪力作用较大，在弱风常因动力不足无法启动，又因整个装置受力不均而抗风弱。而垂直轴风力发电装置的叶片形式多种多样，但总的来说，都是基本几何结构，易于加工，叶片可全方位接受来风，无需偏航装置，装置可多次截风，充分利用风能，在弱风时也能启动，且装置受力均匀抗风强，装置位于低处甚至地面，便于安装和维修，以上比较不难看出，垂直轴风力发电装置在许多方面都表现得很出色，将会成为未来风力发电机型的主导方向。但是目前为止的垂直轴风力发电装置基本都是依靠推力和升力驱动的，启动风力要求较大，且在小风力时发电效率低，风力循环利用难以实现，大大降低了发电效率和风能利用率，使得垂直轴风力发电难以推广利用。

发明内容

本发明主要针对上述问题，克服现有技术的不足，提供一种用于风力发电的垂直轴装置，能够降低启动风力要求，对风力品质要求低，提高发电效率。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

一种微型垂直轴风力发电装置，包括弯形圆管喷嘴（1）、涡轮锥形外壳（2）、涡轮圆柱外壳（3）、静叶片（4）、叶轮轴（5）、动叶片（6）、半圆球盖头（7）、水平连杆（8）、垂直传动轴（9）、发电机（10）、风机杆（11）、底座（12）、涡轮（13），叶轮轴（5）与动叶片（6）和静叶片（4）相连接，静叶片（4）固定在涡轮圆柱外壳（3）内部中心处，涡轮圆柱外壳（3）与涡轮锥形外壳（2）相连接，涡轮锥形外壳（2）尾部连接弯形圆管喷嘴（1），涡轮圆柱外壳（3）侧面连接水平连杆（8），水平连杆（8）固定在半圆球盖头（7）上，半圆球盖头（7）固定在发电机（10）的垂直传动轴（9）上，水平连杆（8）呈十字型，涡轮（13）首尾相对，特征是：所述一种微型垂直轴风力发电装置在有风时带动动叶片（6）转动，风通过静叶片（4）提供指向水平连杆（8）的向心力，再经涡轮锥形外壳（2）、弯形圆管喷嘴（1）排除高速气流为下一个涡轮（13）提供风能。

所述一种微型垂直轴风力发电装置，包括：采用4个涡轮锥形与水平连杆相连接的结构，为发电机提供动力。

所述涡轮（13）前端开口，内部由叶轮轴（5）与动叶片（6）和静叶片（4）相连接，涡轮圆柱外壳（3）与涡轮锥形外壳（2）相连接，尾部连接着弯形圆管喷嘴（1），且弯形圆管喷嘴（1）与下一个涡轮（13）正对，风经过动叶片（6）后有效传递到弯形圆管喷嘴（1），再由弯形圆管喷嘴（1）喷射出风能为下一个涡轮提供能量。

所述尾部喷嘴（1）连接在涡轮锥形外壳（2）尾部，喷嘴（1）弯成一定角度，开口朝向下一个涡轮（13），为下一个涡轮提供风能。

所述动叶片（6）在涡轮圆柱外壳（3）内部开口段，有风时，风依次流经动叶片（6）、静叶片（4），从喷嘴（1）流出，在风力驱动下动叶片（6）转动，在涡轮内形成一个向前的推动力，连同其余各涡轮（13）转动。

所述静叶片（4）在涡轮壳内部中心处，流经动叶片（6）的风能吹向静叶片（4），在静叶片（4）的形状影响下，其能为涡轮提供一个向心力，使涡轮围绕中心垂直轴（9）转动。

所述发电机（10）与垂直传动轴（9）连接，当有风带动涡轮（13）转动后，涡轮（13）带动水平连杆（8）转动，水平连杆（8）带动垂直传动轴（9）转动，从而带动发电机（10）转动发电。

与现有技术相比，本发明产生的有益效果有：

1.所设计的一种微型垂直轴风力发电装置，用涡轮结构取缔传统垂直轴风力发电机的叶片结构，使得发电机在相同扭矩和风速情况下能够得到更大扭力；

2.采用涡轮结构，叶片受风转动后形成向前的动力，整个涡轮筒转动方向与传统的垂直轴风力发电装置相反；

3.涡轮尾部连接涡轮锥形外壳（2）和弯形圆管喷嘴（1），且弯形圆管喷嘴（1）正对下一涡轮（13）。气流从涡轮尾部喷嘴处流出，形成高速射流，能够进入后一个涡轮中为其提供部分动力，风能利用率提高；

4.涡轮结构的动力轴启动后，由于回收了部分尾部射流，能够使风机在弱风条件下仍保持较高转速，提高了发电效率。

附图说明

图1是本发明的涡轮结构示意图