垂直轴风力机(流叶型)的制作方法
【专利摘要】一种垂直风力机(流叶型)其结构包括叶片9、叶片轴承固定板6、叶片发电机固定板8、轴承5、轴承固定板4、联轴器2、风轮轴3、发电机1(发电型发电机)等组成风轮。与风机控制逆变器、动力电池等组成垂直轴几力机(流叶型)系统。垂直轴风力机(流叶型)工作(发电)时，可以自动接受各个方向的自然风，当风速大于2米/秒时，风能都可以推动风轮中的叶片围线风轮轴旋转，把流动空气具有的动能转变为机械能，由于风轮轴由联接器直接与发电机(发电型电机)主轴相联，驱动发电机(发电型电机)发电，使机械能转换为电能(发电)，发出的电能通过风机控制逆变器向动力电池充电，贮存电能以备用。
【专利说明】垂直轴风力机(流叶型)
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力机，尤其是一种垂直轴风力机，属于风能【技术领域】。
【背景技术】
[0002]中国作为发展中大国，能源短缺是长期国情，缺油少气是我国能源资源无法回避的国情，过度依赖煤炭导致大气污染，造成人民群众“心肺之患”，加快发展可再生能源(太阳能、风能)成为我国经济社会可持续发展的关键之一。
[0003]风是一种由太阳辐射热引起的自然现象，风能资源十分丰富，若地球上1%的风能被利用，则能满足全球能源的需求。风能是可再生能源，具有不需要燃料，不占耕地，运行成本低的优点，可直接开发和利用，不用开采和运输。不会污染环境，蕴藏丰富，永不枯竭，是取之不尽，用之不竭的自然资源。风能利用有风能动力和风力发电两种主要形式，其中又以风力发电为主，根据风力机的轴的方向，可分为“水平轴”型，“垂直轴”型两大类，“垂直轴”型的风务发电机的轴相对地面成垂直状，“水平轴”型的风力发电机的轴相对地面成水平状。
[0004]目前，水平轴风力机的应用广泛，居主要地位，但固其造价和维护费用高，导致发电成本高。垂直轴风力机出现罗晚，因风能利用率低于水平轴，因而长期未得重视。风能利用率是衡量风力机性能的一个主要标准。它代表能有多少风能可以被风力机吸收，目前国内外对于水平轴风力机来说，风能利用率在0.4-0.5之间，垂直轴风力机风能利用率为
0.20_0.25 ο
【发明内容】
[0005]本发明需要解决的技术问题:是为了解决垂直轴风力机，风能利用率低(0.20-0.25)，是提供一种具有轻快旋转的叶片，扩大迎风面(使用2次风)的垂直轴风力机(叶流型)，使发电装置自然迎合不同风向，充分利用风能。
[0006]为解决上述技术问题，本发明所采有的技术方案是:
[0007]由叶片组成的风轮是风力机的主要部件，是风力机的心脏，风轮又称转轮，工作轮，叶片又是风轮的关键部分，它的设计、制造质量将会严重影响风力机的性能、效率与输出功率，要获得较大的风能利用率，其关键在于要具有轻快旋转的叶片，所以叶片的几何尺寸，结构形式直接影响风力机的发电效率，是风力机中最核心技术。
[0008]本发明具体结构的进一步改进在于风力机叶片的几何尺寸，(叶片直径、叶片曲线、旋转直径、叶片高度)设计，结构形式。垂直轴风务机(流线型)叶片截面呈[]形状，前缘有很好的半圆形，曲线慢慢的向旋转直径靠近，后方部分没有封闭，后缘在旋转直径上。这个便呈[]形状的部分可以受到空气动能(阻力)并同时利用其空气动能(升力)，本发明其原理是既利用了空气动能(阻力)又利用了空气动能(升力)，即通过“使用二次风力”来提闻风能利用率，如图5所【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1、垂直轴风力机(流叶型)结构示意图
[0010]图2、是图1的A-A剖视图
[0011]图3、垂直轴风力机(流叶型)原理示意图
[0012]图4、垂直轴风力机(流叶型)叶片截面图
[0013]图5、垂直轴风力机(流叶型)工作(发电)示意图
[0014]由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是
[0015]1、安装灵活
[0016]本发明是一种全方位的代风速发电机，无需对风，结构简单，以及维护方便，可以在任何有风的地方轻易安装。
[0017]2、叶片制造工艺简单
[0018]本发明的叶片截面不变，也不扭曲，可通过机械化批量生产，降低生产成本。
[0019]3、本发明让风轮中的风轮轴3直接同发电机I的主轴联接，来驱动发电，这样不仅结构更加紧凑，同时更进一步提高了转化效率，使用2次风力提高了垂直轴风力机的风能利用率。
[0020]4、本发明工作(发电)时非常安静，没有任何有害气体排出，没有漏电，没有油污，没有火灾危险。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0022]图1、2、3所示，本发明结构包括I发电机、2联轴器、3风轮轴、4轴承固定板、5轴承、6叶片轴承固定板、7支架、8叶片发电机固定板、9叶片等组成风轮。与风机控制逆变器，动力电池等组成垂直轴风力机(流叶型)系统如图3所示。
[0023]叶片8，具有合理的形状，为了减少阻力，扩大迎风面，其断面是流叶型，如图4所示，前缘有很好的半圆形，曲线慢慢地向旋转直径靠近，后方部分没有封闭，后缘在旋转直径上,表面光滑,风吹来时产生合力(阻力、升力)驱动风轮轻快地转动，如图5所示
[0024]1、图为正上方看垂直轴风力机(流叶型)的剖面图
[0025]2、在图中叶片从左侧受力旋转，空气流动产生的动能(阻力)在120°之间，效率为80%，称阻力(外空气动力，风能利用率从图知为0.25+0.0833 = 0.3333
[0026]0.3333X0.8-0.2666
[0027]也可以这样理解，车辆在行驶时垂直轴风力机(流叶型)能回收空气阻力0.2666
[0028]3、图中大部分中片受内空气动能(升力)而旋转，旋转角为170°效率50%，风能利用率为23.66，其中10°由惯性而转动为O。
[0029]4、图中右下叶片受惯性而旋转了阻力区，其阻力系数为0.3%，风能利用率为25X-0.3 =-7.5，其中5°由惯性而转动为O。
[0030]5、图中叶片全部风能利用率 0.2666。+0.2366。+0-0.075° = 0.4283。
[0031]6、您可以这样理解其原理是同时有效地利用[]型叶片各自动接受外空气动能(阻力)内空气动能(升力)，即通过扩大迎风面(使用2次空气动能)来提高风能利用率，所以这种风力机在微风中就可以发电。
【权利要求】
1.一中垂直轴风力机(流叶型)，其结构包括叶片9，叶片轴承固定板6，叶片发电机固定板8，轴承5，轴承固定板4，联轴器2，风轮轴3，发电机I (发电型风电机)等组成风轮与风机控制逆变器，动力电池等组成垂直轴风力机(流叶型)系统。 垂直轴风力机(流叶型)工作(发电)时，可以自动接受各个方向的自然风，当风速大于2米/m时，风能都可以推动风轮中的叶片围绕风轮轴旋转，把流动空气具有的动能转变为机械能，由于风轮轴由联接器直接与发电机(发电型电机)主轴相联，驱动发电机(发电型电机)发电，使机械能转换为电能(发电)发出的电能通过风机控制逆变器向动力电池充电，贮存电能以备用。
2.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力机(叶流型)，其特征在于可让风轮的风轮轴不通过其他转化装置而直接同发电机的主轴相连来驱动发电，这样不仅结构更加紧凑，同时更进一步提高了转化效率。
3.根据权利要求1所述的一种垂直轴风力机(叶流型)提供的是廉价且清洁的能源，启动风速低于2.3m/s，最高风速高于45m/s。这种全方位低风速发电机，可以在任何有风的地方轻易地安装。
【文档编号】F03D3/06GK103912445SQ201410120638
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】熊国权 申请人:熊国权