且风轮机由串联的多个垂直轴风轮3组成，发电机的外转子2与其上方邻近的垂直轴风轮3的下端板5固定相连，发电机的定子I固定设置在地面上。发电机的转速取决于额定风速Vtj和垂直轴风轮3的直径D (即上端板4和下端板5的直径D)，而发电机的额定功率除与Vlg和D相关外，还取决于垂直轴风轮3的单层高度H和垂直轴风轮3的数量M ;—般来说，发电机外转子2上方串联的垂直轴风轮3的数量M=I?10，根据风力发电机安装周围环境条件，垂直轴风轮3的数量在I至10之间决定取舍，且在M多3时，为保证整个风轮机不至于倾覆，在最上方的垂直轴风轮3的顶部通过轴承10安装在支撑支架11上，且支撑支架11采用钢索12固定在不旋转的地面上以拉紧固定整个风力发电机。
[0029]本实用新型的新型低速风力发电机在组装时，风轮机前缘7和后缘8两部分的配置方式为:以半圆弧的前缘7为基准，其后缘8平板的前端置于前缘7半圆弧的中心并垂直于前缘7半圆弧的直径，且前缘7半圆弧直径d等于后缘8的平板长度1，前缘7和后缘8高度均为H，则前缘7和后缘8构成一只组合式叶片6。由N (N=3?4)只组合式叶片6在其上下两端分别有直径为D的圆形平板作为上端板4和下端板5构成一层垂直轴风轮3(H= (0.9?1.4)D)，各组合式叶片6之间的配置，则按组合式叶片6的数量N而定，N个组合式叶片6分布角度均匀，例如N=3时，相邻两个组合式叶片6之间的角度为120°，而N=4时，相邻两个组合式叶片6之间的角度则为90°。
[0030]本实用新型通过薄板型半圆弧前缘7和平板型后缘8组成的组合式叶片6结合端板构成大扭矩、低转速垂直轴风轮3，使得垂直轴风轮3的转速低且能提供大的力矩，因此垂直轴风轮3的启动风速在Vw =1?2 m/s的极小风速下就能起动运转；通过与低速发电机匹配，试验样机表明在2m/s左右的风速时就能发电，即在风速达到3级时就能正常供电。本实用新型采用的垂直轴风轮3与发电机的外转子2固联且外转子2处在垂直轴风轮3的正下方，与水平轴风力发电机比较，无需结构复杂且故障率高的电流引电器装置，故具有结构简单、于取材加工且成本低廉以及启动和发电风速低的特点，使得该风力发电机能够在风能不十分丰富、年平均风速较低的广大地区推广使用。
[0031]以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种新型低速风力发电机，包括发电机，发电机的定子(I)固定设置在地面上，发电机的外转子(2)上方设有串联的多个垂直轴风轮(3)，而外转子(2)则与其上方邻近的垂直轴风轮(3)固定相连，其特征在于:所述的垂直轴风轮(3)包括直径为D的上端板(4)和下端板(5)以及组合式叶片(6)，组合式叶片(6)包括薄板型半圆弧前缘(7)和平板型后缘(8)，前缘(7)和后缘(8)的上下沿分别固定在上端板(4)的底面上和下端板(5)的上表面上使得组合式叶片(6)位于上端板(4)和下端板(5)构成的空间内，后缘(8)的前端放置在前缘(7)的圆心轴线位置处，且前缘(7)的圆弧面的外侧与上端板(4)、下端板(5)的圆周面相切。
2.根据权利要求1所述的新型低速风力发电机，其特征在于:所述前缘(7)的厚度为δ、直径为d、高度为H，所述后缘(8)的厚度为δ、宽度为1、高度为H，且d=l= (2/5?2/7)D、H= (0.9 ?1.4) D0
3.根据权利要求1或2所述的新型低速风力发电机，其特征在于:每个垂直轴风轮(3)内设有3?4个组合式叶片(6)且组合式叶片(6)均匀分布在垂直轴风轮(3)内。
4.根据权利要求2所述的新型低速风力发电机，其特征在于:所述的后缘(8)垂直于前缘(7)的直径所构成的平面设置使得后缘(8)与前缘(7)的弧面最小距离为0.5d。
5.根据权利要求1或2所述的新型低速风力发电机，其特征在于:所述的后缘(8)上设有宽度为t、高度为h的筋(9)以提高后缘(8)的弯曲刚度。
6.根据权利要求1所述的新型低速风力发电机，其特征在于:所述的发电机外转子(2)上方串联的垂直轴风轮(3)的数量M=I?10。
7.根据权利要求6所述的新型低速风力发电机，其特征在于:所述垂直轴风轮(3)的数量M多3时，整个风力发电机最上方的垂直轴风轮(3)的顶部通过轴承(10)安装在支撑支架(11)上，且支撑支架(11)采用钢索(12 )固定在地面上。
8.根据权利要求1所述的新型低速风力发电机，其特征在于:所述的发电机采用低转速外转子发电机，且发电机带有蓄电瓶或储能器作为负载。
9.根据权利要求8所述的新型低速风力发电机，其特征在于:所述的负载的额定电压为 12V 或 24Vo
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型低速风力发电机，发电机的外转子（2）上方设有串联的多个垂直轴风轮（3），所述的垂直轴风轮（3）包括直径为D的上端板（4）和下端板（5）以及组合式叶片（6），组合式叶片（6）包括薄板型半圆弧前缘（7）和平板型后缘（8），前缘（7）和后缘（8）的上下沿分别固定在上端板（4）的底面上和下端板（5）的上表面上使得组合式叶片（6）位于上端板（4）和下端板（5）构成的空间内，后缘（8）的前端放置在前缘（7）的圆心轴线位置处且前缘（7）的圆弧面的外侧与上端板（4）、下端板（5）的圆周面相切。本实用新型的结构简单、成本低廉、启动和发电所需的风速低，故适宜在风速较低的地区推广使用。
【IPC分类】F03D3-06, F03D9-00
【公开号】CN204436692
【申请号】CN201420840249
【发明人】汤瑞源, 赵明亮, 陈炤
【申请人】南京锦铂机电科技有限责任公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月26日