中小型垂直轴风力机的制作方法

本发明属于风力发电领域，具体涉及一种中小型垂直轴风力机。

背景技术：

目前的风力机以水平轴风力机为主，水平轴风力机主要对来流风的升力进行利用，限制了其对于风力资源的充分利用，使得风力机的效率系数较低，由于风力机叶片为细长状，故其存在启动时的负静态力矩，导致可能存在风力机在风力条件符合的情况下，无法平稳启动的问题，由于风力机的结构，水平轴风力机需要对风才可对风力资源进行利用。而中国的中东、南部等地的风力资源条件符合中小型风力机的采用，但受到限制，开发不足。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种中小型垂直轴风力机，提高了风力机效率系数和启动稳定性，适用于中小型风力机，能调整垂直度，保证风力机稳定工作。

本发明所采用的技术方案是：

一种中小型垂直轴风力机，包括垂直度调整装置以及从下往上依次竖向安装的地基、塔架、发电机和主轴，主轴上绕轴均布有竖向的叶片，叶片采用半圆筒仿鱼脊翼型，叶片上沿竖向等距设有水平且长条的进风孔、内凹侧设有与进风孔一一对应的小叶片，小叶片可上下摆动的与叶片连接且自然状态下对准进风孔；垂直度调整装置包括垂直安装在塔架上的调整盘、设在调整盘上的水平传感器、设在调整盘上的且绕塔架均布的上拉紧机构以及与上拉紧机构一一对应的且与地面固定的下拉紧机构，上拉紧机构和下拉紧机构均包括卷筒和驱动卷筒的且能自锁的电机，对应的上拉紧机构和下拉紧机构通过各自的卷筒配合拉索连接。

进一步地，小叶片采用横向的半圆筒型，小叶片的摆动轴心位于小叶片的上部边缘，自然状态下小叶片外凸侧对准进风孔。

进一步地，小叶片左右两端均通过轴承与叶片上的轴套配合连接。

进一步地，下拉紧机构整体通过底部支撑钉与地面连接固定。

进一步地，叶片的螺旋角为0°。

进一步地，塔架上安装有至少一层调整盘。

进一步地，调整盘上安装有至少三个上拉紧机构。

进一步地，主轴上绕轴均布有至少三个叶片。

本发明的有益效果是：

当来流风扫掠风力机叶片时，垂直轴风力机主要利用来流风u的阻力fx，此时本风力机的叶片，由于不同位置下，叶片的阻力系数存在差异，由此风力机利用来流风的阻力形成的压力差，进而转动发电，小叶片则对来流风u的升力fy加以利用，由于小叶片处于不同的位置，由此小叶片处于迎风面与背风面两种状态，处于迎风面的小叶片随来流风扬起，对来流风的升力进行利用，处于背风面的小叶片，受到叶片的阻挡不起作用，不影响风力机的效率系数，通过上述方式实现对风力资源更大程度的捕捉与利用，提高了风力机效率系数和启动稳定性，适用于中小型风力机。

整个风力机安装完成后，先通过垂直度调整装置中的水平传感器检测调整盘的水平度，即整个风力机的垂直度，通过垂直度调整装置中的上拉紧机构和下拉紧机构控制拉索的长度，从而调整调整盘的水平度，即整个风力机的垂直度，到位后，电机自锁，保证风力机稳定工作。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图(为了便于观察，只显示了一个下拉紧机构和拉索)。

图2是本发明实施例中叶片的背面示意图。

图3是本发明实施例中地基、塔架和调整盘的安装示意图。

图4是本发明实施例中调整盘的俯视图。

图5是本发明实施例中下拉紧机构的安装示意图。

图6是表示来流风升力、阻力的发明工作原理。

图中：1-小叶片；2-叶片；3-主轴；4-发电机；5-塔架；6-调整盘；7-上拉紧机构；8-地基；9-拉索；10-下拉紧机构；11-水平传感器；12-轴套；13-电机；14-卷筒；15-支撑钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1至图5所示，一种中小型垂直轴风力机，包括垂直度调整装置以及从下往上依次竖向安装的地基8、塔架5、发电机4和主轴3，主轴3上绕轴均布有竖向的叶片2(主轴3上至少三个叶片2，在本实施例中，设有三个，具体情况可以根据实际情况设置)，叶片2采用半圆筒仿鱼脊翼型，叶片2上沿竖向等距设有水平且长条的进风孔、内凹侧设有与进风孔一一对应的小叶片1，小叶片1可上下摆动的与叶片2连接且自然状态下对准进风孔；垂直度调整装置包括垂直安装在塔架5上的调整盘6(调整盘6至少一层，在本实施例中，设有两层，具体情况可以根据实际情况设置)、设在调整盘6上的水平传感器11、设在调整盘6上的且绕塔架5均布的上拉紧机构7(一个调整盘6上至少安装三个上拉紧机构7，在本实施例中，设有三个，具体情况可以根据实际情况设置)以及与上拉紧机构7一一对应的且与地面固定的下拉紧机构10，上拉紧机构7和下拉紧机构10均包括卷筒14和驱动卷筒14的且能自锁的电机13，对应的上拉紧机构7和下拉紧机构10通过各自的卷筒14配合拉索9连接。

如图6所示，当来流风扫掠风力机叶片2时，垂直轴风力机主要利用来流风u的阻力fx，此时本风力机的叶片2，由于不同位置下，叶片2的阻力系数存在差异，由此风力机利用来流风的阻力形成的压力差，进而转动发电，小叶片1则对来流风u的升力fy加以利用，由于小叶片处1于不同的位置，由此小叶片1处于迎风面与背风面两种状态，处于迎风面的小叶片1随来流风扬起，对来流风的升力进行利用，处于背风面的小叶片1，受到叶片2的阻挡不起作用，不影响风力机的效率系数，通过上述方式实现对风力资源更大程度的捕捉与利用，提高了风力机效率系数和启动稳定性，适用于中小型风力机。整个风力机安装完成后，先通过垂直度调整装置中的水平传感器11检测调整盘6的水平度，即整个风力机的垂直度，通过垂直度调整装置中的上拉紧机构7和下拉紧机构10控制拉索9的长度，从而调整调整盘6的水平度，即整个风力机的垂直度，到位后，电机13自锁，保证风力机稳定工作。

如图1和图2所示，在本实施例中，小叶片1采用横向的半圆筒型，小叶片1的摆动轴心位于小叶片1的上部边缘，自然状态下小叶片1外凸侧对准进风孔；小叶片1左右两端均通过轴承与叶片2上的轴套12配合连接。

如图1和图2所示，在本实施例中，叶片2的螺旋角为0°。

如图5所示，在本实施例中，下拉紧机构10整体通过底部支撑钉15与地面连接固定。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。