一种垂直轴风力发电机的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，具体是指一种垂直轴风力发电机。


背景技术：

2.垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力，因此受到市场的广泛欢迎。
3.现有的垂直轴风力发电机由于其风叶的设计缺陷，在使用时风能利用率不高，影响发电效率。另外，现有的垂直轴风力发电机在遇到强风时无法对风力进行泄压，这样容易导致垂直轴风力发电机损坏。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决上述问题，提供了一种垂直轴风力发电机，其能够提高风能利用效率，并且在强风时可以对风力进行泄压。
5.本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种垂直轴风力发电机，包括塔杆、安装在所述塔杆上的发电机、安装在所述发电机上的垂直转轴以及设置在所述垂直转轴上的风叶组件；所述风叶组件包括支撑部件和周向均匀设置于所述支撑部件上的若干个风叶；所述风叶呈弧形，使其具有相对的迎风面和背风面，所述迎风面形成迎风凹腔；所述风叶的上下两端均设置有用于遮盖所述迎风凹腔的端板。
6.进一步的，所述风叶的背风面上设置有沿其轴向方向螺旋延伸的扰流筋条。
7.作为另一种优选方案，所述迎风凹腔内竖直设置有隔板，使得所述迎风凹腔内形成有泄压腔；所述泄压腔内设置有泄压部件。
8.所述泄压部件包括开设在所述风叶上的泄压口、上下两端分别通过转轴安装于两块所述端板上的泄压板以及连接泄压板和风叶的边框的弹簧；所述弹簧用于牵引所述泄压板，使所述泄压板能够封闭所述泄压口。
9.作为另一种优选方案，所述扰流筋条延伸至所述泄压板的背风面。
10.作为另一种优选方案，所述扰流筋条的横截面呈梯形。
11.作为另一种优选方案，所述支撑部件包括分别与所述风叶上下两端连接的两个支撑架；两个所述支撑架安装于所述垂直转轴上。
12.作为另一种优选方案，所述支撑架包括安装在所述垂直转轴上的内支撑环和通过支撑杆与所述内支撑环连接的外支撑环；所述风叶的端部与所述内支撑环以及所述外支撑环连接。
13.与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：
14.(1)本实用新型的风叶的迎风面形成迎风凹腔，并且风叶的上下两端均设置有用于遮盖所述迎风凹腔的端板，通过上下两块端板可以防止风从风叶两端排出，使风能够更好的推动风叶组件旋转，提高风能的利用效率。
15.(2)本实用新型的迎风凹腔内形成有泄压腔，泄压腔内设置有泄压部件；当出现强风时，风力大于弹簧的牵引力，此时风力将泄压板推开，从而泄掉部分风力，防止垂直轴风力发电机因强风而损坏。
16.(3)本实用新型在风叶的背风面上设置有沿其轴向方向螺旋延伸的扰流筋条，扰流筋条可以将风分流打散，防止叶片出现涡激振动效应而损坏。
17.本技术的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解，本技术的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本技术披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。
附图说明
18.在此所述的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的限定。在各图中，相同标号表示相同部件。其中，
19.图1为本实用新型的结构图。
20.图2为本实用新型的风叶没有设置泄压部件时的结构图。
21.图3为本实用新型的风叶的背风面上设置有扰流筋条时的结构图。
22.图4为本实用新型的风叶设置有泄压部件时的结构图。
23.图5为本实用新型的风叶设置有泄压部件时背风面的结构示意图。
24.图6为本实用新型的泄压部件的结构示意图。
25.上述附图中的附图标记为：1—发电机，2—垂直转轴，3—内支撑环，4—风叶，5—外支撑环，6—支撑杆，8—端板，9—迎风凹腔，10—扰流筋条，11—泄压板，12—边框，13—隔板，14—泄压腔，15—弹簧，16—塔杆，17—泄压口。
具体实施方式
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
27.需要说明的是，如果本技术的说明书和权利要求书及上述附图中涉及到术语“第一”、“第二”等，其是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，如果涉及到术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
28.在本技术中，如果涉及到术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等，其指示的方位或位置关系为基于附图
所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
29.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
30.此外，在本技术中，如果涉及到术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
32.实施例1
33.如图1～3所示，本实施例公开了一种垂直轴风力发电机，其包括塔杆16、安装在塔杆16上的发电机1、安装在发电机1上的垂直转轴2以及设置在垂直转轴2上的风叶组件。具体安装时，该塔杆16与发电机1的定子连接，而垂直转轴2则与发电机1的转子连接，当风叶组件带动垂直转轴2旋转时，发电机1则开始发电；另外，该垂直轴风力发电机还包括有逆变单元、蓄电池等部件，由于此部分的结构和原理均为现有技术，在此不做过多的赘述，以下重点对本实用新型的风叶组件进行说明。
34.具体的，如图1所示，该风叶组件包括支撑部件和周向均匀设置于所述支撑部件上的若干个风叶4，在具体实施时，可将风叶4的数量设置为四片。
35.支撑部件包括两个支撑架，两个支撑架分别与风叶4上下两端连接，其分别用于固定风叶4的上下两端。两个支撑架均安装于该垂直转轴2上，进而使整个风叶组件能够安装于该垂直转轴2上。
36.该支撑架包括安装在垂直转轴2上的内支撑环3和通过支撑杆6与内支撑环3连接的外支撑环5。该风叶4的端部与内支撑环3以及外支撑环5连接，如图1所示。
37.如图2所示，该风叶4的形状呈弧形，从而使得其上具有相对的迎风面和背风面；该背风面为向外凸起的弧面，而迎风面则形成内凹的迎风凹腔9。这样，当风吹到风叶的迎风面时，迎风凹腔9则能够将风承接，通过风力将风叶组件推动旋转。
38.另外，该风叶4的上下两端均设置有端板8，该端板8用于遮盖迎风凹腔9的上下两端。通过设置端板9，当风吹入到迎风凹腔9内后不会从风叶4的上下两端排出，提高了风力的利用效率。
39.实施例2
40.如图3所示，本实施例在实施例1的基础上，其在风叶4的背风面上设置有沿其轴向方向螺旋延伸的扰流筋条10，该扰流筋条10的数量可以设置多根，并且由上至下依次分布。
41.另外，该扰流筋条10的横截面呈梯形，当风吹到该扰流筋条10上时会沿呈梯形的扰流筋条10的两条侧边吹到风叶4的背风面，经过扰流筋条10的缓冲可以将风分流打散，防止叶片4出现涡激振动效应而损坏。
42.实施例3
43.如图4～6所示，本实施例在实施例2的基础上，其在风叶4的迎风凹腔9内设置有隔板13，具体设置时，该隔板13的上端与上方的端板8连接，隔板13的下端则与下方的端板8连接，这样则使得该迎风凹腔9内形成有泄压腔14。另外，该泄压腔14内设置有用于泄掉部分风压的泄压部件。
44.具体的，该泄压部件包括开设在所述风叶4上的泄压口17、上下两端分别通过转轴安装于上下两块所述端板8上的泄压板11以及连接泄压板11和风叶4的边框12的弹簧15。安装时，该泄压板11的一侧与端板8连接，而其另一侧则通过弹簧15与风叶4的边框12连接；该弹簧15用于牵引泄压板11，使泄压板11能够封闭所述泄压口17。
45.在正常风速下，由于弹簧15的拉力作用，泄压板11处于关闭状态。当出现强风时，风力大于弹簧15的拉力，此时泄压板11以其上的转轴为中心转动，进而使泄压口17打开，弹簧15被拉伸，风从泄压口17排出，当风力越大时泄压口17打开越大，防止风叶组件被强风损坏。
46.另外，该风叶4上可以设置挡块，通过挡块的阻挡作用使得泄压板11只能朝向风叶4的背风面一侧打开。
47.在本实施例的结构基础上，本实施例中的扰流筋条10延伸至该泄压板11的背风面上。
48.需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
49.另外，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。