垂直軸風力發電機制造技術

本實用新型專利技術公開了一種垂直軸風力發電機，包括葉片、發電機、豎向設置的主軸和設置在主軸頂部的葉輪，所述發電機與主軸連接，所述葉輪上設置有向主軸四周延伸出的多個副軸，所述葉片以可繞副軸軸心旋轉的方式設置在副軸上；所述葉輪上還設置有用于限制葉片旋轉角度的彈性限位元件。本實用新型專利技術的垂直軸風力發電采用水平的或者傾斜的副軸來代替以往豎直的副軸，具有運行平穩，噪音小等優點。另外，將以往垂直設置的擋桿改成彈性限位元件減少了噪音，降低了維修成本，增加電機的使用壽命。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種風力發電設備，特別涉及一種葉片可全方位接受來風，無需偏航裝置的垂直軸風力發電機。
技術介紹
開發可再生能源是我國實現可持續發展的重要途徑，也是能源戰略的重要組成部分。風力發電作為一種潔凈無污染的可再生能源，其技術成熟、且具有大規模的發展潛力，在遠期有可能成為世界重要的替代能源。目前，風力發電機的結構主要分成兩類，即水平軸風力機和垂直軸風力機。水平軸風機是目前技術最成熟、占據主流市場的產品。但水平軸風機由于結構原因，具有一些不可避免的缺陷，例如:1)水平軸風力機的風葉外形類似于荷蘭風車，加工難度高；2)葉片受風旋轉時只能利用升力產生機械能，不能利用阻力產生機械能；3)葉片只能利用單方向來風，必須安裝昂貴的偏航裝置實現風葉對風，且只有一次截風機會，同時塔影效應與風剪作用也較大；4)水平軸風力機的發電機架設在高空，安裝維修的成本很高，同時風葉要定時清潔，保證高風速下的正常運轉。垂直軸風機因其設計方法先進，風能利用率高，啟動風速低.基本不產生噪聲等優點，被人們認識和重視，具有廣泛的市場應用前景?，F有的垂直軸風力發電機根據其葉片類型不同，大致分為以下五類:1)阻力差型風力機；2)屏障型風力機；3)平板葉片型風力機；4)升力型風力機；5)升阻互補型風力機。其中，平板葉片型風力機的葉片阻力差最大，風能利用率最高，且不需要調向機構來控制對風。雖然平板葉片型風力機的優點很多，但是該類機構同樣存在很大的缺點，其最大的缺點是葉片每轉一周都要撞擊檔桿一次，不但發出噪音而且容易碰壞。針對上述問題，本專利技術人設計了一種垂直軸風力發電機，該發電機采用與平板葉片型風力機相同的原理，但是本技術的風力發電機與以往平板葉片型風力機在結構上有很大的不同，使得本技術的風力發電機在繼承了垂直軸風力發電機所有優點的同時彌補了以往垂直軸風力發電機的不足。
技術實現思路
有鑒于此，本技術提供一種垂直軸風力發電機，該垂直軸風力發電機的風能利用率高，解決了以往平板葉片型風力機噪音大，檔桿和葉片容易損壞的問題。本技術的垂直軸風力發電機，包括葉片、發電機、豎向設置的主軸和設置在主軸頂部的葉輪，所述發電機與主軸連接，所述葉輪上設置有向主軸四周延伸出的多個副軸，所述葉片以可繞副軸軸心旋轉的方式設置在副軸上；所述葉輪上還設置有用于限制葉片旋轉角度的彈性限位元件。進一步，所述副軸設置在葉片重心線的上部。進一步，所述副軸的軸心與主軸的軸心相互垂直。進一步，所述彈性限位元件為兩塊磁鐵，所述的兩塊磁鐵以同極相對的方式分別設置葉輪和葉片上。進一步，所述彈性限位元件為彈簧。進一步，所述葉片呈弧形。進一步,還包括支撐主軸的套管，所述套管上設置有主軸軸承套。本技術的有益效果:本技術的垂直軸風力發電機，包括葉片、發電機、豎向設置的主軸和設置在主軸頂部的葉輪，所述發電機與主軸連接，所述葉輪上設置有向主軸四周延伸出的多個副軸，所述葉片以可繞副軸軸心旋轉的方式設置在副軸上；所述葉輪上還設置有用于限制葉片旋轉角度的彈性限位元件。本技術的垂直軸風力發電機采用水平的或者傾斜的副軸來代替以往豎直的副軸，具有運行平穩，噪音小等優點。另外，將以往垂直設置的擋桿改成彈性限位元件減少了噪音，降低了維修成本。進一步，將彈性限位元件設置成兩塊相互排斥的磁鐵，使得風力機在工作時，葉片與限位元件之間在排斥力的作用下不會發生硬性碰撞甚至接觸，從而極大地降低了噪音；而且當葉片迎風運動時，葉片在磁鐵排斥力的作用下將更加趨向于水平，從而進一步增大了兩側葉片的阻力差，提高了扭力和風能利用率。以下結合附圖和實施例對本技術作進一步描述。附圖說明圖1為本技術垂直軸風力發電機的結構示意圖；圖2為本技術垂直軸風力發電機的立體結構示意圖(圖中虛線箭頭所示為葉輪旋轉方向；實線箭頭所示為風向)。具體實施方式以下將結合附圖對本技術進行詳細說明，如圖所示:本技術的垂直軸風力發電機，包括葉片8、發電機1、豎向設置的主軸2和設置在主軸頂部的葉輪3，所述發電機I與主軸2連接，所述葉輪上設置有向主軸2四周延伸出的多個副軸4，所述葉片以可繞副軸4軸心旋轉的方式設置在副軸4上；所述葉輪3上還設置有用于限制葉片旋轉角度的彈性限位元件5。本實施例中采用了四個葉片，每片葉片分別設置在各自的副軸上，工作時，風力推動葉片在副軸上轉動，當轉動遇到彈性限位元件時即停止，葉片停止轉動時的葉片葉面應剛好正對風向，而相對一側的葉片葉面在風的推動下應趨于水平，此時風的阻力差值最大，葉輪的旋轉扭力也最大。采用上述結構的垂直軸風力發電機具有結構簡單、噪音小，風能利用率聞等優點。作為上述技術方案的進一步改進，所述副軸4設置在葉片重心線的上部。將副軸4設置在葉片重心線的上部使得被風吹平的葉片在自然重力的作用下就可回復到豎直狀態，與以往只能靠風力才能回復到豎直狀態的垂直軸風力機相比顯著地降低了葉片與限位元件之間的碰撞力，極大地降低了噪音，并延長了風機的使用壽命。作為上述技術方案的進一步改進，所述副軸4的軸心與主軸2的軸心相互垂直。黃副軸4的軸心與主軸2的軸心相互垂直設置可以增加每個副軸上的葉片面積，進而使風阻差達到最大化。作為上述技術方案的進一步改進，所述彈性限位元件5為兩塊磁鐵，所述的兩塊磁鐵以同極相對的方式分別設置葉輪3和葉片上。將彈性限位元件設置成相互排斥的磁鐵，避免了葉片與限位元件之間硬接觸，進而極大地降低了噪音，并延長了限位件的使用壽命O作為上述技術方案的替換方案，所述彈性限位元件5為彈簧。將彈性限位元件設置成彈簧使得葉片與限位元件之間實現軟接觸，同樣可以達到降低噪音，延長限位件使用壽命的目的。作為上述技術方案的進一步改進，所述葉片8呈弧形。將葉片8設置成弧形可以進一步增加兩側葉片的風阻差，提高風能利用率。作為上述技術方案的進一步改進，還包括支撐主軸2的套管6，所述套管6上設置有主軸軸承套7。設置套管6和主軸軸承套7可以方便維修人員攀爬以便對葉輪和葉片進行維修。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本技術的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本技術進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本技術的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本技術的權利要求范圍當中。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種垂直軸風力發電機，包括葉片(8)、發電機(1)、豎向設置的主軸(2)和設置在主軸頂部的葉輪(3)，所述發電機(1)與主軸(2)連接，其特征在于：所述葉輪上設置有向主軸(2)四周延伸出的多個副軸(4)，所述葉片以可繞副軸(4)軸心旋轉的方式設置在副軸(4)上；所述葉輪(3)上還設置有用于限制葉片旋轉角度的彈性限位元件(5)。

【技術特征摘要】
1.一種垂直軸風力發電機，包括葉片(8)、發電機(I)、豎向設置的主軸(2)和設置在主軸頂部的葉輪(3)，所述發電機(I)與主軸(2)連接，其特征在于:所述葉輪上設置有向主軸(2)四周延伸出的多個副軸(4)，所述葉片以可繞副軸(4)軸心旋轉的方式設置在副軸(4)上；所述葉輪(3)上還設置有用于限制葉片旋轉角度的彈性限位元件(5)。2.根據權利要求1所述的垂直軸風力發電機，其特征在于:所述副軸(4)設置在葉片重心線的上部。3.根據權利要求1或2所述的垂直軸風力發電機，其特征在于:所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王艷，
申請(專利權)人：王艷，
類型：新型
國別省市：重慶;85