雙葉片式垂直軸風力發電機的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明設計風力發電機，具體涉及一種輸出功率高的雙葉片式垂直軸風力發電機。
【背景技術】
[0002]隨著社會的不斷發展，人們對能源的需求也在逐年遞增，但是，目前用的最多的化石能源也逐漸面臨緊缺的問題，同時，由于這些化石能源對環境造成了巨大的污染，這使得人們開始越來越傾向于利用可再生能源。
[0003]風能便是一種清潔的可再生能源，而且我國擁有大量的風能資源，在內蒙古、青海等省份都存在的豐富的風能資源。我國也早在上個世紀就開始使用風能。目前所使用的風力發電機主要分為水平軸風力發電機和垂直軸風力發電機兩種。相比于水平軸風力發電機，垂直軸風力發電機對來流方向沒有要求，不需要任何的導流裝置;它結構簡單、易于安裝;小型垂直軸風力發電機非常適用于多建筑地區；同時，同等級別的垂直軸風力發電機比水平軸風力發電機成本更低。
[0004]然而，垂直軸風力發電機的自動啟動性能差，因為在風速相對較低時，由于葉片的面積恒定，這時的風速根本無法啟動風力發電機，這樣就需要增設起動電機來實現垂直軸風力發電機的啟動。另外，由于垂直軸風力發電機的葉片固定，只能在一定的風速下輸出最佳風速，但是，一般風速都是變化的，根本無法長時間保持在一定風速內，這樣使得風力發電機的輸出功率也相對較低。
【發明內容】
[0005]本發明是為了解決上述課題而進行的，目的在于提供一種自動啟動性能更好并且輸出功率更高的雙葉片式垂直軸風力發電機。
[0006]本發明提供了一種雙葉片式垂直軸風力發電機，用于將風能轉換為電能，其特征在于，包括:發電機體，用于將機械能轉換為電能，設有能夠進行旋轉的轉子;轉軸，一端與轉子相固定連接并且帶動轉子進行轉動;復數個葉輪轉臂，一端固定設在轉軸的另一端上，并且相互之間間隔一定角度；以及復數個葉片部，與葉輪轉臂相對應，分別設在葉輪轉臂的另一端部上，其中，每個葉片部包含內葉片、外葉片以及調節件，外葉片固定設在葉輪轉臂的另一端部，內葉片可移動式設在葉輪轉臂上并且在外葉片的靠近轉軸的一側上，調節件用于調節內葉片的位置，從而調節內葉片與外葉片之間的距離，葉片部在風能的作用下轉動，并且帶動葉輪轉臂轉動，使得轉軸跟隨葉輪轉臂進行轉動，讓發電機體將轉子的機械能轉化為電能。
[0007]在本發明提供的雙葉片式垂直軸風力發電機中，還可以具有這樣的特征:其中，葉片部的數量為三個，葉輪轉臂的數量為六個，每個葉片部對應兩個葉輪轉臂。
[0008]在本發明提供的雙葉片式垂直軸風力發電機中，還可以具有這樣的特征:其中，內葉片和外葉片的形狀和大小根據流體力學的原理進行設計，外葉片為滴水狀，內葉片的表面積小于外葉片，并且也為滴水狀。
[0009]在本發明提供的雙葉片式垂直軸風力發電機中，還可以具有這樣的特征:其中，夕卜葉片的表面設有多個加強筋，內葉片的表面也設有多個加強筋。
[0010]發明的作用與效果
[0011]根據本發明所涉及的雙葉片式垂直軸風力發電機，因為葉片部的調節件能夠調節內葉片的位置，從而調節內葉片與外葉片之間的距離，在內葉片和外葉片的空氣動力學效應上提供雙葉片式垂直軸風力發電機性能，并且，能夠根據風速的大小來調節內葉片與外葉片之間的距離，來增大輸出功率，且提升了雙葉片式垂直軸風力發電機的自動啟動性能。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的實施例中雙葉片式垂直軸風力發電機的結構示意圖；以及
[0013]圖2是本發明的實施例中雙葉片式垂直軸風力發電機的俯視圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結合附圖對本發明的雙葉片式垂直軸風力發電機作具體闡述。
[0015]圖1是本發明的實施例中雙葉片式垂直軸風力發電機的結構示意圖。
[0016]如圖1所示，在本實施例中，雙葉片式垂直軸風力發電機100設在風場中，利用風能進行發電。雙葉片式垂直軸風力發電機100具有轉軸10、六個葉輪轉臂20、三個葉片部30和風機底座40。風機底座40豎立安裝在基礎板上實現固定，通常雙葉片式垂直軸風力發電機100還接有用于發電的發電機體。發電機體將機械能轉化為電能，包含設在磁場中的轉子，當轉子轉動切割磁感線時，能夠產生電能，發電機體將電能輸出。也就是說，雙葉片式垂直軸風力發電機100的輸出功率跟轉子的轉速相對應。
[0017]轉軸10的下端與轉子相固定套接，能夠帶動轉子進行轉動。
[0018]六個葉輪轉臂20安裝在轉軸10上，每個葉輪轉臂20的外側的一端固定設在轉軸10的上端上，并且六個葉輪轉臂20分成三組，每組相互之間間隔120度的角度。
[0019]三個葉片部30與六個葉輪轉臂20相對應，一個葉片部30對應兩個葉輪轉臂20，兩個葉輪轉臂20分別連接相對應的葉輪部30的上端部和下端部。并且葉片部30分別設在葉輪轉臂20的內側的一端部上。在本實施例中，三個葉片部30具有相同的結果，在此僅對其中一個葉片部30進行說明。
[0020]葉片部30包含內葉片31、外葉片32以及調節件(圖中未顯示)，
[0021 ]外葉片32呈板片狀，與轉軸10相平行地固定設在葉輪轉臂20的外側端部上。
[0022]內葉片31呈板片狀，與外葉片32相平行地可移動式設在葉輪轉臂20上，并且在外葉片32的靠近轉軸10的一側上。
[0023]圖2是本發明的實施例中雙葉片式垂直軸風力發電機的俯視圖。
[0024]如圖2所示，內葉片31和外葉片32的外形不同，它們具有相互獨立的特征參數。內葉片31的表面積小于外葉片32。內葉片31和外葉片32都為滴水狀。在本實施例中，可以根據實際使用需要設計內、外葉片的結構參數，內葉片31和外葉片32的形狀和大小根據流體力學的原理進行設計，使得內葉片和外葉片形狀和大小不同。
[0025]如圖1所示，外葉片32的表面設有兩個加強筋32a，并且加強筋32a分別位于與葉輪轉臂20相連接的位置處。
[0026]內葉片31的表面也設有兩個加強筋31a，并且加強筋32a分別位于與葉輪轉臂20相連接的位置處。
[0027]調節件用于調節內葉片31的位置，從而調節內葉片31與外葉片32之間的距離。
[0028]葉片部30在風能的作用下轉動，并且帶動葉輪轉臂20轉動，使得轉軸10跟隨葉輪轉臂20進行轉動，讓發電機體進行發電。
[0029]在本實施例中，內葉片31與外葉片32的距離越大，輸出功率也越大，但其靜態扭矩越小，相對自動啟動性能越差。因此，能夠根據風速對內葉片31與外葉片32的距離進行相應調節。
[0030]實施例的作用與效果
[0031]根據本實施例所涉及的雙葉片式垂直軸風力發電機，因為葉片部的調節件能夠調節內葉片的位置，從而調節內葉片與外葉片之間的距離，在內葉片和外葉片的空氣動力學效應上提供雙葉片式垂直軸風力發電機性能，并且，能夠根據風速的大小來調節內葉片與外葉片之間的距離，來增大輸出功率，以及提升自動啟動性能。本實施例從傳統垂直軸風力發電機結構入手，考慮現代空氣動力學理論，在轉臂上新增加一個葉片，利用內外葉片的空氣動力學效應來提高垂直軸風力發電機性能。
[0032]本實施例具有結構簡單、易于安裝維護等優點，同時又改善了垂直軸風力機自動啟動性能的不足的問題。
[0033]在本實施例中，由于兩個葉輪轉臂支撐一個葉片部，因此，本實施例的結構更加穩固，從而減少后續維修工作。
[0034]在本實施例中，由于內葉片和外葉片上為滴水狀，能夠在風力的帶動下順暢旋轉，本實施例的結構符合空氣動力學，提示輸出功率。
[0035]在本實施例中，由于內葉片和外葉片上設有加強筋，因此，本實施例的結構更加穩固。
[0036]上述實施方式為本發明的優選案例，并不用來限制本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種雙葉片式垂直軸風力發電機，用于將風能轉換為電能，其特征在于，包括: 發電機體，用于將機械能轉換為電能，設有能夠進行旋轉的轉子； 轉軸，一端與所述轉子相固定連接并且帶動所述轉子進行轉動； 復數個葉輪轉臂，一端固定設在所述轉軸的另一端上，并且相互之間間隔一定角度；以及 復數個葉片部，與所述葉輪轉臂相對應，分別設在所述葉輪轉臂的另一端部上， 其中，每個所述葉片部包含內葉片、外葉片以及調節件， 所述外葉片固定設在所述葉輪轉臂的所述另一端部， 所述內葉片可移動式設在所述葉輪轉臂上并且在所述外葉片的靠近所述轉軸的一側上， 所述調節件用于調節所述內葉片的位置，從而調節所述內葉片與所述外葉片之間的距離， 所述葉片部在所述風能的作用下轉動，并且帶動所述葉輪轉臂轉動，使得所述轉軸跟隨所述葉輪轉臂進行轉動，讓所述發電機體將所述轉子的機械能轉化為電能。2.根據權利要求1所述的雙葉片式垂直軸風力發電機，其特征在于: 其中，所述葉片部的數量為三個，所示葉輪轉臂的數量為六個，每個所述葉片部對應兩個所述葉輪轉臂。3.根據權利要求1所述的雙葉片式垂直軸風力發電機，其特征在于: 其中，所述內葉片和所述外葉片的形狀和大小根據流體力學的原理進行設計， 所述外葉片為滴水狀，所述內葉片的表面積小于所述外葉片，并且也為滴水狀。4.根據權利要求3所述的雙葉片式垂直軸風力發電機，其特征在于: 其中，所述外葉片的表面設有多個加強筋， 所述內葉片的表面也設有多個加強筋。
【專利摘要】本發明提供了一種雙葉片式垂直軸風力發電機，用于將風能轉換為電能，其特征在于，包括：發電機體，用于將機械能轉換為電能，設有能夠進行旋轉的轉子；轉軸，一端與轉子相固定連接并且帶動轉子進行轉動；復數個葉輪轉臂，一端固定設在轉軸的另一端上，并且相互之間間隔一定角度；以及復數個葉片部，與葉輪轉臂一一對應，分別設在葉輪轉臂的另一端部上，其中，每個葉片部包含內葉片、外葉片以及調節件，外葉片固定設在葉輪轉臂的另一端部，內葉片可移動式設在葉輪轉臂上并且在外葉片的靠近轉軸的一側上，調節件用于調節內葉片的位置，從而調節內葉片與外葉片之間的距離。
【IPC分類】F03D3/06
【公開號】CN105649871
【申請號】
【發明人】陳建, 劉鵬瑋, 陳榴
【申請人】上海理工大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月7日