一种无连杆高效抗风性强的垂直轴风力发电机.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310085192.6

申请日:

2013.03.18

公开号:

CN104061124A

公开日:

2014.09.24

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F03D 9/00申请公布日:20140924|||实质审查的生效IPC(主分类):F03D 9/00申请日:20130318|||公开

IPC分类号:

F03D9/00; F03D3/06

主分类号:

F03D9/00

申请人:

李杰

发明人:

李杰

地址:

213155 江苏省常州市武进区湖塘镇马元璐8号景城名轩2期8栋乙单元2302室

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及一种微风启动高效的垂直轴风力发电机装置,其包括与地面垂直的主轴,发电机装置、叶片,无连杆。其特征在于:所述叶片不通过连杆、其两端分别与发电机顶部或底部相连,但叶片都是绕主轴等距分布。   本发明解决了垂直轴风力发电机的启动难、效率低、有震动、抗风性能差的难题。本发明与同功率的其他垂直轴风力发电机相比,结构简单、体积小、成本低廉、发电效率高,为垂直轴风力发电的大力普及提供了很好的技术支持。

权利要求书

1.  一种微风启动的高效垂直轴风力发电机,包括与地面垂直的主轴,发电机装置、叶片,无连杆。

2.
  其特征在于:所述叶片不通过连杆、其两端直接与发电机顶部相连接或者一端直接与发电机顶端相连,另一端与发电机的底部相连,或者一端与主轴相连另一端与发电机相连,但不论何种连接方式,叶片都是绕主轴等距分布。

3.
  根据权利要求1所述的微风启动的高效垂直轴风力发电机,其特征在于:所述叶片组数可以为单数和双数的倍数。

4.
  根据权利要求1~3所述的微风启动的高效垂直轴风力发电机,其特征在于:所述叶片为马鞍形曲线或者双曲线结构形状。

5.
  根据权利要求1~4所述的微风启动的高效垂直轴风力发电机,其特征在于:叶片的断面为机翼形、四方形、菱形、椭圆形、边缘弯曲成形状、圆弧拱形等形状。

说明书

一种无连杆高效抗风性强的垂直轴风力发电机
技术领域
本发明涉及风力发电机,具体为一种无连杆,风轮叶片两端直接与发电机相连接,抗风性能强的垂直轴的风力发电机。
背景技术
风力发动机目前分为垂直式和水平式发动机;相对于水平轴风力发电机,由于垂直式风力发电电机体积小、安装方便、启动风速小、风向改变时适应力强,其具有效率高、风能利用率高、维修成本低等优势,目前得到了广泛的开发和利用。但是升力型垂直轴风力发电机组其风轮叶片都是通过连杆与主轴相连,这样会造成2个稳定性的安全隐患。一是气流的流动,会对右侧和左侧叶片发生不平衡扭矩,这将会引起风轮发生比较大的震动,产生噪音的同时也会造成安全隐患,二是发电机功率越大,叶片就越长,平行连杆的中心点与发电机轴中心点的距离就越长,平行连杆变长,这不仅造成其抗风能力的减弱也加大了风轮的建造成本。
发明内容
针对上述缺陷,本发明提供一种改进型的垂直轴风力发电机,解决了以上风力发电机所存在的缺陷。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:
1.一种微风启动的高效垂直轴风力发电机,包括与地面垂直的主轴,发电机装置、叶片,无连杆。
2. 其特征在于:所述叶片不通过连杆、其两端直接与发电机顶部相连接或者一端直接与发电机顶端相连,另一端与发电机的底部相连,或者一端与主轴相连另一端与发电机相连,但不论何种连接方式,叶片都是绕主轴等距分布。
[0006] 3. 根据权利要求1所述的微风启动的高效垂直轴风力发电机,其特征在于:所述叶片组数可以为单数和双数的倍数。
4. 根据权利要求1~3所述的微风启动的高效垂直轴风力发电机,其特征在于:所述叶片为马鞍形曲线或者双曲线结构形状。
5. 根据权利要求1~4所述的微风启动的高效垂直轴风力发电机,其特征在于:叶片的断面为机翼形、四方形、菱形、椭圆形、边缘弯曲成つ形状、圆弧拱形等形状。
附图说明
图1为本发明的正面图;1为叶片;2为主轴;3为发电机;4为支杆。图2为风轮叶片平面图。
为了加深对本发明的理解,下面将结合附图和实施例对本发明做进一步描述,该实施例仅用于解释本发明,并不够成对本发明保护范围的限定。
参考图1所示:本发明涉及一种风力发电机,包括与地面垂直的主轴2,安装在主轴2上的发电装置3,四条马鞍形双曲线结构的叶片1,所述三条叶片1无连杆直接绕发电机3或者主轴2等距分布。
参考图2所示:本发明的风轮叶片1为马鞍形双曲线结构,其两端一端直接与发电机顶端相连,另一端与发电机的底部相连,或者一端与主轴相连另一端与发电机2相连,但不论连接方式的有何差异,其叶片都是绕主轴等距分布。
叶片1的马鞍形双曲线结构,在旋转过程当中,叶片短的一侧,把外侧发散出去的气流再次卷入到风轮内,这样可以减少风能的损失,则相当于增大了受风面积,提高了效率;由于叶片1没有螺旋桨式叶片那样的尖端部,在风叶旋转切割气流时就不会形成尖端漩涡,所以不会产生气动噪音和振动;叶片1由于没有连杆,气流的流动,不会像其他升力型垂直轴风力发电机风轮的右侧和左侧叶片那样发生不平衡扭矩,不会引起风轮的震动,提高了抗风能力,减少了安全隐患的同时节约了生产成本。
经过理论的计算,本发明的垂直轴风力发电机装置的叶片1的体积是同等功率其他升力型垂直轴发电机一半左右,同时无连杆,所以减少了风轮叶片生产成本;由于没有连杆,其抗风性强,能低风速启动,不产生震动、无噪音,相比同类型风力发电机效率高出10~20%。由于其旋转空间小、体积小发电效率高,这极大地提高了其在风电建筑一体化项目中的应用,达到节省电力资源的经济效益和减少二氧化碳排放的生态效益。

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1、10申请公布号CN104061124A43申请公布日20140924CN104061124A21申请号201310085192622申请日20130318F03D9/00200601F03D3/0620060171申请人李杰地址213155江苏省常州市武进区湖塘镇马元璐8号景城名轩2期8栋乙单元2302室72发明人李杰54发明名称一种无连杆高效抗风性强的垂直轴风力发电机57摘要本发明涉及一种微风启动高效的垂直轴风力发电机装置,其包括与地面垂直的主轴,发电机装置、叶片,无连杆。其特征在于所述叶片不通过连杆、其两端分别与发电机顶部或底部相连,但叶片都是绕主轴等距分布。本发明解决了垂直轴风力发电机的。

2、启动难、效率低、有震动、抗风性能差的难题。本发明与同功率的其他垂直轴风力发电机相比,结构简单、体积小、成本低廉、发电效率高,为垂直轴风力发电的大力普及提供了很好的技术支持。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页10申请公布号CN104061124ACN104061124A1/1页21一种微风启动的高效垂直轴风力发电机,包括与地面垂直的主轴,发电机装置、叶片,无连杆。2其特征在于所述叶片不通过连杆、其两端直接与发电机顶部相连接或者一端直接与发电机顶端相连,另一端与发电机的底部相连,或者一端与主轴相连另一端与发。

3、电机相连,但不论何种连接方式,叶片都是绕主轴等距分布。3根据权利要求1所述的微风启动的高效垂直轴风力发电机,其特征在于所述叶片组数可以为单数和双数的倍数。4根据权利要求13所述的微风启动的高效垂直轴风力发电机,其特征在于所述叶片为马鞍形曲线或者双曲线结构形状。5根据权利要求14所述的微风启动的高效垂直轴风力发电机,其特征在于叶片的断面为机翼形、四方形、菱形、椭圆形、边缘弯曲成形状、圆弧拱形等形状。权利要求书CN104061124A1/2页3一种无连杆高效抗风性强的垂直轴风力发电机技术领域0001本发明涉及风力发电机,具体为一种无连杆,风轮叶片两端直接与发电机相连接,抗风性能强的垂直轴的风力发电。

4、机。背景技术0002风力发动机目前分为垂直式和水平式发动机;相对于水平轴风力发电机,由于垂直式风力发电电机体积小、安装方便、启动风速小、风向改变时适应力强,其具有效率高、风能利用率高、维修成本低等优势,目前得到了广泛的开发和利用。但是升力型垂直轴风力发电机组其风轮叶片都是通过连杆与主轴相连,这样会造成2个稳定性的安全隐患。一是气流的流动,会对右侧和左侧叶片发生不平衡扭矩,这将会引起风轮发生比较大的震动,产生噪音的同时也会造成安全隐患,二是发电机功率越大,叶片就越长,平行连杆的中心点与发电机轴中心点的距离就越长,平行连杆变长,这不仅造成其抗风能力的减弱也加大了风轮的建造成本。发明内容0003针对。

5、上述缺陷,本发明提供一种改进型的垂直轴风力发电机,解决了以上风力发电机所存在的缺陷。0004为实现上述目的,本发明的技术方案为1一种微风启动的高效垂直轴风力发电机,包括与地面垂直的主轴,发电机装置、叶片,无连杆。00052其特征在于所述叶片不通过连杆、其两端直接与发电机顶部相连接或者一端直接与发电机顶端相连,另一端与发电机的底部相连,或者一端与主轴相连另一端与发电机相连,但不论何种连接方式,叶片都是绕主轴等距分布。00063根据权利要求1所述的微风启动的高效垂直轴风力发电机,其特征在于所述叶片组数可以为单数和双数的倍数。00074根据权利要求13所述的微风启动的高效垂直轴风力发电机,其特征在于。

6、所述叶片为马鞍形曲线或者双曲线结构形状。00085根据权利要求14所述的微风启动的高效垂直轴风力发电机,其特征在于叶片的断面为机翼形、四方形、菱形、椭圆形、边缘弯曲成形状、圆弧拱形等形状。附图说明0009图1为本发明的正面图;1为叶片;2为主轴;3为发电机;4为支杆。图2为风轮叶片平面图。0010为了加深对本发明的理解,下面将结合附图和实施例对本发明做进一步描述,该实施例仅用于解释本发明,并不够成对本发明保护范围的限定。0011参考图1所示本发明涉及一种风力发电机,包括与地面垂直的主轴2,安装在主说明书CN104061124A2/2页4轴2上的发电装置3,四条马鞍形双曲线结构的叶片1,所述三条。

7、叶片1无连杆直接绕发电机3或者主轴2等距分布。0012参考图2所示本发明的风轮叶片1为马鞍形双曲线结构,其两端一端直接与发电机顶端相连,另一端与发电机的底部相连,或者一端与主轴相连另一端与发电机2相连,但不论连接方式的有何差异,其叶片都是绕主轴等距分布。0013叶片1的马鞍形双曲线结构,在旋转过程当中,叶片短的一侧,把外侧发散出去的气流再次卷入到风轮内,这样可以减少风能的损失,则相当于增大了受风面积,提高了效率;由于叶片1没有螺旋桨式叶片那样的尖端部,在风叶旋转切割气流时就不会形成尖端漩涡,所以不会产生气动噪音和振动;叶片1由于没有连杆,气流的流动,不会像其他升力型垂直轴风力发电机风轮的右侧和左侧叶片那样发生不平衡扭矩,不会引起风轮的震动,提高了抗风能力,减少了安全隐患的同时节约了生产成本。0014经过理论的计算,本发明的垂直轴风力发电机装置的叶片1的体积是同等功率其他升力型垂直轴发电机一半左右,同时无连杆,所以减少了风轮叶片生产成本;由于没有连杆,其抗风性强,能低风速启动,不产生震动、无噪音,相比同类型风力发电机效率高出1020。由于其旋转空间小、体积小发电效率高,这极大地提高了其在风电建筑一体化项目中的应用,达到节省电力资源的经济效益和减少二氧化碳排放的生态效益。说明书CN104061124A1/1页5图1图2说明书附图CN104061124A。

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