一种高效垂直轴风力发电机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种高效垂直轴风力发电机，其能解决现有H型垂直轴风力发电机对启动风速要求较高，螺旋型垂直轴风力发电机在低风速下无法捕捉更多的风能，风能利用率低的问题。其包括发电机、转轴以及风叶，转轴呈竖直设置且其下端与发电机的转子固定连接，风叶的数量为三个并沿转轴的周向均布设置，风叶为螺旋形叶片且呈竖向倾斜设置，风叶分别与转轴固定连接，三个风叶的螺旋形凹面为迎风面。

An efficient vertical axis wind turbine

【技术实现步骤摘要】
一种高效垂直轴风力发电机
本技术涉及风力发电机领域，具体为一种高效垂直轴风力发电机。
技术介绍
风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。在各类风力发电机中，垂直轴风力发电机较为常见。传统的垂直轴风力发电机主要有螺旋型、H型等款式，但无论装机容量如何变化，螺旋型和H型垂直轴风力发电机都有各自的缺陷。H型风力发电机虽然风能利用率较高，但其离心力较大，对启动风速要求高，在低风速下达不到切入风速，风力发电机无法正常发电，适用范围小；螺旋型风力发电机虽然启动风速较低，但由于风轮直径有限，无法捕捉更多的风能，导致其风能利用率低。
技术实现思路
针对现有H型垂直轴风力发电机对启动风速要求较高，螺旋型垂直轴风力发电机在低风速下无法捕捉更多的风能，风能利用率低的技术问题，本技术提供了一种高效垂直轴风力发电机，其能在较低风速下启动，且低风速下风能利用率高。其技术方案是这样的：一种高效垂直轴风力发电机，其包括发电机、转轴以及风叶，所述转轴呈竖直设置且其下端与所述发电机的转子固定连接，其特征在于：所述风叶的数量为三个并沿所述转轴的周向均布设置，所述风叶为螺旋形叶片且呈竖向倾斜设置，所述风叶分别与所述转轴固定连接，三个所述风叶的螺旋形凹面为迎风面。其进一步特征在于：所述风叶通过若干个叶片固定组件与所述转轴固定连接，所述叶片固定组件沿所述转轴的高度方向均匀间隔布置。所述叶片固定组件包括固定支架和三个丝杆，所述固定支架套装并固定在所述转轴上，三个所述丝杆与三个所述风叶一一对应设置，所述丝杆的一端与所述固定支架固接，另一端依次穿过所述风叶的内侧边缘和外侧边缘上的丝杆安装孔并通过螺母锁紧。所述丝杆的一端与所述固定支架之间设有过渡连接杆，所述过渡连接杆的一端加工有内螺纹，所述丝杆的一端旋入所述内螺纹，所述过渡连接杆的另一端固接在所述固定支架上。所述风叶由4~16片弧形小叶片沿轴向拼接而成，三个所述风叶上的所述弧形小叶片数量相同，每个所述弧形小叶片的内侧边缘和外侧边缘上均开设有所述丝杆安装孔，相邻两个所述弧形小叶片的内侧边缘和外侧边缘上的所述丝杆安装孔对应重叠并穿有同一根所述丝杆。所述丝杆的外侧套装有不锈钢管。所述发电机为磁悬浮永磁同步发电机。本技术的有益效果是：本技术的垂直轴风力发电机，将传统螺旋型和H型垂直轴风力发电机的优点相结合，并通过结构设计对传统螺旋型和H型垂直轴风力发电机的缺点进行规避，取长补短，通过将风力发电机主体仍采用H型设计，即三个风叶沿转轴周向均布设置并分别与转轴固定连接；再将风叶设计为螺旋形叶片，并将风叶竖向倾斜设置，将螺旋形叶片的螺旋形凹面作为迎风面，从而大大增加了风叶的扫风面积，扫风面积比普通H型和螺旋型风叶要大，且又能帮助风机在较低风速下启动，整体组装成型后较好的解决了风机在低风速下不能启动的问题，同时可以捕捉更多的风能，风能利用率大大提高；经测试，本技术的风力发电机的启动风速在1.2m/s~1.5m/s内，较市场上普遍的2.5m/s~3.0m/s有了明显提高，并且经风筒测试，在相同装机容量、6m/s风速（对应大自然环境下3-4级风）条件下，本技术的风力发电机比普通H型和螺旋型风力发电机发电效率提升30%~35%。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为弧形小叶片的整体结构示意图。附图标记：1-发电机；2-转轴；3-风叶；4-固定支架；5-丝杆；6-内侧边缘；7-外侧边缘；8-丝杆安装孔；9-过渡连接杆；10-弧形小叶片。具体实施方式见图1至图2，本技术的一种高效垂直轴风力发电机，其包括发电机1、转轴2以及风叶3，发电机1为磁悬浮永磁同步发电机，转轴2呈竖直设置且其下端与发电机1的转子固定连接，风叶3的数量为三个并沿转轴2的周向均布设置，风叶3为螺旋形叶片且呈竖向倾斜设置，风叶3分别与转轴2固定连接，三个风叶3的螺旋形凹面为迎风面。见图1，风叶3通过若干个叶片固定组件与转轴2固定连接，叶片固定组件沿转轴2的高度方向均匀间隔布置；叶片固定组件包括固定支架4和三个丝杆5，固定支架4套装并固定在转轴2上，三个丝杆5与三个风叶3一一对应设置，丝杆5的一端与固定支架4固接，另一端依次穿过风叶3的内侧边缘6和外侧边缘7上的丝杆安装孔8并通过螺母锁紧；为了使风叶的安装更加方便，在丝杆5与固定支架4之间设置了过渡连接杆9，过渡连接杆9的一端加工有内螺纹，丝杆5的一端旋入内螺纹，过渡连接杆9的另一端固接在固定支架4上。从而安装时，可先将丝杆的一端与过渡连接杆连接，再将风叶穿设在丝杆上并通过螺母锁紧固定，即可完成风叶的安装。为了防止丝杆生锈，可在安装风叶的同时在丝杆外侧套装不锈钢管，以对丝杆进行保护。见图1和图2，风叶3由4~16片弧形小叶片10沿轴向拼接而成，三个风叶3上的弧形小叶片10数量相同，每个弧形小叶片10的内侧边缘6和外侧边缘7上均开设有丝杆安装孔8，相邻两个弧形小叶片10的内侧边缘6和外侧边缘7上的丝杆安装孔8对应重叠并穿有同一根丝杆5。本实施例中，见图1，每个风叶3中弧形小叶片10的数量为4个，每个弧形小叶片10的内侧边缘6和外侧边缘7各加工有两个丝杆安装孔8，安装时，相邻两个弧形小叶片10上相邻的两个丝杆安装孔8上下重叠搭接，用一根丝杆5同时穿过，从而既完成了弧形小叶片10与转轴2的固定，又完成了弧形小叶片10之间的轴向拼接，安装简单，4个弧形小叶片10只需要五根丝杆5就能完成固定和拼接。为了减轻风叶重力，弧形小叶片采用铝板制成。本技术的垂直轴风力发电机适用于中、小型垂直轴风力发电机，尤其适用于在客户要求低风速下能稳定运行发电的小型垂直轴风力发电机。本技术的垂直轴风力发电机能够在风向不定多变的情况下持续稳定运行，特别适用于电网无法达到的偏远地区居民用电和边防哨所用电。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效垂直轴风力发电机，其包括发电机、转轴以及风叶，所述转轴呈竖直设置且其下端与所述发电机的转子固定连接，其特征在于：所述风叶的数量为三个并沿所述转轴的周向均布设置，所述风叶为螺旋形叶片且呈竖向倾斜设置，所述风叶分别与所述转轴固定连接，三个所述风叶的螺旋形凹面为迎风面。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效垂直轴风力发电机，其包括发电机、转轴以及风叶，所述转轴呈竖直设置且其下端与所述发电机的转子固定连接，其特征在于：所述风叶的数量为三个并沿所述转轴的周向均布设置，所述风叶为螺旋形叶片且呈竖向倾斜设置，所述风叶分别与所述转轴固定连接，三个所述风叶的螺旋形凹面为迎风面。


2.根据权利要求1所述的一种高效垂直轴风力发电机，其特征在于：所述风叶通过若干个叶片固定组件与所述转轴固定连接，所述叶片固定组件沿所述转轴的高度方向均匀间隔布置。


3.根据权利要求2所述的一种高效垂直轴风力发电机，其特征在于：所述叶片固定组件包括固定支架和三个丝杆，所述固定支架套装并固定在所述转轴上，三个所述丝杆与三个所述风叶一一对应设置，所述丝杆的一端与所述固定支架固接，另一端依次穿过所述风叶的内侧边缘和外侧边缘上的丝杆安装孔并通过螺母锁紧。

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【专利技术属性】
技术研发人员：尹大军，
申请(专利权)人：江苏乃尔风电技术开发有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32