自适应升阻变换式垂直轴风力机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自适应升阻变换式垂直轴风力机，包括升力叶片、升力叶片支撑杆、阻力叶片、阻力叶片可收缩支撑杆、回转轴、其它零部件。本实用新型专利技术的有益效果为，提供一种自适应升阻变换式垂直轴风力机。与现有垂直轴风力机相比，该垂直轴风力机可以自适应风速，完成由适合低风速启动的阻力型风力机转变为适合较捕获风能效率更高的升力性垂直轴风力机，从而提升垂直轴风力机的适用范围以及提升性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
自适应升阻变换式垂直轴风力机


[0001]本技术涉及风力机结构
，具体涉及一种自适应升阻变换式垂直轴风力机。

技术介绍

[0002]随着能源短缺问题越发严重，同时环境问题受到多方关注，作为可再生绿色清洁能源的风能受到许多科研人员的重视。我国国土面积辽阔，风能资源十分丰富，目前采用大型风力机安装在风能资源丰富的风场，采用集中获取风能，而在城市以及山区、林地，则采用小型风力机，采取分布式获取风能。由于垂直轴全风向性，成本低，为分布式获取风能提供一种较好形式。
[0003]垂直轴风力机根据安装叶片类型分为：升力型、阻力型、以及升阻混合型。升力型垂直轴风力机是由于气流流经叶片，使得叶片具有升力使得风力机转动，升力叶片获得较好升力时通常叶尖速比大于1，所以其获取的风能较多，但是启动相对困难。阻力型垂直轴风力机是由于气流流经两叶片，使得两叶片产生阻力差，从而使叶片转动，所以阻力叶片的叶尖速比小于1，获取风能相对较少，但是启动容易。为了克服两者缺点，从而产生升阻混合型垂直轴风力机，虽然克服启动困难的难题，但是在较高叶尖速比下，阻力型叶片还是会影响升力叶片，使得风力机在高叶尖速比下性能下降。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种自适应升阻变换式垂直轴风力机，以改善升力型垂直轴风力机的启动特性，减小在较高叶尖速比下阻力型风力机的缺点，从而提高风能利用率。
[0005]为实现本技术的目的，本技术提供的技术方案如下：
[0006]一种自适应升阻变换式垂直轴风力机，包括升力叶片、升力叶片支撑杆、阻力叶片以及阻力叶片可收缩支撑杆、回转轴；
[0007]所述回转轴上端以及下部分别连接有平行设置的两根升力叶片支撑杆，两根升力叶片支撑杆的两端分别安装1个升力叶片，两根升力叶片支撑杆之间的回转轴上连接有能够开合的两个阻力叶片；两个阻力叶片均为半圆形，开口相对设置，收缩后形成一个圆柱形，以减小风阻；张开后为两个半圆组成为S型。
[0008]其中，所述回转轴上下间隔设置有上阻力叶片支撑座和下阻力叶片支撑座，所述上阻力叶片支撑座和下阻力叶片支撑座与回转轴转动连接，所述上阻力叶片支撑座和下阻力叶片支撑座的两侧分别与一根阻力叶片可收缩支撑杆的一端连接，每个阻力叶片均与上下两根阻力叶片可收缩支撑杆相连接。
[0009]其中，每个阻力叶片中间位置均安装一根齿条，所述回转轴上固定连接有齿轮，所述齿轮与两根齿条啮合传动连接。
[0010]其中，所述上阻力叶片支撑座一侧下端设置有下限位块，相应位置的回转轴外壁
上设置有用于对其限位的上限位挡块，所述下阻力叶片支撑座一侧上端设置有上限位块，相应位置的回转轴外壁上设置有用于对其限位的下限位挡块。
[0011]其中，所述上阻力叶片支撑座和下阻力叶片支撑座分别通过一个轴承与回转轴连接。
[0012]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0013]本实施例提供了一种自适应升阻变换式垂直轴风力机，与现有垂直轴风力机相比，该垂直轴风力机在风速较低时，阻力叶片在支撑杆的弹簧作用下张开，从而阻力叶片捕获风能，增加启动特性，当升力叶片启动后，叶尖速比提高，当转速较高时，升力叶片起主要作用，从而回转轴齿轮带动阻力叶片齿条，阻力叶片收回，减小阻力叶片带来风阻，提高风能利用率。
附图说明
[0014]图1为本申请实施例提供的结构示意图；
[0015]图2为本申请实施例中可收缩支撑杆连接结构示意图；
[0016]图3为本申请实施例中阻力叶片闭合示意图；
[0017]图4为本申请实施例中阻力叶片的结构示意图；
[0018]图5为本申请实施例中可收缩支撑杆的结构示意图；
[0019]图6为本申请实施例中回转轴的结构示意图；
[0020]图7为本申请实施例中回转轴与阻力叶片支撑座连接结构示意图；
[0021]图8为本申请实施例中上阻力叶片支撑座的结构示意图；
[0022]图9为本申请实施例中下阻力叶片支撑座的结构示意图；
[0023]图中，回转轴1，升力叶片支撑杆2，阻力叶片3，升力叶片4，阻力叶片可收缩支撑杆5，齿条6，上限位挡块7，叶片支撑板8，轴承9，下限位挡块10，齿轮11。
具体实施方式
[0024]下面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，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0025]如图1
‑
图9所示，针对升力性垂直轴风力机的缺点，增加升力型垂直轴风力机的启动特性，减小在较高叶尖速比下阻力型风力机的缺点，本实施例针提供了一种自适应升阻变换式垂直轴风力机。
[0026]本实施例提供的一种自适应升阻变换式垂直轴风力机，包括升力叶片4、升力叶片支撑杆2、阻力叶片3以及阻力叶片可收缩支撑杆5、回转轴1；
[0027]所述回转轴1上端以及下部分别连接有平行设置的两根升力叶片支撑杆2，两根升力叶片支撑杆2的两端分别安装1个升力叶片4，两根升力叶片支撑杆2之间的回转轴1上连接有能够开合的两个阻力叶片3；两个阻力叶片3均为半圆形，开口相对设置，收缩后形成一个圆柱形，以减小风阻；张开后为两个半圆组成为S型，从而形成阻力叶片。
[0028]需要说明的是，升力叶片通过支撑杆与回转轴连接，组成普通的升力型风力机；再
将阻力叶片通过可伸缩支撑杆与回转轴连接，再将回转轴与发电机等其它零部件安装完成自适应升阻变换垂直轴风力机。
[0029]本技术的工作过程与原理如下：在风速较低时，由于阻力叶片可收缩支撑杆中弹簧作用力使阻力叶片张开，阻力叶片捕获风能，由于限位块作用，阻力叶片带动回转轴转动，所以风力机在初始状态下是阻力型垂直轴风力机。随着阻力叶片捕获风能带动升力叶片转动，随着转速提高，叶尖速比增加，升力叶片逐渐开始发挥作用，这时风力机为升阻混合型，当升力叶片开始其主要做用时，阻力叶片不能提供动力而是阻力时，升力叶片克服可收缩支撑杆中弹簧作用力，使得回转轴与阻力叶片支撑座产生相对转动，回转轴的齿轮带动齿条使得阻力叶片回收，减小阻力叶片所带来的阻力，此时风力机为升力型，从而使得风力机获取较多风能。
[0030]需要说明的是，根据转动情况不同，阻力叶片3可以张开与闭合完成垂直轴风力机由阻力型变成升力型的转变。
[0031]需要说明的是，升力叶片4为普通直线型升力叶片。可采用直线翼，叶片选型为NACA系列。
[0032]需要说明的是，升力叶片支撑杆2，采用扁平的杆件，可以为扁平的O型直杆，以减小风阻。每根升力叶片支撑杆2均由两段构成，每段的两端各有两个定位安装孔，方便将每段安装在升力叶片以及回转轴的叶片支撑板8上。
[0033]需要说明的是，阻力叶片可收缩支撑杆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应升阻变换式垂直轴风力机，其特征在于，包括升力叶片(4)、升力叶片支撑杆(2)、阻力叶片(3)以及阻力叶片可收缩支撑杆(5)、回转轴(1)；所述回转轴(1)上端以及下部分别连接有平行设置的两根升力叶片支撑杆(2)，两根升力叶片支撑杆(2)的两端分别安装1个升力叶片(4)，两根升力叶片支撑杆(2)之间的回转轴(1)上连接有能够开合的两个阻力叶片(3)；两个阻力叶片(3)均为半圆形，开口相对设置，收缩后形成一个圆柱形，以减小风阻；张开后为两个半圆组成为S型。2.根据权利要求1所述的一种自适应升阻变换式垂直轴风力机，其特征在于，所述回转轴(1)上下间隔设置有上阻力叶片支撑座和下阻力叶片支撑座，所述上阻力叶片支撑座和下阻力叶片支撑座与回转轴转动连接，所述上阻力叶片支撑座和下阻力叶片支撑座的两侧分别与一根阻力叶片可收缩支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱新宇，朱英伟，张桐，邢晓坡，
申请(专利权)人：中科国风科技有限公司，
类型：新型
国别省市：