一种用于垂直轴风力发电机的风轮机构，包括一个垂直主轴和结构相同的数个叶片单元，所述数个叶片单元沿垂直主轴周边均布，其特征在于：所述数个叶片单元的每一个叶片单元设有水平梁架和相配的直立式叶片，水平梁架的内端固定于垂直主轴上，水平梁架的外端设有第一联接座，叶片内侧设有沿垂直方向延伸的自转偏心轴，自转偏心轴上设有第二联接座，第一联接座与第二联接座通过轴承相联接。本实用新型专利技术的叶片与水平梁架活动式联接，叶片可自动换向，其结构简单，制造方便，生产成本低，风能利用率高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及风力机的风轮机构，尤其是一种用于垂直轴风力发电机的风轮机 构。
技术介绍
现有技术的风力发电机包括水平轴式和垂直轴式两类，水平轴式风力发电机技术 较成熟，占据目前市场的主体。水平轴式的风力发电机占用空间大，需设置塔架、迎风调节 及叶片姿态调节机构，其结构复杂，投资大，不利于推广。虽然垂直轴风机的整体结构较 水平轴式风机简单得多，但垂直轴风机的风轮的叶片大多固定设置，风能利用率低。号为 200910012045. χ的中国专利申请公开了一种通过控制器指挥，以机械式调整风帆迎风角度 的技术方案，其结构复杂，成本高。公开号为CN101761448A的中国专利申请公开了一种用 于垂直轴风机的百叶式叶片结构，可实现叶片在顺风和迎风两种状态下自动开闭调向，其 结构较复杂。生产中急迫需要一种结构简单、便于制造、生产成本低、风能利用率高的风轮 机构。
技术实现思路
本技术要解决的问题在于提供一种用于垂直轴风力发电机的风轮机构，可实 现叶片自动换向，其结构简单，制造方便，生产成本低，风能利用率高。本技术采用如下技术方案，包括一个垂直主轴和结构相同的数个叶片单元， 所述数个叶片单元沿垂直主轴周边均布，其特征在于所述数个叶片单元的每一个叶片单 元设有水平梁架和相配的直立式叶片，水平梁架的内端固定于垂直主轴上，水平梁架的外 端设有第一联接座，叶片内侧设有沿垂直方向延伸的自转偏心轴，自转偏心轴上设有第二 联接座，第一联接座与第二联接座通过轴承相联接。其原理是叶片通过自转偏心轴活动式 联接于水平梁架的外端，自转偏心轴将叶片分成宽幅面与窄幅面两部分，叶片随风轮整体 旋转时可沿自转偏心轴随风自转。当叶片转至逆风运行状态时，由于叶片的宽幅面与窄幅 面承受风力大小不一致，同风向标原理，风力作用使叶片宽幅面始终位于风向的前端，整个 叶片的方向与风向一致，叶片没有逆风阻力；叶片转至顺风运行状态时，风力和水平梁架的 限位作用使叶片紧贴水平梁架成迎风状态，叶片承受风力产生扭矩，从而使风轮沿垂直主 轴旋转，垂直主轴带动发电机发电。任意方向的来风，总有叶片处于顺风状态，顺风一侧的 叶片承受风力产生扭矩，逆风一侧的叶片随风自转与风向一致无风阻，这种结构实现了叶 片自动换向，高效利用风力的目的。一种改进是所述水平梁架包括上梁架和下梁架。设置上梁架和下梁架，便于与长 方形的叶片结构相匹配。另一种改进是所述叶片为布制帆板结构。这种结构轻巧、生产成本低。还有一种改进是所述自转偏心轴的轴线与叶片的窄幅端边线之间的距离L为叶 片宽度的2/5至1/5之间。采用这种结构，叶片与水平梁架的联接受力更均衡，风轮整体运行更平稳。本技术结构简单，制造方便，生产成本低，风能利用率高。附图说明图1是本技术一种实施例的立体结构示意图。图2是叶片结构示意图。图3是本技术一种实施例的俯视结构动态原理示意图。具体实施方式如图1、图2、图3所示，本技术一种实施例包括一个垂直主轴1和结构相同的 数个叶片单元2，所述数个叶片单元2沿垂直主轴1周边均布，其特征在于所述数个叶片 单元2的每一个叶片单元2设有水平梁架3和相配的直立式叶片4，水平梁架3的内端固 定于垂直主轴1上，水平梁架3的外端设有第一联接座7，叶片4内侧设有沿垂直方向延伸 的自转偏心轴5，自转偏心轴5上设有第二联接座6，第一联接座7与第二联接座6通过轴 承相联接。其原理是叶片4通过自转偏心轴5活动式联接于水平梁架3的外端，自转偏心 轴5将叶片4分成宽幅面与窄幅面两部分，叶片4随风轮整体旋转时可沿自转偏心轴5随 风自转。当叶片4转至逆风运行状态时，由于叶片4的宽幅面与窄幅面承受风力大小不一 致，同风向标原理，风力作用使叶片4宽幅面始终位于风向的前端，整个叶片4的方向与风 向一致，叶片4没有逆风阻力；叶片4转至顺风运行状态时，风力和水平梁架3的限位作用 使叶片4紧贴水平梁架3成迎风状态，叶片4承受风力产生扭矩，从而使风轮沿垂直主轴1 旋转，垂直主轴1带动发电机发电。任意方向的来风，总有叶片4处于顺风状态，顺风一侧 的叶片4承受风力产生扭矩，逆风一侧的叶片4随风自转与风向一致无风阻，这种结构实现 了叶片自动换向，高效利用风力的目的。一种改进是所述水平梁架3包括上梁架和下梁架。设置上梁架和下梁架，便于与 长方形的叶片结构相匹配。另一种改进是所述叶片4为布制帆板结构。这种结构轻巧、生产成本低。如图2所示，还有一种改进是所述自转偏心轴5的轴线与叶片的窄幅端边线之间 的距离L为叶片宽度的2/5至1/5之间。一种优选实施例是L为叶片宽度的1/3。采用这 种结构，叶片4与水平梁架3的联接受力更均衡，风轮整体运行更平稳。风轮的旋转方向决定于叶片4上自转偏心轴5的轴线位置的设置方式。叶片4位 于顺风状态向逆风状态转换的交替位置(即顺风向的最远端)时，对于自转偏心轴5的轴 线靠左侧的叶片结构，风轮逆时针旋转；靠右侧的叶片结构，风轮顺时针旋转。与技术类似的同类结构的等效变换，均落入本技术的保护范围。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于垂直轴风力发电机的风轮机构，包括一个垂直主轴和结构相同的数个叶片单元，所述数个叶片单元沿垂直主轴周边均布，其特征在于：所述数个叶片单元的每一个叶片单元设有水平梁架和相配的直立式叶片，水平梁架的内端固定于垂直主轴上，水平梁架的外端设有第一联接座，叶片内侧设有沿垂直方向延伸的自转偏心轴，自转偏心轴上设有第二联接座，第一联接座与第二联接座通过轴承相联接。
【技术特征摘要】
1.一种用于垂直轴风力发电机的风轮机构，包括一个垂直主轴和结构相同的数个叶片 单元，所述数个叶片单元沿垂直主轴周边均布，其特征在于所述数个叶片单元的每一个叶 片单元设有水平梁架和相配的直立式叶片，水平梁架的内端固定于垂直主轴上，水平梁架 的外端设有第一联接座，叶片内侧设有沿垂直方向延伸的自转偏心轴，自转偏心轴上设有 第二联接座，第一联接座与第二联接座通过轴承相...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌平，
申请(专利权)人：陈静，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]
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