專利名稱：用于垂直軸風力發(fā)電機的風輪機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風力機的風輪機構(gòu)，尤其是一種用于垂直軸風力發(fā)電機的風輪機 構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的風力發(fā)電機包括水平軸式和垂直軸式兩類，水平軸式風力發(fā)電機技術(shù) 較成熟，占據(jù)目前市場的主體。水平軸式的風力發(fā)電機占用空間大，需設置塔架、迎風調(diào)節(jié) 及葉片姿態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)復雜，投資大，不利于推廣。雖然垂直軸風機的整體結(jié)構(gòu)較 水平軸式風機簡單得多，但垂直軸風機的風輪的葉片大多固定設置，風能利用率低。號為 200910012045. χ的中國專利申請公開了一種通過控制器指揮，以機械式調(diào)整風帆迎風角度 的技術(shù)方案，其結(jié)構(gòu)復雜，成本高。公開號為CN101761448A的中國專利申請公開了一種用 于垂直軸風機的百葉式葉片結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)葉片在順風和迎風兩種狀態(tài)下自動開閉調(diào)向，其 結(jié)構(gòu)較復雜。生產(chǎn)中急迫需要一種結(jié)構(gòu)簡單、便于制造、生產(chǎn)成本低、風能利用率高的風輪 機構(gòu)。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的問題在于提供一種用于垂直軸風力發(fā)電機的風輪機構(gòu)，可實 現(xiàn)葉片自動換向，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，生產(chǎn)成本低，風能利用率高。本實用新型采用如下技術(shù)方案，包括一個垂直主軸和結(jié)構(gòu)相同的數(shù)個葉片單元， 所述數(shù)個葉片單元沿垂直主軸周邊均布，其特征在于所述數(shù)個葉片單元的每一個葉片單 元設有水平梁架和相配的直立式葉片，水平梁架的內(nèi)端固定于垂直主軸上，水平梁架的外 端設有第一聯(lián)接座，葉片內(nèi)側(cè)設有沿垂直方向延伸的自轉(zhuǎn)偏心軸，自轉(zhuǎn)偏心軸上設有第二 聯(lián)接座，第一聯(lián)接座與第二聯(lián)接座通過軸承相聯(lián)接。其原理是葉片通過自轉(zhuǎn)偏心軸活動式 聯(lián)接于水平梁架的外端，自轉(zhuǎn)偏心軸將葉片分成寬幅面與窄幅面兩部分，葉片隨風輪整體 旋轉(zhuǎn)時可沿自轉(zhuǎn)偏心軸隨風自轉(zhuǎn)。當葉片轉(zhuǎn)至逆風運行狀態(tài)時，由于葉片的寬幅面與窄幅 面承受風力大小不一致，同風向標原理，風力作用使葉片寬幅面始終位于風向的前端，整個 葉片的方向與風向一致，葉片沒有逆風阻力；葉片轉(zhuǎn)至順風運行狀態(tài)時，風力和水平梁架的 限位作用使葉片緊貼水平梁架成迎風狀態(tài)，葉片承受風力產(chǎn)生扭矩，從而使風輪沿垂直主 軸旋轉(zhuǎn)，垂直主軸帶動發(fā)電機發(fā)電。任意方向的來風，總有葉片處于順風狀態(tài)，順風一側(cè)的 葉片承受風力產(chǎn)生扭矩，逆風一側(cè)的葉片隨風自轉(zhuǎn)與風向一致無風阻，這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了葉 片自動換向，高效利用風力的目的。一種改進是所述水平梁架包括上梁架和下梁架。設置上梁架和下梁架，便于與長 方形的葉片結(jié)構(gòu)相匹配。另一種改進是所述葉片為布制帆板結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)輕巧、生產(chǎn)成本低。還有一種改進是所述自轉(zhuǎn)偏心軸的軸線與葉片的窄幅端邊線之間的距離L為葉 片寬度的2/5至1/5之間。采用這種結(jié)構(gòu)，葉片與水平梁架的聯(lián)接受力更均衡，風輪整體運行更平穩(wěn)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，生產(chǎn)成本低，風能利用率高。
圖1是本實用新型一種實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是葉片結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型一種實施例的俯視結(jié)構(gòu)動態(tài)原理示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型一種實施例包括一個垂直主軸1和結(jié)構(gòu)相同的 數(shù)個葉片單元2，所述數(shù)個葉片單元2沿垂直主軸1周邊均布，其特征在于所述數(shù)個葉片 單元2的每一個葉片單元2設有水平梁架3和相配的直立式葉片4，水平梁架3的內(nèi)端固 定于垂直主軸1上，水平梁架3的外端設有第一聯(lián)接座7，葉片4內(nèi)側(cè)設有沿垂直方向延伸 的自轉(zhuǎn)偏心軸5，自轉(zhuǎn)偏心軸5上設有第二聯(lián)接座6，第一聯(lián)接座7與第二聯(lián)接座6通過軸 承相聯(lián)接。其原理是葉片4通過自轉(zhuǎn)偏心軸5活動式聯(lián)接于水平梁架3的外端，自轉(zhuǎn)偏心 軸5將葉片4分成寬幅面與窄幅面兩部分，葉片4隨風輪整體旋轉(zhuǎn)時可沿自轉(zhuǎn)偏心軸5隨 風自轉(zhuǎn)。當葉片4轉(zhuǎn)至逆風運行狀態(tài)時，由于葉片4的寬幅面與窄幅面承受風力大小不一 致，同風向標原理，風力作用使葉片4寬幅面始終位于風向的前端，整個葉片4的方向與風 向一致，葉片4沒有逆風阻力；葉片4轉(zhuǎn)至順風運行狀態(tài)時，風力和水平梁架3的限位作用 使葉片4緊貼水平梁架3成迎風狀態(tài)，葉片4承受風力產(chǎn)生扭矩，從而使風輪沿垂直主軸1 旋轉(zhuǎn)，垂直主軸1帶動發(fā)電機發(fā)電。任意方向的來風，總有葉片4處于順風狀態(tài)，順風一側(cè) 的葉片4承受風力產(chǎn)生扭矩，逆風一側(cè)的葉片4隨風自轉(zhuǎn)與風向一致無風阻，這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn) 了葉片自動換向，高效利用風力的目的。一種改進是所述水平梁架3包括上梁架和下梁架。設置上梁架和下梁架，便于與 長方形的葉片結(jié)構(gòu)相匹配。另一種改進是所述葉片4為布制帆板結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)輕巧、生產(chǎn)成本低。如圖2所示，還有一種改進是所述自轉(zhuǎn)偏心軸5的軸線與葉片的窄幅端邊線之間 的距離L為葉片寬度的2/5至1/5之間。一種優(yōu)選實施例是L為葉片寬度的1/3。采用這 種結(jié)構(gòu)，葉片4與水平梁架3的聯(lián)接受力更均衡，風輪整體運行更平穩(wěn)。風輪的旋轉(zhuǎn)方向決定于葉片4上自轉(zhuǎn)偏心軸5的軸線位置的設置方式。葉片4位 于順風狀態(tài)向逆風狀態(tài)轉(zhuǎn)換的交替位置(即順風向的最遠端)時，對于自轉(zhuǎn)偏心軸5的軸 線靠左側(cè)的葉片結(jié)構(gòu)，風輪逆時針旋轉(zhuǎn)；靠右側(cè)的葉片結(jié)構(gòu)，風輪順時針旋轉(zhuǎn)。與實用新型類似的同類結(jié)構(gòu)的等效變換，均落入本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種用于垂直軸風力發(fā)電機的風輪機構(gòu)，包括一個垂直主軸和結(jié)構(gòu)相同的數(shù)個葉片 單元，所述數(shù)個葉片單元沿垂直主軸周邊均布，其特征在于所述數(shù)個葉片單元的每一個葉 片單元設有水平梁架和相配的直立式葉片，水平梁架的內(nèi)端固定于垂直主軸上，水平梁架 的外端設有第一聯(lián)接座，葉片內(nèi)側(cè)設有沿垂直方向延伸的自轉(zhuǎn)偏心軸，自轉(zhuǎn)偏心軸上設有 第二聯(lián)接座，第一聯(lián)接座與第二聯(lián)接座通過軸承相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于垂直軸風力發(fā)電機的風輪機構(gòu)，其特征在于所述 水平梁架包括上梁架和下梁架。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于垂直軸風力發(fā)電機的風輪機構(gòu)，其特征在于 所述葉片為布制帆板結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于垂直軸風力發(fā)電機的風輪機構(gòu)，其特征在于所述 自轉(zhuǎn)偏心軸的軸線與葉片的窄幅端邊線之間的距離L為葉片寬度的2/5至1/5之間。
專利摘要一種用于垂直軸風力發(fā)電機的風輪機構(gòu)，包括一個垂直主軸和結(jié)構(gòu)相同的數(shù)個葉片單元，所述數(shù)個葉片單元沿垂直主軸周邊均布，其特征在于所述數(shù)個葉片單元的每一個葉片單元設有水平梁架和相配的直立式葉片，水平梁架的內(nèi)端固定于垂直主軸上，水平梁架的外端設有第一聯(lián)接座，葉片內(nèi)側(cè)設有沿垂直方向延伸的自轉(zhuǎn)偏心軸，自轉(zhuǎn)偏心軸上設有第二聯(lián)接座，第一聯(lián)接座與第二聯(lián)接座通過軸承相聯(lián)接。本實用新型的葉片與水平梁架活動式聯(lián)接，葉片可自動換向，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，生產(chǎn)成本低，風能利用率高。
文檔編號F03D3/06GK201778950SQ201020518529
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者陳昌平 申請人:陳靜