一種升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上主流的風(fēng)力發(fā)電機(jī)型是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是葉尖速比較大，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速快，發(fā)電效率高；其缺點(diǎn)在于，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)輸和安裝成本較高，并且噪音污染大。與此相反的是，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，但由于原始的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉尖速比很小，風(fēng)能利用率偏低，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)一直未被重視，直到20世紀(jì)Savonius型風(fēng)輪和Darrieus型風(fēng)輪的出現(xiàn)。
[0003]Savonius型風(fēng)輪為阻力型風(fēng)輪，優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，幾乎能在任何風(fēng)速下自啟動(dòng)，電能轉(zhuǎn)化設(shè)備簡(jiǎn)單，能夠安裝在建筑物的表面；缺點(diǎn)在于葉片不對(duì)稱性導(dǎo)致氣流對(duì)風(fēng)輪產(chǎn)生側(cè)向推力，造成過(guò)多損耗，影響發(fā)電效率和安全性。
[0004]Darrieus式風(fēng)輪為升力型風(fēng)輪，缺點(diǎn)是自啟動(dòng)性能差，需要外力提供啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩將風(fēng)輪拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)至一定轉(zhuǎn)速，使葉片表面的升力完全能夠提供轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，在升力作用下，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。雖然Darrieus升力型風(fēng)輪啟動(dòng)困難，但是一旦運(yùn)行，轉(zhuǎn)速要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Savonius阻力型風(fēng)輪，整體的風(fēng)能利用率更高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，采用Savonius阻力型風(fēng)輪結(jié)合Darrieus升力型風(fēng)輪，并在Savonius型風(fēng)輪的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，采用兩個(gè)相對(duì)平行的微S型葉片，增加風(fēng)輪受風(fēng)面積，提高風(fēng)輪發(fā)電效率。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:
[0007]一種升阻互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由風(fēng)輪、盤(pán)式發(fā)電機(jī)、主軸以及連接件組成，所述的風(fēng)輪為組合式風(fēng)輪，即將Savonius式風(fēng)輪和Darrieus式風(fēng)輪相結(jié)合。
[0008]所述的Savonius式風(fēng)輪包括兩個(gè)微S形葉片和固定葉片的上、下圓形托板，兩個(gè)微S形葉片平行對(duì)應(yīng)分布在圓形托板上，且關(guān)于風(fēng)輪的中心軸呈中心對(duì)稱；
[0009]所述的Savonius式風(fēng)輪上、下圓形托板的外板面各有4條加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋在圓形托板的外板面上均勻間隔發(fā)射狀設(shè)置，互成90°夾角；
[0010]所述的Savonius式風(fēng)輪微S形葉片與上、下圓形托板鉚接；
[0011]所述的Savonius式風(fēng)輪上、下圓形托板的邊緣折起形成折邊。
[0012]所述的Darrieus式風(fēng)輪為Darrieus式Φ型風(fēng)輪；
[0013]所述的Darrieus式Φ型風(fēng)輪包括三個(gè)的弧形板，所述的弧形板包括位于中段的圓弧部及位于圓弧部?jī)啥说闹本€部，弧形板的兩個(gè)直線部外端頭分別固定連接在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸上；
[0014]所述的弧形板為合金塑膠件，內(nèi)設(shè)玻璃纖維中間層。
[0015]所述的盤(pán)式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用無(wú)鐵芯結(jié)構(gòu)，線圈封裝在絕緣材料內(nèi)，壓成盤(pán)狀；
[0016]所述的盤(pán)式發(fā)電機(jī)的永磁體為十六塊扇形永磁體磁極，N磁極與S磁極圍繞圓鋼板中心交替均勾分布。
[0017]本實(shí)用新型鑒于Savonius式風(fēng)輪和Darrieus式風(fēng)輪各自的優(yōu)缺點(diǎn)，Savonius式風(fēng)輪低風(fēng)速易啟動(dòng)但發(fā)電效率低，Darrieus式風(fēng)輪發(fā)電效率高但低風(fēng)速啟動(dòng)困難，將Savonius式風(fēng)輪和Darrieus式風(fēng)輪相結(jié)合，充分發(fā)揮兩類風(fēng)輪的優(yōu)點(diǎn)，并在Savonius式風(fēng)輪的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，葉片根部不相連，便于空氣流動(dòng)，增設(shè)風(fēng)輪擋風(fēng)片，改變風(fēng)場(chǎng)的流向，增加風(fēng)輪的受風(fēng)面積，從而整體上提高改進(jìn)后風(fēng)輪的發(fā)電效率。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型立體示意圖。
[0019]Il-Savonius式風(fēng)輪微S形葉片；12_Savonius式風(fēng)輪上圓形托板；13_Savonius式風(fēng)輪下圓形托板；14-Savonius式風(fēng)輪加強(qiáng)筋；15_Savonius式風(fēng)輪上、下圓形托板折邊；21-弧形板；211_弧形板圓弧部；212_弧形板直線部；3_主軸；4_盤(pán)式發(fā)電機(jī)；5_連接件。
[0020]圖2為Savonius式風(fēng)輪剖視圖。
[0021]圖3為盤(pán)式發(fā)電機(jī)永磁體排列示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0023]本實(shí)用新型是一種升阻互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，如圖1所示，由風(fēng)輪、主軸3、盤(pán)式發(fā)電機(jī)4以及連接件5組成，所述的風(fēng)輪為組合式風(fēng)輪，即將Savonius式風(fēng)輪I和Darrieus式風(fēng)輪2相結(jié)合。
[0024]所述的Savonius式風(fēng)輪I包括兩個(gè)微S形葉片11和固定葉片的上、下圓形托板12,13 ;參照?qǐng)D2，兩個(gè)微S形葉片11平行對(duì)應(yīng)分布在圓形托板上，且關(guān)于風(fēng)輪的中心軸呈中心對(duì)稱；
[0025]所述的Savonius式風(fēng)輪I微S形葉片11與上、下圓形托板12、13鉚接；
[0026]優(yōu)選的，所述的上圓形托板12和下圓形托板13的邊緣折起形成折邊15，加強(qiáng)上圓形托板12和下圓形托板13自身的強(qiáng)度，防止其在風(fēng)況較大時(shí)變形損壞。
[0027]優(yōu)選的，所述的上圓形托板12的上板面和下圓形托板13的下表面各設(shè)置有4條加強(qiáng)筋14，加強(qiáng)筋14在圓形托板的外板面上均勻間隔發(fā)射狀設(shè)置，參考圖1。在葉片使用的鋁合金板厚度降低時(shí)，加強(qiáng)筋14用于加強(qiáng)上圓形托板12和下圓形托板13的強(qiáng)度。
[0028]所述的Darrieus式風(fēng)輪2為Darrieus式Φ型風(fēng)輪；
[0029]所述的Darrieus式Φ型風(fēng)輪2包括三個(gè)的弧形板21，所述的弧形板包括位于中段的圓弧部211及位于圓弧部?jī)啥说闹本€部212，弧形板的兩個(gè)直線部外端頭分別固定連接在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸上；
[0030]優(yōu)選的，弧形板21為合金塑膠件，內(nèi)設(shè)玻璃纖維中間層。
[0031]所述的盤(pán)式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用無(wú)鐵芯結(jié)構(gòu)，線圈封裝在絕緣材料內(nèi)，壓成盤(pán)狀；
[0032]所述的盤(pán)式發(fā)電機(jī)的永磁體為十六塊扇形永磁體磁極，N磁極與S磁極圍繞圓鋼板中心交替均勻分布，參照?qǐng)D3。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由風(fēng)輪、盤(pán)式發(fā)電機(jī)、主軸以及連接件組成，其特征在于:所述的風(fēng)輪為組合式風(fēng)輪，即將Savonius式風(fēng)輪和Darrieus式風(fēng)輪相結(jié)合；所述的Savonius式風(fēng)輪包括兩個(gè)微S形葉片和固定葉片的上、下圓形托板，兩個(gè)微S形葉片平行對(duì)應(yīng)分布在圓形托板上；所述的Darrieus式風(fēng)輪為Darrieus式Φ型風(fēng)輪Darrieus式風(fēng)輪通過(guò)連接件與主軸連接。2.如權(quán)利要求1所述的升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的Savonius式風(fēng)輪兩個(gè)微S形葉片關(guān)于風(fēng)輪的中心軸呈中心對(duì)稱。3.如權(quán)利要求1所述的升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的Savonius式風(fēng)輪上、下圓形托板的外板面各有4條加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋在圓形托板的外板面上均勻間隔發(fā)射狀設(shè)置，互成90°夾角。4.如權(quán)利要求1所述的升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的Savonius式風(fēng)輪微S形葉片與上、下圓形托板鉚接。5.如權(quán)利要求1所述的升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的Savonius式風(fēng)輪上、下圓形托板的邊緣折起形成折邊。6.如權(quán)利要求1所述的升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的Darrieus式Φ型風(fēng)輪包括三個(gè)的弧形板，所述的弧形板包括位于中段的圓弧部及位于圓弧部?jī)啥说闹本€部，弧形板的兩個(gè)直線部外端頭通過(guò)連接件固定在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸上。7.如權(quán)利要求6所述的升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的弧形板為合金塑膠件，內(nèi)設(shè)玻璃纖維中間層。8.如權(quán)利要求1所述的升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的盤(pán)式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用無(wú)鐵芯結(jié)構(gòu)，線圈封裝在絕緣材料內(nèi)，壓成盤(pán)狀。9.如權(quán)利要求8所述的升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的盤(pán)式發(fā)電機(jī)的永磁體為十六塊扇形永磁體磁極，N磁極與S磁極圍繞圓鋼板中心交替均勾分布。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種升力互補(bǔ)型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由風(fēng)輪、盤(pán)式發(fā)電機(jī)、主軸以及連接件組成。所述的風(fēng)輪為組合式風(fēng)輪，即將Savonius式風(fēng)輪和Darrieus式風(fēng)輪相結(jié)合；所述的Savonius式風(fēng)輪包括兩個(gè)微S形葉片和固定葉片的上、下圓形托板，兩個(gè)微S形葉片平行對(duì)應(yīng)分布在圓形托板上，且關(guān)于風(fēng)輪的中心軸呈中心對(duì)稱，上、下圓形托板的外板面各有4條加強(qiáng)筋，互成90°夾角；所述的Darrieus式風(fēng)輪為Darrieus式φ型風(fēng)輪，包括三個(gè)的弧形板，所述的弧形板包括位于中段的圓弧部及位于圓弧部?jī)啥说闹本€部。本實(shí)用新型充分發(fā)揮兩類風(fēng)輪的優(yōu)點(diǎn)，并在Savonius式風(fēng)輪的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，采用兩個(gè)相對(duì)平行的微S型葉片，增加風(fēng)輪受風(fēng)面積，提高風(fēng)輪發(fā)電效率。
【IPC分類】F03D3/06, F03D9/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204704071
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520137903
【發(fā)明人】王芳武
【申請(qǐng)人】安徽省偉德萊特新能源設(shè)備科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日