專利名稱：單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及風力發電領域，尤其涉及一種單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統。
背景技術：
風力發電的風機有水平軸和垂直軸之分，相對與傳統的水平軸風力發電機，垂直軸風力發電機具有設計方法先進、風能利用率高、啟動風速低、無噪音等眾多優點，具有更加廣闊的市場應用前景。目前，垂直軸風機的葉片主要是①型和H型，還有其它一些形狀，主要不足是受風面積小，功率不大，風能利用率低。因此，需要運用單向風道的原理、網格分隔的原理、軌道支撐的技術解決風機的構成問題，對葉片形狀和結構進行改進，以提高受風面積、可適應大功率風機的制造、提高靈活性和風能利用率。在輸出功率控制方面，可控制葉片的開啟數量，使輸出功率減小，保護風機的安全。在動力輸出上，借用汽車自動變速箱的原理，自動調節動力輸出，保持恒定扭矩的輸出。
發明內容
為了提高和改善現有垂直軸風力發電系統的不足，本發明對葉片形狀和結構進行改進，以提高受風面積、可適應大功率風機的制造、提高靈活性和風能利用率。本發明的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，包括發電機組、風車支架及動力傳輸軸以及固定在所述風車支架及動力傳輸軸上的多個葉片，所述葉片包括一個呈網格狀的架體，在該架體的每個網格上都連接有一個能單向開啟的小葉片。當葉片逆風旋轉時，由于小葉片在一側無阻擋而向上開啟，使葉片阻力最小，當葉片順風轉動時，小葉片由于重力和風力作用落下關閉，葉片阻力最大，風力推動風機轉動，小葉片隨風自然開啟和關閉，不需要導向裝置。本發明的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，在每個小葉片的上方都設置一個控制器，控制器控制所述小葉片呈自由活動或打開狀態，當風力過大時，控制器控制部分或全部小葉片呈打開狀態，使風機受力減小，控制風機的輸出功率，保護風機安全。本發明的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，在所述葉片的底端設置有支撐滑輪，在所述葉片的下方安裝有支撐軌道，所述支撐滑輪與支撐軌道相適配，所述支撐滑輪能沿著支撐軌道的軌跡滑動以減輕風車支架及動力傳輸軸的承重壓力。本發明的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，在風車支架及動力傳輸軸的底端連接有自動變速箱，通過所述自動變速箱將風車支架及動力傳輸軸的動力輸出至發電機組，以保持風機扭矩輸出的恒定。本發明的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，所述小葉片通過鉸鏈與架體連接。本發明的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，葉片的數量在3-6片之間。與現有技術相比本發明的有益效果為1、與原有的其它垂直軸風力發電系統相t匕，有效受風面積大為增加，因此，輸出功率和風能利用率大幅度提高。2、葉片由網格小葉片組成，不需要導向裝置，結構簡單，容易實現，成本低。3、由于葉片結構特征和支撐點設置，可以做成大型或超大型風力發電系統。4、通過控制小葉片的開啟數量，既可靈活控制輸出功率，又可提高風機的安全性。5、通過輸出軸變速箱的設計，保證輸出扭矩的恒定。
圖I是本發明單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統的結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
如圖I所示，一種單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，包括發電機組I、風車支架及動力傳輸軸2以及固定在風車支架及動力傳輸軸2上的三片葉片3，葉片3包括一個呈網格狀的架體31，在該架體31的每個網格32上都連接有一個能單向開啟的小葉片33，小葉片33通過鉸鏈與架體31連接。當葉片3逆風旋轉時，由于小葉片33在一側無阻擋而向上開啟，使葉片3阻力最小，當葉片3順風轉動時，小葉片33由于重力和風力作用落下關閉，葉片3阻力最大,風力推動風機轉動，小葉片33隨風自然開啟和關閉，不需要導向裝置。在每個小葉片33的上方都設置一個控制器34，控制器34控制小葉片33呈自由活動或打開狀態，當風力過大時，控制器34控制部分或全部小葉片33呈打開狀態，使風機受力減小，控制風機的輸出功率，保護風機安全。為了制造出大功率或超大功率的風機，葉片3長度和重量必然增加，需要在葉片3的底端設置有支撐滑輪4，在葉片3的下方安裝有支撐軌道5，支撐滑輪4與支撐軌道5相適配，支撐滑輪4能沿著支撐軌道5的軌跡滑動以減輕風車支架及動力傳輸軸2的承重壓力。在風車支架及動力傳輸軸2的底端連接有自動變速箱6，通過自動變速箱6將風車支架及動力傳輸軸2的動力輸出至發電機組1，以保持風機扭矩輸出的恒定。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，包括發電機組、風車支架及動力傳輸軸和固定在所述風車支架及動力傳輸軸上的多個葉片，其特征在于所述葉片包括一個呈網格狀的架體，在該架體的每個網格上都連接有一個能單向開啟的小葉片，當葉片逆風旋轉時，小葉片在一側無阻擋而向上開啟，當葉片順風轉動時，小葉片由于重力和風力作用落下關閉。
2.根據權利要求I所述的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，其特征在于在每個小葉片的上方都設置一個控制器，控制器控制所述小葉片呈自由活動或打開狀態，當風力過大時，控制器控制部分或全部小葉片呈打開狀態，使風機受力減小。
3.根據權利要求I所述的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，其特征在于在所述葉片的底端設置有支撐滑輪，并且在所述葉片的下方安裝有支撐軌道，所述支撐滑輪與支撐軌道相適配，所述支撐滑輪能沿著支撐軌道的軌跡滑動以減輕風車支架及動力傳輸軸的承重壓力。
4.根據權利要求3所述的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，其特征在于所述支撐軌道的形狀為圓形。
5.根據權利要求I所述的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，其特征在于在所述風車支架及動力傳輸軸的底端連接有自動變速箱，通過所述自動變速箱將風車支架及動力傳輸軸的動力輸出至發電機組，以保持風機扭矩輸出的恒定。
6.根據權利要求5所述的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，其特征在于所述小葉片通過鉸鏈與架體連接。
7.根據權利要求6所述的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，其特征在于葉片的數量在3-6片之間。
全文摘要
本發明涉及風力發電領域，目的是提供一種能提高受風面積、可適應大功率風機的制造、提高靈活性和風能利用率的單向開啟式葉片垂直軸風力發電系統，包括發電機組、風車支架及動力傳輸軸以及固定在所述風車支架及動力傳輸軸上的多個葉片，所述葉片包括一個呈網格狀的架體，在該架體的每個網格上都連接有一個能單向開啟的小葉片。與原有的其它垂直軸風力發電系統相比，有效受風面積大為增加，因此，輸出功率和風能利用率大幅度提高。且結構簡單，成本低，可以做成大型或超大型風力發電系統，并能靈活控制輸出功率，又可提高風機的安全性。
文檔編號F03D3/06GK102966491SQ20111025781
公開日2013年3月13日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者范海紹 申請人:范海紹