一種阻力型垂直軸風力發電機的制作方法

本發明涉及一種垂直軸風力發電機，特別涉及一種阻力型垂直軸風力發電機。

背景技術：

隨著全球變暖、環境污染等問題的日益嚴重，人們更加注重可再生能源的開發利用。可再生能源的利用能夠減少常規能源資源的開發和影響，促進社會的可持續發展。在眾多可開發利用的可再生能源中，風能因其儲量大、分布廣泛和清潔，安全而備受關注。

風能是一種潛力很大的新能源，而且我國風能資源豐富，分布廣泛，并且我國也早在上個世紀就開始使用風能。目前所使用的風力發電機主要分為水平軸風力發電機和垂直軸風力發電機兩種。相比于水平軸風力發電機，垂直軸風力發電機對來流方向沒有要求，不需要任何的導流裝置；具有結構簡單、易于安裝等特點；垂直軸風力機又分為阻力型和升力型。阻力型垂直軸風力機因其結構簡單、建造成本低、回轉力矩高、啟動風速低等優點而備受關注；同時其運行不受風向限制、氣動噪音小，使其能與城市建筑有效結合，充分利用建筑環境的風能，減少了一次能源的消耗。然而，阻力型垂直軸風力發電機并沒有太好的自動啟動性能，同時其效率、輸出功率也相對較低。

技術實現要素：

本發明是針對阻力型垂直軸風力發電機存在的問題，提出了一種薩沃紐斯式風力機，對阻力型垂直軸風力發電機結構進行改進創新，從阻力型垂直軸風力發電機結構入手，考慮現代空氣動力學理論，在傳統的Savonius風力機的葉片內側增加一個內葉片。內外兩個葉片同時作用能有效提高垂直軸風力發電機的自動啟動性能、效率和輸出功率。

本發明的技術方案為：一種阻力型垂直軸風力發電機，兩塊圓形端板通過中心一根轉軸形成一軸盤，兩塊圓形端板中間兩個半圓柱面葉片弧面向內對稱安裝在轉軸兩側，兩個半圓柱面葉片4個邊與轉軸中心在一條直線上，兩葉片柱面朝向相反，且半圓柱面葉片部分交錯，稱為回轉葉片，在兩回轉葉片交錯一端，沿著兩個回轉葉片有半徑小于回轉葉片，并且弧度方向與對應的回轉葉片相反的半圓柱面內葉片。

所述半圓柱面內葉片直徑小于回轉葉片直徑的1/6。

本發明的有益效果在于：本發明阻力型垂直軸風力發電機，新型阻力型垂直軸風力發電機，保證了垂直軸風力機結構簡單、易于安裝維護等其他優點，同時又改善了垂直軸風力機自動啟動性能的不足，提高了功率系數和效率。

附圖說明

圖1為本發明阻力型垂直軸風力發電機無端板的上視圖；

圖2為本發明阻力型垂直軸風力發電機立體結構圖；

圖3為本發明阻力型垂直軸風力機氣流圖。

具體實施方式

Savonius風力機由兩個半圓柱面葉片弧面向內對稱安裝在轉軸兩側，兩葉面柱面朝向相反，兩個半圓柱面葉片部分交錯，兩個半圓柱面葉片4個邊與轉軸中心在一條直線上，如圖1所示阻力型垂直軸風力發電機無端板的上視圖中1-1和1-2就是Savonius風力機的兩個半圓柱面葉片，這里稱為回轉葉片，3為轉軸，在外葉片內側，也就是靠近轉軸3，分別沿著外葉片1-1和1-2增加半徑較小的半圓柱面內葉片2-1和2-2，并且其弧度方向與外葉片相反。內葉片的直徑大小根據兩外葉片1-1和1-2之間的距離設定，如圖3，內葉片要選擇合適的直徑，其直徑不宜過大，因為過大反而會減小迎風的靜態扭矩，同時也會導致功率系數降低，不利于提高風力機功率。所以，我們定義其內葉片的直徑應小于回轉葉片直徑的1/6。當風吹向此風力機，迎風的內外葉片受到空氣的作用，能夠增加風力機的靜態扭矩，同時減小了回轉葉片的阻力，給風力機帶來自動啟動性能上的提升。與此同時，在轉動過程中，由于內外葉片的共同作用，能夠提升風力機的功率輸出。

如圖2為阻力型垂直軸風力發電機立體結構圖，半圓柱面葉片上下兩端與兩塊圓形端板4固定在一起，轉軸3上下固定在兩塊圓形端板中心點，內外葉片的大小不同，兩葉片間的距離可以改變，距離越大，阻力型垂直軸風力發電機的輸出功率也越大，但其靜態扭矩越小，相對自動啟動性能越差。但是，相比于傳統Savonius風力發電機，自動啟動性能還是有較大的提升。