(10)申请公布号 (43)申请公布日 2010.05.05*CN101701572A*
(21)申请号 200910160109.0
(22)申请日 2009.07.18
F03D 9/00(2006.01)
F03D 3/00(2006.01)
F03D 3/04(2006.01)
F03D 3/06(2006.01)
(71)申请人沈志超
地址264000 山东省烟台市芝罘区南沟街
57号内13号
(72)发明人
沈志超
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种双垂直轴风力发电机，包
括发电机(7)、风轮毂(6)和叶片(1)，叶片(1) 通过支架与风轮毂(7)连接，所述支架是由风轮
毂(6)向外伸展的上横梁(2)、下横梁(5)、垂直
轴(4)和限定轴(3)组成，上横梁(2)和下横梁
(5)上、下对应，在上横梁(2)、下横梁(5)之间固
定有垂直轴(4)和限定轴(3)，限定轴(3)在垂直
轴(4)内侧，叶片(1)一端设有销孔，叶片(1)通
过销孔与垂直轴(4)铰接，垂直轴中心线(8)和限
定轴中心线(9)之间的间距a 短于垂直轴中心线
(8)与叶片自由端边线(10)的长度b 。本发明具
有逆风阻力小，风能利用率高，同时还具有结构简
单，成本低廉，维护方便的特点。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 3 页CN 101701572 A
C N 101701572 A
1.一种双垂直轴风力发电机，包括发电机(7)、风轮毂(6)和叶片(1)，叶片(1)通过支架与风轮毂(7)连接，其特征在于：所述支架是由风轮毂(6)向外伸展的上横梁(2)、下横梁(5)，以及垂直轴(4)和限定轴(3)组成，
上横梁(2)和下横梁(5)上、下对应，在上横梁(2)、下横梁(5)之间固定有垂直轴(4)和限定轴(3)，限定轴(3)在垂直轴(4)的内侧，叶片(1)一端设有销孔，叶片(1)通过销孔与垂直轴(4)相铰接，垂直轴中心线(8)和限定轴中心线(9)之间的间距a短于垂直轴中心线(8)与叶片自由端边线(10)的长度b。
2.根据权利要求1所述一种双垂直轴风力发电机，其特征在于：所述叶片(1)为长方形，长方形长与高的比例为1∶1.3～1.4。
3.根据权利要求1或2所述一种双垂直轴风力发电机，其特征在于：还设有半遮罩和调向器(15)，所述半遮罩由半圆形的上挡板(11)和下挡板(12)，以及曲面板(13)组成，上挡板(11)和下挡板(12)的半圆弧端分别固定于曲面板(13)的上、下两端，风轮毂(6)的上、下轴分别位于上挡板(11)和下挡板(12)的轴套内；所述调向器(15)为1平面板，调向器(15)的平面与上挡板的切边(16)平行并位于上挡板(11)的一侧。 4.根据权利要求3所述一种双垂直轴风力发电机，其特征在于：在所述限定轴(3)上套有橡胶套。
一种双垂直轴风力发电机
技术领域
[0001] 本发明涉及风力发电机，尤其涉及一种双垂直轴风力发电机。
背景技术
[0002] 目前，大部分国家能源供应不足，各国都在努力寻求稳定充足的能源供应，其中可再生能源的开发与利用尤为引人注目。风能、太阳能和生物质能作为可再生能源发展最快，产业前景最好。而风力发电技术成本最接近于常规能源，因而也成为产业化发展最快的清洁能源技术。根据旋转轴安装的角度不同，现有风力发电机分为两类：水平直轴风力发电机和垂直轴风力发电机，二者的区别在于：水平直轴风力发电机的风轮旋转轴是水平的，垂直轴风力发电机的风轮旋转轴是垂直的，垂直轴风力发电机的风能利用率要大于水平直轴风力发电机。AAB-CZ型垂轴风力发电机是AAB国际北京亚盟环保科技有限公司2008年生产的新型垂直轴风力发电机，该垂直轴风力发电机比同类型风力发电机效率高出10-30％。AAB-CZ型垂直轴风力发电机由半遮罩、叶片、风轮毂和发电机组成，叶片通过支架与风轮毂连接固定，但叶片相对支架是固定的，不能绕支架上的轴旋转，当叶片进入半遮罩时，叶片受到半遮罩内的空气阻力较大，虽然叶片背部成流线型，但叶片旋转阻力仍不可小视，因此，AAB-CZ型垂轴风力发电机的风能利用率较低。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种叶片逆风阻力小，风能利用率高的垂直轴风力发电机。[0004] 本发明的技术解决方案是：一种双垂直轴风力发电机，包括发电机7、风轮毂6和叶片1，叶片1通过支架与风轮毂7连接，所述支架是由风轮毂6向外伸展的上横梁2、下横梁5，以及垂直轴4和限定轴3组成，上横梁2和下横梁5上、下对应，在上横梁2、下横梁5之间固定有垂直轴4和限定轴3，限定轴3在垂直轴4的内侧，
叶片1一端设有销孔，叶片1通过销孔与垂直轴4相铰接，垂直轴中心线8和限定轴中心线9之间的间距a短于垂直轴中心线8与叶片自由端边线10的长度b。
[0005] 所述叶片1为长方形，长方形长与高的比例为1∶1.3～1.4。
[0006] 上述一种双垂直轴风力发电机还设有半遮罩和调向器15，所述半遮罩由半圆形的上挡板11和下挡板12，以及曲面板13组成，上挡板11和下挡板12的半圆弧端分别固定于曲面板13的上、下两端，风轮毂6的上、下轴分别位于上挡板11和下挡板12的轴套内；所述调向器15为1平面板，调向器15的平面与上挡板的切边16平行并位于上挡板11的一侧。
[0007] 在所述限定轴3上套有橡胶套。
[0008] 本发明的技术效果是：在X轴下方时，即当叶片位于第III和第IV象限时，处于风推动叶片1使风轮毂6旋转状态，当叶片1处在Y轴时，叶片1受风吹的有效面积最大；在X轴上方，即当叶片1位于第I和第II象限时，由于叶片1一端可以绕垂直轴4旋转，此时叶片1横向只受到风的吹动作用，叶片1飘动方向与风向平行，此时，叶片1逆风面积很
小，叶片1逆风阻力也就很小，故本发明风能利用率高，同时还具有结构简单，成本低廉，维护方便的特点。
附图说明
[0009] 图1为实施例1示意图。
[0010] 图2为实施例1主视图。
[0011] 图3为实施例1俯视图。
[0012] 图4为图3坐标(象限)位置图。
[0013] 图5为实施例2示意图。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图和实施例详细说明：
[0015] 实施例1
[0016] 如图1至图4所示：一种双垂直轴风力发电机，包括发电机7、风轮毂6和叶片1，叶片1通过支架与风轮毂7连接，所述支架是由风轮毂6向外伸展的上横梁2、下横梁5，以及垂直轴4和限定轴3组成，上横梁2和下横梁5上、下对应，在上横梁2、下横梁5之间固定有垂直轴4和限定轴3，限定轴3在垂直轴4的内
侧，叶片1一端设有销孔，叶片1通过销孔与垂直轴4相铰接，垂直轴中心线8和限定轴中心线9之间的间距a短于垂直轴中心线8与叶片自由端边线10的长度b，目的是当叶片1旋转到X轴下方时，叶片1在风的吹动下使叶片1的自由端与限定轴3接触，风通过叶片1推动上横梁2、下横梁5产生力矩，使上横梁2、下横梁5围绕风轮毂6中心线旋转。本实施例为4组叶片及配套支架，叶片及配套支架在风轮毂7圆周方向均匀分布。本实施例所述叶片1为长方形，长方形长与高的比例为1∶1.3～1.4。为了减少叶片1对限定轴3的冲击和减少噪音，在所述限定轴3套有橡胶套等软质材料。
[0017] 实施例2
[0018] 如图5所示：为了使位于X轴上方的叶片1减少风吹的影响，实施例2在实施例1基础上还设有半遮罩和调向器15，所述半遮罩由半圆形的上挡板11和下挡板12，以及曲面板13组成，上挡板11和下挡板12的半圆弧端分别固定于曲面板13的上、下两端，风轮毂6的上、下轴分别位于上挡板11和下挡板12的轴套内；所述调向器15为1平面板，本实施例为三角形，调向器15的平面与上挡板的切边16平行并位于上挡板11的一侧，调向器15的作用是在风的吹动下，使上挡板的切边16始终与风向一致。旋转到半遮罩内的叶片1只受到半遮罩内空气的作用，减少外部风的影响，由于叶片1一端可以绕垂直轴4旋转，此时叶片1在半遮罩内空气的作用下，叶片处于飘动状态，此时，叶片1受半遮罩内空气作用的截面很小，故风能利用率高。
[0019] 在上述图1、3和5中，射头方向表示风吹的方向。
图1
图2
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