垂直轴风力发电机的制作方法

1.本技术涉及发电设备技术领域，特别涉及一种垂直轴风力发电机。


背景技术：

2.垂直轴风力发电机，是一种将风能转变为机械能，再转变为电能的低转速风力发电机。利用风力发电，向蓄电池充电蓄存电能。
3.相关技术中，垂直轴风力发电机一般包括若干风叶以及发电机构，发电机构的转轴与风叶相连接，当风吹动风叶转动时能够带动发电机构的转轴转动，从而将风能转化为电能。具体的，风叶一般错开设置，风流经其中一个风叶的迎风面以及破风面后不会影响相邻近的风叶，为保障风叶能够带动转轴转动，风叶一般包括有至少三个甚至三个以上。
4.由此，现有技术中的垂直轴风力发电机需要至少三个及三个以上的风叶，结构较为复杂。


技术实现要素：

5.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种垂直轴风力发电机，能够通过两个风叶既能够保证发电机构的转轴持续转动。
6.根据本技术的实施例的垂直轴风力发电机，包括：发电机构和风叶组件。
7.所述风叶组件包括两个风叶，所述风叶连接所述发电机构的转轴，所述风叶呈弧形结构，且两个所述风叶的迎风面相对设置，两个所述风叶在竖直面上的投影部分相重叠。
8.根据本技术的实施例的垂直轴风力发电机，至少具有如下有益效果：通过上述本技术的垂直轴风力发电机的结构设计，使得风吹向两个风叶的迎风面和破风面后的气流能够相互影响，具体来说，使得吹向其中一个风叶的迎风面的风能够部分通过气道流动至另一个风叶的迎风面，以及吹向另一个风叶的破风面的风能够部分重新流动至其中一个风叶的迎风面，从而，在风叶组件仅具有两个风叶的情况，本技术的风叶组件风能获取效率较高，结构简单，成本较低。
9.根据本技术的一些实施例，所述风叶组件包括至少两组，所述风叶组件沿高度方向分布。
10.根据本技术的一些实施例，相邻的两组风叶组件在竖直方向上相错开设置。
11.根据本技术的一些实施例，所述发电机构设置于两个所述风叶投影相重叠的部分之间。
12.根据本技术的一些实施例，所述风叶呈半球形结构。
13.根据本技术的一些实施例，同一所述风叶组件中，两个所述风叶的中心线之间的距离为x，所述风叶的投影面的半径为r，其中，r＜x＜2r。
14.根据本技术的一些实施例，同一所述风叶组件中，两个所述风叶的中心线之间的距离为x，所述风叶的投影面的半径为r，其中，r＝x。
15.根据本技术的一些实施例，同一所述风叶组件中，两个所述风叶的中心线之间的
距离为x，所述风叶的投影面的半径为r，其中，x＜r。
16.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明，其中：
18.图1为现有技术中的垂直轴风力发电机的结构示意图
19.图2为本技术实施例的垂直轴风力发电机的主视图；
20.图3为本技术实施例的垂直轴风力发电机的俯视方向的剖视图；
21.图4为本技术实施例的垂直轴风力发电机的风叶组件为两组时的结构示意图；
22.图5为本技术实施例的垂直轴风力发电机的风叶重叠比例为第一种时的俯视图；
23.图6为本技术实施例的垂直轴风力发电机的风叶重叠比例为第二种时的俯视图；
24.图7为本技术实施例的垂直轴风力发电机的风叶重叠比例为第三种时的俯视图。
25.附图标记：
26.发电装置110、扇叶120、第一扇叶120a、第二扇叶120b、第三扇叶120c；
27.发电机构200；
28.风叶组件300、风叶310、迎风面311、破风面312、第一风叶310a、第二风叶310b；
29.安装盘410、支撑杆420、塔柱430。
具体实施方式
30.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
31.在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
32.在本技术的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
33.本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
34.本技术的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
35.需要说明的是，参照图1，现有技术中的垂直轴风力发电机的扇叶120，一般包括至少三个扇叶120，扇叶120之间相互错开设置，且扇叶120以发电装置110的转轴为中心沿周向阵列分布，在其中一个扇叶120(定义该扇叶120为第一扇叶120a)的迎风面转动至与风向相对时，另外两个扇叶120(定义该两个扇叶120分别为第二扇叶120b和第三扇叶120c)会转到与上述第一扇叶120a相对的另一侧，并且，由于现有技术中的垂直轴风力发电机的扇叶120破风或者迎风后的气流对相邻的扇叶120不具有影响或者影响较小，参照图1，此时，第一扇叶120a用以驱动发电装置110顺时针转动，且第一扇叶120a受风力影响获得驱动转轴顺时针转动的风力为f1，第二扇叶120b和第三扇叶120c用以驱动发电装置110逆时针转动，第二扇叶120b和第三扇叶120c受风力影响获得驱动转轴逆时针转动的风力为f2，参照图1可见，由于三个扇叶120的分布位置，f1相对应的力臂l1远大于f2相对应的力臂l2，由此，确保了在扇叶120转动任何角度时，都具有足够促使转轴转动的力。
36.综上可见，现有技术中，垂直轴风力发电机为了保证发电装置110的正常转动，一般将扇叶120设置为三个，甚至三个以上，结构较为复杂，生产成本较高。
37.为此，本技术提供一种垂直轴风力发电机，根据本技术的实施例的垂直轴风力发电机，包括：发电机构200和风叶组件300。
38.风叶组件300包括两个风叶310，风叶310连接发电机构200的转轴，风叶310呈弧形结构，且两个风叶310的迎风面311相对设置，两个风叶310在竖直面上的投影部分相重叠。
39.需要说明的是，风叶310具有迎风面311和破风面312，风叶310凹入的内侧面对应为迎风面311，风叶310凸出的外侧面对应为破风面312。
40.参照图2，同一风叶组件300的两个风叶310在竖直面上的投影部分相重叠，即风叶310相互重叠，从而，参照图3，使得两个风叶组件300之间构成气道。可以理解的是，当风吹向本技术的风叶组件300后，其中一个风叶310(定义为第一风叶310a)的迎风面311将兜风，另一个风叶310(定义为第二风叶310b)的破风面312将破风，由于两个风叶310相互重叠并且构成气道，风吹向第一风叶310a的迎风面311后，部分气流会沿着第一风叶310a的迎风面311流动至第二风叶310b内，并吹向第二风叶310b的迎风面311，即风通过气道由吹至第一风叶310a的迎风面311继续流动至第二风叶310b的迎风面311，由此，风给予第一风叶310a的迎风面311推力的同时，将给予第二风叶310b的迎风面311推力。还可以理解的是，参照图3，风吹向第二风叶310b的破风面312后，部分气流将沿着第二风叶310b的破风面312流动至第一风叶310a的迎风面311，进而增强吹向第一风叶310a的迎风面311的风力。综上可见，通过上述本技术的垂直轴风力发电机的结构设计，使得风吹向两个风叶310的迎风面311和破风面312后的气流能够相互影响，具体来说，使得吹向其中一个风叶310的迎风面311的风能够部分通过气道流动至另一个风叶310的迎风面311，以及吹向另一个风叶310的破风面312的风能够部分重新流动至其中一个风叶310的迎风面311，从而，在风叶组件300仅具有两个风叶310的情况，本技术的风叶组件300风能获取效率较高，结构简单，成本较低。
41.具体的，发电机构200通过安装盘410、支撑杆420与风叶310连接，参照图2、图3，安装盘410安装在发电机构200的转轴上，支撑杆420一端连接于安装盘410，另一端连接于风叶310的迎风面311的中心。另外，发电机构200通过塔柱430立起，发电机构200设置在塔柱430上，以使风叶310远离地面。
42.为了进一步提高本技术的垂直轴风力发电机获取风能的能力，参照图4，风叶组件
300包括至少两组，风叶组件300沿高度方向分布。
43.可以理解的是，通过两组风叶组件300提高本技术的垂直风力发电机获取风能的能力。
44.具体的，参照图4，相邻的两组风叶组件300在竖直方向上相错开设置。
45.可以理解的是，上述竖直方向上相错开设置即指风叶组件300在水平面上的投影不完全重合，以使相邻的两组风叶组件300在竖直方向上相互错开。例如，在本实施例中，参照图4，在高度方向上，位于上方的风叶组件300相较于位于下方的风叶组件300以发电机构200的转轴为中心旋转90
°
设置。由此，可以理解的是，通过错开设置的风叶组件300，使得风叶310的迎风面311的朝向相异，以适应各个朝向的风向。
46.需要说明的是，本技术的垂直轴风力发电机的应用环境一般是设置在无遮挡的地方，发电机构200会长期受太阳照射和雨水侵蚀，使得发电机构200容易损坏，为解决上述问题，参照图3，发电机构200设置于两个风叶310投影相重叠的部分之间。
47.可以理解的是，上述有同一风叶组件300中，风叶310在竖直面上的投影部分重叠，由此，发电机构200设置在两个风叶310产生投影重叠的部分之间，因此，可以理解的是，风叶310能够对发电机构200起到一定的遮挡作用，减少太阳照射以及雨水对发电机构200的侵蚀效果，使得发电机构200更加耐用。并且，还可以理解的是，通过上述发电机构200和风叶310的位置设置，风叶310与发电机构200之间的设置距离较近，风叶310旋转时做工更加平稳。
48.针对风叶310的具体结构，在本实施例中，风叶310呈半球形结构。
49.可以理解的是，风流经半球形结构的风叶310的破风面312时，风能够均匀的沿破风面312流动，半球形结构的风叶310破风效果更优，风吹向半球形结构的风叶310的迎风面311时，半球形结构的迎风面311的面积较大，其兜风效果更加。
50.针对于同一风叶组件300中风叶310相重叠的位置的多少至少具有以下三种重叠比例：
51.其一，参照图5，同一风叶组件300中，两个风叶310的中心线之间的距离为x，风叶310的投影面的半径为r，其中，r＜x＜2r。可以理解的是，两个风叶310之间小部分重叠。
52.其二，参照图6，同一风叶组件300中，两个风叶310的中心线之间的距离为x，风叶310的投影面的半径为r，其中，r＝x。可以理解的是，两个风叶310之间风叶310一半重叠。
53.其三，参照图7，同一风叶组件300中，两个风叶310的中心线之间的距离为x，风叶310的投影面的半径为r，其中，x＜r。可以理解的是，两个风叶310之间大部分重叠。
54.可以理解的是，重叠部分越小，风叶310迎风面311的兜风效果越好，风叶310所受的力就越大。重叠部分越大，风叶310所转动的路径越小，风叶310转动越快。
55.需要说明的是，不论风叶310大部分重叠还是小部分重叠，本技术的风叶310都能够正常兜风带动发电机构200的转轴转动，以使得发电机构200进行发电。
56.上面结合附图对本技术实施例作了详细说明，但是本技术不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

技术特征：
1.垂直轴风力发电机，其特征在于，包括：发电机构；风叶组件，所述风叶组件包括两个风叶，所述风叶连接所述发电机构的转轴，所述风叶呈弧形结构，且两个所述风叶的迎风面相对设置，两个所述风叶在竖直面上的投影部分相重叠。2.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述风叶组件包括至少两组，所述风叶组件沿高度方向分布。3.根据权利要求2所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，相邻的两组风叶组件在竖直方向上相错开设置。4.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述发电机构设置于两个所述风叶投影相重叠的部分之间。5.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述风叶呈半球形结构。6.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，同一所述风叶组件中，两个所述风叶的中心线之间的距离为x，所述风叶的投影面的半径为r，其中，r＜x＜2r。7.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，同一所述风叶组件中，两个所述风叶的中心线之间的距离为x，所述风叶的投影面的半径为r，其中，r＝x。8.根据权利要求1所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，同一所述风叶组件中，两个所述风叶的中心线之间的距离为x，所述风叶的投影面的半径为r，其中，x＜r。

技术总结
本申请公开了一种垂直轴风力发电机，包括：发电机构和风叶组件。所述风叶组件包括两个风叶，所述风叶连接所述发电机构的转轴，所述风叶呈弧形结构，且两个所述风叶的迎风面相对设置，两个所述风叶在竖直面上的投影部分相重叠。通过上述本申请的垂直轴风力发电机的结构设计，使得风吹向两个风叶的迎风面和破风面后的气流能够相互影响，具体来说，使得吹向其中一个风叶的迎风面的风能够部分通过气道流动至另一个风叶的迎风面，以及吹向另一个风叶的破风面的风能够部分重新流动至其中一个风叶的迎风面，从而，在风叶组件仅具有两个风叶的情况，本申请的风叶组件风能获取效率较高，结构简单，成本较低。成本较低。成本较低。


技术研发人员：覃显飞
受保护的技术使用者：东莞市天下华风科技有限公司
技术研发日：2023.01.12
技术公布日：2023/6/14