技术领域
[0001] 本实用新型
实施例涉及发电设备技术领域，具体涉及一种风帆翼式
垂直轴风力发电机。
背景技术
[0002] 发电机(英文名称:Generators)是将其他形式的
能源转换成
电能的机械设备，它由
水轮机、
汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，
燃料燃烧或
原子核裂变产生的
能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。
[0003] 现有的垂直轴风力发电机，其
叶片大多都是固定安装的，这样造成其在发电时，一部分叶片在风力的作用下作正功，一部分叶片在风力作用下作负功，使得其风力利用效率低下，不能够充分的利用风力。实用新型内容
[0004] 为此，本实用新型实施例提供一种风帆翼式垂直轴风力发电机，以解决
现有技术中风力发电机在发电时风力利用效率低下的问题。
[0005] 为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
[0006] 根据本实用新型实施例中，一种风帆翼式垂直轴风力发电机，包括转动轴、设置在所述转动轴一端的发电机、以及设置在所述转动轴圆周方向的风帆单元，风帆单元在所述转动轴圆周方向间隔设置有多个；所述风帆单元包括平行设置的两根
支撑杆、以及设置在所述支撑杆之间的叶片，所述叶片沿垂直支撑杆的
转轴转动连接在支撑杆之间，在所述支撑杆上设置有对所述叶片转动
角度进行限位的限位件，所述叶片可转动至平行支撑杆的方向或与所述支撑杆呈一定夹角；所述叶片向靠近转动轴一侧转动时，可转动至平行支撑杆长度方向；所述叶片向远离转动轴一侧转动时，与支撑杆长度方向夹角变大。
[0007] 进一步地，所述限位件包括固定在支撑杆上且位于两支撑杆之间一侧的限位板、以及固定在支撑杆上的
定位销，所述定位销靠近所述转轴
位置；所述限位板平行于所述支撑杆长度方向，所述定位销位于限位板一侧；所述叶片转动至平行支撑杆长度方向时，所述叶片抵接在限位板上；所述叶片转动至于支撑杆呈一定夹角时，所述叶片抵接在定位销上。
[0008] 进一步地，所述定位销与所述转轴所在平面垂直所述支撑杆长度方向。
[0009] 进一步地，所述叶片在支撑杆长度方向间隔设置有多片。
[0010] 进一步地，在所述转动轴上设置有支撑组件，所述支撑组件对所述风帆单元进行支撑；所述支撑组件包括固定在转动轴上的支撑梁，每一根支撑梁垂直所述转动轴，所述支撑梁在转动轴长度方向间隔设置有多根，多根支撑梁包括相邻设置的第一支撑梁和第二支撑梁，第一支撑梁和第二支撑梁位于同一平面，所述第一支撑梁和第二支撑梁之间间隔连接有多个风帆单元；所述风帆单元的支撑杆平行所述第一支撑梁；所述支撑组件在转动轴圆周方向等角度设置有多组。
[0011] 进一步地，在所述风帆单元转动圆周外侧固定设有
导风板，所述导风板沿转动轴的圆周方向间隔设置有多个。
[0012] 进一步地，所述叶片转动时，与支撑杆之间最大夹角小于或等于90度。
[0013] 本实用新型实施例具有如下优点：
[0014] 本实用新型实施例通过设置的多组风帆单元，在使用时，转动轴一侧对风具有较大的阻力，而另一侧对风阻力很小，从而，在转动轴转动过程中，在很大程度上减小了逆风向风的阻力，从而使得顺风向
风能用于克服逆风阻力的风能减小，从而增加了风能利用率，发电效率更高。
[0015] 本实用新型实施例通过设置的支撑组件，在转动轴的每一侧可以设置多组风帆单元，在使用时，增大了挡风面积，从而对风能利用率更大，在发电时发电功率更大。
[0016] 本实用新型实施例加入导风板，因为风能的吸取与旋转的风帆单元的面积成正比，加入导风板，相对于增加风帆单元的面积，用构造简单的固定式的导风板相当于增加了风帆单元的面积，而导风板成本较低。导风板就像一个漏斗能有效的聚合风能和增大风速，使风力发电机得到更大的发电功率。
附图说明
[0017] 为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0018] 本
说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
[0019] 图1为本实用新型实施例提供的风帆翼式垂直轴风力发电机的整体结构示意图；
[0020] 图2为本实用新型实施例提供的风帆翼式垂直轴风力发电机中突出风帆单元的示意图；
[0021] 图3为本实用新型实施例提供的风帆翼式垂直轴风力发电机工作时的状态图；
[0022] 图4为本实用新型实施例提供的风帆翼式垂直轴风力发电机工作时转动45度时的状态图；
[0023] 图5为本实用新型实施例提供的风帆翼式垂直轴风力发电机工作时转动90度时的状态图；
[0024] 图6为本实用新型实施例提供的风帆翼式垂直轴风力发电机中突出支撑组件与风帆单元连接的示意图；
[0025] 图7为本实用新型实施例提供的风帆翼式垂直轴风力发电机中突出导风板位置的示意图。
[0026] 图中：1、转动轴；2、发电机；3、风帆单元；31、支撑杆；32、叶片；33、转轴；34、限位件；341、限位板；342、定位销；4、支撑组件；41、第一支撑梁；42、第二支撑梁；5、导风板。
具体实施方式
[0027] 以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028] 本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0029] 一种风帆翼式垂直轴风力发电机，如图1所示，包括转动轴1、设置在转动轴1一端的发电机2、以及设置在转动轴1圆周方向的风帆单元3，风帆单元3在转动轴1圆周方向间隔设置有多个；在使用时，风力吹动风帆单元3，风帆单元3在转动轴1上旋转，从而带动发电机2进行发电。
[0030] 结合图1至图2所示，本实施例在转动轴1圆周方向设置有四组风帆单元3，相邻两组风帆单元3间隔九十度。
[0031] 风帆单元3包括平行设置的两根支撑杆31、以及设置在支撑杆31之间的叶片32，叶片32沿垂直支撑杆31的转轴33转动连接在支撑杆31之间，在支撑杆31上设置有对叶片32转动角度进行限位的限位件34，叶片32可转动至平行支撑杆31的方向或与支撑杆31呈一定夹角的方向。当叶片32向靠近转动轴1一侧旋转时，可以转动至平行支撑杆31长度方向，当叶片32向远离转动轴1一侧转动时，可以转动至于支撑杆31夹角最大角度。
[0032] 叶片32转动时，与支撑杆31之间最大夹角小于或等于90度。最好为90度，当夹角为90度时，叶片32垂直于支撑杆31，此时，风吹过时，叶片造成风阻最小，从而，在发电时，对风能利用率最大。
[0033] 限位件34包括固定在支撑杆31上且位于两支撑杆31之间一侧的限位板341、以及固定在支撑杆31上的定位销342，定位销342靠近所述转轴33位置；限位板341平行于支撑杆31长度方向，定位销342位于限位板341一侧；叶片32转动至平行支撑杆31长度方向时，叶片
32抵接在限位板341上；叶片32转动至于支撑杆31呈一定夹角时，叶片32抵接在定位销342上。从而，通过定位销342和限位板341对叶片32转动的夹角进行限位。
[0034] 较佳的，本实施例中，叶片32可以转动的角度为九十度，定位销342与转轴33所在平面垂直支撑杆31长度方向。即叶片32可转动至平行支撑杆31的方向或者转动至垂直支撑杆31的方向，当叶片32转动至平行支撑杆31的方向时，风阻力最大；而当叶片32转动至垂直支撑杆31方向时，风阻力最小。
[0035] 在设计时，两根支撑杆31之间的叶片32间隔设置有多片。通过设置的多片叶片32在一定程度上增大风阻力，同时减小叶片32转动需要风力的强度。使得每一片叶片32旋转更加容易，同时由于设置的多个叶片32，使得每一个叶片32宽度较窄，在由垂直支撑杆31方向转动至平行支撑杆31的方向时，速度更快。从而，在带动转动轴1旋转时更加稳定。
[0036] 结合图3至图5所示，为了更好的进行解释说明，现将四组风帆单元3进行分别命名，分别为A风帆单元、B风帆单元、C风帆单元和D风帆单元，其中，A风帆单元和C风帆单元关于转动轴1对称，B风帆单元和D风帆单元关于转动轴1对称。
[0037] 当A风帆单元和C风帆单元位于迎风面时，在风力吹动叶片32时，A风帆单元和C风帆单元上的叶片32在风力吹动的情况下，会转动至两种情况，一侧叶片32转动至平行支撑杆31的方向，另一侧叶片32转动至垂直支撑杆31的方向。
[0038] 叶片32由于与支撑杆31平行的一侧形成风帆，乘风力较大。另一侧的叶片32被风吹动旋转至与支撑杆31垂直方向，该侧叶片32与支撑杆31之间有多个供风吹过的孔隙，使得该侧乘风力很小，从而，转动轴1两侧的叶片32在风力作用下产生力矩，从而可以朝着一个方向稳定旋转。
[0039] 此外，当A风帆单元和C风帆单元位于迎风面时，B风帆单元和D风帆单元平行于风吹方向，此时，位于上风向的风帆单元3中的叶片32向靠近转动轴1一侧转动直至平行支撑杆31。而位于下风向的风帆单元3中的叶片32向远离转动轴1一侧转动直至与支撑杆31垂直。
[0040] 当转动过90度时，B风帆单元和D风帆单元形成新的迎风面，此时，一侧的叶片32阻力较大，另一侧的叶片32由于垂直支撑杆31，风阻力较小，从而，形成新的力矩。从而可以实现对转动轴1的持续驱动。在转动过程中对发电机2进行发电。
[0041] 通过以上设置，转动轴1一侧对风具有较大的阻力，而另一侧对风阻力很小，从而，在转动轴1转动过程中，在很大程度上减小了逆风向风的阻力，从而使得顺风向风能用于克服逆风阻力的风能减小，从而增加了风能利用率，发电效率更高。
[0042] 如图6所示，为了增加发电功率，在转动轴1上设置有支撑组件4，支撑组件4对风帆单元3进行支撑固定。支撑组件4在转动轴1圆周方向等角度设置有多组。本本实施例选择的支撑组件4为四组。
[0043] 支撑组件4包括固定在转动轴1上的支撑梁，每一根支撑梁垂直转动轴1，支撑梁在转动轴1长度方向间隔设置有多根，多根支撑梁包括相邻设置的第一支撑梁41和第二支撑梁42，第一支撑梁41和第二支撑梁42位于同一平面，第一支撑梁41和第二支撑梁42之间间隔连接有多个风帆单元3；风帆单元3的支撑杆31平行第一支撑梁41；支撑杆31和支撑梁之间的连接关系可以为
螺栓连接。
[0044] 结合图7所示，在风帆单元3转动圆周外侧设置有导风板5，导风板5沿转动轴1的圆周方向间隔设置有多个。导风板5可以通过设置的底架进行固定，或者直接固定在地面上。本实施例设置有四个导风板5，导风板5等角度设置在支撑组件4转动圆弧外侧，用于对风力进行导向，使得风力在吹向风帆单元3时更加集中，加大对风力的利用率。
[0045] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型
基础上，可以对之作一些
修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
