垂直轴风轮和风力发电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108506161A(43)申请公布日2018.09.07(21)申请号201810235311.4(22)申请日2018.03.21(71)申请人四川大学地址610065四川省成都市一环路南一段24号(72)发明人杜龙环谢凌志(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人夏艳(51)Int.Cl.F03D3/06(2006.01)F03D9/25(2016.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称垂直轴风轮和风力发电机(57)摘要本发明提供一种垂直轴风轮和风力发电机，所述垂直轴风轮，包括叶片、轮毂、连接杆、中心杆，所述连接杆的一端与叶片连接，所述连接杆的另一端连接到轮毂上，所述轮毂的中心与中心杆连接，所述中心轴与叶片平行设置，所述连接杆能够调节所述垂直轴风轮的半径；所述垂直轴风力发电机，包括发电机以及所述的垂直轴风轮，所述发电机的转轴与所述垂直轴风轮的轮毂通过中心轴连接；本发明具有能够同时实现快速启动和高效率的优点。CN108506161ACN108506161A权利要求书1/1页1.一种垂直轴风轮，其特征在于，包括叶片、轮毂、连接杆、中心杆，所述连接杆的一端与叶片连接，所述连接杆的另一端连接到轮毂上，所述轮毂的中心与中心杆连接，所述中心杆与叶片平行设置，所述连接杆能够调节所述垂直轴风轮的风机半径。2.根据权利要求1所述的垂直轴风轮，其特征在于，所述连接杆包括外筒、内筒，所述内筒和外筒通过弹簧连接，所述外筒上设置有限位卡槽，所述内筒上设置有与所述限位卡槽相配合的限位卡件。3.根据权利要求1所述的垂直轴风轮，其特征在于，所述连接杆为可伸缩液压棒；所述垂直轴风轮还包括连接杆控制装置，用于控制所述可伸缩液压棒的伸缩。4.根据权利要求1所述的垂直轴风轮，其特征在于，所述连接杆为可伸缩气压棒；所述垂直轴风轮还包括连接杆控制装置，用于控制所述可伸缩气压棒的伸缩。5.根据权利要求1所述的垂直轴风轮，其特征在于，所述垂直轴风轮还包括弹簧，所述弹簧的一端连接在轮毂上，另一端连接到连接杆上；所述弹簧和轮毂的连接点位于连接杆和轮毂连接点的上方，所述弹簧和连接杆的连接点不在连接杆的两端。6.根据权利要求1所述的垂直轴风轮，其特征在于，所述连接杆为电动伸缩杆；所述垂直轴风轮还包括连接杆控制装置，用于控制所述电动伸缩杆的伸缩。7.根据权利要求1至6任一项所述的垂直轴风轮，其特征在于，所述叶片为3-6个，沿轮毂圆周方向均匀分布。8.一种垂直轴风力发电机，其特征在于，包括发电机和权利要求1至6任一项所述的垂直轴风轮，所述发电机的转轴与所述垂直轴风轮的轮毂通过中心杆连接。9.根据权利要求8所述的垂直轴风力发电机，其特征在于，所述发电机设置于中心杆底部或中心杆顶端。2CN108506161A说明书1/4页垂直轴风轮和风力发电机技术领域[0001]本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种垂直轴风轮和使用该风轮的风力发电机。背景技术[0002]风力发电机是把风能转换为电能的装置，其中垂直轴风力发电机具有无需装备调向设备、易于安装保养维修、机械噪音及空气噪音较小和叶片结构简单等优势。[0003]垂直轴风力发电机的一个重要设计指标是风机实度(solidity)，风机实度的定义式为：σ＝(nc)/R，式中n、c分别为叶片的数量和叶片弦长，R代表风机半径，通过改变n、c或R最终导致风机实度的改变，对于风机效率会产生明显的影响。当风机的实度较大，且风机处在低转速启动阶段时，风机的效率Cp较高，风机的效率是由叶片产生的推动力矩得出，所以也可以间接说明风机推动力矩较大时，启动速度也相对较快。[0004]当风机实度较大的时候，虽然风机在低转速时效率较高，启动速度较快，但是风机的最高效率Cpmax相对于低实度风机显著偏低。因此，现有技术中的风机无法同时满足快速启动和高效率，只能舍弃一个，或是找到一个合理的中间较理想点同时实现相对较快的启动速度和相对较高的风机的最高效率Cpmax。发明内容[0005]本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种具有快速启动和高的最高效率的垂直轴风轮和风力发电机。[0006]为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：[0007]一种垂直轴风轮，包括叶片、轮毂、连接杆、中心杆，所述连接杆的一端与叶片连接，所述连接杆的另一端连接到轮毂上，所述轮毂的中心与中心杆连接，所述中心杆与叶片平行设置，所述连接杆能够调节所述垂直轴风轮的风机半径。[0008]优选的，所述连接杆包括外筒、内筒，所述内筒和外筒通过弹簧连接，所述外筒上设置有限位卡槽，所述内筒上设置有与所述限位卡槽相配合的限位卡件。[0009]优选的，所述连接杆为可伸缩液压棒；所述垂