本技術(shù)涉及風力發(fā)電，尤其涉及一種h型垂直軸風力機。

背景技術(shù)：

1、在風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域中，h型垂直軸風力機具有相對于水平軸風力機的優(yōu)點，例如，無需對風裝置能適應(yīng)四面來風，以及葉片承受風壓小，可以做輕葉片等。

2、相關(guān)技術(shù)中，h型垂直軸風力機設(shè)置一個風輪，且該風輪中均勻配置三個長度較大的葉片。

3、然而，h型垂直軸風力機設(shè)置一個風輪，且該風輪中均勻配置三個長度較大的葉片的方式，使得風力機啟動困難，在風速較低時難以利用風能發(fā)電。

4、需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強對本技術(shù)的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種h型垂直軸風力機，至少在一定程度上克服了風力機啟動困難、風速較低時難以利用風能發(fā)電的問題。

2、本技術(shù)的其他特性和優(yōu)點將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本技術(shù)的實踐而習得。

3、根據(jù)本技術(shù)的一個方面，提供一種h型垂直軸風力機，包括：轉(zhuǎn)軸和設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上的多層風輪；所述多層風輪包括第一風輪和第二風輪，所述第一風輪中葉片的底部高于所述第二風輪中葉片的頂部，所述第一風輪中葉片的長度為第一長度，所述第二風輪中葉片的長度為第一長度，所述第一長度小于所述第二長度；所述第一風輪中葉片的中心位置圍繞所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動半徑為第一值，所述第二風輪中葉片的中心位置圍繞所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動半徑為第二值，所述第一值大于所述第二值。

4、通過設(shè)置第一風輪位于第二風輪的上面，并設(shè)置第一風輪中的葉片轉(zhuǎn)動半徑大、且葉片長度小，以及設(shè)置第二風輪中的葉片轉(zhuǎn)動半徑小、且葉片長度大的方式，可以使得風力機能夠在更低風速下啟動，并在較低風速下利用風能進行發(fā)電。

5、進一步地，此種配置方式，還可以降低風力機的整體重心，從而使風力機更加穩(wěn)定可靠。

6、進一步地，設(shè)置高層風輪具有較短的葉片，可以使得單個葉片的受力面較小，降低高空的強風持續(xù)作用于葉片造成其疲勞損耗，增加葉片的使用壽命，從而整體提高風力機的使用壽命。

7、在本技術(shù)的一個實施例中，所述多層風輪中各層風輪包括的葉片數(shù)量相同；每層風輪中的葉片圍繞所述轉(zhuǎn)軸均勻設(shè)置，且所述多層風輪包括的全部葉片圍繞所述轉(zhuǎn)軸均勻設(shè)置。

8、通過在每一層風輪上均勻設(shè)置葉片，以及將全部風輪中的葉片同一均勻設(shè)置的方式，可以使得風力機輸出的轉(zhuǎn)矩更加平滑，從而可以有效地捕獲和利用風能，有助于減少因機械應(yīng)力、振動和摩擦等因素導(dǎo)致的能量損失，以及轉(zhuǎn)矩的平滑變化能夠顯著降低風力機主軸和傳動機構(gòu)的機械應(yīng)力和扭矩。

9、在本技術(shù)的一個實施例中，所述多層風輪還包括第三風輪；所述第三風輪中葉片的底部高于所述第一風輪中葉片的頂部，所述第三風輪中葉片的長度為第三長度，所述第三長度不大于所述第一長度；所述第三風輪中葉片的中心位置圍繞所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動半徑為第三值，所述第三值不小于所述第一值。

10、在年平均風速較高的區(qū)域，將上層葉片進一步分層形成第一風輪和第三風輪的方式，可以在保證風力機可以在較低風速啟動捕獲并利用風能的同時，減小第一風輪和第三風輪中每一層葉片的長度，從而減小單個葉片的受力面，從而降低高空的強風持續(xù)作用于葉片造成其疲勞損耗。

11、在本技術(shù)的一個實施例中，h型垂直軸風力機還包括：塔桿和設(shè)置在所述塔桿上的發(fā)電機；所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述塔桿上，所述多層風輪的重心位置不高于所述發(fā)電機所在的位置。

12、通過設(shè)置風力機中多層風輪的重心位于低于發(fā)電機所在位置，有利于保障發(fā)電機的安全，延長發(fā)電機的使用壽命。

13、在本技術(shù)的一個實施例中，所述第二風輪中的葉片形狀為螺旋形葉片。

14、螺旋形葉片作為下層葉片，可以增強風力機的自啟動性能。

15、在本技術(shù)的一個實施例中，所述第二風輪中的每一葉片圍繞所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的半徑從上到下線性增大。

16、通過設(shè)置第二風輪中的每一葉片圍繞所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的半徑從上到下線性增大的方式，可以使得第二風輪中葉片上下受到的風力作用接近，從而避免較長的葉片中上下受力不均勻，從而導(dǎo)致葉片不同位置的疲勞損耗不同而導(dǎo)致的葉片變形等，提高葉片的使用壽命。

17、在本技術(shù)的一個實施例中，所述第一風輪中的每一葉片與兩根第一支撐桿轉(zhuǎn)動連接，所述兩根第一支撐桿固定連接在所述轉(zhuǎn)軸上；所述兩根第一支撐桿中的至少一根第一支撐桿為第一伸縮桿；所述h型垂直軸風力機還包括：風速檢測裝置和控制器；其中，所述風速檢測裝置，用于檢測所述h型垂直軸風力機所在地區(qū)及高度的風速；所述控制器，用于根據(jù)所述風速檢測裝置測得的風速及第一預(yù)設(shè)控制邏輯，控制所述第一伸縮桿的伸縮。

18、通過在第一風輪的葉片與轉(zhuǎn)軸連接的第一支撐桿中配置第一伸縮桿，并配置控制器通過風速來控制第一伸縮桿的伸縮，可以實現(xiàn)根據(jù)風速靈活調(diào)整第一風輪中葉片的傾斜的角度，從而靈活改變風力機的自啟動能力，并可以調(diào)整第一風輪中葉片受到風力壓迫的大小，從而可以既保證風力機的自啟動能力，又可以降低第一風輪中葉片的疲勞損耗，有利于智能風力機的實現(xiàn)。

19、在本技術(shù)的一個實施例中，所述第二風輪中的每一葉片與兩根第二支撐桿轉(zhuǎn)動連接，所述兩根第二支撐桿固定連接在所述轉(zhuǎn)軸上；所述兩根第二支撐桿中的至少一根第二支撐桿為第二伸縮桿；所述h型垂直軸風力機還包括：風速檢測裝置和控制器；其中，所述風速檢測裝置，用于檢測所述h型垂直軸風力機所在地區(qū)及高度的風速；所述控制器，用于根據(jù)所述風速檢測裝置測得的風速及第二預(yù)設(shè)控制邏輯，控制所述第二伸縮桿的伸縮。

20、通過在第二風輪的葉片與轉(zhuǎn)軸連接的第二支撐桿中配置第二伸縮桿，并配置控制器通過風速來控制第二伸縮桿的伸縮，可以實現(xiàn)根據(jù)風速靈活調(diào)整第二風輪中葉片的傾斜的角度，從而靈活改變風力機的自啟動能力，并可以調(diào)整第二風輪中葉片受到風力壓迫的大小，從而可以既保證風力機的自啟動能力，又可以降低第二風輪中葉片的疲勞損耗，有利于智能風力機的實現(xiàn)。

21、在本技術(shù)的一個實施例中，所述第一風輪中的每一葉片與兩根第一支撐桿轉(zhuǎn)動連接，所述兩根第一支撐桿固定連接在所述轉(zhuǎn)軸上；所述兩根第一支撐桿中的至少一根第一支撐桿為第一伸縮桿；所述第二風輪中的每一葉片與兩根第二支撐桿轉(zhuǎn)動連接，所述兩根第二支撐桿固定連接在所述轉(zhuǎn)軸上；所述兩根第二支撐桿中的至少一根第二支撐桿為第二伸縮桿；所述h型垂直軸風力機還包括：風速檢測裝置和控制器；其中，所述風速檢測裝置，用于檢測所述h型垂直軸風力機所在地區(qū)及高度的風速；所述控制器，用于根據(jù)所述風速檢測裝置測得的風速及第三預(yù)設(shè)控制邏輯，控制所述第一伸縮桿和所述第二伸縮桿的伸縮。

22、在本技術(shù)的一個實施例中，h型垂直軸風力機還包括：轉(zhuǎn)動控制裝置、風速檢測裝置和控制器；所述轉(zhuǎn)動控制裝置，設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上，用于向所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動施加阻力及限制所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動；所述風速檢測裝置，用于檢測所述h型垂直軸風力機所在地區(qū)及高度的風速；所述控制器，用于根據(jù)所述風速檢測裝置測得的風速及第四預(yù)設(shè)控制邏輯，控制所述轉(zhuǎn)動控制裝置的工作狀態(tài)。

23、通過轉(zhuǎn)動控制裝置、風速檢測裝置和控制器的配合，可以在風速較大時，控制風力機停止轉(zhuǎn)動，以避免風力機因風輪轉(zhuǎn)速過快而造成損壞，通過控制風力機的轉(zhuǎn)動，有利于智能風力機的實現(xiàn)。

24、應(yīng)當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本技術(shù)。