本發明涉及一種風力發電機，尤其是一種塔式風力發電機。

背景技術：

目前垂直軸風力機按葉輪工作方式有三種形式：

1、升力型風機，主要靠葉片產生的升力帶動葉輪做工，但由于葉片處于不同攻角時升力的大小區別很大，而且升力分解的與風向垂直的用來驅動風機做功，平行的分力相反阻礙風機做功，因此靠升力啟動風機有些困難，必須達到一定風速，克服了阻力才能旋轉。

2、阻力型風機，主要依靠阻力來工作的風力機稱為阻力型風力機，阻力型風機在低風速下易起動，但旋轉速度不高，風輪的尖速比較小，不能到達風能的高度利用，這類風機輸出的扭矩很大，常被用于提水、碾米、拉等動力。

3、升阻混合型，由于前兩種風機各有優缺點，因此派生出了混合型風機，即解決了升力型風機起動問題，又解決了阻力型風機不能高速運轉問題，但目前升阻混合型阻力和升力分開，沒有很好的結合，勢必造成互相影響的結果，并且，葉片吸收風能靠旋轉方向的切向力做功，切向力越大，葉輪扭矩越大，而要增加切向力，一是要增加風速，或者是要加大安裝角，但安裝角增大相應的阻力項的分力也增大，因此大安裝角適合低速啟動，但不適合高速旋轉，從而導致其綜合性能不高，對風能的利用率低。

技術實現要素：

本發明的技術任務是針對以上現有技術的不足，而提供一種塔式風力發電機。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種塔式風力發電機，包括連桿和葉輪，葉輪由三片葉片組成，其中所述葉輪葉片的前端鉸接在所述連桿的頂端，每個葉輪葉片之間通過鉸鏈連接，在所述連桿上分別設有彈簧和滑套，所述彈簧的末端與所述連桿固定連接，另一端與所述滑套連接，在所述葉輪葉片上鉸接有支撐桿，所述支撐桿的另一端鉸接在所述滑套上，由于葉輪葉片之間通過鉸鏈連接，而這種連接方式使得葉輪葉片和輪轂成為一個整體，形成塔式結構，葉輪葉片根部為葉輪旋轉中心，葉輪葉片的工作面從葉輪的旋轉中心開始，一直到葉輪葉片的旋轉邊界，從而增加葉輪葉片的工作面積，當葉輪啟動后，由于葉輪旋轉的離心作用，葉輪葉片通過支撐桿拉動滑套移動，從而拉動彈簧伸長，因此葉輪的張開角變大，使得風能得到充分高效的利用。

進一步改進，葉輪葉片的剖面其前端呈圓弧形末端呈尖角，其中尖角的長度占葉輪葉片總長度的20％，這樣便于減小轉動時的阻力。

進一步改進，葉輪在靜止狀態時安裝角最大。

進一步改進，葉輪在靜止狀態時安裝角為45度，其目的是為了滿足低風速啟動的需求。

進一步改進，為了確保葉輪葉片對風能的高效利用，因此彈簧的彈性系數為1N/mm。

本發明的優點：1、葉輪葉片為無任何翼型的，只帶有倒角的葉輪葉片，加工簡單，與現有的風機葉片相比，生產成本低廉，不足原來葉片加工成本的十分之一；2、葉片與輪轂組合式形式為整體式，即葉片根部為葉輪旋轉中心，葉片的工作面從葉輪的旋轉中心開始，一直到葉片的旋轉邊界，因此其工作面較傳統的輪轂式的要大的多，因此利用風能勢必要大于傳統輪轂式的葉輪，成為全面積利用風能；3、本發明具有自適應風速等優點，安裝角度可以根據風速的變化增大或減小，從而適應來流風速，達到最佳的尖速比，實現低風速起動，高風速運轉的工作模式，讓風能得到充分高效的利用。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖。

圖2是本發明葉輪的連接示意圖。

圖3是本發明葉輪葉片的剖視圖。

圖中：葉輪1 連桿2 滑套3 彈簧4 支撐桿5 尖角11 圓弧12。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明做以下詳細說明。

如圖所示，一種塔式風力發電機，包括連桿2和葉輪1，其中所述葉輪1由三片葉片組成，葉輪1的前端鉸接在所述連桿2的頂端，每個葉片之間通過鉸鏈連接，葉片的剖面其前端呈圓弧12形末端呈尖角11，其中尖角11的長度占葉輪葉片弦長的20％，這樣便于減小轉動時的阻力，在所述連桿2上分別設有彈簧4和滑套3，所述彈簧4的末端與所述連桿2固定連接，另一端與所述滑套3連接，在所述葉輪1上鉸接有支撐桿5，所述支撐桿5的另一端鉸接在所述滑套3上，為了滿足低風速啟動的需求，葉輪1在靜止狀態時安裝角最大(45度)，為了確保葉輪1對風能的高效利用，因此彈簧4的彈性系數為1N/mm，由于葉輪1是由三個葉片通過鉸鏈連接，而這種連接方式使葉輪1為一整體式，形成塔式結構，葉輪1根部為葉輪旋轉中心，葉輪1的工作面從葉輪的旋轉中心開始，一直到葉輪1的旋轉邊界，從而增加葉輪1的工作面積，當葉輪1啟動后，由于葉輪旋轉的離心作用，葉輪葉片通過支撐桿5拉動滑套3移動，從而拉動彈簧4伸長，因此葉輪的張開角變大，使得風能得到充分高效的利用。

其工作原理是：本發明葉輪1后掠，目的在于來流流過葉輪1時，會存在一個沿葉輪1葉片展向的流動，可以多次利用氣流的能量，這種沿展向的流動一直持續到葉輪1葉片的尖部，才脫離葉輪1葉片混合到主流中，因此這種多次利用氣流能量的方法，勢必使氣流多做功，提對風能的利用，葉輪開始工作時在靜止狀態時安裝角很大，初始狀態能達到45度，因此葉輪的啟動風速非常低，較傳統葉輪下降30％左右，當葉輪啟動后，由于葉輪旋轉的離心作用，葉輪1通過支撐桿5拉動滑套3移動，從而拉動彈簧4伸長，因此葉輪的張開角變大，當該分力與彈簧4的彈力相當時，葉輪張開角不在變化，此時葉輪的掃掠面積增大，同時葉輪1葉片的安裝角隨之減小，葉輪1的阻力也與之減小，增大了葉輪的轉速，提高了減速比，當風速改變，葉輪的轉速改變時，隨著離心力的變化，葉輪相應調整張開角，適應風速。

以上僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。