具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

还需要说明的是，本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本发明公开了一种阻力型垂直轴风力发电机组的风轮100，包括固定支架10、风轮本体20以及屏障组件30，所述风轮本体20和所述屏障组件30分别与所述固定支架10转动连接，所述屏障组件30与所述风轮本体20相配合，用于提升所述风轮本体20将风能转化为机械能的效率。

如图2所示，所述风轮本体20包括第一叶片组件21和第二叶片组件22，所述第一叶片组件21和所述第二叶片组件22同轴分布，并且相互连接。所述第一叶片组件21的两端分别通过加固板224与第一支撑板221和第二支撑板222连接，所述第一叶片组件21包括三个均匀分布的叶片211，三个所述叶片211的内侧边的一端分别与截面为三角形的所述加固板224的三个角连接，三个所述叶片211的内侧边的另一端分别与所述加固板224的三个角连接，使得所述风轮本体20的中心位置为中空状态，并且每相邻两个所述叶片211之间的缝隙相通，进入缝隙内的残余气流可进行释放排出，防止气流紊乱对风轮本体20的转动造成阻碍，能够提升风轮本体20对风能的转化效率。

所述第二叶片组件22的结构与所述第一叶片组件21的结构相同，所述第二叶片组件22的两端分别通过所述加固板224与所述第二支撑板222以及第三支撑板223连接，所述第一叶片组件21上的三个所述叶片211与所述第二叶片组件22上的三个所述叶片211交错分布，使得所述风轮本体20能够将不同方向上的风能转化为机械能，提升所述风轮本体20的实用性。

进一步的，所述第一支撑板221、所述第二支撑板222以及所述第三支撑板223为直径相同的金属圆盘，并且所述第一支撑板221的圆心、所述第二支撑板222的圆心以及所述第三支撑板223的圆心在同一直线上。

请继续参看图3，进一步的，所述叶片211的内侧边为竖直设置的加强边212，所述加强边212的两端分别向外延伸形成安装轴213，所述加固板224的角位置处设置有与所述安装轴213配合的安装孔225，所述安装轴213伸进所述安装孔225中，将所述叶片211安装在所述第一支撑板221和所述第二支撑板222之间或者安装在所述第二支撑板222与所述第三支撑板223之间。在本实施例中，所述加强边212为高强度合金制成。

进一步的，所述加固板224为正三角形的金属板，三个所述叶片211分别与所述加固板224的三个角连接，使得三个所述叶片211均匀分布。在本实施例中，所述第一叶片组件21上的三个叶片211和所述第二叶片组件22上三个叶片211在同一平面上的轴向投影为均匀分布状态。当其中一个所述叶片211受到风的作用力时，可使得所述风轮组件20进行转动。

进一步的，所述叶片211的半圆状，两侧分别为凹部和凸部，当相同的风分别吹向凹部和凸部，所述凹部对风产生的阻力大于凸部对风产生的阻力。

请继续参看图4，在对所述第一风轮组件21上的三个叶片211与所述第二风轮组件22上的三个叶片211进行设置时，三个所述叶片211相对支撑板均匀分布，并且所述叶片211的外侧边与支撑板的侧边重合。在本实施例中，所述第一支撑板221、所述第二支撑板222以及所述第三支撑板223的半径R与所述叶片211的半径r比例大致为11:6，根据我国内陆风况，风速一般为3m/s-5m/s，对风能具有较好的利用率，在风速相通的情况下，该风轮本体20能够获取相对较大的转速，能够提升发电效率。

请结合图1参看图5和图6，所述风轮本体20通过所述第一支撑板221和所述第三支撑板223与所述固定支架10转动连接，所述第一支撑板221的上表面和所述第三支撑板223的下表面均设置有转轴13，所述转轴13通过第一轴承14与所述固定支架10转动连接。其中一个所述转轴13用于连接发电设备，将机械能转化为电能。

所述固定支架10包括轴承套筒11，所述轴承套筒11的外侧连接有三个均匀分布的固定架12，三个所述固定架12通过所述轴承套筒11对所述风轮本体20进行支撑。所述转轴13套设在所述轴承套筒11内侧，并通过所述第一轴承14与所述轴承套筒11转动连接。在本实施例中，所述轴承套筒11的数量有两个，分别与两个所述转轴13相配合。

设置三个所述固定架14，并且均匀分布，利用三角形具有稳定性的原理，使得所述风轮本体20在转动时，所述固定支架10较为稳定。

如图5和图7所示，所述屏障组件30与所述固定支架10转动连接。所述屏障组件30包括屏障板31，所述屏障板31设置在所述风轮本体20的一侧，用于阻挡同侧来风。所述风轮本体20的两端均设置有第一水平连杆33和第二水平连杆34，所述第一水平连杆33和所述第二水平连杆34垂直分布，所述第一水平连杆33的一端连接所述屏障板31的一侧边，另一端通过第二轴承15与所述轴承套筒11转动连接；所述第二水平连杆34的一端连接所述屏障板31的另一侧边，另一侧边通过所述第二轴承15与所述轴承套筒11转动连接。所述屏障板31可通过所述第一水平连杆33和所述第二水平连杆34与所述固定支架10转动连接，并且所述屏障板31和所述风轮本体20能够独立相对所述固定支架10转动。在本实施例中，所述风轮本体20两端的所述第一水平连杆33之间设置有加强杆36，用于增加所述屏障板31的稳定性。

所述屏障组件30还包括尾舵板32，所述尾舵板32设置在所述风轮本体20的另一侧，所述尾舵板32通过尾舵连杆35与所述第二轴承15转动连接，并且所述尾舵板32在风的作用下通过所述第二轴承15转动时，可带动所述屏障板31同时转动，调整所述屏障板31相对所述风轮本体20的位置。在本实施例中，所述第一水平连杆33和所述尾舵连杆35在同一直线上，所述尾舵连杆35的长度大于所述第一水平连杆33的长度，形成一省力杠杆，当所述尾舵板32在风的作用下，所述尾舵板32可带动所述屏障板31转动，使得所述屏障组件30更为精准。设置所述尾舵板32，在风的作用下，所述尾舵板32可旋转至与风平行的位置上，并且同时带动所述屏障板31移动到相应位置上。

进一步的，所述屏障板31为比支撑板直径稍大的四分之一圆筒，用于对所述风轮本体20的一侧进行遮挡。

请结合图7参看图8，当风与所述尾舵板32平行时，设置从远离所述尾舵板32方向吹来的风为正对风a，从靠近所述尾舵板32方向吹来的风为背对风b，其他方向吹来的风为侧对风。

当所述屏障板31处于正对风a状态时，所述屏障板31对所述风轮本体20的一侧进行阻挡，此时所述风轮本体20的另一侧在风的作用下受力，使得风轮本体20中的叶片211的凹部对风进行阻挡，此时所述叶片211受到风的作用下产生正向转矩，使得风轮本体20开始转动进行发电。被所述屏障板31阻挡的部分不再受风的作用力，不会对所述风轮本体20产生反向转矩，因此不会对所述风轮本体20的转动产生反向作用力，进而使得风轮本体20能够将风能较大程度转化为机械能。并且当气流进入到相邻两个叶片211之间时，因为叶片211之间不存在中心轴，没有完全转化为机械能的气流可以穿过所述叶片211之间的缝隙，并且因为所述屏障板31为四分一圆筒，因此不会对残余气流进行阻挡，进而残余气流可以释放消散，不会在风轮本体20的内部进行撞击，使得气流紊乱，提高了风轮本体20对风能的转化效率。

请结合图7参看图9，当所述屏障板31处于背对风状态时，所述屏障板31的凹部受到风的作用力，并在风的作用下，所述屏障板31开始相对所述风轮本体20转动一定角度，此时所述尾舵板32不再与风向平行，所述尾舵板32在风的作用下开始带动所述屏障板31转动，直到所述尾舵板32继续与风处于水平状态，然后所述屏障板31再次处于正对风，风对所述屏障板31的凸面产生作用力，不会带动所述屏障板31转动。此时所述风轮本体20再次变为一侧受风的作用力产生正向转矩使得所述风轮本体20转动，将风能转化为机械能；所述风轮本体20被所述屏障板31遮挡的部分不受风的作用力，不会产生阻碍风轮本体20转动的反向转矩。并且进入所述风轮本体20内的气流可以进行释放消散，提高风轮本体20对风能的转化效率。

当所述屏障板31处于侧对风状态时，所述尾舵板32受到风的作用力带动所述屏障板31移动到正对风位置处，此时所述屏障板32的凸面受风的正向作用力，使得所述风轮本体20的一侧开始受力产生正向转矩，然后开始转动，此时风轮本体20的另一侧在所述屏障板32的遮挡下不受风的作用力，并且设置所述屏障板31为四分之一圆筒，能够使得进入所述风轮本体20内的气流能够消散释放，避免对风轮本体20的转动造成影响。

在一般情况下，自然风向随时会发生一定的改变，此时在所述尾舵板32的作用下，所述屏障板31可以根据风向的变化随时进行调整，以使得所述风轮本体20能够对风能进行最大效率的转化。

本发明在不脱离本发明的广义的精神和范围的前提下，能够设为多种实施方式和变形，上述的实施方式用于说明发明，但并不限定本发明的范围。