專利名稱：垂直軸風力發電機組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種風力發電機組。
背景技術：
目前已有的風力發電機組有兩種， 一種為水平軸式的風力發電機組， 一種為垂直軸式 的風力發電機組。水平軸式的風力發電機組的風輪圍繞水平軸轉動，其發電機需要安裝在很 高處，所以安裝、維修很困難，同時，水平軸式的風力發電機組的頁片需懸臂安裝，所以易 折損，壽命短，此外，水平軸式的風力發電機組不能使用拉緊裝置，所以抗風能力差，并且 水平軸式的風力發電機組還需有迎風控制裝置，所以結構復雜，故障多，造價高；垂直軸式 的風力發電機組也有許多問題，根據風輪與發電機聯合工作特性，需有限速、限流等保護裝 置，所以結構復雜，故障多，造價高，同時，垂直軸式的風力發電機組的頁片的結構復雜， 制造難度大，易折損，壽命短。此外，已有的這兩種風力發電機組均裝有啟動電動機，所以 也增加了運行成本。
實用新型內容
為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種垂直軸風力發電機組，要解決風力發電 機組結構復雜，故障多，安裝維修困難、造價高的技術問題；并解決風力發電機的頁片結構 復雜、壽命短、制造難度大的問題；本實用新型還要解決風力發電機抗風能力差的問題。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是
一種垂直軸風力發電機組，包括支撐在地基上的機架、與機架連接的轉軸和與轉軸連接 的啟動風輪和發電機，其特征在于
所述轉軸為垂直軸，垂直軸的中段與啟動風輪連接；沿垂直軸的圓周分布有彎弓形的 主頁片，主頁片上端經連接鉸與垂直軸的上段鉸接，主頁片下端經連接鉸與垂直軸的下段鉸 接，主頁片中部向外鼓，其橫截面為空心翼形，翼尖部朝向旋轉圓周的切線方向。
所述垂直軸的下部通過下軸承與機架連接，垂直軸的下端穿過機架、通過聯軸節與位于 機架內的發電機驅動連接，垂直軸的上端連接上軸承，上軸承的外面與軸承座連接，軸承座 的耳孔與拉緊裝置連接。
所述啟動風輪呈塔桶狀一層一層地疊落連接在垂直軸上，每層啟動風輪有一底盤，底盤 上相對垂直軸對稱連接至少兩片彎弧形的輪片。所述主頁片至少有兩片，其內部的空腔內壁之間可連有加強筋。
所述垂直軸的頂部可連接擋圈和緊固螺母或者連接端蓋。
所述機架的底部與地基之間可連接有垂直限位機構和抗扭限位機構。
所述關節軸承由固定連接在機架底部的凸金屬件和固定連接在地基上的凹金屬件凹凸配 合連接。
所述扭轉控制裝置包括固定連接在地基上的限位塊和固定連接在機架底部、限位塊側面 的限位擋板。
所述限位擋板可位于限位塊的一側或兩側。 本實用新型的有益效果如下
本實用新型所述垂直軸繞縱向中心線轉動，為垂直軸，風輪隨垂直軸轉動，改變了傳統 風力發電機的風輪圍繞水平軸轉動的情況。發電機無需安裝在很高處，其安裝在低處即可， 所以安裝、維修很方便。本實用新型可使用拉緊裝置，所以抗風能力強。本實用新型無需迎 風控制裝置，并且根據風輪與發電機聯合工作特性，沒有限速、限流等保護裝置，結構簡單 ，故障少，造價低。此外，本實用新型裝有啟動風輪，啟動風輪取帶了啟動電動機，降低了 運行成本。
本實用新型的頁片均勻分布在垂直軸的四周，其中主頁片為彎弓形形狀，能有效的接受 風源，最大限度的將風力轉化為電力。同時，頁片的形狀和結構很簡單，頁片的截面為等截 面，制造容易，造價低。而且，頁片無需懸臂安裝，其兩端固定安裝在垂直軸上，所以不易 折損，使用壽命大大增加。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。 圖l是本實用新型的縱剖面結構示意圖。
圖2是
圖1中A-A剖面的放大示意圖。 圖3是
圖1中I處的放大示意圖。 圖4是主頁片的水平截面的示意圖。 圖5是啟動風輪的示意圖。
附圖標記l一緊固螺母、2 —擋圈、3 —軸承座、4一上軸承、5 —垂直軸、6 —連接鉸、 7 —主頁片、7. 1 —空腔、7.2 —加強筋、8 —啟動風輪、8. 1—輪片、8.2 —底盤、9 —下軸承 、IO —聯軸節、ll一機架、12 —發電機、13 —垂直限位機構、13. l —凸金屬件、13.2 —凹金 屬件、14一抗扭限位機構、14. l一限位塊、14.2 —限位擋板、15 —地基、16 —拉緊裝置。
具體實施方式
實施例參見圖l所示，這種垂直軸風力發電機組，包括支撐在地基15上的機架11、與機 架11連接的轉軸和與轉軸連接的啟動風輪和發電機12，轉軸為垂直軸5，垂直軸5的中段與啟 動風輪8連接，參見圖l、圖2、圖5，所述啟動風輪8呈塔桶狀一層一層地疊落連接在垂直軸 5上，每層啟動風輪8有一底盤8.2，底盤8. 2上相對垂直軸5對稱連接至少兩片彎弧形的輪片 8.1，本實施例中的啟動風輪8有四層。
參見圖l、圖2、圖4，沿垂直軸5的圓周分布有彎弓形的主頁片7，主頁片7上端經連接 鉸6與垂直軸5的上段鉸接，主頁片7下端經連接鉸6與垂直軸5的下段鉸接，主頁片7中部向外 鼓，其橫截面為空心翼形，翼尖部朝向旋轉圓周的切線方向，主頁片7至少有兩片，本實施 例中有三片，其內部的空腔7. l內壁之間連有加強筋7.2。
所述垂直軸5的下部通過下軸承9與機架11連接，垂直軸5的下端穿過機架11、通過聯軸 節10與位于機架內的發電機12驅動連接，垂直軸5的上端連接上軸承4，上軸承4的外面與軸 承座3連接，軸承座3的耳孔與拉緊裝置16連接。
參見
圖1 ，所述機架11的底部與地基l5之間連接有垂直限位機構13和抗扭限位機構14， 垂直限位機構13由固定連接在機架11底部的凸金屬件13. 1和固定連接在地基15上的凹金屬件 13.2凹凸配合連接。抗扭限位機構14包括固定連接在地基15上的四個限位塊14. l和固定連接 在機架ll底部、限位塊側面的限位擋板14.2。所述限位擋板14.2位于限位塊14. l的一側或兩
所述垂直軸5的頂部可連接擋圈2和緊固螺母1或者連接端蓋。參見圖3，本實施例中連接 的是擋圈2和緊固螺母1。
所述主頁片7是由玻璃鋼材料制造，拉緊裝置16為簡支梁結構。
緊固螺母l，擋圈2，軸承座3，上軸承4，垂直軸5，連接鉸6，主頁片7，啟動風輪8，下 軸承9，聯軸節IO，機架ll，發電機12，垂直限位機構13，抗扭限位機構14，上述零部件可 視為整體A，整體A固定在地基15上。
整體A的內部，緊固螺母l，擋圈2，垂直軸5，連接鉸6，主頁片7，啟動風輪8可視為又 一個整體B，稱為風輪，風輪在軸承座3、機架11的約束下通過上軸承4、下軸承9可自由回 轉，風輪回轉形成的力矩通過聯軸節10傳給發電機12發電。
所述垂直限位機構13約束整體A鉛垂方向移動，所述抗扭限位機構14約束整體A水平方向 轉動，確保風輪與發電機主軸間只有一個自由度。
權利要求1.一種垂直軸風力發電機組，包括支撐在地基(15)上的機架(11)、與機架(11)連接的轉軸和與轉軸連接的啟動風輪和發電機(12)，其特征在于所述轉軸為垂直軸(5)，垂直軸(5)的中段與啟動風輪(8)連接；沿垂直軸(5)的圓周分布有彎弓形的主頁片(7)，主頁片(7)上端經連接鉸(6)與垂直軸(5)的上段鉸接，主頁片(7)下端經連接鉸(6)與垂直軸(5)的下段鉸接，主頁片(7)中部向外鼓，其橫截面為空心翼形，翼尖部朝向旋轉圓周的切線方向；所述垂直軸(5)的下部通過下軸承(9)與機架(11)連接，垂直軸(5)的下端穿過機架(11)、通過聯軸節(10)與位于機架內的發電機(12)驅動連接，垂直軸(5)的上端連接上軸承(4)，上軸承(4)的外面與軸承座(3)連接，軸承座(3)的耳孔與拉緊裝置(16)連接。
2.根據權利要求l所述的垂直軸風力發電機組，其特征在于所述啟 動風輪(8)呈塔桶狀一層一層地疊落連接在垂直軸(5)上，每層啟動風輪(8)有一底盤 (8.2)，底盤(8.2)上相對垂直軸(5)對稱連接至少兩片彎弧形的輪片(8.1)。
3.根據權利要求2所述的垂直軸風力發電機組，其特征在于所述主 頁片(7)至少有兩片，其內部的空腔(7.1)內壁之間連有加強筋(7.2)。
4.根據權利要求1或2所述的垂直軸風力發電機組，其特征在于所 述垂直軸(5)的頂部連接擋圈(2)和緊固螺母(1)或者連接端蓋。
5.根據權利要求1或2所述的垂直軸風力發電機組，其特征在于所 述機架(11)的底部與地基(15)之間連接有垂直限位機構(13)和抗扭限位機構(14)。
6.根據權利要求5所述的垂直軸風力發電機組，其特征在于所述關 節軸承(13)由固定連接在機架(11)底部的凸金屬件(13.1)和固定連接在地基(15)上 的凹金屬件(13.2)凹凸配合連接。
7.根據權利要求5所述的垂直軸風力發電機組，其特征在于所述扭 轉控制裝置(14)包括固定連接在地基(15)上的限位塊(14.1)和固定連接在機架(11)底部、限位塊側面的限位擋板(14.2)。
8.根據權利要求7所述的垂直軸風力發電機組，其特征在于所述限 位擋板(14.2)位于限位塊(14.1)的一側或兩側。
專利摘要一種垂直軸風力發電機，其轉軸為垂直軸，垂直軸的中段與啟動風輪連接；沿垂直軸的圓周分布有彎弓形的主頁片，主頁片上端經連接鉸與垂直軸的上段鉸接，主頁片下端經連接鉸與垂直軸的下段鉸接，主頁片中部向外鼓，其橫截面為空心翼形，翼尖部朝向旋轉圓周的切線方向；所述垂直軸的下部通過下軸承與機架連接，垂直軸的下端穿過機架、通過聯軸節與位于機架內的發電機驅動連接，垂直軸的上端連接上軸承，上軸承的外面與軸承座連接，軸承座的耳孔與拉緊裝置連接。本實用新型可使用拉緊裝置，所以抗風能力強；其無需迎風控制裝置，沒有限速、限流等保護裝置，結構簡單，故障少，造價低；啟動風輪取帶了啟動電動機，降低了運行成本。
文檔編號F03D9/00GK201367985SQ200920301340
公開日2009年12月23日 申請日期2009年3月17日 優先權日2009年3月17日
發明者楊勝武 申請人:楊勝武