一種微型垂直軸式風輪機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于風力發電技術領域，特別是涉及一種微型垂直軸式風輪機。
【背景技術】
[0002]隨著新能源產業的迅速發展，人們愈加重視對風能的利用。通常根據風力發電機組的額定功率可將其分為:微型機(1kW以下)；小型機(1kW至10kW);中型機(10kW至100kff)及大型機(100kW以上，顆級風機)。
[0003]風力發電機組(以下簡稱“風機”)主要由兩大部分組成:風輪機部分一一將風能轉換為機械能；發電機部分一一將機械能轉換為電能。風機的發電機部分可采用異步發電機或同步發電機，其主要外在差別體現在風輪機部分上。依風輪機旋轉主軸的方向(即主軸與地面的相對位置)可將其分為:“水平軸式風輪機” 一一轉動軸與地面平行，葉輪需隨風向變化而調整位置；“垂直軸式風輪機” 一一轉動軸與地面垂直，葉輪不必隨風向改變而調整方向。
[0004]其中水平軸式風輪機存在以下缺點:(I)體積大、重心高，安裝不便，需要拉纖固定，一旦遭遇強風極易倒傾；(2)啟動風速較高，對風場要求高，在微風地區很難啟動發電；
(3)需加裝迎風裝置，以保證風輪機的葉輪始終處于最大受風面所在位置，這為簡易型風機設計增加了難度。
[0005]相比較而言，垂直軸式風輪機可以克服水平軸式風輪機的這些缺點，具有較多顯著優勢:
[0006](I)安全性一一采用垂直葉片和三角形雙支點設計，并且主要受力點集中于輪轂，因此能夠較好解決葉片脫落、斷裂和葉片飛出等問題；
[0007](2)噪音一一水平軸式風輪機采用垂直面旋轉且葉片應用飛機機翼原理設計，使其運行時噪音較大。而垂直軸式風輪機運行時噪音可降低到在自然環境下測量不到的程度；
[0008](3)抗風能力一一垂直軸式風輪機的水平旋轉和三角形雙支點設計原理，使其受風壓力小，在基礎固定穩固的條件下可以抵抗速度30m/s以內的強風；
[0009](4)回轉半徑一一由于其設計結構和工作原理的不同，比其他形式風輪機具有更小的回轉半徑，節省了空間，同時提高了效率；
[0010](5)發電曲線特性一一由于垂直軸式風機的運行特性，它的啟動風速低于其他形式的風機，發電功率的上升幅度較平緩，因此在5?8m/s的風速范圍內，其發電量較其他類型的風機尚10%?30% ；
[0011](6)利用風速范圍一一垂直軸式風機采用了特殊的控制原理，使它的適合運行風速范圍擴大到2.5?25m/s，在最大限度利用風力資源的同時獲得了更大的發電總量，提高了風電設備使用的經濟性；
[0012](7)剎車裝置一一垂直軸式風機可配置機械手動和電子自動剎車兩種，在無超強陣風的地區，僅需設置手動剎車即可；
[0013](8)運行維護一一無需加裝轉向機構，只需定期(一般每半年)對鏈條傳動部件的連接處進行檢查。
[0014]但是，目前常用的垂直軸式風輪機均為大型風輪機，因此不適于微風地區的風力發電。
【發明內容】
[0015]為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種量在百瓦級的微型垂直軸式風輪機。
[0016]為了解決上述問題，本實用新型提供的微型垂直軸式風輪機包括機箱、發電機、傳動裝置、風輪和風輪固定框架；其中機箱為圓柱體形箱體，頂部焊接機箱頂蓋，底部焊接法蘭底盤及45°加強筋板，機箱由法蘭底盤上的地腳螺栓固定在機組安裝基礎上，機箱頂蓋中心處打風輪軸過孔，并且圓周面上設有一個檢修門；風輪包括風輪軸、頂盤、底盤和三片槳葉；其中風輪軸的底部通過一個止推軸承安裝在機箱頂蓋上的風輪軸過孔內；三片槳葉的一側均固定在風輪軸中部，且彼此相差120° ;風輪頂盤和底盤的中心分別貫穿風輪軸的頂部及底部，三片槳葉的上下邊緣分別固定于頂盤底面及底盤頂面；發電機和傳動裝置均設置在機箱內部，發電機的主軸和風輪軸下端分別安裝一套齒輪組，并且兩套齒輪組之間通過鏈條連接而構成傳動裝置；風輪軸頂端通過一個止推軸承安裝在位于頂盤上方的風輪固定框架的橫梁中部；風輪固定框架的兩側分別通過鋼管及加強耳板與機箱頂部邊緣相接。
[0017]所述的槳葉沿軸向彎成半圓弧形，整體由上至下呈斜線收窄。
[0018]所述的槳葉下端向前扭轉設置，其頂端弦線與底端弦線之間呈15°夾角。
[0019]所述的風輪頂盤和底盤均打有多個貫穿孔。
[0020]所述的槳葉表面由上至下沖壓形成有多條自風輪軸向槳葉外側邊緣出射且與風輪軸呈60°夾角的橫筋，并且橫筋凸出在槳葉的凹面外。
[0021]本實用新型提供的微型垂直軸式風輪機的有益效果:
[0022](I)機箱采用圓柱體結構，以減小風阻。
[0023](2)采用三片槳葉的主流結構，平衡美觀。槳葉的數目由很多因素決定，其中包括空氣動力效率、復雜度、成本、噪音、美學要求等等。槳葉太少的風力發電機通常需要較高的轉速以獲取足夠的風能，因此噪音較大。而槳葉太多，它們之間會相互作用而降低系統效率。
[0024](3)槳葉形狀經過優化，主要體現在上寬下窄且下端向前扭曲以及表面設置橫筋，這樣可加大葉面風阻，以解決因轉速低而造成的風機效率低的問題。
[0025](4)本微型垂直軸式風輪機制作簡便，在3?4級風速下都能運轉正常，可在建筑物屋頂或地表安裝，維護簡單易行，比較適合作為小型戶用風電機組。與小容量并網逆變器結合，可滿足并網發電要求。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型提供的微型垂直軸式風輪機正面結構剖視圖。
[0027]圖2為本實用新型提供的微型垂直軸式風輪機主視圖。
[0028]圖3為本實用新型提供的微型垂直軸式風輪機上風輪整體結構立體圖。
[0029]圖4為本實用新型提供的微型垂直軸式風輪機上風輪結構分解立體圖。
[0030]圖5為本實用新型提供的微型垂直軸式風輪機上風輪俯視圖。
[0031]圖6為本實用新型提供的微型垂直軸式風輪機上槳葉橫筋示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型提供的微型垂直軸式風輪機進行詳細說明。
[0033]如圖1一圖6所示，本實用新型提供的微型垂直軸式風