專(zhuān)利名稱：垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，特別是涉及一種垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，能源的日益枯竭，人類(lèi)必須合理利用能找到 的有效能源。而風(fēng)力作為發(fā)電能源只占現(xiàn)有發(fā)電能源的極少部分。其 主要原因就是現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)造價(jià)高，葉片長(zhǎng)，重量大，安裝困難， 機(jī)件易磨損，不易維修等諸多因素。目前現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)當(dāng)風(fēng)速增 大時(shí)為減少風(fēng)葉的接風(fēng)量，對(duì)安裝的調(diào)漿電機(jī)或安裝制動(dòng)裝置要求比 較高。而建造大功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)受到重量和安裝高度等條件的限制 致使風(fēng)力發(fā)電不能大力發(fā)展的主要原因。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，該風(fēng)力發(fā) 電機(jī)采用一種新型的葉輪結(jié)構(gòu)，使其可隨風(fēng)力大小自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，并 且可始終保持向同一方向旋轉(zhuǎn)。另外再通過(guò)增設(shè)風(fēng)懸浮及承載軌道， 有效減輕了風(fēng)力裝置的重量對(duì)軸承的壓力，可使該風(fēng)力發(fā)電裝置極為 簡(jiǎn)便的向大功率型風(fēng)力發(fā)電機(jī)擴(kuò)展，并實(shí)現(xiàn)微風(fēng)發(fā)電。為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供的垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，主要包 括中心軸、葉輪及發(fā)電機(jī)三個(gè)部分，其中所述中心軸包括一轉(zhuǎn)軸樞設(shè)于一固定軸上構(gòu)成，所述葉輪包括4個(gè)葉面，分為第一葉面組和第二 葉面組，每組包括兩個(gè)葉面并以對(duì)稱平行的方式固定于上述轉(zhuǎn)軸的兩 側(cè)，其中第一葉面組以垂直交錯(cuò)的方式疊設(shè)于第二葉面組的上方，而 所述葉面則包括由框架、風(fēng)面板、擋桿及面板轉(zhuǎn)軸組成，所述框架固 定于上述轉(zhuǎn)軸一側(cè)，所述擋桿及面板轉(zhuǎn)軸以一定間隔平行設(shè)置于該框架上，所述風(fēng)面板則以一定中間部位樞設(shè)于上述面板轉(zhuǎn)軸之上，使該 風(fēng)面板以大、小面積兩個(gè)部分繞面板轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，另外，所述葉面還可 平行增設(shè)若干上述風(fēng)面板等結(jié)構(gòu)，以增大該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率。上述風(fēng)面板的小面積部可再分開(kāi)設(shè)一放風(fēng)面板，當(dāng)風(fēng)面板接風(fēng)量 超過(guò)一定量時(shí)，所述放風(fēng)面板會(huì)在風(fēng)力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)打開(kāi)，以放掉多 余的風(fēng)，而在其接風(fēng)量降低到一定程度時(shí)，該放風(fēng)面板會(huì)在重力作用 下恢復(fù)到原始狀態(tài)，綜上所述，可使得中心轉(zhuǎn)軸始終在恒定的受力情 況下，保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。上述第一葉面組或第二葉面組的框架上，還可以增設(shè)若干風(fēng)懸 浮，該風(fēng)懸浮可在風(fēng)力的作用下產(chǎn)生向上的浮力，從而減小葉面因自 身重量對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的摩擦力，實(shí)現(xiàn)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)在微風(fēng)環(huán)境下發(fā)電的 目的。該風(fēng)懸浮包括一風(fēng)面以一定斜角樞設(shè)于一風(fēng)懸浮軸上，所述斜角優(yōu)選為45度，并通過(guò)該風(fēng)懸浮軸垂直固定于上述框架之上，另所 述風(fēng)懸浮還設(shè)有一調(diào)風(fēng)結(jié)構(gòu)，以調(diào)整其受風(fēng)方向。上述葉輪下方可再設(shè)一承載軌道通過(guò)支架固定于地面上，并于第 二葉面組框架下邊相應(yīng)裝設(shè)一轉(zhuǎn)動(dòng)輪，以使其葉輪沿承載軌道運(yùn)動(dòng)， 從而達(dá)到減輕風(fēng)力裝置的重量對(duì)中心轉(zhuǎn)軸軸承的壓力。上述轉(zhuǎn)軸上再設(shè)有一傳動(dòng)齒輪，該傳動(dòng)齒輪再與上述發(fā)電機(jī)上所 設(shè)的被動(dòng)齒輪相連接，以將葉輪所受風(fēng)能的動(dòng)力傳動(dòng)至發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā) 電。因此，本發(fā)明提供的風(fēng)懸浮垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，具有以下優(yōu)點(diǎn)1. 本風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造規(guī)格可大可小，不同功率規(guī)格 的發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電裝置可以平行增設(shè)若干風(fēng)面板，使中心轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn) 動(dòng)力大大增加。再加上風(fēng)懸浮裝置來(lái)減輕風(fēng)力裝置的重量對(duì)軸承的壓 力，使其在微風(fēng)狀態(tài)下就能旋轉(zhuǎn)發(fā)電，在強(qiáng)風(fēng)情況下也能連續(xù)工作；2. 與同等功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比，本發(fā)明提供的風(fēng)懸浮垂直軸 式風(fēng)力發(fā)電機(jī)其制造成本低、實(shí)用效率高、安裝方便，更適合風(fēng)向不 定，風(fēng)力隨時(shí)變化的地方。


圖1為本發(fā)明提供的垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)立體示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作 為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明提供的垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，如圖1所示，主要包括中心軸100、葉輪200及發(fā)電機(jī)300三個(gè)部分，其中所述中心軸100是由 一轉(zhuǎn)軸101樞設(shè)于一固定軸102上構(gòu)成，且分別再于轉(zhuǎn)軸101的上下 兩端，即于轉(zhuǎn)軸101與固定軸102鄰接處上下分別設(shè)置一鎖帽103及 軸承104加以限定。所述葉輪200包括4個(gè)葉面201，每?jī)蓚€(gè)葉面201為一組，設(shè)為 第一葉面組210和第二葉面組220，每組葉面201分別以對(duì)稱平行的 方式固定于上述轉(zhuǎn)軸101的兩側(cè)，其中第一葉面組210以垂直交錯(cuò)的 方式疊設(shè)于第二葉面組220上方，而所述葉面201則包括由框架2011 、 風(fēng)面板2012、擋桿2013及面板轉(zhuǎn)軸2014組成，所述框架2011固定 于上述轉(zhuǎn)軸101 —側(cè)，所述擋桿2013及面板轉(zhuǎn)軸2014以一定間隔平 行設(shè)置于該框架2011上，所述風(fēng)面板2012則以一定中間部位樞設(shè)于 所述面板轉(zhuǎn)軸2014之上，使得該風(fēng)面板2012以大、小面積兩個(gè)部分 繞面板轉(zhuǎn)軸2014轉(zhuǎn)動(dòng)，其中所述大、小面積風(fēng)面板(2015、 2016) 面積比例優(yōu)選為2 4: 1，而上述擋桿2013與面板轉(zhuǎn)軸2014之間的 距離則稍小于所述大面積風(fēng)面板2015的寬度且大于小面積風(fēng)面板 2016的寬度，另外，所述葉面201的框架2011可延長(zhǎng)至一定長(zhǎng)度， 以實(shí)現(xiàn)在該框架2011上平行增設(shè)若干上述風(fēng)面板2012、擋桿2013 及面板轉(zhuǎn)軸2014結(jié)構(gòu)，以增大該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率。上述轉(zhuǎn)軸101上再設(shè)有一傳動(dòng)齒輪1011，該傳動(dòng)齒輪1011再與 上述發(fā)電機(jī)300上所設(shè)的被動(dòng)齒輪301相連接，以將葉輪200轉(zhuǎn)動(dòng)扭 力傳動(dòng)至發(fā)電機(jī)300進(jìn)行發(fā)電。上述第一葉面組210框架2011上，還可以增設(shè)若干風(fēng)懸浮211， 該風(fēng)懸浮211可在風(fēng)力的作用下產(chǎn)生向上的浮力，從而減小葉面201 因自身重量對(duì)中心轉(zhuǎn)軸101上軸承的摩擦力，并實(shí)現(xiàn)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)在微風(fēng)環(huán)境下發(fā)電的目的。該風(fēng)懸浮211包括一風(fēng)面2111以一定斜角 樞設(shè)于一風(fēng)懸浮軸2112上，并通過(guò)該風(fēng)懸浮軸2112垂直固定于上述 框架2011之上，且該風(fēng)面2111底邊再設(shè)置一加強(qiáng)筋2113連接于風(fēng) 懸浮軸2112上，另所述風(fēng)懸浮211還設(shè)有一調(diào)風(fēng)結(jié)構(gòu)2114,以調(diào)整 其受風(fēng)方向，該調(diào)風(fēng)結(jié)構(gòu)2114為一尾舵2115設(shè)于一連桿2116 —端， 該連桿2116的另一端再與上述風(fēng)面2111底邊相連接，另外，該風(fēng)懸 浮也可設(shè)與上述第二葉面組220的框架上。上述葉輪200下方可再設(shè)一承載軌道400通過(guò)支架(圖中未標(biāo)示) 固定于地面上，并于上述第二葉面組220框架2011下邊相應(yīng)裝設(shè)一 轉(zhuǎn)動(dòng)輪221，以使其葉輪200沿承載軌道400運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到減輕葉 輪200重量對(duì)中心轉(zhuǎn)軸101上軸承104的壓力。在上述小面積風(fēng)面板2016上再開(kāi)設(shè)一放風(fēng)面板2017，該放風(fēng)面 板2017樞接于上述小面積風(fēng)面板2016上的一放風(fēng)板轉(zhuǎn)軸(2018)上， 使其在接風(fēng)量超過(guò)一定量時(shí)，該放風(fēng)面板2017會(huì)在風(fēng)力的作用下轉(zhuǎn) 動(dòng)打開(kāi)，以放掉多余的風(fēng)，當(dāng)接風(fēng)量降低到一定程度時(shí)，該放風(fēng)面板 會(huì)在重力作用下恢復(fù)到原始狀態(tài)，如此一來(lái)使得所述葉輪200始終在 恒定的受力情況下，保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明提供的垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)在工作時(shí)，首先假定當(dāng)風(fēng)力垂 直作用于第二葉面組220中的一葉面201時(shí)，風(fēng)力推動(dòng)其風(fēng)面板2012 旋轉(zhuǎn)，使其大面積風(fēng)面板2015靠至其相對(duì)應(yīng)的擋桿2013上，從而推 動(dòng)該葉面201旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)中心轉(zhuǎn)軸101上所設(shè)的傳動(dòng)齒輪1011傳 至發(fā)電機(jī)300。在上述風(fēng)向環(huán)境下，開(kāi)始時(shí)所述第二葉面組220的另 一葉面(圖中未標(biāo)示)上的風(fēng)面板(圖中未標(biāo)示)在風(fēng)力的作用下與 風(fēng)向保持平行，所述第一葉面組210的兩葉面上(圖中未標(biāo)示)的風(fēng) 面板(圖中未標(biāo)示)也在風(fēng)力作用下與風(fēng)向平行，只有當(dāng)中心轉(zhuǎn)軸 101旋轉(zhuǎn)到一定角度后，其各葉面才輪流依次受力做功，因此而基本 消除了在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中其他不做功葉面產(chǎn)生的阻力，增大了該風(fēng)力發(fā)電 機(jī)的效率。另外，藉由上述葉輪200結(jié)構(gòu)，該風(fēng)懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)可在 不同風(fēng)向的環(huán)境下，始終保持同一旋轉(zhuǎn)方向工作。
權(quán)利要求1.一種垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括中心軸(100)、葉輪(200)及發(fā)電機(jī)(300)三個(gè)部分，其中所述中心軸(100)包括一轉(zhuǎn)軸(101)樞設(shè)于一固定軸(102)上構(gòu)成，所述葉輪(200)包括4個(gè)葉面(201)。分為第一葉面組(210)和第二葉面組(220)，每組包括兩個(gè)葉面(201)并以對(duì)稱平行的方式固定于上述轉(zhuǎn)軸(101)的兩側(cè)，其中第一葉面組(210)以垂直交錯(cuò)的方式疊設(shè)于第二葉面組(220)的上方，而所述葉面(201)則包括由框架(2011)、風(fēng)面板(2012)、擋桿(2013)及面板轉(zhuǎn)軸(2014)組成，所述框架(2011)固定于上述轉(zhuǎn)軸(101)一側(cè)，所述擋桿(2013)及面板轉(zhuǎn)軸(2014)以一定間隔平行設(shè)置于該框架(2011)上，所述間隔為稍小于所述大面積風(fēng)面板(2015)的寬度且大于小面積風(fēng)面板(2016)的寬度，所述風(fēng)面板(2012)則以中間部位樞設(shè)于上述面板轉(zhuǎn)軸(2014)之上，所述轉(zhuǎn)軸(101)上再設(shè)有一傳動(dòng)齒輪(1011)，該傳動(dòng)齒輪(1011)再連接上述發(fā)電機(jī)(300)上所設(shè)的被動(dòng)齒輪(301)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所 述葉面(201)再平行增設(shè)若干上述風(fēng)面板(2012)、擋桿(2013)及 面板轉(zhuǎn)軸(2014)結(jié)構(gòu)。 '
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所 述第一葉面組(210)框架上再增設(shè)若干風(fēng)懸浮。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所 述第二葉面組(220)框架上再增設(shè)若干風(fēng)懸浮。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4任意一項(xiàng)所述垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其 特征在于，所述風(fēng)懸浮(211)包括一風(fēng)面(2111)以一定斜角樞設(shè) 于一風(fēng)懸浮軸(2112)上，并通過(guò)該風(fēng)懸浮軸(2112)垂直固定于上 述框架(2011 )之上，所述斜角優(yōu)選為45度，再包括一調(diào)風(fēng)結(jié)構(gòu)(2114) 于風(fēng)面(2111)下邊上，調(diào)風(fēng)結(jié)構(gòu)(2114)為一尾舵(2115)設(shè)于一 連桿(2116) —端，該連桿(2116)的另一端再與上述風(fēng)面(2111) 底邊相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所 述風(fēng)面(2111)底邊再設(shè)置一加強(qiáng)筋(2113)連接于風(fēng)懸浮軸(2112)
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所 述葉輪(200)下方再設(shè)一承載軌道(400)通過(guò)支架固定于地面上， 并于第二葉面組(220)框架(2011)下邊相應(yīng)裝設(shè)一轉(zhuǎn)動(dòng)輪(221)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所 述大、小面積風(fēng)面板(2015、 2016)的面積比例優(yōu)選為2 4: 1。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所 述小面積風(fēng)面板(2016)再開(kāi)設(shè)一放風(fēng)面板(2017)，該放風(fēng)面板2017 樞接于上述小面積風(fēng)面板2016上的一放風(fēng)板轉(zhuǎn)軸(2018)上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，提供一種垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，主要包括中心軸、葉輪及發(fā)電機(jī)三個(gè)部分，其中葉輪包括兩組葉面以垂直交錯(cuò)的方式疊設(shè)固定在中心軸的轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸上再設(shè)有一傳動(dòng)齒輪連接發(fā)電機(jī)上所設(shè)的被動(dòng)齒輪；另外，所述葉面可擴(kuò)展以加大該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率，所述葉輪上還可以增設(shè)若干風(fēng)懸浮，以及在葉輪下方安裝一轉(zhuǎn)動(dòng)輪以使其運(yùn)動(dòng)于一承載軌道上，以減輕該葉輪的重量對(duì)軸承的壓力，上述葉輪上的葉面還可開(kāi)設(shè)一放風(fēng)面板，以調(diào)節(jié)葉輪在強(qiáng)風(fēng)下保持一定的受風(fēng)量。因此，本實(shí)用新型提供的垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)其制造成本低、實(shí)用效率高、適用范圍廣，可在強(qiáng)風(fēng)下進(jìn)行安裝，且可在不同風(fēng)向環(huán)境中保持一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)、不產(chǎn)生反轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F03D7/06GK201090379SQ20072019578
公開(kāi)日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2007年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者輝 李, 李世龍 申請(qǐng)人:李世龍;李 輝